基于固有頻率變化率的橋梁支座病害識(shí)別技術(shù)的研究.pdf

1、支座作為橋梁結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，它的造價(jià)雖然在橋梁建設(shè)費(fèi)用中占得比例相對(duì)較低，但是支座在橋梁結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。它將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳遞到墩臺(tái)上的同時(shí)，滿足了橋梁上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度、混凝土收縮徐變等作用下的自由變形。由于各種原因，支座存在著各式各樣的支座病害，直接影響橋梁的使用壽命和使用安全?，F(xiàn)在橋梁支座的檢測(cè)方法還比較原始，主要靠人工的尺量、觀察進(jìn)行，還停留在表觀檢測(cè)的階段，對(duì)橋梁支座安裝后的實(shí)際工作性能的檢測(cè)研究還較少。由于支座

2、的高度小、所處的部位光線較暗，而且支座的檢測(cè)是高空作業(yè)，這給橋梁支座的檢測(cè)帶來(lái)了一定的困難，而橋臺(tái)上的支座在胸墻的一面檢測(cè)就更加的困難。現(xiàn)在支座檢測(cè)的儀器還很簡(jiǎn)陋，僅靠肉眼觀察、尺量的局限性很大，難以準(zhǔn)確反映支座的實(shí)際工作狀態(tài)，只有對(duì)支座作出定性、定量的分析，才能鑒定其使用情況。
　　基于橋梁振動(dòng)理論的檢測(cè)技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、效率高、經(jīng)濟(jì)成本較低、不需要阻斷交通且不對(duì)結(jié)構(gòu)造成損傷等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠從全局對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行把握。橋梁支座作為連接

3、橋梁梁體和橋墩的傳力構(gòu)件，在結(jié)構(gòu)分析中作為橋梁的邊界條件，對(duì)橋梁的振動(dòng)特性的影響貢獻(xiàn)較大?；诖吮疚姆謩e以實(shí)驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算的方法，討論了運(yùn)用頻率變化率檢測(cè)橋梁支座病害的方法。
　　首先本文通過(guò)分析結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方程，以及橋梁的結(jié)構(gòu)體系，提出支座可以看成整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)體系的一部分，它可以簡(jiǎn)化為連接橋墩與其橋梁的一根彈簧，支座對(duì)于結(jié)構(gòu)的振動(dòng)的貢獻(xiàn)僅取決于支座的剛度，橋梁的各種病害對(duì)橋梁振動(dòng)特性的影響是由于彈簧的剛度的變化造成的。
　　其

4、次，在理論分析的基礎(chǔ)上本文以16米鋼筋混凝土空心板式簡(jiǎn)支梁橋?yàn)榛A(chǔ)，按1:5的比例，制作了三片鋼筋混凝土試驗(yàn)梁，將支座的剛度變化轉(zhuǎn)化為支座接觸面積的變化。應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的方法，使用DHDAS5922振動(dòng)采集系統(tǒng)，采用跳梁法采集了在支座正常布置情況下的自振頻率以及在各支座剛度下降情況下自振頻率，探索了橋梁支座剛度對(duì)橋梁的自振頻率的影響。通過(guò)研究自振頻率的變化率，得出橋梁支座剛度的變化對(duì)橋梁的自振頻率變化率的影響趨勢(shì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：支座剛度的降低

5、會(huì)影響結(jié)構(gòu)的自振頻率，且結(jié)構(gòu)自身的固有頻率會(huì)隨著支座剛度的降低而降低。支座剛度變化對(duì)結(jié)構(gòu)自振頻率的影響隨支座位置的不同而不同，靠近橋梁兩側(cè)的邊梁支座對(duì)自振頻率的影響要大于靠近橋梁中央的支座的影響。由多支座共同發(fā)生病害時(shí)，結(jié)構(gòu)頻率的總變化率高于單個(gè)支座分別發(fā)生病害時(shí)頻率變化率的和，由于各支座單獨(dú)發(fā)生病害時(shí)頻率變化率處于同一量級(jí)，所以隨著病害支座數(shù)量的增加，結(jié)構(gòu)的自振頻率降低率呈階梯變化。由此可以對(duì)病害支座的病害程度、病害位置、病害數(shù)量進(jìn)行