鐵路橋梁動載試驗PPT學習教案

1、會計學1鐵路橋梁動載試驗鐵路橋梁動載試驗 世界上第一座鐵路橋梁第一座鐵路橋梁是隨著鐵路（英國1825年）的誕生而誕生的，鐵橋1825年、混凝土橋1867年、鋼橋1874年、鋼筋混凝土橋1890年。 目前世界上跨度最大的鐵路橋為青馬大橋（公鐵兩用、懸索橋），全長2160米，主跨1377米，造價71.4億港元，1997年建成。第1頁/共59頁第2頁/共59頁 目前我國大陸跨度最大的鐵路橋為蕪湖長江大橋（公鐵兩用、連續(xù)鋼桁梁低塔斜拉橋），全長10020.96米，主跨312米。第3頁/共59頁 截止2003年末，我國鐵路共有橋梁43459座、2705.9086km，其中混凝土橋和混合橋41556座、鋼

2、橋1866座。93%的長度為混凝土梁?；炷亮夯炷亮海褐饕譃槠胀ㄤ摻罨炷亮海ㄗ畲罂缍?0m）、預應力混凝土梁（簡支梁最大跨度64m）和框構梁。從結構形式看，最多的是預應力混凝土梁，占混凝土梁的41.6%；普通鋼筋混凝土梁占35.2%；框構梁占19.2%。從跨度上看，32m和31.7m占預應力混凝土梁的46.3%；10m（不含）以下占普通鋼筋混凝土梁的55.5%。鋼梁鋼梁：主要分為鋼板梁（分上承和下承，常見跨度32m和40m）、鋼桁梁（分上承式、半穿式、穿式，常見跨度40m128m）。從結構型式上看，最多的是上承鋼板梁，占64.9%。從跨度上看1640m最多，占72.6%。 第4頁/共59

3、頁橋梁設計荷載橋梁設計荷載：1中Z級荷載：分為小于中22級、中22級至中24級、中24級中26級、大于等于中26級四種情況；2中活載（大約相當于中22級）；3ZK活載（大約相當于0.8倍中活載，客運專線，含輕快貨車）。第5頁/共59頁鐵路橋梁產生振動的原因：1列車荷載上橋引起的動撓度2移動荷載的周期性效應3軌道不平順4車輪扁疤5車輛蛇行運動6轉向架“擺振”7車輛簧上和簧下質量的振動（客車兩系懸掛、貨車一系懸掛）8蒸汽機車的不平衡重錘我國鐵路運營特點我國鐵路運營特點：客貨共線、高低速度混跑、部分貨車轉向架性能較差。第6頁/共59頁第7頁/共59頁第8頁/共59頁第9頁/共59頁第10頁/共59頁

4、第11頁/共59頁第12頁/共59頁第13頁/共59頁第14頁/共59頁第15頁/共59頁第16頁/共59頁第17頁/共59頁第18頁/共59頁表1 振動加速度與人的主觀感覺的關系( ISO/DIS2631-1(1994)振動加速度有效值(g)人的主觀感覺0.2極不舒適第19頁/共59頁第20頁/共59頁第21頁/共59頁第22頁/共59頁第23頁/共59頁第24頁/共59頁第25頁/共59頁表1 測試準確度標準相對誤差應變、位移5%振動幅值10%自振頻率1% 當需濾波時，應根據(jù)具體情況合理設置低通、高通的濾波截止頻率或帶通的通頻帶寬，確保其原始記錄波形的真實性。第26頁/共59頁第27頁/共

5、59頁第28頁/共59頁第29頁/共59頁第30頁/共59頁maxmax1sd式中 實測最大動撓度值； 取本次波形的振幅中心軌跡線的頂點值，或低速（準靜態(tài)）最大撓度值。maxdmaxs第31頁/共59頁 (2)從動應力波形式中 實測最大動撓度值； 取本次波形的振幅中心軌跡線的頂點值，或低速（準靜態(tài)）最大撓度值。 maxmax1sdmaxdmaxs 從動撓度獲取的動力系數(shù)（以前稱為沖擊系數(shù)）為結構的整體動力系數(shù)；從應力波形獲得的動力系數(shù)為該應力點具體結構件的動力系數(shù)。3、對振動波形應進行下列分析： （1）橋梁振動的實際振幅（單峰值） 注意波形必須是經(jīng)過預檢，去掉奇異項，修正零線飄移、趨勢等誤差，

6、并經(jīng)正確濾波后確認非失真的波形。 第32頁/共59頁（ 2）結構各階振動的固有自振頻率和阻尼比特性1） 由實測時域余振波形的自由振動衰減曲線確定：自振頻率阻尼比 式中自由振動衰減波形圖上量取振幅的整周期波數(shù)。2） 由環(huán)境微振動頻譜分析確定：自振頻率 阻尼比式中 處的頻帶寬；功率譜峰值；0自振頻率。mTmf0mAAnmDnn1121m200f02D2/maxXmaxX第33頁/共59頁第34頁/共59頁 2）最大車輛輪重減載率值：機車、車輛輪對左右車輪，同一瞬間在左右鋼軌上發(fā)生的最大 值。 式中P1，P2實測左右輪重； 減載和增載側車輪的平均輪重； 輪重減載量。PP/221PPP221PPPPP

7、（5 ）進行譜分析時，應合理選擇時間窗函數(shù)，以減少泄漏，在橋梁試驗的實際運用中可選擇漢寧（Hanning）、哈明(Hamming)、凱塞貝塞爾（Kaiser-Bessel）或其他合適的時間窗函數(shù)。 第35頁/共59頁第36頁/共59頁第37頁/共59頁既有線提速200km/h技術條件（試行）規(guī)定梁體撓度（中活載，雙線橋梁雙線加載）應滿足下表：跨度L（m）L2424L4040L96撓度限值單跨L/1000L/900L/900多跨L/1400L/1200L/900新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定規(guī)定梁體撓度（中活載，雙線橋梁雙線加載）應滿足下表：跨度L(m)L2020L5050L7070

8、L96撓度限值單跨L/1000L/900多跨L/1400L/1200L/1000L/900第38頁/共59頁新建時速200250公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定規(guī)定梁體撓度（ZK活載，雙線橋梁雙線加載）應滿足下表：跨度L（m）L2424L4040L96撓度限值單跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1200新建時速300350公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定規(guī)定梁體撓度（ZK活載，雙線橋梁雙線加載）應滿足下表：跨度L（m）L242480撓度限值單跨L/1300L/1000L/1000多跨L/1800L/1500L/1000上述規(guī)范對梁端轉角也有不同規(guī)定此處從略，分有碴、

9、無碴，可以通過梁體撓度換算。第39頁/共59頁 鐵路橋涵設計基本規(guī)范鋼梁設計動力系數(shù)為1+28/（40+L）?；炷亮旱脑O計動力系數(shù)為：當填土厚度h1m（從軌底算起）時，不計列車豎向動力作用；當h1m時，動力系數(shù)計算公式為： ，式中 ，L以m計，除承受局部活載的桿件為影響線加載長度外，其余均為橋梁跨度。鐵路橋梁檢定規(guī)范、新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定均采納此動力系數(shù)。L30612)1 (4h第40頁/共59頁新建時速200250公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定和新建時速300350公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定采用ZK活載，其動力系數(shù)為：剪力動力系數(shù)： ；彎矩動力系數(shù)： 。913. 02

10、 . 0996. 0L851. 02 . 0494. 1L既有線提速200km/h技術條件（試行）規(guī)定簡支梁橫向自振頻率(Hz)不應小于nh：nh 60/L0.8 (Hz)適用于L64m的混凝土梁、下承式鋼桁梁、鋼板梁。第41頁/共59頁 新建時速200250公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定、新建時速200公里客貨共線鐵路設計暫行規(guī)定和既有線提速200km/h技術條件（試行）規(guī)定簡支梁豎向自振頻率(Hz)不應小于n0：mLmLmLmLn9620,58.23204,80592. 00 新建時速300350公里客運專線鐵路設計暫行規(guī)定規(guī)定簡支梁豎向自振頻率（Hz）不應小于n0：mLmLmLLn8040

11、,58.2340,120592. 00L為簡支梁跨度（m）。 第42頁/共59頁第43頁/共59頁第44頁/共59頁第45頁/共59頁第46頁/共59頁第47頁/共59頁第48頁/共59頁第49頁/共59頁第50頁/共59頁第51頁/共59頁十一、儀器使用 1應變片應變片 應變片粘貼牢靠、方向正確、固定良好、絕緣度達到規(guī)定值。 粘貼電阻絲應變片的構件部位要求平整，對鋼材光潔度要求5。在測試時，電阻絲應變片與構件間的粘貼層必須保證充分干燥有效，干燥程度可用兆歐表測量其對構件的絕緣度來檢驗。絕緣度標準視片基材質和標距而異，其絕緣值應符合表1的規(guī)定。第52頁/共59頁標距(mm)絕緣電阻(M)紙基樹脂基100200300表1 應變片絕緣度標準測試時域波形基線