廈門快速公交br聯(lián)絡(luò)線橋梁動靜載試驗(yàn)

PAGExx快速公交BRT聯(lián)絡(luò)線橋梁動靜載試驗(yàn)淺析1工程概況xx快速公交BRT聯(lián)絡(luò)線起點(diǎn)站與一號線的農(nóng)科所站在高架橋上直接相接，跨縣黃路后沿蓮前路路中高架跨過環(huán)湖路里大道進(jìn)去前埔樞紐站，高架橋全長約2.1公里，共設(shè)3座高架車站。聯(lián)絡(luò)線為雙向車道，標(biāo)準(zhǔn)橋?qū)挒?0米，梁型為單箱單室斷面的預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆箱梁或節(jié)段拼裝連續(xù)箱梁，車站和橋面變寬處選擇單箱多室箱梁。橋墩主要采用矩形板式花瓶敦，在與地面道路沖突的地方則設(shè)置門式墩?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)該工程主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）設(shè)計(jì)高度：一般地段60km/h,困難地段限速40km/h,，30km/h,。雙向單車道。（2）技術(shù)荷載：分別按BRT車輛活載及直線電機(jī)B型車活載雙重檢算；BRT車輛荷載：BRT車輛重29.5t，按三軸布置，P=100KN；直線電機(jī)B型車活載：每列車按四輛編組，P=130KN；直線人群荷載：4.0KPa.（3）橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：本工程橋梁設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為100年。（4）地震荷載：地震基本烈度為7度，設(shè)計(jì)地震動峰值加速度0.15g，本工程按8度設(shè)防。（5）橋面寬度：高架橋橋面寬度一般地段確定為10m，曲線地段考慮加寬。（6）橋下凈空高度：橋下通行汽車時(shí)為5.0m，跨越城市人行天橋時(shí)天橋上的最小凈高不小于2.7m，橋下通行無軌電車時(shí)5.0m.（7）環(huán)境類別：II級1.2橋梁結(jié)構(gòu)BRT聯(lián)絡(luò)線橋梁孔跨布置形式多樣，在此我們僅以第一聯(lián)為例作簡要闡述。1.2.1結(jié)構(gòu)形式（1）上部結(jié)構(gòu)箱梁孔跨布置為（31+31.5+31）m，聯(lián)長93.5m，橋?qū)?0.9～10m，屬于曲線加寬段梁型，采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。箱梁高1.8m，高跨比1、17.5，采用單箱單室斜腹板截面。箱梁頂寬10.7～9.8m，（兩側(cè)各留10m與防撞護(hù)欄現(xiàn)澆），底寬5.35～4.45m；箱梁翼緣板挑臂長2.0m，箱梁寬歲橋梁寬的變化而變化，翼緣板端部厚18cm，與腹板交接處加厚到45m；頂板厚28cm，底板厚25cm,f腹板厚度40cm，在中支點(diǎn)兩側(cè)各4.5m范圍內(nèi)腹板加厚為60cm，在邊支點(diǎn)附近7.5m范圍內(nèi)因腹板預(yù)應(yīng)力束布置的需加厚至60cm。斜腹板的斜度為2：1，腹板與翼緣板、底板的外輪廓線交接均以圓弧過度，與翼緣板的交接半徑為1.5m，與地板的交接半徑為15cm。箱梁在中、邊支點(diǎn)處均設(shè)置有橫梁，其中中橫梁厚2.0m，便橫梁厚1.0m，橫橋向支座中心距分別為3.0m和2.4m。本聯(lián)箱梁位于半徑R=210m圓曲線上，需設(shè)置橫向超高，超高橫陂由箱梁剛性旋轉(zhuǎn)及橋面鋪裝層厚調(diào)整聯(lián)合形成。箱梁采用單向預(yù)應(yīng)力體系，縱向預(yù)應(yīng)力束由腹板束、頂板束及底板束組成。其中腹板束采用15ψs15.2高強(qiáng)度的低松弛鋼絞線，頂、底板束采用12ψs15.2高強(qiáng)度鋼絞線，群錨體系。（2）下部結(jié)構(gòu)由于聯(lián)絡(luò)線高架橋梁絕大部分區(qū)段處于地面道路中央分隔帶中，墩高較高，最大墩高約13.5m，最小墩高約6.7m，平均高度在10m左右，在滿足結(jié)構(gòu)受力及結(jié)構(gòu)安全的前提下，從經(jīng)濟(jì)、景觀、施工方便等因素考慮，橋墩設(shè)計(jì)采用矩形板式花瓶墩。1.2.2孔跨布置該聯(lián)橋長93.5m，孔跨布置為：31+31.5+31m。采用了現(xiàn)澆梁法施工技術(shù)。橋梁橫斷面布置為：0.5m(防撞墻）+0.5m（路緣帶）+3.75m（行車道）+0.5m（雙黃線）+3.75（行車道）+0.5m（路緣帶）+0.5m(防撞墻）。直線及平曲線半徑R>600m路段設(shè)置雙向1.5%橫陂，平曲線半徑R<600m路段設(shè)置橫向超高。2橋梁荷載試驗(yàn)2.1試驗(yàn)概況為了解橋跨結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)機(jī)工作特性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理念，確定結(jié)構(gòu)安全度，為全橋交驗(yàn)提供可靠依據(jù)，同時(shí)也為今后同類型橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)，需在全橋建成后進(jìn)行靜動載試驗(yàn)和分析。橋梁的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目包括靜載試驗(yàn)、脈動試驗(yàn)、跑車試驗(yàn)、跳車試驗(yàn)、剎車試驗(yàn)。靜載試驗(yàn)測定梁體在靜荷載作用下控制截面的位移和應(yīng)力。脈動試驗(yàn)測定該橋的自振頻率。跑車試驗(yàn)、跳車試驗(yàn)和剎車試驗(yàn)測定動荷載作用下梁體的時(shí)程反應(yīng)。在試驗(yàn)前進(jìn)行施工過程計(jì)算，這一校核過程主要是根據(jù)設(shè)計(jì)圖提供的資料，建立獨(dú)立于設(shè)計(jì)方的計(jì)算模型，采用設(shè)計(jì)計(jì)算的主要參數(shù)和設(shè)計(jì)計(jì)算中假定的施工階段進(jìn)行計(jì)算。2.2橋梁荷載試驗(yàn)意義橋梁工程的質(zhì)量是必須高度重視的重大問題，為了保證橋梁工程的質(zhì)量，除了加強(qiáng)對勘測、設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量管理之外，對竣工橋梁進(jìn)行成橋檢測是最為直接有效的辦法。橋梁檢測最主要的方法是橋梁荷載試驗(yàn)。通過橋梁荷載試驗(yàn)可以了解橋跨結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)和工作特性，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論，確定結(jié)構(gòu)安全度，為全橋交驗(yàn)提供可靠依據(jù)，同時(shí)也為今后同類型橋梁結(jié)構(gòu)的發(fā)展積累經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。2.3橋梁荷載試驗(yàn)的目的檢測技術(shù)是橋梁試驗(yàn)的重要技術(shù)保障，它的科學(xué)性、準(zhǔn)確性直接關(guān)系到橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)芊襁_(dá)到預(yù)期的目的。橋梁檢測的工作內(nèi)容比較多，設(shè)計(jì)到很多方面。從試驗(yàn)方法上來講，分為靜載試驗(yàn)、動載試驗(yàn)和無損檢測。目前，國內(nèi)外對各種橋梁進(jìn)行實(shí)橋的靜、動載試驗(yàn)的必要性認(rèn)識是一致的，靜動載試驗(yàn)是評價(jià)一座橋梁在使用期間工作性能可靠性的唯一手段，通過全橋靜動載試驗(yàn)可以達(dá)到以下目的：（1）通過對結(jié)構(gòu)整體的外觀質(zhì)量檢查，評定橋梁結(jié)構(gòu)是否達(dá)到設(shè)計(jì)的外觀要求。檢驗(yàn)本橋施工質(zhì)量，確定工程的可靠性，為竣工驗(yàn)收提供技術(shù)依據(jù)。（2）通過橋梁靜載試驗(yàn)，直接了解橋跨結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，判斷實(shí)際承載能力，評價(jià)其在設(shè)計(jì)使用荷載下的工作性能，評定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)荷載的標(biāo)準(zhǔn)。（3）通過動力試驗(yàn)了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性以及其在長期使用荷載階段的動力性能。（4）通過對橋梁剪力滯效應(yīng)的研究，驗(yàn)證該類型橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力性能是否與設(shè)計(jì)理論相符合；（5）驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法和設(shè)計(jì)中的各種假定的正確性和合理性，為今后同類型橋梁的設(shè)計(jì)積累科學(xué)資料；（6）通過荷載試驗(yàn)，建立橋梁“指紋”檔案，為該橋梁以后的檢測、維修保養(yǎng)提供基礎(chǔ)資料。2.4橋梁荷載試驗(yàn)的內(nèi)容（1）橋跨結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)。根據(jù)計(jì)算出的影響線（或影響面）確定試驗(yàn)工況，測試各宮況作用下關(guān)心截面的應(yīng)力、結(jié)構(gòu)的變形；（2）橋跨結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)。動載測試包括測試橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型以及相應(yīng)的阻尼比。此外還要進(jìn)行跑車試驗(yàn)、剎車試驗(yàn)、跳車試驗(yàn)，測定橋梁的動力放大系數(shù)、振幅以及衰減特性。3靜載試驗(yàn)橋梁靜載試驗(yàn)是指靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置，測試結(jié)構(gòu)的凈應(yīng)變、凈應(yīng)力以及凈位移等，從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力，它是檢驗(yàn)橋梁性能及工作狀態(tài)（如結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度）最直接、最有效的辦法。為了較為可觀的反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能，靜載試驗(yàn)采用現(xiàn)場試驗(yàn)方式。在試驗(yàn)之前應(yīng)進(jìn)行相關(guān)的理論分析，在此基礎(chǔ)上制定周密的實(shí)施方案。理論計(jì)算結(jié)果亦可以作為衡量現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果的理論依據(jù)。本橋靜載試驗(yàn)進(jìn)行以下幾項(xiàng)內(nèi)容：最大正彎矩截面應(yīng)變測試；最大正彎矩截面位移測試；最大負(fù)彎矩截面應(yīng)變測試；橋梁靜載試驗(yàn)主要是通過測量橋梁結(jié)構(gòu)在靜力試驗(yàn)荷載作用下各控制截面的應(yīng)力及結(jié)構(gòu)變形，從而確定橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)期望值是否相符，它是檢驗(yàn)橋梁性能及工作狀態(tài)（如結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度）最直接、最有效的辦法。3.1靜載試驗(yàn)荷載等級的確定為了滿足鑒定橋梁荷載力的要求，試驗(yàn)工況的選擇反映橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力狀態(tài)。在進(jìn)行各荷載工況布置時(shí)，可參照截面內(nèi)力（或應(yīng)力、變形）影響線（或影響面）進(jìn)行。為了保證荷載試驗(yàn)的效果，必須先確定實(shí)驗(yàn)的控制荷載。分別計(jì)算以上幾種荷載對結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生內(nèi)力（或變形）的最不利值，經(jīng)行比較，取其中最不利者對應(yīng)的荷載作為控制荷載。為了保證靜載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)，在選擇試驗(yàn)荷載的大小和加載位置時(shí)采用靜載試驗(yàn)效率ηq經(jīng)行控制。按理論計(jì)算或檢測的控制面的最不利工作條件布置荷載，使控制截面達(dá)到最大試驗(yàn)效率。靜載荷載試驗(yàn)效率定義為：試驗(yàn)荷載作用下被檢測部件的內(nèi)力（或變形的計(jì)算值）與包括動力擴(kuò)大效應(yīng)在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載作用下，同一部位的內(nèi)力（或變形計(jì)算值）的比值。以ηq表示荷載效率，則有：式中：St—試驗(yàn)荷載作用下，檢測部位變形或內(nèi)力的計(jì)算值；Sd—設(shè)計(jì)標(biāo)注荷載作用下，檢測部位變形或內(nèi)力的計(jì)算值；μ—設(shè)計(jì)取用的沖擊系數(shù)。一般的靜載試驗(yàn)，ηq值可采用0.8～1.05。當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作比較完善而又受加載設(shè)備能力所限時(shí)ηq值可采用低限；當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作不充分，尤其是缺乏橋梁檢算資料時(shí)ηq值應(yīng)采用高限。一般情況下ηq值不應(yīng)小于0.90。試驗(yàn)荷載采用內(nèi)力等效的原則計(jì)算，使荷載效率滿足上述規(guī)定。試驗(yàn)荷載擬采用的試驗(yàn)汽車在輪距、軸重、軸壓方面模擬設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載，并不致對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生超出設(shè)計(jì)范圍的局部荷載。3.2應(yīng)力測試應(yīng)力測試的目的是通過測試梁體試驗(yàn)荷載作用下應(yīng)力增量的大小，直接了解結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)在外力作用下，內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，不同部位的應(yīng)力值是評定結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的重要指標(biāo)。直接測定結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)力值還沒有較好的辦法，一般的方法是直接測試出構(gòu)件表面的應(yīng)變，而后通過σ=Eε的關(guān)系間接測定應(yīng)力。本橋主梁為混凝土箱梁，應(yīng)變測試采用梁體內(nèi)表面粘貼電阻應(yīng)變片的辦法進(jìn)行。應(yīng)變的量測，通常是在預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)長度范圍（稱標(biāo)距）1內(nèi)，梁測長度變化增量的平均值Δl，由ε=Δl/l求得s，這就是應(yīng)變量測的基本原理。所以應(yīng)變量測的實(shí)質(zhì)是量測標(biāo)距l(xiāng)的變化增量Δl。應(yīng)變量測方法和儀表很多，本橋試驗(yàn)采用電測法側(cè)量箱梁表面應(yīng)變。影響測定箱梁截面應(yīng)力精度的主要因素是溫度應(yīng)變。荷載產(chǎn)生的箱梁表面應(yīng)力計(jì)算方法為：σ=E·ε應(yīng)力式中：σ為荷載作用下混凝土的應(yīng)力；E為混凝土的彈性模量：ε應(yīng)力為荷載作用下砼的應(yīng)力應(yīng)變。實(shí)際，測出的箱梁應(yīng)變則是包含溫度變形影響的總應(yīng)變ε。即：ε=ε應(yīng)力+ε溫式中：ε應(yīng)力為應(yīng)力應(yīng)變；ε溫為溫度應(yīng)變。為了補(bǔ)償箱梁溫度應(yīng)變，在布置應(yīng)變測點(diǎn)時(shí)同時(shí)設(shè)置工作應(yīng)變測點(diǎn)和溫度應(yīng)變測點(diǎn)。分別測得箱梁的總應(yīng)變ε和溫度應(yīng)變ε溫，按上式即可得到結(jié)構(gòu)實(shí)際應(yīng)力應(yīng)變ε應(yīng)力。電阻應(yīng)變片側(cè)試應(yīng)變的優(yōu)點(diǎn)是：電阻應(yīng)變片靈敏度高，測試精度可達(dá)到lμε；電阻應(yīng)變片尺寸小且粘貼牢固；因此可測出更小局部應(yīng)力。3.3主梁位移測試在進(jìn)行荷載試驗(yàn)時(shí)橋梁各部分的位移值反映了結(jié)構(gòu)的剛度值‘橋梁在靜、動荷載作用下的位移測試是橋梁荷載試驗(yàn)的重要組成部分。測量橋梁位移的方法有百分表測盈法、水位計(jì)測量等。而具體到本橋可行的位移測試方法應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定。由于本橋采用精度較高的百分表測試箱梁在靜、動荷載作用下的撓度，百分表固定于待薄木板與梁體粘接牢固后，在掛鉤上綁扎細(xì)鋼絲．然后在側(cè)點(diǎn)正下方地面或支架上固定百分表，掛鉤與百分表之間通過細(xì)鋼絲、彈簧、帶有平臺的掛鉤相聯(lián)系。這樣測點(diǎn)的撓度可準(zhǔn)確反映到百分表的讀數(shù)上。3.4理論分析結(jié)果試驗(yàn)完成后，應(yīng)進(jìn)行理論計(jì)算，確定在各加載工況下結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。提取各應(yīng)力測點(diǎn)的應(yīng)力結(jié)果、各撓度測點(diǎn)的撓度結(jié)果。該結(jié)果為各工況作用下應(yīng)力、撓度理論值。這些理論值作為和實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比的依據(jù)，以確定各工況下的應(yīng)力測點(diǎn)和撓度測點(diǎn)的結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)。4橋梁動荷載試驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)的動力荷載試驗(yàn)是研究橋梁結(jié)構(gòu)的自振性和車輛動力荷載與橋梁結(jié)構(gòu)的聯(lián)合振動特性。這些測試結(jié)果是判斷橋梁結(jié)構(gòu)運(yùn)營狀況和承載能力的重要指標(biāo)。橋跨結(jié)構(gòu)某振型的振動周期與結(jié)構(gòu)的剛度有著確定關(guān)系，因而可以通過整棟頻率判斷橋梁結(jié)構(gòu)的剛度。某一行車速度下，或所謂達(dá)到或接近臨界速度時(shí)，結(jié)構(gòu)的動撓度和動應(yīng)力會達(dá)到最大。車輛荷載的動力作用是用“沖擊系數(shù)”來反映，它綜合地反映了橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性、車輛的運(yùn)動性能，以及橋面的平整度狀態(tài)等因素的影響。“沖力系數(shù)”是確定車輛荷載對結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的重要技術(shù)參數(shù)，直接影響到橋梁結(jié)構(gòu)的安全和經(jīng)濟(jì)合理性。因而實(shí)測并積累有關(guān)沖擊系數(shù)的數(shù)據(jù)，是橋跨結(jié)構(gòu)動力何在試驗(yàn)的主要任務(wù)之一。4.1橋梁動載試驗(yàn)內(nèi)容動力荷載試驗(yàn)包括以下試驗(yàn)項(xiàng)目：(1)測定橋跨結(jié)構(gòu)的自振特性，包括自振頻率和各階振型的阻尼比。(2）橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的試驗(yàn)測定，主要是測定結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的響應(yīng)，即結(jié)構(gòu)在動荷載作用下強(qiáng)迫振動的特性，包括動位移、動應(yīng)變、動力系數(shù)。本試驗(yàn)項(xiàng)目包括跑車試驗(yàn)、跳車試驗(yàn)以及剎車試驗(yàn)。測定橋梁的振動特性可通過環(huán)境激振進(jìn)行脈動測試。橋梁受迫振動特性的試驗(yàn)荷載采用單輛重車模擬運(yùn)營車輛。4.2橋梁動測基本原理.4.2.1脈動試驗(yàn)基本原理工程結(jié)構(gòu)的脈動是經(jīng)常存在的，但極其微弱，一般在10μm以下。工程脈動產(chǎn)生一般由以下兩個(gè)原因引起，其一為地面脈動，其二為大氣變化即風(fēng)和氣壓等引起的微幅振動。結(jié)構(gòu)脈動有一個(gè)重要特性，即能夠明顯的反應(yīng)出結(jié)構(gòu)的固有頻率。而且可以從脈動信號中識別出結(jié)構(gòu)物的固有頻率、阻尼比、振型等多種模態(tài)參數(shù)，還可以識別出扭轉(zhuǎn)空間振型。測量脈動信號要使用低噪音、高靈敏的拾振器和放大器，并要配有脈動儀器和信號分析儀。工程結(jié)構(gòu)的脈動是一種隨機(jī)過程。實(shí)踐證明，對于這樣一種各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)隨機(jī)過程，只要有足夠長的紀(jì)錄時(shí)間，就可以用單個(gè)樣本函數(shù)來描述隨機(jī)過程的所有特性。隨機(jī)振動問題討論系統(tǒng)的輸入（激勵(lì)）、輸出（響應(yīng)）以及系統(tǒng)的動態(tài)特性三者之間的關(guān)系。假設(shè)x(t)是輸入的振動過程，結(jié)構(gòu)本身稱之為系統(tǒng)，當(dāng)脈動源作用于系統(tǒng)后，結(jié)構(gòu)在外界激勵(lì)下就產(chǎn)生響應(yīng)，即結(jié)構(gòu)的脈動反應(yīng)y(t)，稱為輸出的振動過程，此時(shí)系統(tǒng)的相應(yīng)輸出必然反應(yīng)了結(jié)構(gòu)的特性。在隨機(jī)振動中，由于振動時(shí)間歷程是明顯的非周期函數(shù)，用付里葉積分的方法可知這種振動有連續(xù)的各種頻率成份，且每種頻率由它對應(yīng)的功率或能量，把它們的關(guān)系用圖形表示，稱為功率在頻率域內(nèi)的函數(shù)，稱為功率譜密度函數(shù)。在平穩(wěn)隨機(jī)過程中，功率譜密度函數(shù)給出了某一過程的“功率”在頻率域上的分布方式，可用來識別該過程中各種頻率成份能量的強(qiáng)弱，以及對于動態(tài)結(jié)構(gòu)的相應(yīng)效果。在各態(tài)歷經(jīng)平穩(wěn)隨機(jī)過程的假定下，脈動源的功率譜密度函數(shù)Sx（ω）與結(jié)構(gòu)反應(yīng)功率譜密度函數(shù)Sy（ω）之間存在以下關(guān)系：式中H(iω）稱為傳遞函數(shù)，ω為圓頻率。由隨機(jī)振動理論可知：由以上關(guān)系可知，當(dāng)已知輸入、輸出時(shí)，即可得到傳遞函數(shù)。在測試工作中，通過測振傳感器測量地面自由場的脈動源x(t)和結(jié)構(gòu)反應(yīng)的脈動信號y(t)的紀(jì)錄，將這些符合平穩(wěn)隨機(jī)過程的樣本由專用信號處理機(jī)（頻譜分析儀）通過具有傳遞函數(shù)功率譜程序進(jìn)行計(jì)算處理，即可得到結(jié)構(gòu)的動力特性。4.2.2測振傳感器原理測振傳感器的基本原理為：由受性質(zhì)量、阻尼和彈簧組成一個(gè)動力系統(tǒng)，這個(gè)動力系統(tǒng)固定在振動體上，與振動體一起振動。通過測量慣性質(zhì)量相對于傳感器外殼的運(yùn)動，就可以得到振動體的振動。設(shè)被測振動體的振動規(guī)律為：x＝X0sinωt式中：x一振動體相對于固定參照坐標(biāo)的位移；X0～一振動體振動的振幅；ω一振動體振動的圓頻率。傳感器外殼隨振動體一起運(yùn)動，以y表示質(zhì)量塊m相對于傳感器外殼的位移，質(zhì)量塊m的總位移為x+y，它的運(yùn)動方程為：或上式為一單自由度有阻尼的強(qiáng)迫振動方程，其通解為：其中，α為初相角。上式第一項(xiàng)為自由振動項(xiàng)，由于阻尼作用而很快衰減，第二項(xiàng)為強(qiáng)迫振動解，其中：式中：ξ—阻尼比，ξ=n/ωn;ωn—質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率，。因此，傳感器動力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)振動為：4.2.3橋梁自振特性測試橋跨結(jié)構(gòu)的動力特性只與結(jié)構(gòu)本身的固有性質(zhì)有關(guān)（如結(jié)構(gòu)的組成形式、剛度、質(zhì)量分布和材料的性質(zhì)等），而與外荷載等其它條件無關(guān)。橋梁自振特性的測量一般有激勵(lì)法和脈動法。本橋自振特性的測量采用脈動法。脈動試驗(yàn)用于測量主橋的自振頻率、振型和阻尼比。脈動試驗(yàn)是通過在橋上布置高靈敏度的傳感器，長時(shí)間記錄橋梁結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵(lì)下，如風(fēng)、水流、地脈動等引起的橋梁振動，然后對記錄下來的橋梁振動時(shí)程信號進(jìn)行處理，并進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，求出橋梁結(jié)構(gòu)自振特性的一種方法。脈動試驗(yàn)假設(shè)環(huán)境激勵(lì)為平穩(wěn)的各態(tài)歷經(jīng)，在中低頻段，環(huán)境振動的激勵(lì)譜比較均勻，在環(huán)境激勵(lì)的頻率與橋梁的自振頻率一致或接近時(shí)，橋梁容易吸收環(huán)境激勵(lì)的能量，使振幅增大；而在環(huán)境激勵(lì)的頻率與橋梁自振頻率相差較大時(shí)，由于相位差較大，有相當(dāng)一部分能量相互抵消，振幅較小。對環(huán)境激勵(lì)下橋梁的響應(yīng)信號進(jìn)行多次功率譜的平均分析，可得到橋梁的各階自振頻率，再利用各個(gè)測點(diǎn)的振幅和相位關(guān)系，可求得橋梁各階模態(tài)相應(yīng)的振型，利用幅頻圖上各峰值處的半功率帶寬或時(shí)域上的自相關(guān)確定各階模態(tài)阻尼比。4.2.4跑車試驗(yàn)采用一輛重車以不同的速度通過橋梁，測試中跨跨中截面的動撓度（位移）和動應(yīng)力。動撓度測試采用電子百分表。汽車每次通過橋梁時(shí)為勻速行駛。跑車速度定為在設(shè)計(jì)車速下的若干等級。當(dāng)車在橋上行駛時(shí)為車橋聯(lián)合振動，當(dāng)車跨出橋后為自由衰減振動。跑車的記錄時(shí)間以波形完全衰減為止。試驗(yàn)時(shí)應(yīng)記錄試驗(yàn)車輛的軸重、車速，并在時(shí)程曲線上標(biāo)出車進(jìn)橋和出橋的時(shí)間。通過紀(jì)錄并分析車輛過橋時(shí)控制斷面的動位移和動應(yīng)力就可以得出試驗(yàn)聯(lián)的動力放大系數(shù)，并可分析出試驗(yàn)聯(lián)的豎向自振基頻和阻尼比。4.2.5跳車試驗(yàn)在第二跨跨跨中截面放放置一根110cm高高的波形板板，斜邊朝朝向汽車。一一輛載重汽汽車以某一一速度勻速速行駛，后后輪駛過波波形板落下下后立即停停車。此時(shí)時(shí)橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)的振動是是帶有一輛輛載重汽車車的衰減振振動，數(shù)據(jù)據(jù)處理時(shí)將將附加質(zhì)量量的影響予予以修正即即可。跳車車的動力效效應(yīng)與車速速和波形板板放置的位位置有關(guān)。隨隨車速的增增加，橋跨跨結(jié)構(gòu)的動動位移、動動應(yīng)力會增增加，從而而沖擊系數(shù)數(shù)也會加大大。跳車試試驗(yàn)記錄時(shí)時(shí)間與跑車車相同。跳跳車試驗(yàn)測測試截面及及測點(diǎn)布置置與跑車試試驗(yàn)相同，在在跳車位置置放置波形形板即可直直接從跑車車試驗(yàn)轉(zhuǎn)換換到跳車試試驗(yàn)。通過過紀(jì)錄并分分析車輛過過橋時(shí)控制制斷面的動動位移（振振幅）和動動應(yīng)力就可可以得出試試驗(yàn)聯(lián)的動動力放大系系數(shù)，并可可分析出試試驗(yàn)聯(lián)的豎豎向自振基基頻和阻尼尼比。4.2.6剎車試試驗(yàn)本橋需進(jìn)行剎車車試驗(yàn)，以以測定橋梁梁結(jié)構(gòu)在制制動力作用用下的響應(yīng)應(yīng)，用以了了解橋梁承承受活載水水平力的性性能。剎車車試驗(yàn)是以以車輛突然然停止作為為激振源，可可以不同車車速停在預(yù)預(yù)定位置。剎剎車分為順順橋向剎車車和橫橋向向剎車。由由于橫橋向向橋面較窄窄，難以加加速所以以以斜橋向剎剎車代替橫橫橋向剎車車。剎車試試驗(yàn)數(shù)據(jù)同同樣需要進(jìn)進(jìn)行附加質(zhì)質(zhì)量影響的的修正。剎剎車記錄項(xiàng)項(xiàng)目與跑車車試驗(yàn)相同同，對記錄錄的信號（振振幅、應(yīng)變變或撓度等等）進(jìn)行頻頻譜分析，可可以得到相相應(yīng)的強(qiáng)迫迫振動頻率率等一系列列參數(shù)。5舒適度評評定隨著城市道路現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展展，傳統(tǒng)的的運(yùn)輸系統(tǒng)統(tǒng)將不斷面面臨許多新新難題：行行車速度越越高，安全全問題愈顯顯突出；既既要保證高高速車輛不不傾覆，又又要保證車車輛運(yùn)行平平穩(wěn)、舒適適；車輛在在運(yùn)行過程程中產(chǎn)生各各種振動，影影響旅客乘乘坐的舒適適性。車輛輛通過橋跨跨結(jié)構(gòu)時(shí)，將將使結(jié)構(gòu)產(chǎn)產(chǎn)生橫向及及豎向撓度度，從而引引起梁端的的轉(zhuǎn)角，使使相鄰跨或或橋跨與橋橋臺相接部部位的線路路不能平順順，車輛通通過該部位位時(shí)，就受受到激振，造造成旅客不不舒適甚至至行車不安安全，甚至至出現(xiàn)車輛輛通過時(shí)側(cè)側(cè)向晃動激激劇。影響響車輛安全全平穩(wěn)運(yùn)行行。車輛運(yùn)運(yùn)行的安全全和穩(wěn)定性性具有更重重要的現(xiàn)實(shí)實(shí)意義。本項(xiàng)目的橋梁舒舒適度評定定標(biāo)準(zhǔn)，采采用簡化后后的斯佩林林〔Sperrlingg）平穩(wěn)性性指標(biāo)評定定車輛的運(yùn)運(yùn)行能力。斯斯佩林平穩(wěn)穩(wěn)性指標(biāo)是是通過用平平穩(wěn)性指標(biāo)標(biāo)評價(jià)車輛輛運(yùn)行性能能的一種方方法，國際際上已經(jīng)獲獲得廣泛的的應(yīng)用。斯斯佩林基于于大量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)而制定的的平穩(wěn)性指指標(biāo)并用于于評定車輛輛的運(yùn)行品品質(zhì)和旅客客乘坐舒適適度。舒適適度由下式式表示：式中，J—振動動加速度(cm/ss2);;f一振動頻頻率(Hz)：F(f))—與振動頻頻率有關(guān)的的修正系數(shù)數(shù)。F(f))的引入是是考慮到人人體對各種種振動頻率率的敏感度度不同，在在常用的頻頻率范圍內(nèi)內(nèi)，垂向和和橫向的F洲是不同同的。其取取值如下表所示：：頻率修正系數(shù)垂向振動橫向振動f(Hz)F(f)f(Hz)F(f)0.5~5.990.325f220.5~5.440.8f5.9~20400/f25.4~26650/f2>201.0>261.0由于車輛振動實(shí)實(shí)際上是隨隨機(jī)的，其其加速度和和頻率都隨隨時(shí)間而變變。統(tǒng)計(jì)每每一頻率中中不同加速速度的值，總總的平穩(wěn)性性指標(biāo)按下下式計(jì)算：：根據(jù)的值來評定定平穩(wěn)性指指標(biāo)與等級級見下表。車輛車運(yùn)行平穩(wěn)穩(wěn)性指標(biāo)與與等級W值運(yùn)行品質(zhì)W值乘坐舒適度〔對對振動的感感覺〕1很好1剛能感覺2好2明顯感覺3滿意2.5更明顯，但并無無不快4可以運(yùn)行3強(qiáng)烈，不正常，但但還能忍受受3.25很不正常4.5運(yùn)行不合格3.5極不正常，可厭厭，煩，不不能忍受5危險(xiǎn)4極可惡，長時(shí)忍忍受有害目前．我國主要要采用斯佩佩林平穩(wěn)性性指標(biāo)評定定車輛的運(yùn)運(yùn)行能力，但但對其等級級作了簡化化，將平穩(wěn)穩(wěn)性指標(biāo)分分為3個(gè)等級，如如下表所示：：車輛運(yùn)行平衡性性等級平衡性等級評定平衡性指標(biāo)1級優(yōu)<2.52級良好2.58~2..753級合格2.75~3..0對于振動加速度度j，由于施施工原因，無無法測得，該該試驗(yàn)計(jì)算算時(shí)引用了了歐洲規(guī)范范2第2部分（EC2--2）中規(guī)定定的舒適度度標(biāo)準(zhǔn)均與與結(jié)構(gòu)的自自振頻率f0有關(guān)，取取。6試驗(yàn)結(jié)結(jié)論通過對BRT聯(lián)聯(lián)絡(luò)線第一一聯(lián)的靜、動動載試驗(yàn)，在在對大量的的測試數(shù)據(jù)據(jù)進(jìn)行整理理分析的基基礎(chǔ)上得到到以下幾點(diǎn)點(diǎn)結(jié)論：(1)在各種種荷載工況況下，各撓撓度測點(diǎn)在在卸載后恢恢復(fù)最大值值為0.115mm，都都能很快恢恢復(fù)到初始始值，說明明該聯(lián)處于于完全彈性性狀態(tài)。(2）橋梁外外觀沒有明明顯缺陷，該該聯(lián)橋梁的的實(shí)際標(biāo)高高與設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)高之間的的差值在一一0.0007-0..008mm范圍以內(nèi)內(nèi)，線形良良好。(3）橋梁在在汽車荷載載作用下，各各截面應(yīng)力力測點(diǎn)校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)在0.8110^-11.0400之間變化化，符合規(guī)規(guī)范要求，實(shí)實(shí)測最大拉拉應(yīng)力增量量1.7115MPaa，理論計(jì)計(jì)