貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責任公司 趙 劍

梁橋沖擊系數(shù)實測值擬合回歸分析

貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責任公司 趙 劍

在移動荷載作用下，橋梁的動應變、動撓度實測曲線包括了與撓度影響線、內(nèi)力影響線密切相關的豐富信息。通過對動載試驗實測影響線進行必要的數(shù)據(jù)處理，可得到用于結構性能評價的實測影響線，這種分析方法對于檢驗結構實際承載力，評價結構性態(tài)，驗證結構計算理論，均具有現(xiàn)實的工程意義。

橋梁 沖擊系數(shù) 回歸分析 基頻

一、引言

沖擊系數(shù)是反映結構動力效應的綜合指標，它與橋梁結構體系、自振特性、車速、橋面平整度、橋面線形、車輛特性等有關。影響車輛對橋梁沖擊作用的因素復雜，如車輛動力的復雜性和參數(shù)的不確定性，橋面不平整的隨機性等。通過橋梁現(xiàn)場動力響應試驗，測定動撓度、動應變、振動加速度等參數(shù)，通過對動撓度、動應變信號的分析計算得到結構沖擊系數(shù)，它是衡量橋梁動力性能的一項整體指標，而根據(jù)動應變信號計算得到的應變增大系數(shù)是一項局部指標，相關研究表明，對于梁式橋等橋型沖擊系數(shù)與應變增大系數(shù)具有較好一致性。筆者在收集大量實測數(shù)據(jù)的基礎上，對梁式橋沖擊系數(shù)的影響進行了多因素綜合分析，并對其中一些影響因素進行了量化分析。

二、沖擊系數(shù)測試結果

本節(jié)通過搜集大量梁式橋?qū)崪y沖擊系數(shù)樣本（如表1），并分普通鋼筋混凝土簡支梁橋，預應力混凝土簡支梁橋和預應力混凝土連續(xù)梁橋三種樣本進行分類統(tǒng)計，對其差異成因進行分析，探討車橋-耦合振動的規(guī)律。

表 1 實測沖擊系數(shù)統(tǒng)計表

三、沖擊系數(shù)實測值擬合回歸分析

由表1中的梁式橋?qū)崪y基頻和實測沖擊系數(shù)規(guī)律，用ORIGIN數(shù)學工具，對簡支梁橋、連續(xù)梁橋分類進行擬合分析，相關結果見圖1～圖3，相應的經(jīng)驗公式為：

簡支梁橋：μ=0.368-0.107ln(f+2.249)；連續(xù)梁橋：μ=0.323-0.112ln(f+1.471)；基于梁式橋全體樣本：μ=0.234-0.046ln(f+1.220)

圖1 簡支梁橋沖擊系數(shù)回歸分析

圖2 連續(xù)梁橋沖擊系數(shù)回歸分析

圖3 梁式橋總體樣板沖擊系數(shù)回歸分析

四、結論

89規(guī)范沖擊系數(shù)取值僅與跨徑有關，采用線性插值計算得到，而04規(guī)范取值以主體結構基頻為單一參數(shù)計算得到，兩種規(guī)范的取值均隨結構跨徑增大而單調(diào)遞減。由本文前述相關分析可知，梁式橋隨跨徑增大，實測沖擊系數(shù)總體呈增大趨勢，并在連續(xù)梁橋統(tǒng)計樣本中表現(xiàn)更加明顯，這種現(xiàn)象實際上與加拿大安省等的沖擊放大譜規(guī)范是相符的，本文的統(tǒng)計樣本揭示了隨結構自振頻率降低，沖擊系數(shù)由小到大、在頻率耦合區(qū)間（2.5~3.5Hz）沖擊明顯放大的規(guī)律，只是受樣本（常規(guī)梁式橋，13~50m跨徑，基頻一般在2.5Hz以上）特性所限，本文統(tǒng)計結果尚未能揭示沖擊放大譜完整的分布規(guī)律。

規(guī)范具有宏觀性和指導性，需要適用眾多橋型，因此就具體某種橋型，其沖擊系數(shù)的取值不夠合理是正常的，同時深入進行沖擊系數(shù)影響因素分析，揭示不同橋型沖擊系數(shù)的分布規(guī)律，仍然是科技工作者還需不斷努力的工作之一。

[1] 中交公路規(guī)劃設計院.JTJ021-89.公路橋涵設計通用規(guī)范[S].北京.人民交通出版社.1989.12.

[2] 中交公路規(guī)劃設計院.JTGD60-2004.公路橋涵設計通用規(guī)范[S].北京.人民交通出版社.2004.9.

[3] 章關永．橋梁結構試驗[M]．人民交通出版社.2002.1.

[4] 諶潤水,胡釗芳.公路橋梁荷載試驗[M].北京:人民交通出版社,2003.