張延欣+張文浩

摘 要：該文根據(jù)試驗(yàn)，將一有機(jī)玻璃近似看成了一根簡(jiǎn)支橋梁，并在簡(jiǎn)支梁的特定點(diǎn)所處部位分別產(chǎn)生10%、20%的受損，試驗(yàn)受損的前后結(jié)構(gòu)中點(diǎn)中位移之差推出其影響線，并用此試驗(yàn)以證明運(yùn)用結(jié)構(gòu)中點(diǎn)位移指示器來判別橋梁受損辦法的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：位移指示器 簡(jiǎn)支梁 損傷識(shí)別

中圖分類號(hào)：O346.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）07（c）-0034-02

土木工程橋梁受損判別的研究是根據(jù)土木工程原理分析的完善以及實(shí)際工程的應(yīng)用要求而形成的全新課題研究。結(jié)構(gòu)的損傷識(shí)別內(nèi)容一般包括：對(duì)簡(jiǎn)支橋梁中受損有無出現(xiàn)開始的判別和對(duì)已經(jīng)發(fā)生的橋梁受損來定位和對(duì)受損程度做了更理想的識(shí)別，也就是說根據(jù)對(duì)橋梁體系做監(jiān)測(cè)，來判定結(jié)構(gòu)有無受損情況，從而識(shí)別橋梁受損程度與受損部位或者是該橋梁當(dāng)前的情況、使用的性能以及受損程度的趨勢(shì)等，對(duì)因?yàn)槭軗p而引起的橋梁承載能力的狀況來做測(cè)評(píng)估算。橋梁結(jié)構(gòu)的受損診斷中最多包涵的內(nèi)容，先是橋梁的受損判別，接下來是橋梁的受損部位確定，最后是橋梁的受損程度評(píng)估。進(jìn)行橋梁故障推斷的第一步是結(jié)構(gòu)的受損判別，日前世界上相關(guān)于結(jié)構(gòu)的受損方面研究很多聚集于受損判別的程度上；結(jié)構(gòu)受損部位確定是結(jié)構(gòu)的故障斷定重要的問題所在，更是困難所在之處。橋梁受損的程度斷定就是相對(duì)于工程本身開展損壞判定的最終目的。

1 試驗(yàn)方法及步驟

1.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

該試驗(yàn)的試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪且粔K有機(jī)玻璃，它的長(zhǎng)是60 cm，寬是8 cm，厚為7 mm。為了進(jìn)一步貼近簡(jiǎn)支橋梁的限制條件，將該試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷钠渲幸欢酥Ъ茉诹硪粋€(gè)三棱鋼上，使其充當(dāng)為固定鉸支座，而另一端則把它支架于一根光滑圓鋼筋上，充當(dāng)為活動(dòng)鉸支座。并且為了方便于加載，現(xiàn)將有機(jī)玻璃上畫上刻度，注意控制間距為1 cm，用此來表示加載所在部位。

1.2 試驗(yàn)儀器

（1）位移感應(yīng)器：一般更多用于試驗(yàn)加載時(shí)的跨中處及支座處的豎向位移，該種類型感應(yīng)器的試驗(yàn)中最小精度是1/200 mm。該次試驗(yàn)所用的位移傳感器是由漂陽儀表廠所生產(chǎn)，儀器的型號(hào)為YHD-50型。

（2）應(yīng)變儀：用以采集在施加作用力時(shí)由感應(yīng)器產(chǎn)生的位移數(shù)值。此次試驗(yàn)使用的應(yīng)變儀型號(hào)為XL-2106數(shù)字型式的應(yīng)變儀。

（3）重力陀：該次試驗(yàn)的施加作用力的方式選用靠重力來施加，其中重力陀總重量為70 N，并根據(jù)變動(dòng)重力陀所處部位，來近似成移動(dòng)荷載。

1.3 位移傳感器的布置

由于此次試驗(yàn)?zāi)康氖窃囼?yàn)簡(jiǎn)支橋梁受損前后在移動(dòng)荷載施加下的D點(diǎn)位移的改變，由于有機(jī)玻璃剛度偏小，在取消加載的時(shí)候，位移感應(yīng)器產(chǎn)生的朝下的壓力會(huì)讓這塊玻璃難以恢復(fù)，即當(dāng)卸載時(shí)跨中位移難以恢復(fù)到零。所以，此試驗(yàn)將在結(jié)構(gòu)上D點(diǎn)位置的上下各加一位移感應(yīng)器，用這種方法進(jìn)行試驗(yàn)，且將最后的位移數(shù)據(jù)確定為兩個(gè)位移傳感器輸出數(shù)據(jù)的平均數(shù)。另外，由于在荷載作用下的簡(jiǎn)支橋梁支座容易產(chǎn)生向下的位移，因此，要求跨中由荷載引起的位移要減去支座處的豎向位移，則還應(yīng)在支座部位各加一個(gè)位移傳感器。

1.4 加載方式

此次試驗(yàn)將使用重力加載的方式，前提是要在簡(jiǎn)支橋梁上畫刻度線，要求間距為1 cm，用以作為各種情況下的加載部位，接著再用一根鐵絲將橋梁穿過，并在上面掛好重陀，以這種方法來對(duì)簡(jiǎn)支橋梁做加載試驗(yàn)，并且通過移動(dòng)荷載的不同所處部位來近似移動(dòng)荷載。

1.5 試驗(yàn)步驟

（1）在簡(jiǎn)支橋梁未受損時(shí)，把荷載分別加載在1～60號(hào)的點(diǎn)上，并分開試驗(yàn)跨中位移在每種情況下的數(shù)值，從而推出簡(jiǎn)支橋梁在未受損時(shí)的結(jié)構(gòu)上D點(diǎn)位移影響線。

（2）于簡(jiǎn)支橋梁的40號(hào)點(diǎn)處的部位，布置一個(gè)1 mm深的槽口，并應(yīng)用與上述測(cè)試方法相同的方法，可以推出簡(jiǎn)支橋梁受損時(shí)的結(jié)構(gòu)上D點(diǎn)處位移影響線。

（3）把簡(jiǎn)支橋梁于40號(hào)處部位的槽口挖深直到2 mm，并運(yùn)用與上面相同的方法可推出簡(jiǎn)支橋梁在其他的受損程度下的跨中位移影響線。

2 損傷識(shí)別研究

2.1 損傷位置識(shí)別

根據(jù)研究分析，能夠推算出當(dāng)受損部位的槽口凹進(jìn)1 mm時(shí)，相應(yīng)的每個(gè)加載位置的跨中位移差值的散點(diǎn)圖，如圖1所示，由此可知簡(jiǎn)支橋梁在受損時(shí)，受損前后的跨中位移差值影響線于受損部位達(dá)到了極大值。因此，該試驗(yàn)結(jié)果恰好驗(yàn)證了根據(jù)跨中位移差值影響線對(duì)于橋梁做受損判別的準(zhǔn)確性。

2.2 損傷程度識(shí)別

把簡(jiǎn)直梁在40號(hào)點(diǎn)處部位的槽口再挖進(jìn)到2 mm，并運(yùn)用與上述相同的辦法來測(cè)相應(yīng)于每個(gè)加載部位的跨中位移，畫出跨中位移的影響線圖像，從而推知在其他受損程度時(shí)的跨中位移差值影響線，如圖2所示。通過該圖的分析可見：不論有什么樣的損傷程度，跨中位移差值影響線的極大值都出現(xiàn)于受損部位，并且在受損程度偏大時(shí)，相應(yīng)的位移差值的極大值隨之偏大。這個(gè)試驗(yàn)表象同樣證明了該文在開始強(qiáng)調(diào)的運(yùn)用跨中位移差值影響線來做簡(jiǎn)支橋梁的受損判別的正確性。

3 結(jié)語

通過試驗(yàn)研究可得出：（1）簡(jiǎn)支橋梁在受損時(shí)，受損前后的跨中位移差值影響線于受損部位達(dá)到了極大值。（2）不論有任何的損傷程度，跨中位移差值影響線的極大值都出現(xiàn)于受損部位，并且在受損程度偏大時(shí)，相應(yīng)的位移差值的極大值隨之偏大，從而驗(yàn)證了利用跨中位移差值影響線對(duì)于簡(jiǎn)支梁進(jìn)行損傷識(shí)別的正確性。

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