用模态参数判断桥梁的健康状况

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本文首先根据部队交通特点、装备发展和机动作战需求,提出了桥梁快速检测在国防和民用交通保障中的意义,同时指出目前国内外常用的、也是得到普遍认可的常规静力检测方法存在耗费大量时间、人力和财力,并且易对桥梁造成永久损伤等缺点,难以满足部队快速机动保障需求。而动力检测方法恰恰克服这些缺点,它仅需要几台便携式设备,能够在几个小时内完成现场工作,并且不会对桥梁造成任何损伤。要实现快速保障,以及要评定桥梁的健康状态,核心是如何对结构整体去把握,任何局部的损伤都与整体相连,但局部的累加却很难得出整体的评价。因此本法反其道而行之,即以模态参数指标作为评价桥梁质量的整体指标,考察整体指标与外观、材料特性、使用状况、原设计、原施工等辅助指标的符合程度,从而做出整体健康状况的评价。实践证明这个思路是可行的。因为如果整体指标低于理论值很多,或整体指标很不规律,则一定能从辅助指标及调查中找到原因。在简支板桥的工程实例中,是在已知详细设计图和施工过程的情况下进行,我们通过外观检测、现场试验和理论计算,各种结论相互认证,证明了检测结论的正确性。在石拱桥的检测中,虽然已知设计图,但是施工不能满足设计要求,通过检测和理论计算,得出了由于拱脚埋置过深,减小了频率,增大了刚度,满足车辆通行要求的结论。在简支T梁的检测中,没有任何资料,通过检测和理论计算,发现其竖向一弯不是基频,阻尼较大,说明结构疲劳现象严重,不能满足承载要求。结果表明动力检测方法快速有效,基本达到了野外快速检测的目标,是提高桥梁检测速度、减小工程造价的有效手段,能从宏观上对桥梁的健康状况作出了定性分析,可以作为桥梁检测的有效方法。但是该方法在检测手段、定性定量分析等方面还需要进一步完善。一是测试设备尚不满足测试的需要。二是理论分析尚存在一定的不足,需要进一步研究。尽管如此,该方法随着计算机软硬件技术的发展,先进的数字化仪器仪表的广泛使用,以及其本身技术的发展,桥梁动载试验的局限将很大程度地被克服,也越来越显示出其令人振奋的发展前景,是将来桥梁检测的一个重要发展方向。
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