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摘要：对增江大桥进行动力荷载试验，测试其结构的振动特性，考察桥梁结构的动力特性及整体共同作用的综合参数，并与理论计算结果进行比较，对桥梁结构的承载能力做出了评价。确保桥梁的主体结构处于良好的工作状态，保证桥梁投入使用后的运营安全。
关键词：增江大桥；动力荷载；承载能力；试验研究
1 桥梁概况
增从高速增江大桥主桥采用主跨110m的连续箱梁体系，跨径组合为：68m+2×110m+75m+55m连续箱梁，主桥桥墩采用单薄壁空心墩。上部构造为预应力砼连续箱梁体系。箱梁梁高和底板厚度均按1.8次抛物线设计。采用单箱单室预应力砼结构，110m跨梁高从跨中（边跨端部）3.0m变化到主墩根部的6.5m；75m跨梁高从跨中（边跨端部）2.5m变化到主墩根部的4.5m。箱梁两侧悬臂为2×3.3625m，悬臂板根部厚度为80cm；底板宽9.0m，顶板宽16.25m；110m跨箱梁底板厚度从28cm变化到根部90cm；75m跨箱梁底板厚底从28cm变化到根部90cm；腹板厚度采用55cm，65cm，80cm三种厚度；110m跨箱梁0#段横梁厚度为300cm；75m跨箱梁0#段横梁厚度为200cm。主桥立面布置图如图1。
桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级。箱梁采用C55混凝土，主墩墩身采用C40混凝土，钻孔灌注桩采用C25混凝土。
2 测试内容
本次动载试验主要测定结构的振动特性，内容包括：
（1）结构自振频率及振型测定；
（2）结构自振阻尼比测定；
（3）结构动力系数测定。
3 试验方法及测点布置
3.1 脉动试验
脉动试验是在自然状态下，通过布置在桥梁上的加速度传感器拾取结构由大地脉动和周围环境的各种扰动引起的振动响应信号，用动态信号采集系统进行采样、分析，以测定结构的相关动力特性（如固有频率、振型、阻尼比等）。本次试验沿主桥的各桥跨两侧的跨中、L/4处和3L/4位置布置测点，试验测点布置见图2。
3.2无障碍行车试验
在桥面无任何障碍的情况下，利用2台重约400kN的载重汽车，分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h的车速来回在桥面行驶，测试结构在行车荷载作用下的动力反应。通过桥梁挠度仪测量主梁A-A截面的动挠度，由此分析得到相应的动力系数。测点布置见图2所示。
3.3 有障碍行车试验
在主梁A-A截面处桥面上设置高7cm的弓形板作为障碍物，以模拟桥面不平整状态。利用2台重约400kN的载重汽车，分别以5km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h、30km/h的速度在桥面上并行行驶，测试结构在桥面不良状态时在行车荷载作用下的动力反应。其测试内容与无障碍行车试验相同。
4 试验结果及分析
4.1 脉动试验
脉动试验采样频率为37.7Hz，每次采样时间为20min。
试验结果采用峰值拾取法进行分析，结果见表1。图3～5为理论分析所得的前三阶模态（振型）图。图6～8为实测并分析所得的前三阶模态（振型）图。图9给出了部分测点实测振动信号的频谱分析结果。
由表1可以看出，结构前三阶实测频率均比理论值高，说明结构的整体刚度满足设计要求。阻尼比在3.07%～4.30%之間，相对较小，说明在小振幅范围内，结构的阻尼比较低。
4.2 行车试验
动力系数：
式中：
—动力荷载引起检测变位的实测最大动力变形或力值（即最大波峰值）；
图10给出了行车试验中A-A截面部分实测动挠度时程曲线。根据该曲线，可获得该截面最大动挠度值并计算出相应的动力系数值，如表2所示。从表中可以看出，当两辆重约400kN的重车以10～60km/h车速驶过平整桥面时，该截面最大动挠度为-6.59mm，实测平均动力系数在1.003～1.012之间。而同两辆重约400kN的重车以5km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h、30km/h的速度驶过有障碍桥面时，该截面最大动挠度为-7.75mm，实测平均动力系数在1.070～1.137之间。从实测结果可以看出，在同一车速下，有障碍行车比无障碍行车试验测得动力系数要大的多，说明桥面不平整对结构工作状况影响较为不利。因此，在桥梁运营中保持桥面平整顺畅是十分必要的。
5 结论及建议
结构实测频率比理论计算值略高，表明结构整体刚度满足设计要求，结构一至三阶模态（振形）与理论较为吻合。由此可见，该桥在力学性能上满足设计要求。
参考文献：
[1]张俊平，桥梁检测[M].人民交通出版社，2002；
[2]高怀涛，王君杰.桥梁检测和状态评估研究与运用[J].2000，16（2）：57-64；
[3]李国豪，桥梁结构稳定与振动[M].中国铁道出版社，1992，10：265-268；
[4]《公路桥梁承载能力检测评定规程》JTG/T J21-2011；
[5]宋一凡，公路桥梁荷载试验与结构评定[M].人民交通出版社，2002；
[6]宋一凡，公路桥梁动力学[M].人民交通出版社，2002；
[7]曹树谦，张文德，萧龙翔，振动结构模态分析[M].天津大学出版社，2001
[8]章日凯，王常青.桥梁荷载试验[J].交通标准化，2005，（12）22-26；
关键词：增江大桥；动力荷载；承载能力；试验研究
1 桥梁概况
增从高速增江大桥主桥采用主跨110m的连续箱梁体系，跨径组合为：68m+2×110m+75m+55m连续箱梁，主桥桥墩采用单薄壁空心墩。上部构造为预应力砼连续箱梁体系。箱梁梁高和底板厚度均按1.8次抛物线设计。采用单箱单室预应力砼结构，110m跨梁高从跨中（边跨端部）3.0m变化到主墩根部的6.5m；75m跨梁高从跨中（边跨端部）2.5m变化到主墩根部的4.5m。箱梁两侧悬臂为2×3.3625m，悬臂板根部厚度为80cm；底板宽9.0m，顶板宽16.25m；110m跨箱梁底板厚度从28cm变化到根部90cm；75m跨箱梁底板厚底从28cm变化到根部90cm；腹板厚度采用55cm，65cm，80cm三种厚度；110m跨箱梁0#段横梁厚度为300cm；75m跨箱梁0#段横梁厚度为200cm。主桥立面布置图如图1。
桥梁设计荷载为公路-Ⅰ级。箱梁采用C55混凝土，主墩墩身采用C40混凝土，钻孔灌注桩采用C25混凝土。
2 测试内容
本次动载试验主要测定结构的振动特性，内容包括：
（1）结构自振频率及振型测定；
（2）结构自振阻尼比测定；
（3）结构动力系数测定。
3 试验方法及测点布置
3.1 脉动试验
脉动试验是在自然状态下，通过布置在桥梁上的加速度传感器拾取结构由大地脉动和周围环境的各种扰动引起的振动响应信号，用动态信号采集系统进行采样、分析，以测定结构的相关动力特性（如固有频率、振型、阻尼比等）。本次试验沿主桥的各桥跨两侧的跨中、L/4处和3L/4位置布置测点，试验测点布置见图2。
3.2无障碍行车试验
在桥面无任何障碍的情况下，利用2台重约400kN的载重汽车，分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、60km/h的车速来回在桥面行驶，测试结构在行车荷载作用下的动力反应。通过桥梁挠度仪测量主梁A-A截面的动挠度，由此分析得到相应的动力系数。测点布置见图2所示。
3.3 有障碍行车试验
在主梁A-A截面处桥面上设置高7cm的弓形板作为障碍物，以模拟桥面不平整状态。利用2台重约400kN的载重汽车，分别以5km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h、30km/h的速度在桥面上并行行驶，测试结构在桥面不良状态时在行车荷载作用下的动力反应。其测试内容与无障碍行车试验相同。
4 试验结果及分析
4.1 脉动试验
脉动试验采样频率为37.7Hz，每次采样时间为20min。
试验结果采用峰值拾取法进行分析，结果见表1。图3～5为理论分析所得的前三阶模态（振型）图。图6～8为实测并分析所得的前三阶模态（振型）图。图9给出了部分测点实测振动信号的频谱分析结果。
由表1可以看出，结构前三阶实测频率均比理论值高，说明结构的整体刚度满足设计要求。阻尼比在3.07%～4.30%之間，相对较小，说明在小振幅范围内，结构的阻尼比较低。
4.2 行车试验
动力系数：
式中：
—动力荷载引起检测变位的实测最大动力变形或力值（即最大波峰值）；
图10给出了行车试验中A-A截面部分实测动挠度时程曲线。根据该曲线，可获得该截面最大动挠度值并计算出相应的动力系数值，如表2所示。从表中可以看出，当两辆重约400kN的重车以10～60km/h车速驶过平整桥面时，该截面最大动挠度为-6.59mm，实测平均动力系数在1.003～1.012之间。而同两辆重约400kN的重车以5km/h、10km/h、15km/h、20km/h、25km/h、30km/h的速度驶过有障碍桥面时，该截面最大动挠度为-7.75mm，实测平均动力系数在1.070～1.137之间。从实测结果可以看出，在同一车速下，有障碍行车比无障碍行车试验测得动力系数要大的多，说明桥面不平整对结构工作状况影响较为不利。因此，在桥梁运营中保持桥面平整顺畅是十分必要的。
5 结论及建议
结构实测频率比理论计算值略高，表明结构整体刚度满足设计要求，结构一至三阶模态（振形）与理论较为吻合。由此可见，该桥在力学性能上满足设计要求。
参考文献：
[1]张俊平，桥梁检测[M].人民交通出版社，2002；
[2]高怀涛，王君杰.桥梁检测和状态评估研究与运用[J].2000，16（2）：57-64；
[3]李国豪，桥梁结构稳定与振动[M].中国铁道出版社，1992，10：265-268；
[4]《公路桥梁承载能力检测评定规程》JTG/T J21-2011；
[5]宋一凡，公路桥梁荷载试验与结构评定[M].人民交通出版社，2002；
[6]宋一凡，公路桥梁动力学[M].人民交通出版社，2002；
[7]曹树谦，张文德，萧龙翔，振动结构模态分析[M].天津大学出版社，2001
[8]章日凯，王常青.桥梁荷载试验[J].交通标准化，2005，（12）22-26；