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腳輪的動載荷測試
發表時間:2022/11/25 11:33:38
腳輪動載試驗是了解結構特性的重要手段.不僅用它來直接解決結構的靜力問題，就是在進行結構動力試驗時，一般也要先進行腳輪動載試驗，以測定結構有關的特性參數。它的最大優點是加載設備相對來說比較簡單，荷載可以逐步施加，還可以隨時停止仔細觀察結構變形的發展，給人們以最明確和清晰的概念。
橋梁結構的腳輪動載試驗按照不同的試驗目的和條件.又可分為破壞性試驗和非破壞性試驗。本次腳輪動載模型試驗屬于非破壞性整體試驗.目的在于檢驗智能預應力系統的可行性。
英國工程師在1849年開展了橋梁在移動荷載作用下的模型試驗，并得出結論:橋梁在移動荷載作用下發生振動。并產生比靜力作用下更大的結構撓度和應力，特別是位于靜力荷載最不利位置時可能會發生共振.導致橋梁破壞。為了了解橋梁在加固前后的動力響應特性，對加固前和加同后的橋梁進行動載試驗，測試橋梁的動應力、撓度、沖擊系數等動力響應特性。
試驗荷載停于預定加載位置對結構進行靜應變、靜位移等測定，以了解結構截面的應力分布、桁梁桿件的實際內力、混凝土梁的中性軸位置、梁跨中點的撓度、活動支座的水平位移等，據以判斷結構在腳輪動載作用下的工作狀態。
1.腳輪動載試驗的測試內容橋梁的腳輪動載試驗，一般需進行以下測試:
(1)結構的豎向撓度、側向撓度和扭轉變形。每個跨度內至少有三個測點，并取得最大的撓度及變形值，同時觀測支座下沉值。
(2)記錄控制截面的應力分布，并取得最大值和偏載特性。沿截面高度不少于5個測點，包括上、下緣和截面突變處。有些結構需測試支點及其附近、橫隔板附近的剪應力和主拉應力，此時需將應變計布成應變花。
(3)支座的伸縮、轉角、沉降;墩頂位移及轉角。
(4)仔細觀察是否已出現裂縫及出現初始裂縫時所加的荷載，標明裂縫出現的位置、方向、長度、寬度及卸載后閉合的情況。如果結構的控制截面變形，應力或裂縫擴展，在尚未加到預計最大試驗荷載前，已提前達到或超過設計標準的允許值，應立即停止加載，同時注意觀察裂縫擴展情況，撤離儀器和人員。
(5)卸載后的殘余變形。對于特殊結構而言，如懸索橋和斜拉橋，尚需觀察索力和塔的變位并進行支座的測定。
2.加載試驗項目的確定
為了滿足鑒定橋梁承載力的要求，荷載工況選擇應反映橋梁設計的最不利受力狀態，簡單結構可選1~2個工況，復雜結構可適當多選幾個工況，但不宜過多。進行各荷載工況布置時可參照截面內力(或變形)影響線進行，下面給出常見橋型荷載工況。
此外，對橋梁施工中的薄弱截面或缺陷修補后的截面可以專門進行荷載工況設計，以檢驗該部位或截面對結構整體性能的影響。
使用車輛加載而又未安排動載試驗項目時，可在腳輪動載試驗項目結束后，將加載車輛(多輛車則相應地進行排列)沿橋長慢速行駛一趟，以全面了解荷載作用于橋面不同部位時結構承載狀況。
折疊動載試驗
試驗荷載以不同速度通過試驗橋梁進行動應變、動位移、豎向與橫向振動的測定，以了解結構的動力系數、振動特征(振幅、頻率、模態振型、阻尼比)等，據以判斷結構在動載作用下的工作狀態。
動載試驗包括腳輪試驗、制動試驗和自振特性試驗。動載試驗測試項目有跨中截面梁體的動應力、跨中截面的動撓度和動扭轉角、支座動位移、支座處梁部結構的豎向振動、制動墩在制動試驗時的縱向振動位移、腳輪試驗時制動墩墩頂的橫向振動位移等。
(1)腳輪試驗
一列滿載的兩動兩拖的腳輪組以一定速度勻速通過被測橋梁，測試梁體主要部位的動應力、動位移、動轉角、振動以及橋梁墩臺的橫向振動位移、豎向振動位移。腳輪速度分別為:5 km/h、10km/h、20km/h、40km/h、60km/h、80km/h、100km/h。
由于做試驗的橋梁所處的特殊位置限制，在實際進行動載試驗時，有三座橋的最高試驗速度都沒有達到最高設計速度，和試驗規范與一般準則所作的要求有一定差距。但是，這些做動腳輪動載試驗的橋梁一般都位于特殊地段，要么位于彎道附近，受曲線半徑的限制，列車運行速度受到限制;要么位于車站附近，受列車進站或通過車站時的列車運行速度限制。在這兩種情況下，列車都不可能達到設計時速。只有3 X 25 m預應力混凝土連續箱梁的試驗速度達到了設計時速。
(2)制動試驗
兩列兩動兩拖的腳輪組首尾聯掛，以一定速度(取30km/h或40km/h)勻速通過被測橋梁，當行至梁上適當位置時突然剎車，測試梁體跨中截面豎向、橫向振動位移、扭轉振動，橋梁固定支座所在橋墩(制動墩)的縱向(和橫向)振動位移和活動支座的縱向振動位移。
在實際的制動試驗中，除了進行40 km/h六級制動外，還嘗試了70 km/h七級制動、100kin/hJ\級制動。由于正處在調試階段，不具備緊急制動的條件，所以沒有進行緊急制動試驗。
(3)自振特性試驗(脈動試驗)
利用大地脈動，測試橋梁的自由振動特性，包括自振頻率、振型、阻尼等參數。
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