虎門大橋為什么異常顫動？專業的橋梁檢測分析
作者：百檢網 時間：2021-09-28 來源：互聯網
發布時間：2020-05-07 熱度：
高風速顫振發散;
低風速均勻風場下的渦振。
懸索橋顫振(Flutter)
振動的橋梁通過氣流的反饋作用不斷吸取能量，當達到臨界風速時，使振幅逐步增大直至*后使結構破壞的發散性振動。該振動多發生在風速較大的情況，根據節段模型風動試驗，虎門大橋的顫振臨界風速大于79m/s，遠大于現在發生振動的約9m/s，因此可以排除這種情況。
渦激共振(Voxtex-excited Resonance)
風繞流經鈍體結構時可能發生旋渦的脫落，出現兩側交替變化的渦激力，當旋渦脫落頻率接近結構的自振頻率時，所激發出的結構共振現象。多發生在小于25m/s的較低風速，與本橋的情況吻合。
主梁發生周期性規律豎向振動;
風振風速大概在4級~5級(風速9m/s左右)風速期間。
根據大橋的振動情況，初步判斷本次發生的風振屬于主梁豎彎渦振。渦振屬于有限幅值的振動，由于主梁的氣流旋渦脫落頻率與主梁自振頻率接近引起的，不會引起大橋的安全問題。同時，本次渦振主要是由于大橋在檢修期間，在橋面堆放了施工附屬物體(水馬等)，改變了主梁的氣動外形造成的。
而隨著我國公路橋梁事業的發展，新建高速公路及橋梁越來越多，同時既有的許多橋梁亦逐漸進入了養護維修階段，有關專家認為橋梁使用超過25年以上則進入老化期，據統計，我國橋梁總數的40%已經屬于此范疇，均屬“老齡”橋梁。而且隨著時間的推移，其數量還在不斷增長，橋梁管理者對橋梁的養護已日益重視。為了適應公路運輸載重量不斷發展的要求，充分利用現有的公路橋梁，使之能繼續安全地為公路運輸服務，根據交通部頒布的《公路養護技術規范》要求，必須對橋梁進行鑒定。今天，我們主要來講一下橋梁檢測的承載力鑒定試驗。
1.固有頻率的測定
對于比較簡單的結構，只需結構的一階頻率，對于較復雜的結構動力分析，還應考慮第二、第三及更高階的頻率。橋梁固有頻率可以直接通過測試系統實測記錄的功率譜圖上的峰值、時域歷程曲線或其自相關圖上確定。由基頻還可以推算承重結構的動剛度。
2.阻尼
橋梁結構的阻尼特性一般由對數衰減率δ或阻尼比D來表示，可由時域信號中的振動衰減曲線求得。另外，也可以從功率譜圖中，用半功率帶寬法來計算阻尼，一般測試系統軟件均可完成此類分析。
一般橋梁結構的基頻是動力分析的重要參數。傳感器測點的布置根據不同的結構形式，通過理論分析后確定。
振型的測定一般采用兩種方法，一種是使用多個傳感器測定。另一種是使用一個傳感器變換位置測量，這種情況下需要一個作用參考點，測試時比較煩瑣，在條件限制時使用，一般應采取**種方法測試。
4.沖擊系數
橋規中定義沖擊系數μ為沖擊力與汽車荷載之比。對于線彈性狀態下的結構來說，動荷載產生的荷載效應與靜荷載產生的荷載效應之比即為1+μ。因此，沖擊系數的測試通常采用測定結構動應變或動撓度的方法。
測試前，在梁的跨中(或*大變位、應變處)布置電阻應變片式的位移計或應變計，并通過動態應變儀與電腦相接。試驗時，由加載車輛以某一速度從測點駛過，記錄其輸出應變隨時間變化的實時信號。一般情況下，應測試記錄多種車速下的輸出應變結果，以作分析比較。
一般來講，橋梁在跨徑L=30～70m時，車輛與橋梁的自振頻率較接近，易產生共振，在單臺車作用下的沖擊系數特別大;沖擊系數隨阻尼比的減小而增大，阻尼比越小，沖擊系數受橋梁的影響越明顯，預應力混凝土梁橋的沖擊系數大于同等跨徑的鋼筋混凝土梁橋，這些在測試中需注意，以便更好地分析沖擊系數的測試結果。
結語
橋梁檢測分析是一項復雜而細致的工作，不僅要求工作人員有豐富的檢測經驗，而且同時需要堅實的理論基礎作為指導。只有把理論和實際充分結合起來，再加上指揮者與各試驗人員之間的默契配合，才能做好檢測工作并取得滿意的數據，也只有這樣我們才有可能做出準確的評估。
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