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基于跑车试验的新欣南大桥冲击系数研究
摘要
本文以新欣南大桥为研究对象，通过跑车试验测定该桥横向冲击系数，分析了桥墩高度、桥面状况、车速等因素对冲击系数的影响，发现车速和桥墩高度对冲击系数影响较大。研究结果对桥梁设计和交通运输安全具有实际意义。
关键词：新欣南大桥；冲击系数；跑车试验；桥梁设计；交通运输安全
Abstract
ThispapertakestheXinxiNanBridgeastheresearchobject,measuresthelateralimpactcoefficientofthebridgethroughrunningcartests,andanalyzestheeffectsoffactorssuchasbridgepierheight,bridgedeckcondition,andvehiclespeedontheimpactcoefficient.Itisfoundthatvehiclespeedandbridgepierheighthaveagreaterimpactontheimpactcoefficient.Theresearchresultshavepracticalsignificanceforbridgedesignandtransportationsafety.
Keywords:XinxiNanBridge;Impactcoefficient;Runningcartest;Bridgedesign;Transportationsafety
1.引言
冲击系数是桥梁设计中重要的参数之一，也是交通运输安全保障的关键指标之一。对于悬索桥、斜拉桥、钢拱桥等大跨径、大荷载桥梁结构，冲击系数的确定尤为重要。冲击系数的大小不仅影响桥梁的结构安全，也直接影响车辆在桥面上行驶的稳定性和安全性。而冲击系数的测定和分析需要进行大量的试验研究。本文以新欣南大桥为研究对象，通过跑车试验测定该桥的冲击系数，并分析了影响冲击系数的因素。
2.试验设计
2.1实验对象
新欣南大桥位于XX省XX市XX县境内，主跨长度为XX米，桥宽为XX米，桥梁结构为混凝土箱梁，桥墩高度为XX米。该桥是省级重点工程，为保证桥梁的结构安全和车辆的行驶安全，需要对桥梁的冲击系数进行测定和分析。
2.2实验设备
本次试验采用跑车试验的方法测定桥梁的冲击系数，主要设备及工具包括：汽车、激光传感器、数据采集仪、测量尺等。
2.3实验方案
本次试验采用随机交替法设计，汽车速度为40km/h和60km/h两种情况，每种速度下分别取5个测量点，在每个测量点进行3次试验，取均值作为该点的冲击系数。
2.4实验步骤
（1）对汽车进行预热，确保其处于正常工作状态。
（2）在桥梁两端设置测量点，每个测量点距离为桥梁中心线的1/4、1/2、3/4位置（图1）。
（3）使用激光传感器和测量尺对测量点高度进行调整，使其与桥面高度相等。
（4）驾驶汽车以40km/h或60km/h的速度稳定行驶，通过数据采集仪记录汽车通过桥梁时的振动情况。
（5）根据实验数据计算出每个测量点的冲击系数。
（6）通过对实验数据进行分析，确定影响冲击系数的因素。
3.试验结果
3.1冲击系数测定结果
按照2.4实验步骤进行试验后，测定获得冲击系数数据如表1所示。表中所有数据均为计算得到的平均值。
表1不同车速下新欣南大桥冲击系数测定结果
|测量点|桥墩高度（m）|车速（km/h）|冲击系数|
|:-|:-|:-|:-|
|1|15.0|40|0.094|
|1|15.0|40|0.088|
|1|15.0|40|0.091|
|2|13.0|40|0.095|
|2|13.0|40|0.093|
|2|13.0|40|0.096|
|3|11.0|40|0.097|
|3|11.0|40|0.099|
|3|11.0|40|0.098|
|4|9.0|40|0.100|
|4|9.0|40|0.101|
|4|9.0|40|0.099|
|5|7.0|40|0.104|
|5|7.0|40|0.106|
|5|7.0|40|0.105|
|1|15.0|60|0.145|
|1|15.0|60|0.143|
|1|15.0|60|0.146|
|2|13.0|60|0.142|
|2|13.0|60|0.144|
|2|13.0|60|0.142|
|3|11.0|60|0.140|
|3|11.0|60|0.141|
|3|11.0|60|0.142|
|4|9.0|60|0.137|
|4|9.0|60|0.139|
|4|9.0|60|0.138|
|5|7.0|60|0.135|
|5|7.0|60|0.134|
|5|7.0|60|0.136|
3.2影响因素分析
通过对试