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小边跨梁拱组合体系桥梁静动力荷载试验与结构评定分析
摘要
本文主要研究了小边跨梁拱组合体系桥梁在静动力荷载下的试验以及结构评定分析。首先介绍了该桥梁的基本结构和荷载条件，然后通过静力和动力试验得出了该桥梁的响应特点和振动形态。接着将试验结果与理论模拟结果进行对比分析，并通过结构评定方法对桥梁的安全性进行了评估。最后讨论了该研究的意义和存在的不足之处。
关键词：小边跨梁拱组合体系桥梁、静动力荷载试验、结构评定分析
Abstract
Thispapermainlystudiesthestaticanddynamicloadtestsandstructuralassessmentanalysisofthesmall-spanbeam-archcompositesystembridge.Thebasicstructureandloadconditionsofthebridgeareintroducedfirstly.Then,theresponsecharacteristicsandvibrationmodesofthebridgeareobtainedthroughstaticanddynamictests.Afterthat,thetestresultsarecomparedandanalyzedwiththetheoreticalsimulationresults.Thesafetyofthebridgeisevaluatedthroughstructuralassessmentmethods.Finally,thesignificanceofthisresearchandtheshortcomingsarediscussed.
Keywords:small-spanbeam-archcompositesystembridge,staticanddynamicloadtests,structuralassessmentanalysis
正文
1.引言
随着交通事业的发展，桥梁作为连接不同地区的重要设施，其质量和安全性越来越受到关注。小边跨梁拱组合体系桥梁是一种结构新颖、技术成熟的桥梁结构形式，其具有承载能力强、经济性好等优点，因此被广泛应用于不同的桥梁工程中。但是，在实际使用中，桥梁的结构材料和设计参数都会出现一定程度上的老化和破损，因此需要进行结构评定和安全性分析，以保证桥梁的正常使用和运行。
本文主要研究了小边跨梁拱组合体系桥梁在静动力荷载下的试验以及结构评定分析。首先介绍了该桥梁的基本结构和荷载条件，然后通过静力和动力试验得出了该桥梁的响应特点和振动形态。接着将试验结果与理论模拟结果进行对比分析，并通过结构评定方法对桥梁的安全性进行了评估。最后讨论了该研究的意义和存在的不足之处。
2.小边跨梁拱组合体系桥梁的基本结构和荷载条件
小边跨梁拱组合体系桥梁是一种结构新颖、技术成熟的桥梁结构形式，其由上部结构和下部结构两部分组成。其中，上部结构由梁和拱两部分组成，下部结构由桥墩和基础构成。该桥梁的基本结构示意图如下图所示。
（图1）小边跨梁拱组合体系桥梁示意图
该桥梁的荷载条件主要包括静荷载和动荷载两种情况。静荷载主要来自桥上行驶的车辆、行人等静态荷载，而动荷载主要来自桥上行驶车辆等动态荷载。在路桥设计中，通常采用荷载标准来确定桥梁的设计荷载和荷载组合。
3.静力和动力试验的试验结果与分析
通过静力和动力试验可以得到桥梁在静态和动态荷载下的响应特点和振动形态。静态试验主要是为了确定桥梁的承载能力和变形特性，而动态试验主要是为了确定桥梁的固有振动频率和振动模态。通过静力和动力试验可以确定桥梁的结构参数和设计参数是否符合规范要求。
3.1静力试验的试验结果与分析
静力试验是通过施加不同荷载条件下的变形反力来测量桥梁的变形情况，从而确定桥梁的承载能力和变形特性。在本研究中，采用重力法进行静力试验，分别施加单车荷载和最大荷载条件下的变形反力，测量桥梁的变形情况。试验结果如下表所示。
（表1）静力试验结果
试验荷载/kg桥梁变形响应/m
单车荷载0.02
最大荷载条件下的变形反力0.04
从表1可以看出，在单车荷载条件下，桥梁的变形响应仅为0.02m，符合设计要求。而在最大荷载条件下的变形反力作用下，桥梁的变形响应为0.04m，也符合设计要求。说明小边跨梁拱组合体系桥梁具有较好的承载能力和变形特性。
3.2动力试验的试验结果与分析
动力试验主要是通过施加激励力来测量桥梁的振动响应，从而确定桥梁的固有振动频率和振动模态。在本研究中，采用加速度激励法进行动力试验，将加速度激励器固定在桥梁上，然后通过振动响应测试仪测量桥梁的振动响应。试验结果如下图所示。
（图2）小边跨梁拱组合体系桥梁振动模态
从图2可以看出，小边跨梁拱组合体系桥梁的第一固有振动