基于加速度幅值比的空心板梁桥铰缝损伤评价应用研究.pdf

基于加速度幅值比的空心板梁桥铰缝损伤评价应用研究徐亚林摘要：铰缝作为板梁桥横向传力构件直接影响桥梁的结构安全稳定对其进行检测评估十分必要。研究通过ANSYS有限元软件进行动力响应分析对不同损伤位置（跨中、梁端）及不同损伤程度（0%、25%、50%、75%）下的铰缝进行模拟提出了加速度幅值比来定义铰缝损伤并得到铰缝损伤的评估标准。在此基础上对江苏省高速公路某一混凝土空心板梁桥进行铰缝损伤的实测研究进一步分析和验证了铰缝损伤评估方案的应用效果。Abstract：Asthetransverseforcetransmissionmemberoftheslabbeambridgethehingejointdirectlyaffectsthesafetyandstabilityofthebridgestructureanditsdetectionandevaluationareverynecessary.ThestudyusedANSYSfiniteelementsoftwaretoperformdynamicresponseanalysisandsimulatedhingejointsatdifferentdamagepositions（spanmid-spanandbeamend）anddifferentdamagelevels（0%25%50%75%）.Thevalueratiowasusedtodefinethehingedamageandtheevaluationstandardofthehingedamagewasobtained.BasedonthesimulationthejointjointdamagemeasurementofaconcretehollowslabbeambridgeinJiangsuProvincewascarriedout.Theeffectofthejointjointdamageassessmentschemewasfurtheranalyzedandverified.關键词：桥梁病害;铰缝损伤评价;加速度幅值比;实桥运用0引言混凝土空心板梁桥作为中小跨径典型桥梁被广泛应用于高等级公路建设中。经过长期的运营服役面临着交通量急剧增长、服役环境复杂多变等问题。铰缝作为板梁横向传力的构件存在铰缝渗水、析白、脱落等问题直接影响桥梁的横向传力效果严重情况下会造成“单板受力”现象[1～2]。因此研究铰缝的损伤规律及性能评估就显得十分重要。近年来国内外学者围绕板梁桥铰缝问题进行研究提出了基于铰缝刚度变化、相对位移指标、加速度幅值变化、振型数据变化等一系列铰缝损伤评估检测方法但是相关方法的应用都具有一定对象适用性和局限性[3～7]。因此深入研究铰缝性能劣化规律并建立铰缝损伤检测评估体系就尤为重要本文以江苏省高速公路服役的混凝土空心板梁桥为研究对象进行铰缝损伤评估的研究具有一定的工程应用价值。1有限元数值模拟研究采用ANSYS有限元软件建立了13m跨径、13块板梁铰接的桥梁模型通过车辆模型进行有限元的车轿耦合动力响应分析考察铰缝劣化因素对于预应力混凝土空心板梁结构的性能影响着重关注板梁的挠度、加速度等数值变化规律。板梁结构几何尺寸及建模过程如表1和图1所示。研究采用删除铰缝实体单元的方法来表征铰缝受损对于13块板梁铰接的桥梁而言共有12条混凝土铰缝模拟针对第6#铰缝分别在跨中和梁端进行不同程度的铰缝损伤模拟（见图2）铰缝损伤模拟工况如表2所示。研究采用加速度幅值比来定义铰缝损伤其基本原理是采用铰缝两侧梁板的加速度幅值进行比值分析该指标既考虑了单块板梁的挠度、加速度结果也同时考虑了相邻板梁的传力效果。研究对于第6#铰缝在不同位置及不同受损程度下板梁动力响应的加速度幅值比结果进行汇总分析如表3所示。通过对第6#铰缝在不同铰缝受损工况下的动力响应及加速度幅值比进行分析可以发现随着铰缝受损程度的增大无论是铰缝跨中位置还是梁端位置其加速度幅值比均不断增大。对于跨中处铰缝受损的工况其跨中处的加速度幅值比要大于