中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
橋梁結(jié)構(gòu)是承受恒載、車輛荷載、人群荷載等主要荷載的結(jié)構(gòu)物。當(dāng)車輛以一定速度在橋上通過時，由于發(fā)動機(jī)的抖動、橋面的不平順等原因會導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。此外，人群荷載、風(fēng)動力、地震力的作用也會引起橋梁振動。因此，車輛荷載或其它動力荷載對橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊和振動影響，已成為橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算、施工、運(yùn)營、維修養(yǎng)護(hù)過程中的重要問題之一。
橋梁結(jié)構(gòu)的動載試驗是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，測定橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比、振型、動力沖擊系數(shù)、動力響應(yīng)（加速度、動撓度）等參量的試驗項目，從而宏觀判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度、運(yùn)營性能。橋梁結(jié)構(gòu)的動載試驗與靜載試驗雖然在試驗?zāi)康?、測試內(nèi)容等方面有所不同，但對于全面分析掌握橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能是同等重要的。就試驗步驟而言，基本上與靜載試驗相同，動載試驗也要經(jīng)過準(zhǔn)備、試驗和分析總結(jié)三個階段。就試驗性質(zhì)而言，動載試驗也可分為生產(chǎn)鑒定性和科學(xué)研究性試驗，一般情況下，動載試驗多在現(xiàn)場實際結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測試，也可根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和實際需要在室內(nèi)進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型的動載試驗，如在風(fēng)洞內(nèi)進(jìn)行大跨度橋梁的風(fēng)致振動試驗、在模擬地震振動臺上進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)試驗研究等。
目前橋梁工程中常見的動載試驗方法主要有強(qiáng)迫振動法、自由振動法、環(huán)境隨機(jī)振法、局部激勵法等。
1)強(qiáng)迫振動法
一般把能夠測量輸入的動載測試稱之為強(qiáng)迫振動法，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫激勵實驗中，應(yīng)用于激勵的技術(shù)很多包括：激振器、振蕩器、振動臺、力錘等。在大部分強(qiáng)迫振動實驗中，可以很好確定輸入力函數(shù)，通過測量輸入，識別結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)如共振頻率、模態(tài)阻尼比、振型的系統(tǒng)識別技術(shù)方法可以很好地建立，強(qiáng)迫振動試驗的一個優(yōu)點(diǎn)是信噪比強(qiáng)。
2)環(huán)境激勵
環(huán)境激勵是橋梁在其正常使用狀態(tài)下所受到的激勵，系統(tǒng)的輸入通常無法測量。橋梁將不斷受到來自于各種不同的環(huán)境激勵，由于輸入無法測量，因此也不清楚這些振源提供的輸人是否在我們所感興趣的頻帶上，輸人的平穩(wěn)性如何，以及在某一頻帶上的均衡性，信噪比弱、分析內(nèi)容不如強(qiáng)迫激勵來得豐富。但對于交通繁忙的橋梁來說，由于它不測量輸入，試驗成本低，不影響橋梁的正常使用，可以實時監(jiān)控，這一點(diǎn)是非常吸引入的，但橋梁上行駛的車輛對橋梁結(jié)構(gòu)具有附加質(zhì)量的影響。
環(huán)境激勵系統(tǒng)的輸入通常無法測量。而強(qiáng)迫激勵中激振力通常是可以測量的或可以控制的。是否測量出激勵力將造成后續(xù)系統(tǒng)識別方法的不同。一些結(jié)構(gòu)參數(shù)如模態(tài)頻率、模態(tài)阻尼及振型可以得到識別而不需要精確測量激振力。然而，在這種情況下，應(yīng)能明確激勵的本質(zhì)如白噪聲、脈沖等，盡管不需測量實際的荷載。是否測量激振力主要是由測量激振力的可行性因素確定。比如在實驗室中進(jìn)行一個框架結(jié)構(gòu)的模態(tài)實驗，利用沖擊錘、振動臺、激振器產(chǎn)生的激振力可以用標(biāo)準(zhǔn)儀器測量。然而在現(xiàn)場進(jìn)行橋梁實驗時，激振力來自于快速行駛的車輛，那么就無法測量激勵力。另外作用在橋梁上風(fēng)荷載、溫度梯度荷載等環(huán)境荷載也是很難確定的。總之，在一些情況下測量激振力是可行的也是有用的，在另外一些情況下它是不可行的也是沒有用的。
3)自由振動法
自由振動法的特點(diǎn)是使橋梁產(chǎn)生有阻尼的自由衰減振動，記錄到的振動圖形則為橋梁的衰減振動曲線。為使橋梁產(chǎn)生自由振動，一般常用突加荷載和突卸荷載兩種方法。突加荷載法，是在被測結(jié)構(gòu)上急速地施加一個沖擊作用力，由于施加沖擊作用的時間短促，因此，施加于結(jié)構(gòu)的作用實際上是一個沖擊脈沖作用。它可以激勵結(jié)構(gòu)按其低階固有頻率作自由振動。試驗中常見的沖擊法主要對于中、小型橋梁結(jié)構(gòu)，可用試驗車輛在橋面上駛越三角墊木，利用車輪的突然下落對橋梁產(chǎn)生沖擊作用，激起橋梁的豎向振動。但此時所測得的結(jié)構(gòu)固有頻率包括了試驗車輛這一附加質(zhì)量的影響。近年來，在橋梁的模態(tài)實驗中，還采用了爆炸和發(fā)射小型火箭產(chǎn)生脈沖荷載等辦法來激起結(jié)構(gòu)的振動。采用突加荷載法時，應(yīng)注意沖擊荷載的大小及其作用位置。如果要激起結(jié)構(gòu)的整體振動，則必須在橋梁的主要受力構(gòu)件上施加足夠的沖擊力，沖擊荷載位置可按所需結(jié)構(gòu)的振型來確定，如為了獲得簡支梁橋的第一振型，則沖擊荷載應(yīng)作用于跨中部位，測第二振型時沖擊荷載應(yīng)加于跨度的四分之一處。突然卸載法，是在結(jié)構(gòu)上預(yù)先施加一個荷載作用，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一個初位移，然后突然卸去荷載，利利用結(jié)構(gòu)的彈性性質(zhì)使其產(chǎn)生自由振動。為卸落荷載，可通過自動脫鉤裝置或剪斷繩索等方法，有時也專門設(shè)計一種斷裂器裝置，當(dāng)預(yù)施加力達(dá)到一定的數(shù)值時，在繩索中間的斷裂裝置便突然斷離，因而激發(fā)結(jié)構(gòu)的振動。實際上，在橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行自由振動響應(yīng)的測試中，如以試驗車輛荷載作為激勵，當(dāng)車輛以一定的速度駛離橋跨很短的一段時間以后，橋梁的振動即為自由衰減振動。
4)局部激振
局部激振是可以測量輸入的，是屬于強(qiáng)迫激勵的一種。對于大、中型橋梁來說，要利用激振設(shè)備激勵全座橋梁并測得激振力往往是不大現(xiàn)實的，但可以采用局部激振方式來激振結(jié)構(gòu)的某一局部。這種局部激勵有利于提取對局部響應(yīng)比較敏感的模態(tài)參數(shù)，同時可以減少工作環(huán)境的影響，一般認(rèn)為工作環(huán)境的影響更趨向于整體現(xiàn)象。
橋梁動載試驗是在橋梁處于振動狀態(tài)下，利用振動測試儀器對振動系統(tǒng)各種振動量進(jìn)行測定、記錄并加以分析的過程。因此，在進(jìn)行動載試驗時，首先應(yīng)通過激振方法使橋梁處于一種特定的振動狀態(tài)中，以便進(jìn)行相應(yīng)項目的測試。其次，要合理選取測試儀器儀表組成振動測試系統(tǒng)，振動測試系統(tǒng)一般由拾振部分、放大部分和分析部分組成，這三部分可以由專門儀器配套使用，也可以配換使用。因此，要根據(jù)試驗的環(huán)境條件和試驗的要求，選擇組配合理的振動測試系統(tǒng)。儀器組配時除應(yīng)考慮頻帶范圍外，還要注意儀器間的阻抗匹配問題。另外，要根據(jù)測試橋梁的特點(diǎn)，制定測試內(nèi)容、測點(diǎn)布置與測試方法，例如對于混凝土簡支梁橋的動載試驗，一般的觀測項目有：跨中截面的動撓度、跨中截面鋼筋或混凝土的動應(yīng)力等。又例如要測定某一固有頻率的振型時，應(yīng)將傳感器設(shè)置在振幅較大的各部位，并注意各測點(diǎn)的相位關(guān)系。最后，利用相應(yīng)的專業(yè)軟件對采集的數(shù)據(jù)或信號進(jìn)行分析，即可得出橋梁結(jié)構(gòu)的頻率、振型、阻尼比、沖擊系數(shù)等振動參量。
中交路橋工程檢測主要檢測業(yè)務(wù)：鋼結(jié)構(gòu)檢測、橋梁檢測、隧道檢測
