文摘

足够严格的监督传导在桥操作是成功的关键,许多国家,包括越南的不发达国家。近年来,发达国家的预算用于资助质量评估程序的实现相当高而不发达国家较低的预算。该计划提出了工作地址当前缺乏信息的过程中组织质量评估。振动信号会从随机循环获得的状态来确定结构的行为,利用信号在桥跨的操作信息。这项研究的主要目标是找到各种参数,可用于性能评估实际的桥梁。这些参数必须满足一定标准,如灵敏度高,测量成本低,测量过程和效率,但必须不影响车辆的行程在桥上移动。目前这项工作中使用的实际结构振动信号作为最好的趋势模型评估的操作桥跨结构。本研究将集中在确定挠度之间的关系,加速度,车辆负载评估结构的工作过程。这项研究还编造了一个实验模型来评估和测试的敏感性参数用于本研究以验证结果。本研究获得的结果将被应用的质量控制过程在一些桥梁模型与跨结构构建的复合钢筋混凝土截面梁。 Many developing countries, including Viet Nam, will receive benefit in the future from the useful advantages presented in this study.

1。介绍

越南是类似于其他东南亚国家1,2)位于该地区,它有一个交错的河流和运河系统。大多数主要城市在越南位于河流或附近地区河流连接。经过广泛的调查在胡志明市区域(3,4),它是确定有超过1000座桥梁(5,6和安全操作的这些桥梁尤其视为重点,因为在很多社会经济活动的重要作用。正常的评估措施的质量条件下桥梁结构将通过评估进行桥梁结构的混凝土梁的复合钢筋混凝土截面梁(7,8]。目前,检验、监视和验证桥梁质量通常通过三个主要实现措施如下:(我)第一个措施是一个人类监测系统,给的信息往往比定量定性,这可有点主观。的技术措施包括手动检查和监测方法,目视检查,并使用专门的设备(9- - - - - -11]。这种方法具有显著的优势,简单,容易实现,检查初始投资成本低,但它也有缺点:桥梁结构的细节的损失不能被及时发现,不能评估和桥材料力学变化。大部分的信息从结构与这些方法获得的定性性质,通过人类观察的主观评价。(2)第二测量由桥梁振动的方法来收集定量数据应用周期所产生的力量。这座桥质量检验(12- - - - - -14包括以下活动:质量是仅仅检查或彻底决定,工程质量是正式评估,质量是比设计的原始需求。这一措施的目的是评估桥梁的实际工作能力在实际的负载效应。一些参数是用来定量评价过程的实现(15),包括变形、挠度、振动振幅,和特定的频率。这种方法的优点是,它可以给我们一个清晰的理解的选项不同的量化值和负载的影响。这些方法可以阐明负责把结构的因素在某些最危险的情况下在其操作。这种方法的缺点是,获得的测量数据是在一个静态的状态,除了一些下面的动态参数:特定频率、阻尼系数、振动振幅,取决于产生周期性的振动模式的力量。收到这个方法的信息量太低;因此,它不能完全反映结构的操作状态,也不能完全解释的行为结构。(3)第三测量结构的行为调查在实际操作过程中通过振动测量16- - - - - -19]。这种方法已被广泛应用于桥梁桥墩在最近一段时间。这一措施使得采集的数据关于桥在不同的实际负载下的行为。这种方法允许的优势描述负荷的实际情况,检测力学参数的变化,定位的削弱部分结构,确定削弱率随着时间的推移。这些优点可以帮助做出合理的决策和计划在评估一个项目的质量。然而,对于经济困难的情况下的情况下在欠发达国家,这些测试系统并不是一个经济可行,所以不能广泛应用。

评估以上三种方法的优点和缺点,本研究提出了重要参数之间建立关系的方法在桥梁结构的振动过程,收集数据结构的振动和变形影响下的随机载荷在操作和利用率。在这项研究中获得的数据将补充桥梁的现有的数据库系统,同时,将添加新的参数比传统参数有更高的灵敏度。这可以使质量评估最合适的计划,检查和定期维护项目。这项研究已经在监测和评价项目的现实意义随着时间的推移工作状态。本研究也有助于管理机构形成一个重要的决策结构的基础操作。此外,结果在这项研究中,已实现在实践中,将建立一个数据库源质量促进的应用这些先进的方法评估和项目管理。这是扩大的基础评估这些研究方法并进行未来的桥梁。

2。理论基础

许多研究已经进行了桥梁结构的建模,由类型分类根据结构的轴承状态。许多模型模拟桥跨结构的形式对梁、模型目前流行的(20.- - - - - -22]。负载应用在静态条件下,跨度结构模型通常是描述如图1。

的情况下跨模型如图1,如果是静载荷,梁的挠度吗由以下公式,给出 在这梁的长度吗和是确定的位置设置点的负载 。 抗弯刚度;弹性模量;梁上的负载;和是惯性力矩惯量主轴,重合的是哪一个 - - - - - -轴的方向。

如果负载与移动速度沿梁长度 ,如图2梁的受迫振动通过挠度方程,证明显示如下: 在哪里重力加速度,每个结构的单位体积比重,横截面积, ,和t是时候了。力量作用于结构,然而,通常的形式谐波的力量。

情况如图3,在这变量力的表达式 和移动速度 ,梁的受迫振动23,24]介绍如下: 在这 ; ; ; ;和 。nondamped自由振动的一个支撑梁具有以下形式: 在哪里和是常数,是 - - - - - -特定频率在以下方程:

本研究引入了“动态系数”的概念,以确定之间的关系结构的荷载影响和特定的振动频率,以评估在桥跨结构在振动过程中变化。动态系数模型表明,这个系数是用来评估桥梁的承载力通过偏转和振动频率,如方程所示2)和(3),简化模型的动态系数,见以下方程: 在这是动态系数,是车辆载荷的激励频率,是负载作用下的激励频率的速度 , 是第一个励磁频率的车辆荷载,然后呢是弯曲的频率。

3所示。结果

3.1。建立实验模型

考虑由我们实现的方法,本研究探讨了Thang长大桥的实际模型,如图4,以下规范:这座桥是60米长;它包括5跨越,每个跨度12米长;它有一个简单的钢筋混凝土;跨截面包括5工字梁尺寸550×250×9×22毫米;钢筋混凝土桥墩和支柱;桥面车辆采用钢筋混凝土厚度18厘米;行人的桥面20厘米的厚度;当前工作负荷是13吨;这座桥是在1990年之前建成的。在这项研究中使用的建模过程的Thang长的桥,位于Thang长的街,第九区,胡志明市,如图5。

这座桥跨度窄;因此,只有一个车可以过桥。研究模型Thang长大桥的机械对系统,如图5,负载组成的两个组成部分:集中负荷和移动载荷 ,与强迫频率 ,最初的分析。

在这个研究中,位移信号测量使用位移传感器和加速度计传感器的振动测量。这些传感器是永久安装在与梁的底面接触表面。信号采集模型显示在图6。

事实上,约束力的频率通常取决于机制和问取决于速度是在表1。本研究假设 和 ,在哪里问谐波的振幅力,k是实验系数,是部队的角频率,R如表所示,车轮半径吗2。本研究将考虑负载的变化负载的范围限制为每个类型的车辆,如表3谐波约束力,由于受车辆结构的影响。

参数的负载 ,速度 ,和频率的约束力,本研究建立了一个可行的模型通过实际测量过程,以确定最大挠度在桥跨在给定的位置。本研究计算最大应力值在梁的振动挠度值的位置测量。挠度和应力之间的关系的图在图给出7。

我们可以看到挠度和应力之间的线性关系的结果数据7和8。线性回归方程y= 6×10⁻¹²x8×10⁻⁹的相关系数R²= 1。当负载、速度和频率约束的力量变化,斜率系数图8保持不变;偏转线性增加,当负载的增加,无论速度变化量或约束力的频率的变化。位移和应力之间的关系通常被表示为结构的应力应变关系。结果如图9(25,26)获得从一个使用线性材料模型的研究证明加强混凝土钢筋梁结构的应力应变关系有两个必需的参数:钢的弹性模量E_年代和屈服强度钢f_y。混凝土结构的简单的应力-应变关系曲线有多重线性各向同性形式,提出Kachlakev [27,有两个必需的参数:混凝土的弹性模量E_c和它的抗压强度 。在这种材料模型中,冯米塞斯标准被用于确定应力阈值,以具体的线性行为转化为非线性行为,如图10,在这是材料的应力峰值结构和是一个材料参数取决于应力变形的形状图。的应力应变关系方程(7一个)。的情况下(25)所示的应力应变关系方程(7 b)。

模型是研究[25- - - - - -27),我们可以看到结果,应力和变形之间的关系一直是线性函数在一个过程(28,29日)或者它仅仅是一个线性函数在每个定义的空间25,26]。一个评价模型,展示两种弹性模量的影响E,这是一个结构特点,antiviscosity系数C,这是一个物质的特性,尚未建成。

3.2。动态参数的关系

3.2.1之上。挠度和振动加速度之间的关系

每个负载的变化 ,本研究获得的结果的最大挠度和最大加速度。当速度本研究模型的变化,改变了速度从6米/秒16 m / s,以简化模拟过程或符合检验标准的桥梁。

我们可以看到从图如图(11日)- - - - - -11 (f)变量的位移和加速度之间的关系在不同的负载水平相对相似的形状。一般来说,当加速度增加,挠度也增加和负载的差异可能是由于群众的负载影响梁的振动频率根据方程(6)。因此,当从6米/秒速度变化到16米/秒一样负载值,研究得到的最大偏转在这个速度的频率范围和相应的强制力。,研究得到一个图表,显示了挠度之间的关系和矫顽力频率对应于负载 ,如数据所示(11日)- - - - - -11 (f),挠度达到最大值的情况下梁的振动逐渐趋于接近第一特定频率。

3.2.2。构建动态系数之间的关系和激发条件

曲线表明动态系数之间的关系和速度 ,在方程(代表6)。时的力是恒定的,这项研究显示了一个动态系数对应于每一个速度 ,与从6米/秒16米/秒。图中,动态系数和速度作为两个相邻峰出现,两峰之间的距离大约1 m / s,如图12。这可以解释,因为影响在方程(6)。理论上,动态系数越大,越接近强制力频率将是系统的特定频率。指一座桥的实际光谱分析图表,自由振动的频率图显示了两个频率的峰值,这叫做“击败”现象。这显然将在以下几点分析:(1)的影响在动态固定系数 。由于固定的速度和负载的增加,动态系数由于增加力量影响梁的固有频率,根据方程(6)。因此,当的增加,梁的特定频率减少,其值接近强制车辆产生的频率,和动态系数也增加了。因为增加的负载 ,动态系数在每个指定加载间隔也会增加。在图13,每个新段将线性增加,然后突然下降段的一端。在那一刻,动态系数按照原来的时间线性增加关系;继续这个过程,在许多不同的间隔,形成图并不完全是线性的,根据这个理论最初。这可以解释说:当力量增加,动态系数线性增加,但当减少,动态系数也能减少因为它对应于每个频率的强制力 。在某些地点,频率值突然减少因为强制力突然的变化根据最初的正弦余弦,如图(14日)- - - - - -14 (f)。表4表明在实验模型中,斜率系数一个,计算动态的比例系数的强制力 ,实验过程中几乎是恒定的。这可以解释为系数的事实一个不依赖于强制力的角频率在恒定速度。此外,当强制力的频率增加时,系数b减少。表4更显示了结果减少价值,系数越快b增加。当实际速度的实验模型= 9 m / s,负载之间的关系和动态系数给出的方程=美联社+b是= 0.000003 + 1.041517。在这个实验中,平均偏差系数一个是0,系数b,它是0.004117。这个偏差水平,结果给了高收敛。(2)的影响对动态影响系数的改变速度 。随着速度的增加,负载增加和价值在每个指定加载间隔值也增加。然而,当所有负载范围被认为是在同一个图,值会减少,如图15。本研究可以看到符合方程(6)当负载值是反比的系数。这类似于之前的调查显示,当速度增加,动态系数段和增加价值值线性增加,如图(16日)- - - - - -16 (e)。

在表5,我们可以看到方程显示动态系数之间的关系和负载 ,当速度变化,使= 0.000004 与平均偏差为0.0000016 + 1.24804的系数一个和0.009768的系数b。因此,动态系数的值取决于速度和负载以及矫顽力的频率 。作为增加,值改变时根据线性关系,如图表所示和 。对应于每一个值,和线性增加。

4所示。结论

实验测试模型已经应用在这项研究中,发现之间的关系特性测量和测试过程中力学参数。从这个手稿,我们可以建立一个实验模型在该领域最适合实际的移动载荷模型,与一些结论如下:(1)从理论或实验中,荷载下的挠度值获得影响移动横梁上较为相似的形状。随着偏转的增加随着速度的增加加速加载,可以看出结果与不同负载的差异可能是由于负载的质量影响梁的振动频率。与一个常数负载值,但从6米/秒速度增加到16 m / s,研究发现的最大偏转频率相应的强制力保持不变或显示了一个微不足道的变化。从这项研究中,我们得到了挠度之间的关系和相应的频率强制力。,挠度达到最大值时,振动频率方法接近梁第一特定频率。(2)车辆速度几乎没有影响挠度值在这两个理论和实验情况。它可以显示不同的速度,不同的挠度值的结果是微不足道和结构的质量验证过程主要基于挠度值。(3)作为的增加,梁的特定频率减少,所以动态系数相应的增加。随着负载的然而,增加动态系数增加仅为每个指定的区间负荷。动态的价值系数线性增加关系,显示在每个片段,片段之间的突然减少。这一过程持续进行间隔为许多不同的力,导致一个不完全的线性图,根据给定的最初理论。它可以表明,在特定的地点,频率值突然减少因为强制力突然的变化,根据最初的时期。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。