摘要：通过动载试验，掌握桥梁结构的动力特性，了解连续刚构桥梁对动载激励的总体反应，判断桥梁的总体结构刚度和内在力学特性，为桥梁的安全使用提供依据。
关键词：连续刚构桥，荷载试验
0 引言
连续刚构桥是随着悬臂施工技术改进，由连续梁桥、T型刚构桥逐步发展而来。作为梁桥族里年轻的一员，在继承连续梁桥、T型刚构的优点的基础上，它具有施工易行、造型美观、经济适用等诸多优点，得到了迅速地推广和发展。
连续刚构，它的结构形式为梁体连续、墩梁固结，很好地保持了连续梁无伸缩缝、行车平顺的优点，同时又类同T型刚构不需要设支座，无需考虑体系转换的易施工的优点。墩身将较大的抗弯刚度和较小的抗推刚度结为一体，顺桥向抗弯刚度大，受力性能好，墩梁固结能有效减小跨中正弯矩。横桥向抗扭刚度大，能较好满足悬臂施工的抗风要求，同时由于墩的柔性，顺桥向抗推刚度小，能有效减小温度、收缩徐变等次内力，对结构的抗震也更有利。
作为一类数目不断增多不断发展中的桥梁，连续刚构桥在役过程中，结构在长期使用中难免也发生各种各样的损伤，造成桥梁结构抗力衰减和安全隐患。那么我们通过荷载试验来判断在役连续刚构桥的结构刚度及承载能力，是极为重要且普遍的一种安全检测手段,
桥梁整体检测可以反映桥梁的承载力以及使用状况。通过科学的检测技术能后得到桥梁结构的整体状况及局部损伤状况。桥梁整体检测一般采用的方法是静载试验和动载试验。通过施加可控荷载对桥梁进行试验，并通过试验检测、收集桥梁结构的应变量、应变分布和加速度等响应数据，据此来评估桥梁结构的整体性能。
本文也是基于对江苏一座连续刚构桥检测的工程案例，通过对其上部结构进行动载试验，测试桥跨结构的自振特性及在车辆作用下的动力响应。了解桥梁对动载激励的总体反应，以此来判断桥梁的总体结构刚度和内在力学特性，为桥梁的安全使用提供依据，同时总结连续刚构桥动载试验的相关经验供同行交流参考。
1 工程概况
本文依托项目为全长1478.50m，共55跨，由10联组成的混凝土梁桥，其中主桥为3跨预应力混凝土连续刚构桥，跨径组合为52m+70m+52m，项目试验主要围绕主桥开展。主桥上部结构为连续刚构，横截面为变截面的单箱单室箱梁，三向预应力结构。箱梁中支点处梁高4.0m，跨中处梁高2.0m，底缘曲线为二次抛物线，顶板厚0.3m，底部厚0.25m～0.60m，腹板厚0.45m～0.60m，支点及跨中处设横隔板。
该桥的动载试验项目包括桥跨结构的自振特性测试及在车辆作用下的动力响应测试，其中自振特性通过由拾振器、放大器及记录器组成的测试设备收集振动响应信号，而动力响应测试采取无障碍行车（跑车）时采集桥梁结构的动态挠度及动态应变数据予以分析。
2 试验过程
2.1.12.1.22.1测试内容
2.1.1自振特性测试
对于桥面没有汽车通过和其他周期性干扰力，即桥梁空载工况下，受风、地面微振等环境因素的影响，桥梁所受的激励是平稳的各态历经宽带随机激励。结构所响应的主谐量是在其固有频率附近的微振动，通过拾振器及采集仪，记录桥梁受环境影响下的振动时程曲线，这通常称作脉动试验。通过脉动试验振动时程曲线可计算出桥梁自振频率、振型和阻尼比，从而判断结构自振特性。本桥测点布置在桥面近人行道边缘，共布设58个测点。
12.1.1自振特性测试
22.1.1自振特性测试
2.1.2动态测试
本次试验在K18、K19孔跨中位置处各布置各1个动态挠度测点，在K18、K19孔跨中位置处各布置2个动态应变测点，具体测试断面见图2.1，测点布置示意如图2.2所示。测点布置示意如图2.3所示。
图2.1桥梁动态测试断面布置示意图（单位：mm）
图2.2K18、K19孔跨中断面动态挠度测点布置图
.png)
图2.3K18、K19孔跨中断面动态应变测点布置图
试验时，采用1辆重车分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、65km/h匀速驶过桥面，分别记录测点的动态挠度时程信号和动态应变时程信号。
2.12.2试验效率系数
无障碍行车试验采用与静载试验加载车辆相同的载重车辆。根据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T 233-2015）中相关要求，动力荷载试验效率按下式：
.png)
公式中相关字母含义，详见上述规范，这里不再累述。
本桥原设计荷载等级为汽车-20级，结合现场情况及理论计算结果，本次试验采用1辆约46t重货车作为试验荷载车辆进行无障碍行车试验。根据理论计算情况，本次动载试验的荷载效率控制在0.35附近。
3 结果分析
3.1自振特性测试结果
通过环境激励下的脉动试验，由桥面各测点振动时程曲线经分析得到三跨连续刚构的竖、横向频谱分析图和相关振型图，其模态测试结果汇总如下：
由模态测试得到的三跨连续刚构竖向一阶自振频率为1.701Hz，略小于理论计算值1.727Hz，表明其实际竖向刚度小于理论竖向刚度。
主桥三跨连续刚构实测竖向1、2阶阻尼比分别为1.194%和0.857%，较混凝土结构阻尼比通常值偏低，其余各阶阻尼比基本符合混凝土结构阻尼比通常值。
3.2动态响应测试结果
3.2.1动态应变测试结果
在重车分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、65km/h匀速驶过桥面时， 动应变测试分析结果见表3.1，典型动应变时程曲线见图3.1，动力放大系数与速度关系曲线见图3.2。
表3.1 动应变测试结果分析表
.png)
.png)
图3.1 K18孔箱梁跑车动态应变时程曲线（50km/h）
图3.2 K18孔动力放大系数与速度关系图
动应变测试结果表明：
(1)实测应变动力放大系数最大值为0.402，这是由于主桥桥面铺装破损较严重，汽车冲击较大所致。
实测应变动力放大系数与车辆速度大小的关系不明显。
3.2.2动态挠度测试结果
在重车分别以20km/h、30km/h、40km/h、50km/h、65km/h匀速驶过桥面时，动挠度测试分析结果见表3.2，典型动挠度时程曲线见图3.3，动力放大系数与速度关系曲线仍不明显。
表3.2 动挠度测试结果分析表
.png)
图3.3 K18孔箱梁跑车动态挠度时程曲线（50km/h）
动挠度测试结果表明：
(1)实测挠度动力放大系数最大值为0.402，这是由于主桥桥面铺装破损较严重，汽车冲击较大所致。
实测挠度动力放大系数与车辆速度大小的关系不明显。
4 动载试验结论
(1)主桥三跨连续刚构实测竖向一阶自振频率1.701Hz小于理论值1.727Hz，表明结构的实际刚度略小于理论刚度。
主桥三跨连续刚构实测竖向1、2阶阻尼比分别为1.194%和0.857%，较混凝土结构阻尼比通常值偏低。
在重车以20km/h～65km/h匀速驶过桥面时，主桥三跨连续刚构实测应变、挠度动力放大系数最大值均达到为0.402，这是由于主桥桥面铺装破损较严重，汽车冲击较大所致。
通过该连续刚构桥动载试验结果，结合承载能力检算及静载试验情况综合分析，笔者认为该连续刚构已不能满足原设计荷载等级的安全承载要求，应尽快对主桥进行改造或加固。在主桥改造或加固完成前，建议在两端桥头设置龙门架，并在两侧桥头设置“20t”限载牌；同时结合主桥改造或加固工程，对受损桥面铺装予以修复。