桥梁检测评定与加固技术（第2版） 课件 第5章 桥梁荷载试验

第五章

桥梁荷载试验南京林业大学江苏·南京目录概述荷载试验预备工作静载试验动载试验试验报告编写概述桥梁荷载试验诞生的背景近年，随着我国交通运输事业的不断发展，大量已经建成多年的桥梁是否能够在当今巨大的交通量下满足使用要求，已经成为公路建设管养部门的一件大事桥梁荷载试验是指通过施加荷载方式对桥梁结构或构件的静动力特性进行的现场试验测试。荷载试验桥梁荷载试验的目的判断桥梁结构的安全承载能力验证桥梁结构的设计理论与计算方法，充实与完善桥梁结构的计算理论与施工技术，积累科学技术资料掌握桥梁结构的工作性能，评价桥梁的运营质量桥梁荷载试验的主要内容确定桥梁结构的承载能力及运营条件分析桥梁病害原因及其变化规律，通过桥梁荷载试验进行综合分析研究，提出合理的整治方案和养护措施检验桥梁结构的内在质量桥梁荷载试验的主要工作

桥梁荷载试验的主要工作包括试验准备、加载方案设计、测点设置与测试、加载控制与安全措施、试验结果分析与承载力评定以及试验报告编写等内容参考依据主要为：《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01—2015）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21—2011）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1—2017）静载试验动载试验

荷载试验预备工作荷载试验方案确定前的准备工作资料收集：设计资料、施工和监理资料和竣工资料桥梁现场考察：考察桥址情况、了解试验车辆及其称重地点、针对性地选择试验桥联及桥跨桥梁结构基本参数确定：总体尺寸，主要构件截面尺寸，主要部位高程，桥面平整度，支座位置及功能，材料物理力学性能等试验方案制订：根据试验目的，制订完善试验方案静载实验桥梁静载试验是指将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，测试结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和承载能力。基本概念静载试验静载试验桥梁结构型式试验工况测试截面简支梁桥主要工况跨中截面主梁最大正弯矩工况跨中截面附加工况L/4截面主梁最大正弯矩工况；支点附近主梁最大剪力工况L/4截面；梁底距支点h/2截面内侧向上45度斜线与截面形心线相交位置连续梁桥主要工况主跨支点位置最大负弯矩工况；主跨跨中截面最大正弯矩工况；边跨主梁最大正弯矩工况主跨（中）支点截面；主跨最大弯矩截面；边跨最大弯矩截面常规桥梁的静载试验荷载工况及其测试控制截面表桥梁结构型式试验工况测试截面悬臂梁桥主要工况墩顶支点截面最大负弯矩工况；锚固孔跨中最大正弯矩工况墩顶支点截面；锚固孔最大正弯矩截面附加工况墩顶支点截面最大剪力工况；挂孔跨中最大正弯矩工况；挂孔支点截面最大剪力工况；悬臂端最大挠度工况计算确定具体截面位置；挂孔跨中截面；挂孔梁底距支点h/2截面向上45度斜线与挂孔截面形心线相交位置；悬臂端截面三铰拱桥主要工况拱顶最大剪力工况；拱脚最大水平推力工况拱顶两侧1/2梁高截面；拱脚截面桥梁结构型式试验工况测试截面三铰拱桥附加工况L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况；L/4截面正负挠度绝对值之和最大工况主拱L/4截面；主拱L/4截面及3L/4截面两铰拱桥主要工况拱顶最大正弯矩工况；拱脚最大水平推力工况拱顶截面；拱脚截面附加工况L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况；L/4截面正负挠度绝对值之和最大工况主拱L/4截面；主拱L/4截面及3L/4截面无铰拱桥主要工况拱顶最大正弯矩及挠度工况；拱脚最大负弯矩工况；系杆拱桥跨中附近吊杆（索）最大拉力工况拱脚截面；主拱L/4截面；主拱L/4截面及3L/4截面附加工况拱脚最大水平推力工况；L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况；L/4截面正负挠度绝对值之和最大工况跨中截面；锚固端梁或立墙截面桥梁结构型式试验工况测试截面门式刚架桥主要工况跨中截面主梁最大正弯矩工况；锚固端最大或最小弯矩工况跨中截面；锚固端梁或立墙截面附加工况锚固端截面最大剪力工况锚固端梁截面斜腿刚架桥主要工况跨中截面主梁最大正弯矩工况；斜腿顶主梁截面最大负弯矩工况中跨最大正弯矩截面；斜腿顶中主梁截面或边主梁截面附加工况边跨主梁最大正弯矩工况；斜腿顶最大剪力工况边跨最大正弯矩截面；斜腿顶中或边主梁截面或斜腿顶截面；斜腿脚截面桥梁结构型式试验工况测试截面T形刚构桥主要工况墩顶截面主梁最大负弯矩工况；锚固孔主梁最大正弯矩工况墩顶截面；锚固孔主梁最大正弯矩截面附加工况墩顶支点附近主梁最大剪力工况；挂孔跨中截面主梁最大正弯矩工况；挂孔支点截面最大剪力工况计算确定具体截面位置；挂孔跨中截面；挂孔梁底距支点h/2截面向上45度斜线与挂孔截面形心线相交位置连续刚构桥主要工况主跨墩顶截面主梁最大负弯矩工况；主跨跨中截面主梁最大正弯矩及挠度工况；边跨主梁最大正弯矩及挠度工况主跨墩顶截面；主跨最大正弯矩截面；边跨最大正弯矩截面附加工况墩顶截面最大剪力工况；墩顶纵桥向最大水平变形工况计算确定具体截面位置；墩顶截面桥梁结构型式试验工况测试截面斜拉桥主要工况主梁中孔跨中最大正弯矩及挠度工况；主梁墩顶最大负弯矩工况；主塔塔顶纵桥向最大水平变形与塔脚截面最大弯矩工况中跨最大正弯矩截面；墩顶截面；塔顶截面（变形）及塔脚最大弯矩截面附加工况中孔跨中附近拉索最大拉力工况；主梁最大纵飘工况典型拉索；加劲梁两端（水平变形）悬索桥主要工况加劲梁跨中最大正弯矩及挠度工况；加劲梁3L/8截面最大正弯矩工况；主塔塔顶纵桥向最大水平变形与塔脚截面最大弯矩工况中跨最大弯矩截面；中跨3L/8截面；塔顶截面（变形）及塔脚最大弯矩截面附加工况主缆锚跨索股最大张力工况；加劲梁梁端最大纵向漂移工况；吊杆（索）活载张力最大增量工况；吊杆（索）张力最不利工况主缆锚固区典型索股；加劲梁两端（水平变形）；典型吊杆（索）；最不利吊杆（索）测试内容静载试验的测试内容应反映桥梁结构内力、应力及变位最不利控制截面的力学特征，试验过程应关注可能出现的异常现象应变（应力）观测：受拉和受压区，可沿截面高度或横向位置分布测点，以测试结构的应力分布特征变形测试：挠度、水平或横向变形、主塔三维坐标等的测试反映了桥梁结构整体或局部的刚度特性。常规桥梁荷载试验测试内容可按下表确定应变测量挠度测量裂缝观测简支梁桥主要内容跨中截面挠度和应力（应变）；支点沉降；混凝土梁体裂缝观测附加内容L/4截面挠度；支点斜截面应力（应变）连续梁桥主要内容主跨支点截面应力（应变）；主跨最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；边跨最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；支点沉降；混凝土梁体裂缝观测附加内容支点附近斜截面应力（应变）三铰拱桥主要内容L/4截面挠度和应力（应变）；墩台顶的水平变形附加内容L/8截面挠度和应力（应变）；拱上建筑控制截面的变形和应力（应变）悬臂梁桥主要内容墩顶支点截面应力（应变）；锚固孔最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；悬臂端挠度；墩顶沉降；混凝土梁体裂缝观测附加内容1.墩顶附近斜截面应力（应变）2.悬臂跨最大挠度3.挂孔跨中截面应力（应变）及挠度4.牛腿部分局部应力（应变）两铰拱桥主要内容1.拱顶截面应力（应变）和挠度2.L/4截面挠度和应力（应变）3.墩台顶水平变形4.混凝土梁体裂缝观测附加内容1.L/8截面挠度和应力（应变）2.拱上建筑控制截面的变形和应力（应变）无铰拱桥主要内容拱顶截面应力（应变）和挠度；L/4截面挠度和应力（应变）；墩台顶水平变形；拱脚截面应力（应变）；混凝土梁体裂缝观测附加内容L/8截面挠度和应力（应变）；拱上建筑控制截面的变形和应力（应变）斜腿刚架桥主要内容中跨主梁最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；主梁最大负弯矩截面应力（应变）；支点沉降；混凝土梁体裂缝观测附加内容边跨主梁最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；斜腿顶附近主梁或斜腿斜截面应力（应变）；斜腿脚最大或最小弯矩截面应力（应变）门式刚架桥主要内容主梁最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；锚固端最大或最小弯矩截面应力（应变）；支点沉降；混凝土梁体裂缝观测附加内容锚固端附近斜截面应力（应变）连续梁桥主要内容墩顶支点截面应力（应变）；T构悬臂端的挠度；T构墩身控制截面的应力（应变）；混凝土梁体裂缝观测附加内容挂梁支点截面附近或悬臂端附近斜截面应力（应变）；挂孔跨中截面应力（应变）；T构墩墩身倾斜度连续刚构桥主要内容主跨墩顶截面主梁应力（应变）；主跨最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；边跨最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；混凝土梁体裂缝观测附加内容墩顶支点截面附近斜截面应力（应变）；墩身控制截面应力（应变）；墩顶纵桥向水平变形斜拉桥主要内容主梁中孔最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；主梁墩顶支点截面应力（应变）；主塔塔顶纵桥向水平变形与塔脚截面应力（应变）；塔柱底截面应力（应变）；混凝土梁体裂缝观测；典型拉索索力测试附加内容L/8截面挠度和应力（应变）；拱上建筑控制截面的变形和应力（应变）悬索桥主要内容加劲梁最大正弯矩截面应力（应变）及挠度；主塔塔顶纵桥向最大水平变形与塔脚截面应力（应变）；塔、梁体混凝土裂缝观测；最不利吊杆（索）力增量附加内容主缆锚跨索股最大张力增量；加劲梁梁端最大纵向漂移；吊杆（索）活载张力最大增量加载方式为了保证静载试验效果，应根据试验目的确定试验控制荷载,一般控制桥梁设计的可变作用包括汽车和人群荷载以及需通行的特殊重型车辆荷载试验前需要分别计算设计时所采用的控制荷载或由试验目的所决定的荷载对结构控制截面产生的内力（或变形）的最不利值并进行比较，取其中最不利者对应的荷载作为控制荷载车辆加载车辆加载静载试验荷载效率在选择试验荷载的大小和加载位置时应采用静载试验荷载效率进行控制静载试验荷载效率是指试验荷载作用下被检测部位的内力（或变形）的计算值与包括动力扩大效应在内的标准设计荷载作用下，同一部位的内力（或变形）计算值的比值Ss—静载试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或位移的最大效应计算值S—控制荷载产生的同一加载控制截面内力或位移的最不利效应计算μ—按规范取用的冲击系数值ηq—静载试验荷载效率，对于交（竣）工验收荷载试验，宜介于0.85~1.05之间；否则一般应取值0.95~1.05静载试验加载设备的选择可行式车辆加载：采用汽车荷载既能进行静载试验又能进行动载试验，这是目前常采用的一种方法重物直接加载：称重法、体积法、综合计算法可行式车辆加载重物直接加载测点布置静载试验布设的测点不宜过多，但要保证观测质量。有条件时，同一测点可用不同的测试方法进行校对对主要测点的布设应能控制结构的最大应力（应变）和最大挠度（或位移）一般采用单向应变计（片）测试正应变（应力），采用应变花测试主应变（应力）振弦应变传感器应变传感器布置挠度测量桥型测点布设位置连续梁桥跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变悬臂梁桥（T形刚构桥）悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变拱桥跨中与L/4处挠度，拱顶、L/4和拱脚截面应变、墩台顶水平变形斜拉桥主梁中孔跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变；塔顶纵桥向最大水平位移，塔脚截面应变悬索桥加劲梁跨中与L/8和3L/8处挠度，支点沉降，跨中与L/8和3L/8处截面应变；塔顶纵桥向最大水平位移，塔脚截面应变简支梁桥跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变常见桥型的主要测点布设如下表主要测点布置的原则对于挠度（变位）观测点，整体式梁桥一般对称于桥中轴线布设，截面设单点时，布置在桥中轴线上，截面设双点时，布置在梁底或梁顶面两侧截面抗弯应变测点应设置在截面横桥向应力可能分布较大的部位，沿截面上、下缘布设，横桥向测点设置一般不少于3处，以控制最大应力的分布常见截面单向应变测点布置应体现左右对称、上下兼顾、重点突出的原则，并能充分反映截面的高度方向的应变分布特征除布置主要测点外，可根据桥梁调查和检算工作的深度，综合考虑结构特点和桥梁目前状况等可适当加设附加测点构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注混凝土主梁板式截面整体式实心板①板底面测点不少于5个，对称布置；②侧面测点不少于2个整体式空心板①板底面测点不少于5个，对称布置；②侧面测点不少于2个；③腹板对应位置宜置测点装配式空心板①每片板底面测点不少于2个；②侧面测点应不少于2个常见截面的单向应变测点布置如下表所示。对称时一个1/2横截面的应变测点可减少一半，但不宜少于2个构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注混凝土主梁梁式截面钢筋混凝土T梁①每片梁底面测点为1～2个；②每片梁侧面测点不少于2个预应力混凝土T梁①每片梁底面测点为1～2个；②每片梁侧面测点不少于2个Ι形梁①每片梁底面测点为1～2个；②每片梁侧面测点不少于2个π形梁①每片梁底面测点为1～2个；②每片梁侧面测点不少于2个构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注混凝土主梁梁式截面分离式箱梁①每片梁底面测点为1～2个；②每片梁侧面测点不少于2个整体式箱梁①在箱室内布置测点时，每箱室顶、底板不少于3个；②单肋侧面测点不少于2个；当箱梁未预留检修孔时，测点布置于箱梁外侧钢箱梁①每箱室顶、底板测点不少于3个，边测点应贴近腹板布置；②每腹板测点不少于3个；③加劲肋有选择进行测点布置构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注钢箱梁及钢混组合梁钢箱梁钢|混组合梁①每箱室顶、底板测点不少于3个，边测点应贴近腹板布置；②每腹板测点不少于3个。③加劲肋有选择进行测点布置钢混组合梁Ι形①单纵梁顶、底板测点不少于2个；②单纵梁侧面测点不少于3个；③混凝土下缘测点不少于5个，对称布置拱肋钢筋混凝土矩形①顶、底面测点不少于2个；②单侧面测点不少于3个构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注拱肋钢筋混凝土箱形①顶、底面测点不少于2个；②单侧面测点不少于3个钢管混凝土单肢不少于4个，对称布置双肢单肢不少于5个，钢管与缀板连接处宜布置测点，并准确测量其几何中心四肢单肢不少于5个，钢管与缀板连接处宜布置测点，并准确测量其几何中心构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注拱肋整体式板（箱）整体式板①顶、底面测点不少于个5个对称布置；②单侧面测点不少于2个整体式箱①顶、底面测点不少于5个，对称布置；②侧面测点不少于2个；③腹板对应位置须布置测点；④当箱内布置测点时，同整体式箱梁构件名称主要截面类型应变测点布置示意图备注桥墩桥墩圆形不少于4个，对称布置矩形①横桥向每侧不少于3个；②纵桥向每侧不少于2个箱形①横桥向每侧不少于3个；②纵桥向每侧不少于3个盖梁盖梁矩形①底板测点不少于3个；②单侧面测点不少于3个现场静载试验过程观测与记录测试数据记录宜采用自动记录系统，应做好时间、环境气温等记录。试验现象主要观测以下内容：（1）裂缝（2）其他现象。如异常响动、失稳等可能出现裂缝选择测点与标距梁最大剪应力位置加载实施与控制荷载等级一荷载等级二加载程序：加载应在试验指挥人员指挥下严格按试验方案中拟定的加载程序进行加载稳定时间控制：为控制加卸载稳定时间，应选择一个控制观测点，在每级加载（或卸载）后立即测读一次，计算其与加载前（或卸载前）测读值之差值Sg，然后每隔2min测读一次，计算2min前后读数的差值ΔS加载过程的观察：加载试验过程中应对结构控制点位移（或应变）、结构整体行为和薄弱部位破损实行监控加载实施与控制

试验过程中如发生下列情况应中途终止加载：控制测点应力值已达到或超过控制应力值控制测点变位（或挠度）超过规范允许值由于加载使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用加载指挥荷载试验静载试验程序稳定一段时间读数准备工作就绪开始静载初读数

按工况加载测量、读数卸载、读零是否重复是否结束结束

否是

静载试验结果分析试验资料的修正（2）温度影响修正温度对测试的影响比较复杂。结构构件各部位不同的温度变化、结构的受力特性、测试仪表或元件的温度变化、电测元件的温度敏感性与自补性等等均对试精度造成一定的影响。温度影响修正一般按下式计算：ΔSt=ΔS-Δt·Kt（1）测值修正根据各类仪表的标定结果进行测试数据的修正，如考虑机械式仪表校正系数、电测仪表的率定系数与灵敏系数，以及电阻应变观测的导线电阻影响等等。当这类因素对测值的影响小于1%时可不予修正（3）支点沉降的影响修正当支点有沉降发生时，应修正其对变位值的影响，修正量C可按下式计算：

（4）测点变位或应变计算（5）测点的相对残余变位（或应变）可按下式计算

（6）测点校验系数按下式计算

试验曲线的绘制试验曲线应绘制各加载工况下主要测点实测变形（或应变）与相应的理论计算值的对照表及其关系曲线，各加载工况下主要控制点的变形（或应变等）与荷载的关系曲线，以及各加载工况下控制截面变形（或应变）分布图、沿纵（横）桥向挠度图、截面应变沿高度（宽度）分布图等试验结果与理论分析的比较绘出荷载位移（P-w）曲线、荷载应变（P-s）曲线，并绘出最不利荷载工况作用下位移沿结构纵、横向分布曲线和控制截面应变沿高度分布图试验结果评定静载试验结果的评定主要包括四个方面：校验系数、实测值与理论值的关系曲线、相对残余变位（或应变）桥梁类型应变（或应力）校验系数挠度校验系数钢筋混凝土板桥0.20~0.400.20~0.50钢筋混凝土梁桥0.40~0.800.50~0.90预应力混凝土桥0.60~0.900.70~1.00圬工拱桥0.70~1.000.80~1.00钢筋混凝土拱桥0.50~0.900.50~1.00钢桥0.75~1.000.75~1.00注：校验系数越小，结构的安全储备越大，校验系数过大或过小应从多方面分析原因（1）校验系数常见桥梁结构试验的应变（应力）、挠度校验系数的常值范围见下表（2）实测值与理论值的关系曲线测点实测变形（或应变）与其理论值成线性关系，则说明结构处于线弹性工作状况（3）截面应变分布状况通过分析截面应变的分布图，得出桥梁的工作状态（4）相对残余变位（或应变）测点在控制荷载工况作用下的相对残余变位（或应变）ΔSp越小，说明结构越接近弹性工作状况动载试验桥梁结构在移动的车辆、人群、风力和地震等动力荷载作用下会产生振动。桥梁结构的振动问题影响因素复杂，一般需采用理论分析与试验测试相结合的方法解决，桥梁动载试验就成为解决该问题必不可少的手段动载试验产生的背景港珠澳大桥动载试验港珠澳大桥动载试验

基本概念桥梁动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、动力冲击系数、动力响应（加速度、动挠度）等动态参量的试验项目，从而宏观地判断桥梁结构的整体刚度与运营性能。拾振器布置桥梁动载采集设备桥梁的动载试验可以划分为三类基本问题：测定动荷载的动力特性，即引起桥梁结构产生振动的作用力数值、方向、频率和作用规律测定桥梁结构的动力特性，即桥梁结构或构件的自振频率、阻尼比、振型等桥梁结构模态参数测定桥梁结构在动荷载作用下的强迫振动响应，即桥梁结构动位移、动应力、冲击系数桥梁动载试验时的荷载效率：式中：Sd——动载试验荷载作用下控制截面最大计算内力值

Slmax——控制荷载作用下控制截面的最大内力或变形（不计冲击）动载试验的激振方法动载试验常见的激振方法包括环境随机激励法（脉动法）、跑车余振法、跳车激振法、起振机激振法以及其他激振法环境随机激励法（脉动法）：在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的情况下，通过测定桥梁由风荷载、地脉动等随机激励引起的微幅振动来识别结构自振特性参数的方法时程曲线频谱值理想的拍振波形跑车余振法：利用车辆驶离桥面后引起的桥梁结构余振信号来识别结构自振特性参数。常用载重车队由低到高的不同速度驶过桥梁，使结构产生不同程度的强迫振动。在车辆离桥后，结构作自由衰减振动的波形记录，从中可分析计算出结构的固有频率和阻尼特性，自由衰减振动的波形如下图自由衰减振动的波形跳车激振法：通过让单辆载重汽车的后轮在指定位置从三角形垫块突然下落对桥梁产生冲击作用，激起桥梁的振动起振机激振法：利用激振设备，对被测结构施加一简谐荷载使结构产生一恒定的强迫简谐振动，借助共振原理来得到结构自振特性的方法。当激振器的频率由低到高（扫频）时，即可得到一组振幅与频率的关系曲线，如下图加速度时程图各个测点频谱图其它方法：（1）突加荷载法（冲击法）此法又称之为初速度法。它是对被测结构或构件产生一冲击力使得结构或构件获得一初速度而自由振动起来垂直加载示意图（2）突然卸载法（位移激振法）此法又称之为初位移法。它是先使结构产生一初始位移，然后突然卸载，利用结构的弹性使其自由振动起来的方法桥塔突然卸载法动载试验的截面及测点布置一般可根据桥梁结构规模按跨径8等分或16等分简化布置。如遇桥塔或高墩，尽可能按高度3～4等分布置。简单结构宜选择跨中1个测试截面，复杂结构应适当增加测试截面，但不宜过多。用于冲击效应分析的动挠度测点每个截面至少1个，采用动应变评价冲击效应时，每个截面在结构最大活载效应部位的测点数不宜少于2个。拾振器布置应变测量装置简支梁桥前5阶模态的传感器布置方案前n阶模态阶数最少需要传感器数测点布设位置11L/222L/4，3L/433L/6，L/2，L/444L/8，3L/8，5L/8，7L/855L/10，3L/10，L/2，7L/10，9L/10前n阶模态阶数最少需要传感器数测点布设位置12L/4，3L/424L/8，3L/8，5L/8，7L/836L/12，L/4，5L/12，7L/12，3L/4，11L/1248L/16，3L/16，5L/16，7L/16，9L/16，11L/16，13L/16，15L/16两等跨连续梁桥前4阶模态的传感器布置方案前n阶模态阶数最少需要传感器数测点布设位置13L/6，L/2，5L/626L/12，L/4，5L/12，7L/12，3L/4，11L/1239L/18，L/6，5L/18，7L/18，L/2，11L/18，13L/18，5L/6，17L/18三等跨连续梁桥前3阶模态的传感器布置方案拾振器的布置应按照结构振型形状，在变位较大的部位布置测点，尽可能避开各阶振型的节点，以免丢失模态。常见桥梁的前几阶振型如下所示：（1）简支梁前几阶振型：（2）固端梁的前几阶振型：

（3）悬臂梁的前几阶振型：

（4）三跨连续梁的前几阶振型：

（5）双绞拱桥的前几阶振型：动载试验的测试内容动力响应试验工况包括以下主要内容：（1）跑车试验（无障碍行车试验）：一般安排标准汽车车列（对小跨径桥也可用单排车）在不同车速时的跑车试验，跑车速度一般定为在最高设计车速下的若干等级跑车试验跑车试验（2）跳车试验（有障碍行车试验）：在预定激振位置放置一块弓形障碍物或三角木等，试验车辆以不同的速度行驶，车速宜取5~20km/h，障碍物宜布置在结构冲击效应显著部位弓形障碍物跳车实验（3）刹车制动试验：通过行进车辆突然停止作为激振源，以不同车速停在预定位置，刹车制动试验车速宜取30~50km/h，制动停止部位应为动态效应较大的位置刹车实验（4）脉动试验：使用高灵敏度的传感器和放大器测量结构在环境振动作用下的振动，然后对其进行谱分析，求出结构自振特性试验过程的控制与记录正式试验前应对测试系统进行稳定性检查。桥梁空载状态下，动应变、动挠度信号在预定采集时间内的零点漂移不宜超过预计最大值的5%全部试验完成后，应在现场对主要的测试数据进行检查和分析，确保测试数据的准确性和完整性动载试验流程：仪器调试等待开始车辆以v的速度上桥跑车、跳车、刹车测量、记录车辆下桥是否重复是否结束结束是否改变工况自振频率的分析结构自振频率可采用频谱分析法、波形分析法或模态分析法得到。自振频率宜取用多次试验、不同分析方法的结果相互验证。单次试验的实测值与均值的偏差不应大于±3%（1）波形分析法适用于单一频率自振信号，如下图所示，得到单一频率的自振信号，再进行频率计算多阶自振信号叠加滤波后的一阶自振信号动载试验结果分析（2）频谱分析法可用于确定自振信号的各阶频率。用于分析的数据块中不得包含强迫振动成分（3）频谱分析法采用跳车激振法时对于跨径小于20m的桥梁应按下式对实测结构自振频率进行修正：（4）采用跑车余振法激振时，要确定车辆驶离桥梁的准确时刻，以免将强迫振动当作自由振动进行处理，导致自振频率误判

F0—结构的自振频率；f—有附加质量影响的实测自振频率；M0—桥梁结构在激振处的换算质量；M—附加质量阻尼参数分析桥梁结构阻尼参数可采用波形分析法、半功率带宽法或模态分析法得到。结构阻尼参数宜取用多次试验、不同分析方法所得结果的均值，单次试验的实测结果与均值的偏差应不超过±20%。

（1）波形分析法多阶自振信号叠加的波形应首先分离为单一频率的自振信号，如图再按下式计算阻尼比：

式中：D

阻尼比；N

参与计算的波的个数，应不小于3；Ai

参与计算的首波峰值；Ai′参与计算的首波波谷值；Ai+n

参与计算的尾波峰值；Ai+n′参与计算的尾波波谷值。（2）半功率带宽法在自振频谱图上对每一阶自振频率采用半功率点带宽求取阻尼参数的方法。采用此方法时频率分辨率Δf

宜不大于1%的自振频率值，以保证插值计算的精度，计算方法见下式阻尼比为：式中：f0为自振频率，f1和f2为半功率点频率，即0.707倍功率谱峰值所对应的频率半功率点法阻尼识别冲击系数分析计算冲击系数时应优先采用桥面无障碍行车下的动挠度时程曲线计算。受现场条件限制无法测定动挠度时，可采用动应变时程曲线计算冲击系数，计算方法参照下图和下式，冲击系数：

冲击系数计算图例冲击系数分析对于特大跨桥梁，目前尚缺乏实用性、可靠性、分辨率均能较好满足要求的动挠度测试设备在动挠度或动应变时程曲线中直接求取最大静挠度，其计算结果受人为因素影响较大，这种影响在小跨径桥梁高速行车试验中尤为明显对于石拱桥和部分混凝土桥梁实测动力响应往往较小，如动应变幅值经常会处于5×10-6~20×10-6之间，仪器的噪声影响不可忽视若需要真实反映车辆的全程冲击作用，需采用加权的复杂公式桥梁结构动力性能评价动载试验完成后，桥梁结构性能评价主要考虑以下三个方面：比较实