对混凝 土梁式结构的健康状 况进行检 测鉴定 ，首先 需要 掌握其 系统参数 关于结构损伤 的演化规律 ，以 便进行 有的放 矢的检 测和得到 可靠 的鉴定结果。本文以混凝土简支梁为例 ，通过静力加栽试验模 拟梁的损伤 累积过 程 ，通过 突加荷载 试验 跟踪梁 自振周期随加载损伤 等级 的变化 ，深入分析 了这些变化的发 生机 理 ，并提 出了一种基 于 自振 周期 的 结 构损 伤 程 度 识 别指 标 。 关 键 词 ：振 动测 试 ；自振 周 期 ；损 伤 ；混凝 土 梁 Abstract：Forthe detection and evaluation ofconcrete beam structure，theevolution rule ofits system parameters aboutstructure damageshould be grasped firstly．Then，the resultsofdetection and evaluation may be reliable．In this paper．taking a simple supported concrete beam asan example，the accumulated damage ofthe beam issimulated by a staticloadingtest．and thechangeofnaturalvibration period with loadingdamageistracked byashock loadingtest．The mechanism ofthechangesisanalyzed，and an identification index ofdamageseveritybased on naturalvibration periodis presented． Keywor~ ：Vibrationtest；Naturalvibrationperiod；Damage；Concretebeam 中图分类号 ：TU378．2 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—4637【2013)O1-66-03 0 前 言桥 梁 结 构 在 承 受 车 辆 、风 、地 震 等 动力 荷 载 以 及环境侵蚀 、腐蚀 的作用下 ，不可避免地会出现损 伤 和 病 害 ，导致 抵 抗 自然 灾 害 、甚 至 正 常 环 境作 用 的能力下降 ，极端情况下会 引发 灾难性 的突发事 故 。为保障在役桥梁 的使用功能 ，适时地对结构进 行 检测 、鉴定 是 必不 可少 的 。为指 导 桥 梁 检测 和 保 证 鉴定 结 果 的可 靠性 ，首先 需 要掌 握 桥 梁结 构 系 统 参 数 关 于 累积损 伤 的演 化 规律 ，国 内外 学 者在 这 方 面 已取 得 了一 些研 究成 果 。Neildt1采用 冲击 振动 测 试 以及对测量加速度信号的时频分析 ，获得 了各加 载等级下钢筋混凝土简支梁 自振 频率随幅值的变 化关系。文献[2]通过共振测试和非线性频域 、时域 分析 ，得到了各级加载后钢筋混凝土梁 的共振频率 和阻尼 比随加速度幅值 的变化关系。孙晓燕四通过 对钢筋混凝土简支梁进行的反复超载试验 ，研究 了 结构动力特性随损伤状态的变化规律 。王利恒 通 过对钢筋混凝土简支梁进行的静力加载试验 ，提 出 可以用锤击试验反应最大值监测结构的损伤程度。 文献[5】结合两座桥梁 的跟踪测试 ，提出可 以通过桥 跨实测频率 、振型振幅和阻尼 比的变化 ，对桥梁结 构的运营状态进行定性判断。本文针对城市中常见 的混凝土简支梁桥来设计试验 ，对一混凝土简支梁 基金项 目：中国博士后科学基金资助项 目(20100480323)。 一 66一 ． 模型进行静力加载试验和突加荷载试验 ，研究结构 自振周期随加载损伤等级的演化规律 ，并从 中挖掘 能够反映梁损伤程度的新指标 ，可为混凝土简支梁 桥 的快速 、无损 检测 和鉴定 提供 依据 。 1 试验 描述 1．1 试 验 目的 根 据实 测混 凝 土简 支 梁 的 自由振 动 响应 数 据 ， 分析结构的 自振周期 ，建立其与梁静载损伤等级 的 关 系 ，并进 一 步建 立评 价 指标 来 判 断结 构 的损 伤程 度 。 1．2 试 验构 件及加 载方 式 所设计 的混 凝 土梁 总长 度 4350mm，跨 度 4000 mm，截面宽 200mm，截 面高 180mm；设计极 限弯矩 21．44kN·m，设 计 极 限剪 力 63．95kN；结 构 基 频 的计 算值在 18Hz左右。加载方式为梁跨中的单点静力 加载 ，加载接触面铺细砂找平 ，试验装置如 图 1、图 2所示 。根据设 计极限弯矩求得跨 中极 限荷载 约 21kN，加载分六级进行 ，设计加载大小依次为 3kN， 6kN，10kN，14kN，18kN，21kN，每加一次荷载可 以看 作梁的损伤增加一级。为了使梁裂缝充分开展和闭 合 ，当加至各级荷载后 ，保持荷载静置 15min，然后 卸载，卸载后再静置 7~Smin，进行振动测试。 1．3 传感器布置及振动测试过程 在加载点左右对称布置 2枚 941B竖 向速度拾

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