基于動力的橋梁承載力評估的基本思想為:結構的動態(tài)和靜態(tài)特性均為結構工作性能的表征,靜態(tài)特性是動態(tài)特性的一種特例,靜包含在動之中。由于現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,計算機、高精度的動態(tài)測試儀器與分析軟件的普及和應用,人們可以比較精確地測試和分析結構的動態(tài)性能,進而可以基于動力來評估橋梁的承載力。
筆者結合橋梁現(xiàn)場環(huán)境振動試驗和有限元分析,采用基于動力的橋梁承載力評估方法,該方法包括如下幾個基本步驟:
(1)首先建立結構的初始有限元模型,并進行自由振動分析得到橋梁大致的動力學特性。該模型基于原始的設計圖紙和結構幾何尺寸、估算的單元剛度與規(guī)定的材料特性等。
(2)進行實橋在環(huán)境激勵下的動載試驗,用頻域的峰值法(PP)、時域中的隨機子空間系統(tǒng)識別方法(SSD對結構動力學參數(shù)進行識別,得到橋梁結構實際的動力特性。
(3)利用動載測試信息進行結構有限元模型的動力修正,得到反映橋梁現(xiàn)時真實工作狀態(tài)的精確的有限元模型。
(4)以修正后的有限元模型為基礎,進行恒載、活載組合下橋梁的承載力計算和分析,從而實現(xiàn)既有橋梁結構承載力的確定性評估。