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桥 梁 类 型 应力（或应变）校验系数 挠度校验系数
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钢筋混凝土板桥 0.30~0.70 0.40~0.80
钢筋混凝土梁桥 0.40~0.80 0.50~0.90
预应力混凝土桥 0.50~0.90 0.60~1.00
圬 工 拱 桥 0.60~1.00 0.60~1.00
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理论上讲，荷载校验系数应该接近于1，这才表明桥梁结构理论分析与试验结果是基本一致的。而在动力分析 的有限元模型支配下，无论选用挠度（变形）、应变或应力哪一物理量，通过静力计算所得到的桥梁荷载校验系数一般会小于1，不可能不满足表2的规定值。因为在结构有限元静力分析中
 （10）
式中：{F}为结构荷载列阵；[K]为结构刚度矩阵；{δ}为结构位移列阵。
挠度（变形）、应变或应力某些物理量的计算结果或试验测试结果会有较大的误差（仅当的情况），偏离了真值，具体分析见表3
表3桥梁荷载校验系数分析
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类 别 计算值Se 实测值Ss 校验系数η 结 论
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挠 度 偏 大 基本准确 偏 小 满足表2
应 变 偏 大 基本准确 偏 小 满足表2
应 力 基本准确 偏 小 偏 小 满足表2
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所以，仅从荷载校验系数来看，现有的桥梁评价结果并不能反应桥梁结构真实的技术状态，其评价结果可能会埋下灾难性的后果。因此，为了在理论上使荷载校验系数更接近于1，结构有限元模型修正的意义凸显出来。在结构动力计算得到结构无阻尼固有频率 和结构动态特性试验识别出结构有阻尼固有频率 后，适当调整结构有限元分析模型的边界条件或修正物理参数，使其满足
 （11）
式中： 为阻尼比。
再利用修正后的结构模型进行结构静力分析，得到静载作用下桥梁结构的位移、应变或应力，然后计算出应力（应变）校验系数或挠度校验系数来评定桥梁结构工作状况和确定桥梁的承载力。
5弹性模量动态测试
在桥梁结构的荷载试验中，混凝土构件弹性模量的取值，直接关乎到荷载校验系数的准确性，乃至对桥梁结构技术状态的正确评价。在进行结构有限元模型修正时，若前几阶低阶模态均满足式(11)，其技术难度在于要对结构进行试验模态分析，以识别结构各阶模态的阻尼比，试验技术要求高。利用钻芯法尽管可现场提取混凝土构件试样而进行弹性模量的测试试验，可要求试样数量多、试验值离散性大，且取样工作操作不便、难度较大。
根据弹性波传播理论有
 （12a）
 （12b）
 （12c）
式中： —横波在混凝土材料中的传播速度；
 —纵波在混凝土材料中的传播速度；
 —混凝土材料密度；
 —混凝土材料泊松比；
 —混凝土材料弹性模量；
 —混凝土材料剪切模量。
利用超声脉冲回波法，通过现场测试混凝土构件发射波与反射波的时间差，可计算出混凝土介质中纵波的传播速度，再由式(12b)可推算出混凝土构件的弹性模量。该方法简便可行，可与式(11)配合使用，从而使桥梁结构的荷载试验更加科学、可行、可靠。
6结束语
科学技术的进步和对结构动力特性的深入研究，使得结构动力特性被日益广泛地应用于机械、船舶、交通、航空航天、土木工程等工程技术领域，由此应用而涉及到的一些动力学基本概念的准确理解和正确应用问题甚为重要。本文就周期信号基频与结构第一阶固有频率的关系、结构模态位移与模态应变能的贡献问题、结构自由衰减响应及其结构阻尼的识别、结构无阻尼固有频率与有阻尼固有频率的关系等问题进行了初步探讨，特别是结合桥梁的结构检测、荷载试验与技术状态评价中的有关应用技术问题进行了辨析。同时，文中某些观点和结论，对相关规范的修正也具有积极作用和指导意义。
参考文献
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