荷载试验在桥梁检测中应用探究

《荷载试验在桥梁检测中应用探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、荷载试验在桥梁检测中应用探究　　摘要：桥梁荷载试验是桥梁承载力评价中最有效、最直接和最有说服力的方法。文章简要阐述了桥梁静载试验及动载试验的基本方法和原理。关键词：桥梁；检测；荷载；试验6随着我国公路桥梁事业的发展，新建高速公路及桥梁越来越多，同时既有的许多桥梁亦逐渐进入了养护维修阶段，有关专家认为桥梁使用超过25年以上则进入老化期，据统计，我国桥梁总数的40%已经属于此范畴，均属“老龄”桥梁。而且随着时间的推移，其数量还在不断增长，桥梁管理者对桥梁的养护已日益重视。为了适应公路运输载重量不断发展的要求

2、，充分利用现有的公路桥梁，使之能继续安全地为公路运输服务。根据交通部颁布的5公路养护技术规范6要求，必须对桥梁进行鉴定。与此同时，新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多，为了积累这方面的工程经验，有必要做一些检测工作，当然还有那些因为赶工期、采用劣质材料、施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要做鉴定，以确保其安全运营。桥梁结构的鉴定主要包括既有桥梁的检算和外观检查工作以及荷载试验，通过检算与外观的检查，可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其是承载力

3、的鉴定，目前还离不开荷载试验。1需要进行荷载试验的桥梁（一）新建的大跨度桥梁，尤其当采用了新结构、新材料和新工艺的桥跨结构更需进行荷载试验。（二）需通行特种车辆的新旧桥梁，为保证该桥使用安全，按实际轮位和轴重进行模拟荷载试验或等效荷载试验。（三）修复的、改建的或加固的旧桥，为验证工程效果，需进行验收或鉴定性荷载试验。（四）年久失修，且缺乏设计和施工技术数据的旧桥，为判断是否能承受预计的荷载，也需进行荷载试验。2静载试验桥梁静载试验主要测试桥梁控制截面的应变、挠度和裂缝开展情况。将静力计算结果与荷载试验结

4、果进行对比，并结合原施工控制时所获得的成桥状态恒载应力以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符，可判定结构的施工质量、运营安全度，并评估桥梁结构的承载能力。6（一）应变观测。首先由计算确定桥梁的控制截面，然后在主梁控制截面处粘贴振弦式应变计或电阻应变片测量其应变。由于混凝土材料自身的离散性及裂缝的影响，混凝土桥梁的应变测试结果可能不太理想。通过实测的应变值和理论建模分析计算值的对比，可得到桥梁结构的强度校验系数，该系数反映了桥梁结构实际强度与设计预计值的偏差程度。（二）挠度观测。用百分表、精密水

5、准仪或全站仪观测桥梁结构在荷载作用下的变形情况。通过实测变形和理论建模分析的对比，可得到桥梁的结构刚度校验系数，它反映了桥梁结构实际刚度与设计预计值的偏差程度。（三）裂缝观测。加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽的部位。静载试验相对于动载试验而言技术相对比较成熟，目前科研热点主要集中于将新型传感技术如GPS、光纤光栅和激光测量等方法应用于实际工程中去；另外，无线传感器技术在最近几年也得到了广泛的推广和应用。3动载试验6桥梁结构的动力特性（频率、振型和阻尼比）是评估桥梁结构

6、工作性能和进行桥梁动力分析的重要参数。桥梁在生命周期内将不可避免地承受交通荷载、风等动力作用而产生振动。动载试验较静载试验更接近于桥梁的实际使用状态，可更有效地把握桥梁的实际运营性能。动载试验属于模态测试问题，一些研究人员希望通过对桥梁动态特性如频率、振型的分析而识别出结构的损伤情况。但就目前的技术水平而言，可以比较精确地测量并识别桥梁整体结构的低阶振动频率，对于振型则相对难以准确测量；而直接利用测得的整体桥梁结构动力特性来识别桥梁的局部损伤属于力学中的反问题，对于复杂且高冗余度的大跨桥梁结构，在技术上

7、难度很大。需要指出的是，桥梁管理人员更迫切希望知道的是桥梁损伤后的承载能力和可靠度水平以及是否需要采取维护措施，且很多损伤状况可通过目测即可确定。因此，对于桥梁损伤的识别问题可能并非如此必要与迫切。桥梁的动载试验按桥梁受激励方式的不同可分为以下三类：环境脉动激励试验、车辆冲击试验、激振器强迫振动试验。（一）、环境脉动激励试验。环境脉动激励输入与附近激励源类别和特性相关。不同的激励源，由于产生机理不同，其频带范围和幅值大小往往也不同。如车辆交通引起的地脉动，其幅值大小一般不超过0.2m/s2，频带范围在0

8、～80Hz；而风荷载的频带范围则在0～10Hz。实际输入到桥梁结构的激励幅值大小和频带范围则与结构物自身及场址环境等诸多因素相关；很多桥梁场址处的环境激励源往往难于确定，且很可能会同时存在多个激励源的影响。因此，在理论分析中往往将环境脉动激励输入近似简化为随机白噪声。将结构在环境随机脉动激励下的振动信号进行分析，即可得到结构的频率、振型和阻尼。环境脉动激励试验方法不需要使用笨重的激振设备，因此，该方法对于难于进行普通加载试验的超大跨桥梁结构