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荷载试验在公路桥梁检测中的应用分析

发表时间：2020/12/15 来源：《基层建设》2020年第24期作者：张毅

[导读] 摘要：公路桥梁作为作为交通事业的发展的重要基础，积极对公路桥梁进行安全性检测，可以有效的保证公路桥梁的运营安全，从而使得交通事业的稳定发展，为社会经济和人民生活提供便利。

        山东平安工程质量检测有限公司山东省烟台市 265500
        摘要：公路桥梁作为作为交通事业的发展的重要基础，积极对公路桥梁进行安全性检测，可以有效的保证公路桥梁的运营安全，从而使得交通事业的稳定发展，为社会经济和人民生活提供便利。对首先分析和介绍了荷载试验的概念，然后重点论述了荷载实验在公路桥梁检测中的具体应用。
        关键词：荷载试验;公路桥梁;承载力
        1. 荷载实验概述
        在公路桥梁的检测评定过程中，荷载试验是最为常见的一种检测评定方法，它可以直观、准确地反映出被检测公路桥梁的运营承载力和整体受力性能状况。在公路桥梁运营不明确情况下，通常都是采用荷载试验对公路桥梁的运营安全性进行检测与研究，确保公路桥梁的安全稳定。在公路桥梁荷载试验的检测过程中，主要有静载试验以及动载试验这两种检测方法。静载试验是通过对公路桥梁施加静力荷载，然后再检测公路桥梁的结构，了解和掌握公路桥梁应变和挠度等结构在试验荷载下所产生的变化。并在条件一样的情况下，把实际检测的数据与公路桥梁理论上的数据进行比较和研究，进而把校验的应力校验系数和挠度校验系数等作为指标参考数据和相关的衡量标准，对公路桥梁的实际承载力和运营状况以及整体受力性能进行准确地评估。在公路桥梁承载力的评定过程中，必须要有科学的理论方法进行计算，如果公路桥梁的结构比较复杂，相关的试验检测人员需要建立有限元模型。有限元模型主要是依据公路桥梁结构设计图纸和现场具体检测的实际数据建立起来的，在模型建立时，许多的理想化以及简化的数据都没有得到准确的体现，依据这个有限元模型计算的数据往往与现场试验检测的结果不相符，这就需要相关的工作人员对有限元模型进行及时、准确地修改。在修正的过程中，可以利用动载试验检测结果对有限元模型进行修正，修正内容主要包括有限元模型中的几何参数以及物理力学参数，确保荷载试验的结果和有限元模型计算的动力特性相一致。
        2.公路桥梁荷载试验常用方法,
        2.1动载试验的方法
        在公路桥梁荷载试验时经常会采用激振方法该方法常按照桥梁整体刚度以及构造选择效果好并且施工便利的方法。
        2.1.1常见的激振方法分为以下几种：①强迫振动法又叫做共振法,它是借助激振仪器向桥梁整体结构施加一定的激振力,并通过不同激振力频率促使桥梁的整体结构得以产生共振,之后结合共振的反应情况对桥梁结构动力特性作出判断。②瞬态激振法又叫做自振法池就是迫使桥梁的整体结构可以产生带有阻尼的自由衰减振动,然后将桥梁衰减振动曲线形成的振动图形记录下来。③脉动法是指借助附近设施例如车辆等产生的振动促使桥梁的结构产生较小并且不规则振动的办法该方法不仅可以准确测试出桥梁结构固有的频率还能测定索塔与大跨度桥梁。
        2.1.2动载试验数据的分析和测定
        桥梁结构动力特性一般会采取分析处理法进行测定汾析处理法又可分成时域分析与频域分析。所谓时域分析是指直接分析时程曲线然后获取振型、阻尼比以及冲击系数等有关参数的办法所谓频域分析是指借助变换针对时域信号作数字化处理,然后对结构频率以及分布特性进行判定的一种方法。
        ①测定固有频率时要根据实测记录上面测试体系中的的功率谱图对时域历程曲线和峰值以及其它相关图纸开展实体试验,并且还能结合基频把承重结构动刚度给算出来。跟一些简单结构动力分析比较而言规在只要结构一阶频率若和较为复杂结构动力进行分析作比较的话还有测试出第一、第二以及更高阶频率。一旦实测值比理论计算值小时,就说明桥梁结构实际刚度比较大座个桥梁结构都比较正常一旦实测值比理论计算值大时就表明桥梁的结构刚度比较小进而也使得桥梁结构很容易有开裂等其它异常现象。

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        ②测定阻尼时桥梁结构阻尼特性常会受到阻尼比D以及对数衰减率&的影响,另外也可以在功率谱图里面借助半功率带宽法将阻尼算出来也有一些常见的测试体系软件能分析阻尼。一般桥梁阻尼处0.01于0.08到之间。当桥梁阻尼较大时,就表示该桥梁的结构耗能极强然而阻尼过大也会促使支座工作出现异常或者结构有裂缝以及均质程度变差等不良现象出现。
        ③测定振型时要借助共振法将每个传感器分别安放到桥梁结构各个部位上,一旦激振设备促使桥梁结构形成共振时,就要把桥梁结构各部位振幅以及相位记录下来,随后采用对比法针对每个测定振幅以及相位绘制出相应的振型曲线。
        2.2静载试验的方法
        2.2.1制定加载方案
        试验前注式验检测人员需要先对桥孔以及墩或台进行试验随后制定出科学合理的加载方案。选择试验孔时要充分考虑以下几点：
        ①孔或者墩的质量较差存在很多缺陷以至于病害问题频发；
        ②孔或者墩的受力计算非常不利；
        ③孔或墩有助于加载时对脚手架的搭设以及测点的设置。
        试验孔以及墩的选择跟试验工作的开展以及能否准确测算出该位置结构以及总体桥梁结构性能好坏有着直接影响,所以在开展这项工作时选派的试验人员一定要有非常丰富的施工现场试验经验,这也是极为关键的一步。
        2.2.2加载和观测阶段
        ①将观测项：目确定下来桥梁观测项目主要指桥梁结构最大挠度、裂缝、拉力以及压应力出现及扩展情况等。受荷载影响桥梁的变形常被分成两种一种是能够反映桥梁总体的结构工作状况的总体变形另一种则是能够反映桥梁结构居住工作状况的局部变形。在选取测量部位以及布置测点时要以满足试验要求为前提,然后选择出合适的测点数量和代表性极强的测点位置,以便计算分析所需。
        ②实验仪器和观测方法：光学测量非接触式测量一般会采用经纬仪、全站仪以及精密水准仪作为常用仪器关于位移的测量常可分成机械测量与电测法接触式测量两种其常用测量仪器是挠度计、位移传感器以及百分表等另外应变测量也被分成两种,一种属于主应力方向未知的池即是在测试点位置分别往三个方向设置应变花形式常用的测量仪器是应变片钢筋应力计等另一种则为主应力方向已知的,之后沿着主应力的方向设置应变片,裂缝的测量常会依据目测并辅助于刻度放大镜加果要求不是太高而裂缝又比较大的就可以采用塞尺进行测量。
        ③分析总结阶段：关于静载试验数据的分析和整理主要从理论探索的方向进行考虑的池是对整个桥梁结构给出的技术评价池是对试验数据进行更深一步分析的一个过程。在估算桥梁结构静载试验时常会有两种指标厂种是对有关规定要求的允许值与检测测点实际值作比较分析然后对结构所处工作状况作出解释另一种则是根据控制测点实测值和相应理论计算值作对比分析,从而判定出桥梁结构安全性能以及工作性能。
        结语
        在我国公路桥梁事业迅速发展的进程中，积极加强对公路桥梁的检测，保证公路桥梁的运营安全，这对我国社会经济的发展，人民生活出行的安全起着非常重要的作用。然而，公路桥梁的荷载试验检测非常复杂，这要求试验检测的工作人员必须要具备丰富的理论知识和检测经验。在对公路桥梁检测中，可以合理地应用荷载试验对其进行检测，保证公路桥梁的运行稳定。
        参考文献
        [1]刘洪旺.荷载试验在桥梁检测中的应用解析[J].工程建设与设计，2018，66(20):321－324.
        [2]田园，于建洋，鲍琪祥.公路桥梁荷载试验过程控制要点分析[J].交通世界，2019，26(19):178－180