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摘要：桥梁静动载试验检测是作为桥梁试通行前的一道必不可少的检验内容，其客观的了解到该待检桥梁的各项质量指标是否达到设计标准要求，对桥梁施工整体质量起到严格把关的作用。文章介绍了公路桥梁静动载试验的主要项目及相应的要求，对静动载试验的方法进行了探讨，从而达到完善公路桥梁静动载试验技术和科学评价桥梁结构承载能力的目的，以便对以后的具体工作作出指导性的作用。
关键词：公路桥梁；检测；静载试验；动载试验
公路工程中，新建桥梁和现役桥梁的结构承载能力均需科学合理的评定。桥梁检测就是一种科学、有效的评定方法，静动载试验是桥梁检测最为核心和关键的组成部分。通过静动载试验获取的相关数据，将成为评定桥梁的结构承载能力的重要依据。
1 前期调查与分析
公路桥梁静动载试验之前，需要进行多项前期准备工作。
1.1 待检桥梁资料整理
新建桥梁和现役桥梁均需地勘报告、设计资料和竣工资料。运营多年的现役桥梁还需相关的交通量、重车过桥等工作资料，以及管理、养护、维修、加固等管养资料。
1.2 桥梁外观检查
桥梁的外观检查，按构件分为：①上部结构；②下部结构；③桥梁基础；④附属设施。
检查结果可以提供直观的桥梁病害发生和发展状况，因此主要针对运营多年的现役桥梁。
1.3 桥梁结构验算
依据相关规范、采用实桥参数，对待检桥梁进行结构验算分析。
1.4 试验需获取的数据
静载试验需要监测各工况下控制截面的应力应变、挠度、裂缝开展等情况。应力应变的测点布设在主要内力控制截面与附加控制截面，除此之外还有必要根据实际外观检查发现的一些病害在个别部位进行监测。测量部位的选择和测点布设一般在满足试验目的的前提下，测点数量必须满足与理论计算值校核使用。动载试验需要量测桥梁结构的固有频率、振型、阻尼比、冲击系数等参数。通过以上前期准备工作，可以确定得出合理、安全的静动载试验方案。
2 静载试验
2.1 现场准备工作
合理完善的现场准备工作是荷载试验成功完成的基础和保证。首先，测试截面的测点布设及所需的支架或桥梁检测车。其次，提供试验仪器的工作电源和现场各小组之间的联络设备，布设必要的照明设施，加载车辆提前就位。最后，进行必要的交通管制，以及现场工作人员的安全保障。
2.2 试验阶段
2.2.1 数据采集仪器
位移测量：大体可分为两类，机械测量或电测法的接触式测量，如百分表、挠度计、位移传感器等；光学测量的非接触式测量，如精密水准仪、经纬仪、全站仪等。
应变测量：一般可分为两种情况，主应力方向已知，沿着主应力方向布设应变片；主应力方向未知，在测试点沿3 个方向布设成应变花形式。常采用应变片、电阻应变仪、振弦式应变计、钢筋应力计等。
裂缝测量：高精度电子裂缝观测仪、刻度放大镜、塞尺。
2.2.2 加载及注意事项
严格按照已制定的加载方案，进行静载试验。结构稳定需要一定的时间，所以各加载工况之间要有足够的时间间隔。荷载作用下，桥梁通常需要观测的项目有：挠度、支座沉降、结构应力、裂缝的出现和开展。
对于运营多年的现役桥梁，加载过程必须严格遵照相关标准规定和试验方案，同时还需实时监测各项数据。如果发现桥梁结构有明显异常变化，应立即停止加载，并查明原因。
2.3 数据分析总结
各项数据是桥梁结构在荷载作用下的反应。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现场试验结束后，需要对所采集的数据进行整理分析。通过数据分析，结合相应的评价指标，可以对所测桥梁进行相应的运营能力评估。静载试验的评价指标主要有两个方面：①将测点在相应工况满载下的反应实测值与规范规定的允许值进行比较，可以说明桥梁结构目前的工作状态；②将测点在相应工况满载下的反应实测值与相应的理论计算值进行比较，可说明结构的工作性能和安全储备。
最常用的评价结构的安全储备指标一般采用校验系数，校验系数是指某一测点的实测值与相应的理论计算值的比值，其中，实测值包括观测项目的挠度、位移、应变或力等大小。校验系数小于1，说明结构工作性能较好，承载力有一定富余，有安全储备；校验系数大于1，说明结构的工作性能较差，设计强度不足、不够安全。
3 动载试验
动载试验是对桥梁施加激振力而使桥梁发生振动，测得相应的振动信号，得出相应的结构频率，从而确定桥梁的工作状态。这也是应用理论分析与试验测试相结合的科学方法解决桥梁振动问题的必要手段。动载试验的主要内容是桥梁结构在激振力作用下的动力特性和动载响应，及相应的数据分析。
3.1 测试仪器
动载试验的测试仪器主要包括测试传感器、信号放大器、光线示波器、磁带记录仪和数字信号处理机。根据仪器的性能和使用传感器的特性可以选配不同的测试系统。
3.2 桥梁动载试验的激振方法
激振方法：自振法(瞬态激振法)、共振法(强迫振动法)、脉动法。动载试验的激振方法应根据桥梁的结构型式和刚度，选择效果好、易实施的方法。
3.3 动载试验数据分析及评定
桥梁结构的动力特性常用的分析处理方法可以分为时域分析和频域分析两种。
3.3.1 固有频率的测定
桥梁结构作自由振动时，其位移随时间按正弦规律变化，振动的频率只与结构的固有特性有关，此即桥梁的固有频率。可以通过测试系统实测记录的功率谱图上的峰值、时域历程曲线或其自相关图来确定桥梁的固有频率。由基频还可以推算出承重结构的动刚度。
3.3.2 振型
振型是桥梁结构的一种固有特性，与固有频率相对应。即对应固有频率，结构自身振动的形态。振型的测定一般采用共振法，即将若干传感器安装在结构的各有关部位，当激振装置激发结构共振时，同时记录结构各部位的振幅和相位，然后通过比较各测点的振幅和相位便可绘出振型曲线。
3.3.3 阻尼比
阻尼比表征桥梁结构阻尼的大小，描述结构在振动过程中某种能量的耗散，可以由阻尼系数与临界阻尼系数之比来表示。在动载试验中，阻尼比可由时域信号中的振动衰减曲线求得。通常桥梁的阻尼比较小，在0.01～0.08 之间。
3.3.4 冲击系数
通过动载试验测试桥梁结构冲击系数是目前获取冲击效应的唯一可靠的方法。对于线弹性状态下的结构来说，动荷载产生的荷载效应与静荷载产生的荷载效应之比即为1+μ。因此，冲击系数的测试通常采用测定结构动应变或动挠度的方法。实测桥梁冲击系数过大或过小，都说明桥梁结构行车性能较差。
4 结束语
通过分析静动载试验采集的数据，可以判断公路桥梁结构的安全承载能力是否满足设计要求，评价桥梁的施工质量和营运条件。随着城市化建设速度的加快，桥梁工程的质量要求越来越高，由于一些客观因素的影响，必须改进和完善静动载试验检测方式。桥梁静动载试验是一项复杂程度高而又需要非常细致的工作，要求工作人员有丰富的现场经验，且同时需要坚实的理论知识基础作为指导。通过对桥梁检测的总体叙述，说明了桥梁检测所包含的项目和各项目所要达到的目的，并通过荷载试验注意事项及试验方法的简介，为荷载试验的准备及实施提供参考。
参考文献：
[1]陶剑. 浅议桥梁静动载试验应变测量新技术[J]. 黑龙江交通科技,2014,v.37;No.24305:127-128.
[2]潘松林，张红阳.公路桥梁检测概述[J]．城市道轿与防洪，2003(5)：5- 8.
[3]段湘龙.桥梁检测技术的探讨[J].广东科技,2008(2):194-195.
[4]李书华,张福祥,陈 磊.静载试验在既有桥梁鉴定中的应用[J].华北地震科学,2008,26(3):53-56.
[5]连鹏宇. 谈公路桥梁动载试验在桥梁检测中的应用[J]. 山西建筑,2015,v.4102:174-175.
论文作者:郭兆文
论文发表刊物:《基层建设》2016年24期8月下
论文发表时间:2016/12/2
标签：桥梁论文; 结构论文; 荷载论文; 系数论文; 阻尼论文; 应变论文; 应力论文; 《基层建设》2016年24期8月下论文;