浅析桥梁荷载试验检测的相关问题论文_钟鹏,葛小飞

(江苏中基工程技术研究有限公司,江苏南通226603)

摘要:桥梁荷载试验是可以直接对桥梁结构特性进行测量的工作,对桥梁进行精确的评估,才能确保桥梁以稳定的承载能力和可靠度进入桥梁的工作状态,具有社会经济的意义。本文对桥梁荷载试验检测的相关问题进行了分析,以有效维护桥梁的稳定运行。

关键词:桥梁;荷载试验;检测

前言

随着公路建设的发展,越来越多的桥梁工程出现在公路中,受施工环境和当地地质环境等因素的影响,桥梁在使用过程中,承载能力会发生变化,如果荷载超出公路桥梁的承载能力,很容易发生安全事故,因此对桥梁进行荷载试验有十分重要的意义。

1桥梁荷载检测概述

桥梁是公路的重要组成部分,桥梁的运营安全也受到人们越来越多的关注。所以,要保证建成桥梁具有使用的安全,一定要进行桥梁结构工作状态的检测。现阶段,桥梁检测的可靠办法一般为桥梁静载试验和桥梁动载试验,对桥梁进行全方位的、系统的检查,通过检查的结果与桥梁受力的特点进行综合分析,一般选择桥梁受力最不利的桥跨作为检测的部位。检测结果可以作为评估该桥梁是否能够满足承载能力的要求,由于新建成的桥梁很少会出现外观的病害。所以,都要从结构的内部进行检测,对桥梁结构内部是否具有损伤或缺陷进行检测。只有准确地区分这些情况,结合检测的数据,有针对性地对桥梁进行静载试验和动载试验。

2桥梁荷载检测的目的

2.1监控施工的质量

在很多新建的桥梁以及一些工程施工中,不可避免会遇到各式各样的问题,比如地质、水文、建筑材料和施工技术等,为及时处理这些可能随时会发生的突发状况,以保证建筑工程的质量,就会由第三方进行全程监控。在工程完工之后,质量验收单位还会进行荷载试验,用来检测桥梁结构的整体和局部之间的受力情况是否符合设计要求,并以此作为评定工程优劣的主要参考依据。

2.2估算桥梁实际承载力

某段公路和局部桥梁中,因为发生风化现象,外部力量受损,因为荷载设计偏低,存在严重超重的情况,而且保养措施相对缺乏,公路桥梁的整体安全性有待考察,因此需要重新进行荷载试验,从而了解到桥梁构件的损伤程度及实际承载能力下降的幅度,这也可作为旧桥加固维修的重要依据。

2.3在桥梁建造中新技术的引用

在桥梁施工开展中,会应用到一些新工艺、新结构和新材料,这些新技术还不能直接通过理论知识来分析和判断其力学性能以及其他材料的兼容性,那么这就需要进行荷载试验,来确认这些材料、结构和工艺是否能达到理论和预期目的,这些荷载试验数据也可作为这些新技术的实测数据,以便更好地利用这些新技术。

3桥梁荷载试验的分类

3.1静态荷载试验

静态荷载试验是用来检测桥梁对静止荷载的承受能力,需要在桥梁指定部位对静力荷载进行测试,静态荷载还可以用来检测桥梁是否发生位移或者裂缝问题。根据静态荷载试验的结果,可以推断出桥梁结构的使用性能以及使用寿命。在静载试验加载过程中,需要从零开始向上加,在加到预定荷载后,对桥梁的承载能力进行判断。在静态荷载试验中,需要利用重力进行加载,一般通过特殊的加载设备进行,由于桥梁的功能以及特性,一般采用的都是静载试验,桥梁在运行的过程中,有时结构会发生一些变化,这与其运行的时间有关,因受到车辆在桥梁上行驶的影响,桥梁的承载能力会慢慢降低,车辆荷载可以当作静力荷载。通常将静态荷载试验放在对桥梁的结构进行动力试验之前,如此就可以检测出相关参量,以充分了解桥梁的结构特性。

3.2动态荷载试验

动态荷载试验是指通过激振的方式使桥梁的结构处于振动的状态,然后检测出桥梁结构的固有频率、振型以及行车的响应等内容,就可以得到有关的参数,从而了解到桥梁结构的刚度以及行车的性能。动态荷载试验一般是利用汽车在桥面上以不同的速度行驶以及刹车,汽车的重量一般为100KN左右,行车的速度分别为20Km/h、30Km/h、40Km/h,在跑车或刹车的过程中,会迫使桥梁振动,工作人员将振动的频率、振幅以及阻尼记录下来。在试验的过程中,还可以将100KN的汽车在垫高15cm的角度下行驶,汽车的后轮会出现自由落体,桥梁会产生振动,在这过程中可以量测出桥梁固有振动频率、振幅以及阻尼。此外,在试验过程中,还可以在无载荷的作用下对桥梁的振动频率、振幅机阻尼进行测量。动态测试需要明确测点的位置,桥梁的振动信号可以利用专业的传感器进行测量,在对数据进行采集时可以利用采集箱与DSAP软件。桥梁边跨跨中动载试验结果见表1。

4桥梁荷载试验的内容和流程

4.1桥梁荷载试验的内容

桥梁荷载试验是一项比较复杂的工作,在正式进行荷载试验前,要掌握整个桥梁的资料,有时还要根据实际情况进行理论性分析,然后根据桥梁实际情况及掌握的资料制定合理的试验方案,同时要制定相应的预案,从而对试验方案进行补充。荷载试验的主要内容有试验准备、设计试验方案、布置测试点、施加荷载、记录结果、分析数据、评估桥梁承载能力、编制试验报告等。

4.2桥梁荷载试验流程

(1)试验准备

在进行公路桥梁荷载试验前,要做好试验准备,从而保证试验过程的顺利进行。在试验前,要收集公路桥梁设计资料、施工工艺记录、施工材料记录、公路桥梁养护维修资料等各种相关资料;对公路桥梁的基础、支座、承载结构、前面等进行仔细的调查;计算施加荷载时产生的内力变化,确定试验方案、测试点,在试验现场搭设脚手架、仪表支架等辅助设备。在试验前要将试验现场的垃圾杂物清理干净,确保试验现场的整洁。

(2)试验过程

试验过程是试验方案的实施,是整个试验流程的核心,在做好试验准备工作后,根据试验方案,利用加载设备对公路桥梁的承载构件进行加载,同时利用仪器收集检测各种检测数据,观察承载构件的挠度、裂缝变化情况、应变情况等。

在进行静荷载试验时,要根据试验现场检测的数据和计算结果进行现场比对,从而判断承载构件受力后变化是否在允许范围内,在试验过程中要保证承载结构不受损伤,保证工作人员和设备的安全性。

(3)试验结果分析

试验结果的分析和评价是对试验过程中记录的原始数据进行分析、计算,从而得出准确的试验结果,原始数据包括文字记录、图表信息、观测数据等,由于这些原始数据很容易受各种因素的影响,记录的这些数据不具备很强的条理性,不能客观地反映出公路桥梁的受力变化规律。因此,在试验结束后,要对这些原始数据进行分析整理,从中找出有价值的信息资料,同时利用相关软件对数据进行计算,得出有效的试验结果,然后根据试验结果及相关规定,对公路桥梁承载构件的承载力进行评价,评价结果出来后,根据相关规定,认真编制试验报告。

5公路桥梁荷载试验的注意事项

在进行公路桥梁荷载试验时,要注意在开始试验前,要对需要试验的承载结构进行预加载,这样才能确保承载结构进入正常工作状态,同时还能对试验设备的可靠性和观测仪表的准确性进行检测。在加载过程中,要严格地按照相关规定和设计的加载程序进行操作,承载构件承受的荷载和截面的内力要缓慢的增加,不可突然变大或者变小,并且随时做好停止加载的准备。在加载操作过程中,要及时观察测试点的位移和应变情况,观察承载结构薄弱部位的开裂状况,当超过允许缝宽的裂缝数量逐渐增多,要停止加载试验。由于桥梁荷载试验是在野外进行工作,影响结果的因素有很多,因此,在进行桥梁荷载试验时,要严格的控制加载时间,尽量减少试验误差,从而保证试验结果的准确性。

6结语

总之,桥梁工程是我国重要的民生工程,其对交通运输行业的发展有着促进作用,为了降低交通事故出现的概率,必须加强对桥梁荷载的试验检测,从而为桥梁结构维护提供更科学的评价指标。但是目前来说,在荷载试验检测中还有很多问题没有解决,需要我们在工作中进一步分析,对桥梁实际的承载能力做出更精细化的判断。

参考文献:

[1]张丽仪.大跨度预应力混凝土连续梁桥结构设计[J].广州建筑,2010(02)

[2]宋一凡.公路桥梁荷载试验与结构评定[M].北京:人民交通出版社,2002

论文作者:钟鹏,葛小飞

论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年8月上

论文发表时间:2016/8/17

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