桥梁荷载试验检测的方法

2017-02-06姜骏

黑龙江交通科技 2017年12期

姜骏

(江西省交通设计研究院有限责任公司，江西南昌 330000)

1 荷载试验的概论和作用

在公路桥梁建设中，对竣工后的桥梁实施荷载试验，是准确反映公路桥梁实际承载能力的重要手段。荷载试验的组成部分主要是由静载试验和动载试验相组成，静载试验注重测定公路桥梁的静力荷载的情况，动载试验主要是测定桥梁的动力荷载情况，从而有效地观察桥梁的结构，保证桥梁的运行安全和可靠。进行桥梁荷载试验的作用主要有以下作用：第一，提升桥梁建设的质量。桥梁建设过程中必然存在诸多问题，诸如施工技术文题、建筑材料问题等，为了避免这些问题影响公路桥梁的正确运用，注重对公路桥梁的荷载试验尤为重要。第二，评定出公路桥梁的实际承载能力。运用公路桥梁的荷载试验最主要的目的就是评定出桥梁的实际承载能力，从而更好地控制车辆行驶，避免因为过载情况导致桥梁结构破坏。第三，体现现代桥梁建设的科学技术的运用。

2 静载试验

公路桥梁的静载试验是检测公路桥梁的最为有效的检测方式，主要是通过静力荷载对于桥梁进行适当碾压，便于测出桥梁的各项基本指标，诸如受力的大小、桥梁弯曲程度等情况，便于有效地掌握桥梁的基本数据，有效地保证桥梁安全和可靠。进行静载试验检测必须做到以下两点：

第一，注重荷载试验观测点的选定。在进行静载试验的过程中，观测点的选用主要是选用外观上有缺陷或者建造过程中质量不好的位置，诸如存在腐蚀程度严重的部位、存在孔洞的部位、桥墩部位等，最为主要的是检测桥梁中的承重部位。表1中列明几种比较常见桥型的加载位置和内容。

表1 几种主要桥型的加载试验截面及内容

第二，静载试验的检测方式和注意事项。静载试验作为一项对公路桥梁的重要检测方式，检测的原则是必须在保证公路桥梁结构稳定的状态下加以合理的检测，不得破坏公路桥梁的完整性，不能影响桥梁的运用和安全。所以，在进行静载试验的过程中，主要是采用等梯度加载，避免发生突发事件，而直接影响桥梁结构的完整性。主要方式是在加载的过程中逐步增加一定的汽车数量，其中汽车的重量是作为加载等级的重要数据参考，当达到最大的荷载时停止检测并及时卸载相应的汽车。在加载的过程中，增加荷载车辆时速应该控制在5 km/h之内，这是因为车辆速度过快容易产生振动直接影响桥梁的结构，进而影响静载试验的数据的正确性。在记录的数据的过程中，应该以桥体结构受力变形达到稳定作为记录标准点，确保各项数据处于正确可靠的状态，避免数据的不正确而影响桥梁的正常运用。此外，测量数据的稳定也是加载级别的临界点，便于及时进入下一个加载级别，直到检测出最大的静载程度。同时，在进行荷载的过程中，还应该注重检测环境、气候等方面没有过大差异，避免因为外界因素的不同而直接影响桥梁结构的变形，从而导致测量数据的不一致性。当达到检测的最大安全值，应该及时停止荷载试验并及时进行汽车卸载，避免因为长时间负重而损坏桥梁结构。

3 动载试验

公路桥梁结构动载试验是与静载试验相对，是指在动载的情况下，桥梁结构出现的不同的参数变化，诸如桥梁的频率、阻尼和振型等模态参数，从而更好地评定桥梁的承重力。进行动态试验的目的是通过公路桥梁的固有参数，有效地掌握桥梁的动力特性，从而有效地判断出公路桥梁的工作状态，确定出桥梁的荷载能力。与静载试验相比较，动载试验不仅注重观测点的位移变化，更加注重加速度、振动等方面的数据变化，是对公路桥梁的动态变化的重要手段。动载试验主要是由脉动试验和强迫振动试验相组合。

3.1 脉动试验

脉动实验过程是一个漫长的过程，前期的时候应该在桥体上安装高灵敏度的传感器，有效地记录桥梁长时间的变化，诸如经受风吹雨打、人为破坏等情况引起结构振动的数据变化并进行波普分析。一般而言，桥体的振动很大程度上是由于中低频率振动而引起的，若是振动的相位与桥体固有的振动出现相同和相近的情况，会导致桥体的振动幅度有所提升，对于桥梁结构的影响较大。如果外界的振动相位与桥体相反时，桥体结构的振幅相对较弱，对于桥梁的影响不大。

3.2 强迫振动试验

这种试验与脉动试验相比，施加的频率相对要高点，主要是借助试验车辆开展本次试验，从而有效地检测桥梁壳体结构的绕度、扭转、弯曲、剪力变化。强迫振动试验主要是由两种检测方式组成，一种是刹车试验。刹车试验是运用一辆载重的车辆驾驶到桥梁的中部或者四分之一的部位进行刹车，从而有效地观察出观测点的频率和振幅变化，为了保证数据的正确性，重复两次试验。另一种是跑车试验。跑车试验是指运用两辆车重一样的汽车并排行驶在路段中央，以10 km/h每递增的速度梯度加以行驶，检测桥体结构在不同车速下的变化值，为了保证数据的正确性，重复两次试验。