荷载试验在桥梁检测中的应用

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最新大桥动静载检测试验方案

最新大桥动静载检测试验方案

大桥动静载检测试验方案大桥动静载检测试验方案1.概述2.试验目的(1)通过荷载试验,检验桥梁的工程质量,验证结构的可靠性,为桥梁竣工验收提供必要的技术数据。

(2)通过实桥的静载试验,了解结构在试验荷载作用下的实际工作状态,检验结构承载能力是否达到设计标准。

(3)通过动力荷载试验,了解桥跨结构的自振特性,以及在长期使用荷载作用下的动力性能。

为今后营运提供初始状态数据,建立大桥的原始档案。

3.试验依据(1)《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004)(2)《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92)(3)《大跨径混凝土桥梁的试验方法》(交通部公路科研所等 1982.10)(4)《公路旧桥承载能力鉴定方法》(交通部标准1988)(5) 公路桥梁设计、施工有关规范、规程及标准(6)大桥有关设计文件、施工图等技术资料4.试验主要项目4.1全桥考察(1)结构外观检查桥梁结构的现有工作状态和外观。

(2)混凝土强度采用回弹的方式现场检定各结构部位的混凝土强度。

4.2静载试验(1)结构检算及荷载设计根据考察及检测结果,按实际情况对桥梁进行全面的内力及变形的结构检算,并进行试验荷载设计。

(2)静载试验①准备工作测试断面的选取及测点布置,元件布设,仪器调试。

②现场加载试验1)环境参数检测2)加载试验在试验荷载(正载、偏载)作用下测定:●主梁中跨、边跨跨中的最大挠度值及中跨、边跨挠曲状况;●主梁控制断面最大正弯矩;●主梁控制断面最大负弯矩;●试验过程中结构裂缝的出现、扩展及闭合观测;4.3动载试验(1)结构的动力特性(自振频率、振型、阻尼特性)(2)结构的动力响应(动力系数、振幅等)5.试验方法及相应使用的主要仪器设备5.1全桥考察5.1.1桥面系的检查(1) 桥面铺装:以桥跨为单元进行检查记录,用钢尺量出其大小,将病害的名称、程度、大致位置画出示意图,对严重的病害进行拍照以便查找。

检测内容包括:桥面铺装有无严重的裂缝(龟裂、纵横向裂缝)、坑槽、波浪、桥面防水层是否漏水。

荷载试验在公路桥梁检测中的应用

荷载试验在公路桥梁检测中的应用
路 桥 梁是 交通运输事业开展 的基石, 对其展开准确 地、 有效地 检测是为公 等等。 路 桥梁运营安 全提供保证的基础工作 内容。 在对公路 桥梁进行检测时, 经 ( 三) 脉 动试验 荷载试验可对公路 桥梁的承载能力与整体 受力 性 能予以科学地 、 准确地评 在公 路桥梁面上没有受 到汽车 行驶或 者是其他因素带 来的周期性 价, 从而为公路 桥梁检测工作的准确性提 供保障, 为其安 全性评估提供有 干扰力影响 时, 或者是没有风以及地面等 微振环 境因素影 响下, 公路桥 力参考 梁本身受 到的激 励为平 稳的各 态历经宽带随 机激 励。 固有的频 率附近 【 关键词 l 荷载试验; 公路桥梁检 测; 应用效果 振 动为影 响公路桥 梁结 构的主谐 量 , 此时可通过 脉 动测试 对公路桥 梁 结构 固有频率进行 确定。 伴随 着我 国社会 经济 的飞 速发 展 , 公路桥 梁也 相应 发展 起来 , 从 四. 静载 试验
在 对公路 桥梁的实际承受力进行评定时, 应通过富含理论 的方法对其进 行科 学的 、 合理 的计 算 , 若公路桥 梁结构 较 为复杂时 , 相 关工作人员应
( 二) 确定试 验荷载
在对 试验荷 载进 行确定 之前, 首先应将 公路桥 梁结构 中设计或 者 对其建 立有 限元模 型。 所谓的有 限元模 型为依 据公路桥 梁结 构现场 测 是期 望荷载 中控制截 面产生的 最不利 的值进行 计算 , 将其 合值 当做 截 量 数据 以及设 计图纸 建立 的, 该种 建立 中隐 藏 了 大 量 的简化 以及理 想 面控制荷 载 , 同时将其 荷载 内力影 响线进行计 算; 之 后, 在允许 的实验 化数 据 。 若实际测量结 果同模型计算 结果之间出现一定的差异 时, 相关 条件 中选 用 同控制 荷载 相似 的荷载 , 通过 对其内力影 响线中最 为不利 共 组人员应及时、 正确修改有限元模 型。 对其修正I H ' - . J " 以 通过动载 试验 的荷 载进行计算 , 确 定荷 载试验 。 为了可 以让试验 效果中试验荷 载结构 检测 结果进行, 修正对 象为有限元模 型中的物 理学参数 、 几何参数 以及 主要 控制截 面效应 同设计荷载 效应 想接 近, 可通过 试验 荷载 效率系数 约束条件 , 进而 使得有限元模 型的动力特性同试验相结 果。 对其进行表示 , 其系数 控制在0 _ 8 O 一1 . 0 5 之间。

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

桥粱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。 ( 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 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 ̄ n G P S 、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 动置试验 桥梁结 构的动力特性( 频率 、振 型和阻尼 比) 是评估桥梁结构工作 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 陛能。 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

公路桥梁检测中荷载试验的应用初探

公路桥梁检测中荷载试验的应用初探

公路桥梁检测中荷载试验的应用初探摘要:随着经济与社会的不断发展,我国的交通运输事业获得了极大发展,为人民的生活水平带来了便捷。

基于此,本文主要分析公路桥梁检测中荷载试验的有效应用进行探索研究,希望能为相关部门带来一些启发和思考。

关键词:交通事业;生活水平;荷载试验;启发思考引用在公路桥梁检测中,对荷载试验的检测主要分为动载和静载两种。

本文主要对这两种方式在公路桥梁中的应用进行了探索。

具体如下。

一、荷载试验简介荷载试验是一种比较便捷的技术检测方式,主要用于公路桥梁质量检测方面,在实践应用中情况较为稳定,预期执行效果也较好,在应用时不需要明确基础的状况就可以操作。

通常桥梁公路荷载试验主要有动载和静载两类,静载试验主要通过对桥梁公路加以静力荷载的方法进行检测,以获得桥梁和公路结构的情况,同时对实际数据进行比对,对实际荷载力进行综合性分析。

另外,一定要注意,对公路桥梁承载力进行评定,要以科学理论为据,且要仔细计算,若桥梁结果复杂时,还要用模型构建来进行虚拟计算。

在构建模型过程中,还要对结构测量值和设计图纸进行有效分析,同时在模型中施以预期数据,以进行科学比照。

对于有误差的数据,技术人员要及时予以更改。

二、荷载试验对象的选定(1)公路桥梁在建时丢失了相关的设计或施工数据资料,建设质量无法保证,施工工程不能满足预先设计的要求。

(2)桥梁的建设和竣工验收没有出现问题,但在实际的使用过程中出现了损伤其承载能力的、性质十分严重的意外伤害。

(3)公路桥梁的建设质量和使用效果俱佳,但是有关单位想要在可实现的范围内提高该桥梁的承载能力。

除了质量问题和主观因素之外,一些进行过修复作业、固化或改进措施的桥梁也需要进行荷载试验的检测。

概括来说,公路桥梁建设和效果检测最有效的方式则是荷载试验,它主要用于对公路桥梁进行验收和鉴定,也是一种适用性极高的必要手段。

三、公路桥梁检测中荷载试验的应用(1)动载试验要点。

对公路桥梁进行仔细划分的话,可分为如下几种类型:①跑车试验。

公路桥梁检测中荷载试验的应用

公路桥梁检测中荷载试验的应用

公路桥梁检测中荷载试验的应用发布时间:2021-09-29T02:14:44.977Z 来源:《工程建设标准化》2021年13期7月作者:张四宝[导读] 荷载实验是评价桥梁安全性能的无损检测方法,为桥梁正常运行与加固改造提供科学依据。

张四宝安徽省路桥试验检测有限公司安徽合肥 230000摘要:荷载实验是评价桥梁安全性能的无损检测方法,为桥梁正常运行与加固改造提供科学依据。

阐述常用的荷载检测方法,并对桥梁静动荷载实验数据处理及指标评定进行分析,对荷载试验在滨湖桥工程项目的应用进行总结。

关键词:公路桥梁;检测;荷载试验引言《公路养护技术规范》(JTG H10—2009)要求,必须对修建的桥梁进行鉴定,桥梁结构在荷载作用等因素影响下,会产生不同程度的损伤,对桥梁结构进行安全性检测非常重要。

对新建桥梁的检测评估,对事故处理方法不当等原因出现病害的桥梁需进行鉴定,为桥梁竣工验收,提高桥梁建设水平积累科学的数据资料。

一、工程概况某公路通道桥在机场高速北K4+490.5km处,横穿其现况地方路,桥梁中线与被交道路成90°夹角,此桥梁的长度为28.68m,桥梁宽度40.6m。

公路桥梁上部分结构采用混凝土空心板,下部结构使用重力式桥台,承台与钻孔灌注桩相连。

此公路的桥梁承台有4个,其承台的长宽高分别为20.25、5.6、2m。

承台的材料是C30混凝土,一个承台约占222.6m3,承台的钢筋重量是15.3t,其采用直径为16、22、 28型号钢筋。

此工程通过载荷试验对桥梁的质量进行检测。

2载荷试验的简述1)对公路桥梁项目而言,载荷试验主要是针对在其运行中出现的不确定情况进行检测,经过分析不确定的情况有助于及时规避风险。

通常载荷试验分为静载试验和动载试验,静载试验指在公路桥梁上增加静载荷,再检测公路桥梁的结构和运行状况,得出施加静载荷对公路桥梁的影响结果;动载试验与之相同,仅是施加在公路桥梁上的载荷是移动的载荷,通过实验得出公路桥梁的实际性能。

2024年试验检测师题库加答案

2024年试验检测师题库加答案

专业课原理概述部分一、选择题:5道(每题1分,共5分)1.混凝土衬砌厚度检查,每()检查一个断面。

A.20mB.30mC.40mD.50m【答案】A2.某空心板共有2种病害,混凝土剥落掉角,实际评定标度为2类,(最大评定标度为4类),梁底有横向裂缝,实际评定标度为2类,(最大评定标度为5类),该片空心板评分接近于()A.75B.70C.65D.55【答案】3.请根据《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/TH21-2011)对某单跨箱板拱桥的技术状况进行评定。

(1)经检查两岸桥台(t=10),发现其中一个桥台存在台帽裂缝,评定标度2(最高标度4);台身裂缝,评定标度2(最高标度5);台身剥落,评定标度2(最高标度4);另一个桥台存在台帽裂缝,评定标度2则桥台的最低构件得分值为()。

A.48.29二、判断题5道(每题1分,共5分)(题目待补充)三、填空题5道(每题1分,共5分)(题目待补充)四、简答题5道(每题2分,共10分)(题目待补充)五、应用题:5道(每题2分,共10分)(题目待补充)六、分析题:2道(每题5分,共10分)(题目待补充)七、实践操作题:2道(每题5分,共10分)(题目待补充)八、专业设计题:5道(每题2分,共10分)1.设计一个适用于高速公路桥梁的混凝土强度检测方案,包括检测方法、检测频率和判定标准。

2.针对一座大跨径斜拉桥,设计一套桥梁索塔施工过程中的变形监测方案。

3.设计一个针对隧道施工过程中的爆破振动监测方案,包括监测点布置、监测频率和数据处理方法。

4.针对一座港口码头,设计一套结构健康监测系统,包括监测内容、监测方法和数据分析。

5.设计一个针对公路路基填筑施工的质量控制方案,包括质量控制指标、检测方法和验收标准。

九、概念解释题:5道(每题2分,共10分)1.解释什么是动态荷载试验,它在桥梁检测中的作用是什么?2.简述无损检测技术在混凝土结构中的应用及其原理。

3.解释“疲劳寿命”的概念,并说明其在桥梁设计中的重要性。

midasCivil在桥梁承载能力检算和荷载试验中的应用(以Civil_V2012为例)

目录1桥梁承载能力检算评定 (2)1.1检算总述 (2)1.2作用及抗力效应计算 (2)2桥梁荷载试验 (7)2.1静载试验 (7)2.1.1确定试验荷载 (7)2.1.2试验荷载理论计算 (10)2.1.3试验及数据分析 (13)2.1.4试验结果评定 (16)2.2动载试验 (17)2.2.1自振特性试验 (17)2.2.2行车动力响应试验 (19)2.2.2.1移动荷载时程分析 (19)2.2.2.2动力荷载效率 (32)2.2.3试验数据分析及结构动力性能评价 (33)参考文献 (34)结合公路桥梁承载能力检测评定规程,应进行桥梁承载能力检算评定,判断荷载作用检算结果是否满足要求。

另外如果作用效应与抗力效应的比值在1.0——1.2之间时,尚需根据规范规定进行荷载试验评定承载能力。

下面将对midas Civil在桥梁承载能力检算评定及荷载试验中的应用详细叙述。

1桥梁承载能力检算评定1.1检算总述进行桥梁承载能力检测评定时需要进行(1)桥梁缺损状况检查评定(2)桥梁材质与状态参数检测评定(3)桥梁承载能力检算评定。

通过(1)、(2)及实际运营荷载状况调查,确定分项检算系数,根据得到的分项检算系数,对桥梁承载能力极限状态的抗力及正常使用极限状态的容许值进行修正,然后将计算作用效应值与修正抗力或容许值作对比,判断检算结果是否满足要求。

一般来说承载能力检算主要包括抗弯、正斜截面抗剪承载力检算、裂缝宽度检算、挠度检算、稳定性验算等。

1.2作用及抗力效应计算为得到检测桥梁在荷载作用下的计算效应值,可以通过midas Civil进行计算分析得到。

对于预应力混凝土及钢筋混凝土等配筋混凝土桥梁,为得到结构抗力效应值,可以结合PSC设计、RC设计验算得到相应抗力值。

前处理当中需要考虑自重、二期及其他恒载、预应力荷载、成桥时候的温度作用(整体升降温+梯度升降温)、移动荷载、支座沉降(根据实测得到的变位定义)等荷载作用;定义施工阶段分析,可设置包括一次成桥及服役时间长度的收缩徐变两个阶段。

桥梁标定荷载实验报告

一、实验背景为了检验某桥梁的承载能力和预制梁板的沉降量是否在运行范围内,确保桥梁结构的安全稳定,本次实验对桥梁进行了标定荷载试验。

实验地点位于我国某地区,实验对象为该地区一座预应力混凝土连续梁桥。

二、实验目的1. 检验桥梁结构的内在质量,确保桥梁安全稳定运行。

2. 确定桥梁结构的承载能力及营运条件,为桥梁维护和加固提供依据。

3. 分析桥梁病害原因及其变化规律,为桥梁养护提供指导。

三、实验方法1. 实验仪器:本实验采用静态荷载试验方法,主要仪器有:压力传感器、位移计、应变计、数据采集系统等。

2. 实验步骤:(1)在桥底搭设脚手架,有工作人员在桥底不设传感器;(2)布设测量检测点,设置数据参照;(3)监测点的复核,主要是检查预设的传感器是否有效;(4)观测仪器的接线、调试,有专业人员进行操作;(5)由拉土车拉土向桥面设定的位置分级加载;(6)检测数据的记录收集,归档出具相应报告。

四、实验数据与分析1. 承载能力分析通过对桥梁进行分级加载,记录桥梁的变形和应力数据,根据实验结果,桥梁的承载能力满足设计要求。

2. 沉降量分析在荷载作用下,桥梁预制梁板产生了一定的沉降量。

通过分析沉降量数据,可以评估桥梁的稳定性。

本次实验中,桥梁的沉降量在允许范围内,符合设计要求。

3. 病害原因分析通过对实验数据的分析,发现桥梁存在以下病害:(1)部分预制梁板存在裂缝,原因可能与施工工艺、材料质量等因素有关;(2)桥梁支座存在局部变形,原因可能与支座材料、安装工艺等因素有关。

五、结论1. 本次桥梁标定荷载实验结果表明,桥梁结构的内在质量良好,承载能力和沉降量均满足设计要求。

2. 桥梁存在部分病害,需进一步分析原因,制定相应的维护和加固措施。

六、建议1. 对桥梁进行定期检查和维护,确保桥梁安全稳定运行。

2. 对存在病害的部位进行加固处理,提高桥梁的使用寿命。

3. 加强桥梁施工和监理工作,确保桥梁质量。

本实验报告仅供参考,具体实施过程中还需根据实际情况进行调整。

动静荷载试验在桥梁检测中的应用

动静荷载试验在桥梁检测中的应用摘要:近年来随着公路运输业的发展,公路运输成为货运主要方式之一。

同时道路交通事故、桥梁塌陷事件也屡见不鲜,货运车辆超载是导致桥梁质量降低、寿命周期缩短的主要原因之一,同时由于桥梁建设过程中赶工期、方法不当、管理不严、降低材料标准等都会降低桥梁的质量,因此为确保桥梁安全使用需要对其做承载力鉴定。

桥梁荷载试验是目前测定桥梁实际可具备承载力的主要方法,分为静载试验和动载试验。

静载试验可以分析桥梁在实际运营中的承载能力和状态,为桥梁检测提供依据;桥梁的目前寿命质量和运营荷载等级评定可根据动载试验结果确定。

根据《公路养护技术规范》(JTGH10—2009)相关规定,为桥梁的质量鉴定提供依据,特别是采用新工艺、新材料、新结构的桥梁质量,需要检测桥梁结构的实际承载能力,评价桥梁主体质量与设计。

基于此,本篇文章对动静荷载试验在桥梁检测中的应用进行研究,以供参考。

关键词:动静荷载试验;桥梁检测;应用分析引言通过桥梁荷载试验,可以反映桥梁质量情况,为工程建设提供依据,有助于采取有效的施工技术,确保桥梁建成后满足通行要求。

因此,荷载试验检测结果的精确性非常重要,需合理应用荷载试验检测技术,充分发挥其技术优势。

1荷载试验检测技术要求(1)所检桥梁试验跨上、下部工程混凝土强度均采用回弹仪或超声波进行检测。

(2)按照规定,对桥梁试验跨进行全面细致的外观检查,检测报告中应分类详细列表写明存在的各种质量缺陷(如裂缝、掉块、露筋等),标明位置并计算缺陷占总面积的比例,缺陷严重部位应附有照片说明。

(3)通过静载、动载试验,判断桥梁结构实际承载能力,评价其在设计使用荷载下的工作性能。

(4)检测报告对存在的质量问题中应客观明确指出,写明是否存在影响结构安全的严重质量缺陷,特别应说明主要受力结构是否需要或进行过加固和补强。

2影响桥梁荷载试验校验系数的因素2.1计算软件的影响随着计算机科学技术的日新月异,桥梁荷载试验已从传统的手工计算模式逐渐向电算化方向发展,这虽然提高了桥梁荷载试验的效率和质量,但层出不穷的桥梁荷载试验软件也使得检测单位难以选择。

连续钢构桥梁荷载试验检测及作用分析

V 15 O 1 o. 2 N .
工 程 与试 验 E I E I NG NE R NG & T S ET
Ma .2 1 r O2
连 续 钢 构 桥 梁 荷 载 试 验 检 测 及 作 用 分 析
陈 全 , 泉 珍 , 李 邓建 华
( 州大学 土木建 筑工程 学院 , 州 贵 阳 5 0 0 ) 贵 贵 5 0 3
( ) 测 点 变 形 与 应 变 的 计 算 2各 总 应 变 : = S S=S一 =
图 2 桥 下游 外 貌
弹 性 应 变 : S 一 S S一
残余应 变 : S 一S 一S 一S 一5
3 试 验 评 价 和 技 术 要 点
荷 载 试 验是 项 复 杂而 又 细致 的工 作 , 在理 论指
() 1 对试验 测试结 果进 行修 正及误 差分 析 。 ( ) 构 自振频 率 , 2结 主要根 据脉动 试验 测试 的测
点 随机振 动 响应信号 分析 而得 。
() 3 桥梁 结构 冲击 系 数 根据 动 荷 载 引起 检 测 部 位 的实测 最大 动挠 度与最 大静 挠度值 计算 得到 :
1 m 车 行 道 + 0 5 防 撞 栏 杆 + 2 2 m 人 行 道 + 2 .m .5
() 1 通过 在设计 荷 载作用 下 , 观测桥 梁结构 的 内 力和 变形 , 了解桥 梁 结 构 的实 际 受 力 状况 及 其 工 作 性能 , 据此 评价 其是 否 满 足设 计 荷 载要 求 以及 能 否
l a e t t tc l a e t o d t s ,s a i o d t s ,dy m i o d t s ,a o h e a ld a a y i ft rd . Ac o d na cl a e t nd f r t e d t ie n l s so he b i ge c r— i o t ha a t rs i soft r d e,t rdg o e so ls f wa ei e o i t lm e ng t he c r c e i tc he b i g he b i e pr f s i na o t r s us d f rfnie e e nt nu rc lsmulto nd a l ss,whih c n e s r he s f t me ia i a i n a na y i c a n u e t a e y durng t e a plc ton pr c s f i h p ia i o e s o t rdg . The t s a r i e s m e da a o e i n,c s r c in,m ant na e he b i e e t c n p ov d o t f d sg on t u to i e nc ,de e to o t cin fr
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荷载试验在桥梁检测中的应用
【摘要】桥梁荷载试验的目的是对新建桥梁进行竣工验收和对已建桥梁的运营进行承载力的评定,桥梁荷载试验是一项复杂而细致的工作,技术含量高,涉及面广。

因此加强对其的认识和研究具有重要意义,本文作者对此相关问题进行了探讨。

【关键词】荷载试验;桥梁检测;动力荷载
【abstract 】bridge load test purpose is a bridge for the completion acceptance and to build Bridges to the operation has the bearing capacity of evaluation, bridge load test is a complex and meticulous work, with high technical content, involve wide. So to strengthen the understanding and research of its importance, this paper the author questions are discussed.
【keywords 】load test; Bridge detection; Dynamic loading
引言
我国现有桥梁中,部分建造年代久远,常年缺乏应有的维修保养,造成桥梁损坏严重、承载力下降,给交通运输造成很多事故隐患。

近年来,随着国民经济的飞速发展,大量低等级的公路被改建、扩建,同时许多桥梁的承载能力和通行能力已远远不能适应现时交通状况的要求,如果对这部分桥梁都进行拆除重建,势必需要投入大量的资金和人力,严重影响现行的交通秩序,同时产生大量的建筑垃圾,造成巨大的资源浪费。

如果能够充分利用现有桥梁资源,通过可靠的检测评估手段,对这些桥梁进行科学的加固改造,既能保证或提高桥梁的承载能力和运行条件,又能最大限度地保持现行交通少受干扰;这对降低成本、预防灾害、保证社会交通正常运行都有着非常重要的意义。

另外,公路工程建设的质量也越来越得到重视,竣工桥梁的质量能否达到设计和规范的要求,也需要有相应的评定标准。

对服役桥梁结构及新建桥梁承载能力评定最有效、最直接的方法就是桥梁荷载试验,包括动力荷载、静载试验。

一、荷载试验对象的选定
荷载试验对象多为旧桥,在特殊情况下有些新桥也要求做检测工作,综合起来荷载试验桥梁选定的依据为:1)缺乏设计、施工资料的桥梁。

2)施工质量较差,不符合设计要求的桥梁。

3)桥梁竣工经过运营一段时间后发现较严重的病害,影响其承载能力。

4)桥梁施工质量较好,运营情况也良好,但希望提高其允许的承载能力。

5)需要通过超过设计标准的特殊荷载车辆的桥梁。

还有一些桥梁是因为一些特殊原因而需要做检测工作,比如修复、改建或加固的桥梁,为了验证工程效果,需进行验收或鉴定性荷载试验等。

二、桥梁动力荷载试验的目的及项目
2.1 桥梁动力荷载试验的目的
桥梁动力荷载试验的目的是测定桥梁结构的动力特性,即桥梁结构的自振频率、振型、阻尼比等桥梁结构模态参数;测定桥梁结构在动荷载作用下的强迫振动响应,即桥梁结构的动位移、动应力、冲击系数等。

通过动载试验和理论分析来了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态,判断和评价桥梁结构的承载能力和使用条件,分析桥梁病害成因并掌握其变化规律,分析桥梁病害对桥梁各项性能的影响。

结合桥梁静力荷载试验结果,对桥梁质量做出合理的评价,为桥梁运营管理及改造提供科学的依据。

2.2 桥梁动力荷载试验的项目
根据测试目的的不同,桥梁动力荷载试验一般分为脉动试验、跳车试验(冲击试验)、跑车试验等。

(1)脉动试验是指当桥面上无汽车行驶和其他的周期性干扰力时,在风、地面微振等环境因素的作用下,桥梁所受的激励是平稳的各态历经宽带随机激励。

结构响应的主谐量,是在其固有频率附近的振动,从而通过脉动测试可以确定结构的固有频率。

(2)跳车试验(冲击试验):跳车试验测试汽车跨过15cm高跳板后制动,测量此时桥跨结构在附加汽车质量情况下的衰减振动,确定桥梁的冲击系数,用以分析桥梁结构的振动性质。

(3)跑车试验是指桥上跑车试验主要是测试试验汽车在桥上通过时,桥梁结构的强迫振动响应,以及激励后(车辆通过后)振动衰减情况。

三、桥梁静载试验
3.1 静载试验内力或位移控制的选定
在外观检测基础上选择桥梁施工质量较差、缺陷较多或病害较严重且计算受力最不利的孔或墩为荷载试验孔。

几种常见主要桥型的加载试验截面及内容如表l所示。

表1 几种主要桥型的加载试验截面及内容
斜拉桥主粱跨中截面正弯矩及挠度、粱端斜截面剪力
支点负弯矩、中跨跨中正弯矩及搬、边跨1/4L正弯矩及挠度、边跨粱端剪力
支点负弯矩、悬臂端挠度、挂孔主梁跨中弯矩及挠度、锚固跨最大正弯矩及挠度、梁端剪力
拱顶弯矩及挠度、1/4L(或3/8L)弯矩及挠度、拱脚弯矩
中跨跨中正弯矩及挠度、边跨1/4L正弯矩及挠度、墩项水平位移、墩底弯矩
加劲梁跨中、1/8L、3/8L内力及挠度、塔脚截面内力及主缆内力
中跨跨中弯矩及挠度、支点沉降、塔顶水平位移、塔脚内力、索力
3.2 试验荷载的确定
在确定试验控制荷载时,应先计算出桥梁结构在设计或期望荷载下控制截面所产生内力(或变形)的最不利组合值作为对应截面的控制荷载,并求出该截面的荷载内力影响线;然后在试验条件允许的情况下尽量选用与控制荷载相同类型的荷载,利用其内力影响线对结构进行最不利布载,即可求出试验荷载。

为保证试验效果,一般要求试验荷载在结构主要控制截面上所产生的效应与设计荷载所产生的相应效应接近,其接近程度采用试验荷载效率系数表示,一般应满足0.8-1.05。

3.3 静载试验结果分析与评价
校验系数ŋ是桥梁结构静载试验的主要评价指标。

所谓校验系数,是指某一测点处静载的实测值与理论计算值的比值。

当ŋ=1时,说明实测值与理论值完全相符;当ŋ1时,说明结构工作性能差,安全储备不足。

常见桥梁校验系数如表2所示。

表2 常见桥梁校验系数
四、桥梁动力荷载试验在工程中的应用实例
4.1 工程相关情况介绍
在桥梁检测评估中,利用先进的设备进行数据的自动采集及分析。

数据采集过程:分布在桥面不同位置的传感器采集位移或加速度信号,利用屏蔽导线输入信号采集系统进行采集、储存;然后对储存的信号进行处理,选择其中的有效信号进行分析,得到桥梁结构的自振频率、振型和冲击系数等参数的实测值。

某市区预应力混凝土连续梁桥,全长286m,桥面宽度为20m,其中行车道宽16m,两侧人行道各宽2m,上部结构为三联十跨预应力混凝土连续箱梁,跨径设置为(28+30+28)m+(27+28+30+29)m+(28+30+28)m。

箱梁结构为单箱三室,箱宽14m,顶板悬臂3m,梁高1.6m。

为检验竣工桥梁的质量能否达到设计和规范的要求,进行了桥梁荷载试验,试验采用INV振动测试系统。

4.2 检测过程及分析
对该桥进行了脉动试验、跳车试验(冲击试验)、跑车试验,通过对脉动信号作频谱分析,得到各测点的位移功率谱(如图1所示),可以看出该桥的模态比较密集,谱成分较丰富。

进一步做出第3跨中和第4跨中的竖向(横向)振动的互功率谱(如图2所示),可以识别出该桥的竖向基频为4.1Hz,横向基频为2.15Hz。

当试验车辆以不同车速通过桥梁时,测得桥梁的振动时程曲线如图3、图4所示,经频谱分析,发现各种车速下桥梁结构主频基本上没有变化,横向基频为2.08-2.12Hz,竖向基频为3.9-4.05Hz。

图1 桥梁脉动测点功率谱
图2 脉动测试结构反应互功率谱
图3 跑车30km/h桥梁竖向响应时程曲线和幅值谱
图4 跑车50km/h桥梁竖向响应时程曲线和幅值谱
从动力荷载试验的结果及数据分析来看,该桥的竖向自振基频、阻尼比,在跑车试验时与脉动试验时所测结果基本相同。

所测的基频均不小于相应的理论计算值,表明所试验的桥梁有着较好的刚度。

从自振频率的角度看,结构是安全的;所得该桥的冲击系数介于0.14-0.24,小于《城市道路荷载规范》规定值,说明桥梁对汽车荷载的反应在安全范围之内。

4.3 工程感受
桥梁动力荷载试验理论上基本成熟,在实际桥梁的检测评估中得到了广泛应用,对超期服役桥梁结构及新建桥梁承载能力评定提供了有效、最直接的方法。

(1)桥梁动力荷载试验能够得到桥梁结构的模态参数及强迫振动响应,结果准确、可靠,能够利用其结果来判断桥梁的健康状况,为桥梁的评估提供依据。

(2)虽然该方法有效可行,在实际检测中也得到了广泛的应用,但是它对仪器的灵敏度要求较高,结果受设备的性能限制较大。

参考文献
【1】谌润水,胡钊芳.公路桥粱荷载试验[M].北京:人民交通出版社.2003.
【2】崔国宏,沈东强,高丽,等.新保安大桥成桥静动载试验研究[J].铁道建筑,2007,8.
【3】苏超云,李德建.湘江北大桥动载试验结构状况研究[J].科技视野,2008,11.
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。

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