橋梁荷載試驗理論分析準確性的影響因素分析

胡 凱

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

橋梁荷載試驗理論分析準確性的影響因素分析

胡 凱

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司)

在進行橋梁荷載方面研究試驗工作的過程中，其結構理論方面的分析與計算工作應當作為全部工作的重點和關鍵。橋梁荷載試驗過程中對于計算的準確性要求極高，因為，作為工程設計中的最為重要的一部分，其設計是否精準往往決定了工程質量的優劣，也就是橋梁工程結構的承載能力是否符合標準。因此，也就關系到了社會民生及生產生活安全問題。因此，本文針對橋梁荷載試驗理論分析準確性的影響因素的內容進行分析，對修正相關的影響因素問題提供一些建議。

橋梁;載荷試驗;分析;準確性

橋梁載荷試驗是一項十分重要的關于檢驗橋梁工程設計與工程質量的試驗措施，因此，具有重要意義和作用，是橋梁工程建設中不可或缺的重要組成部分。現階段，橋梁載荷試驗已經被廣泛應用到公路、市政等的大型工程建設質量檢驗檢測當中來，而且作用十分顯著。所謂的橋梁荷載試驗從內容結構上看主要包含了對于橋梁荷載試驗的準備工作環節，橋梁荷載試驗的分析設計環節及進行橋梁荷載試驗的現場試驗環節等，最后還要對試驗進行結果的評定與分析。這種荷載試驗從其目的性與意義上而言，主要是為了對工程建筑結構的功能與安全性進行評價。確保工程建設的質量安全符合國家相關規定的標準與規范。

1 橋梁荷載試驗中準確性分析的主要因素

隨著現代科技迅猛發展，橋梁施工建設中橋梁結構理論內容方面的計算機應用已經十分普及與廣泛，這對促進橋梁工程建設的現代化發展需要具有重要意義，更是提高工程建設效率與質量的關鍵所在。應當看到，現代化計算機軟件信息系統固然具有其發展的優勢，但是，這種通過計算機進行模式建立的方式中，其軟件形成的計算試驗模式與工程實際需要是否相符，其準確性是否能夠符合標準還需要通過進行相關的試驗分析才能得出。因此，進行橋梁載荷試驗分析，檢測其設計與實際情況之間是否發生偏差十分重要。也是客觀準確評價橋梁真實狀況和實際承載能力的重要內容。

進行橋梁載荷的試驗過程，首先應當分析相關計算工作所涉及的關于橋梁的各項數據與資料。對其設計中的情況有全面的了解，并以原設計的相關內容進行核對與檢算。在此基礎上得出結論，對出現問題的情況進行修正。橋梁載荷試驗中對其結果產生影響的主要因素從以下四個方面有所表現:

1.1 橋梁載荷結構出現離散化

通常情況下，有限元方法在進行橋梁荷載試驗檢測是最為常見的。但是，在這之前應當確保其結構的離散化。所謂的“離散”是指將所進行分析的內容進行單元性質的分解，并采取節點的設置。彼此關聯的單元內容之間其參數也一定具有相互的關聯性，因此，也就能構成一個完成的單元復合體，并以此替換原結構。離散化的結構特征具有兩個方面的表現形式:

(1)離散單元形式的選擇

在進行離散化結構分析的過程中，首先應當選擇相對更符合離散化特征的有限元單元。選擇的重要參照標準主要包括從離散結構的幾何性特點和橋梁應力特點出發。一般情況下，有限元單元的種類包括梁單元、殼單元及實體單元幾種，這些有限元都是結構由簡到繁的結構關系。

(2)單元在劃分程度

一般意義上，單元劃分的精細程度越高，其計算分析得出的結果也會越詳細與精準。但是，過分的追求單元范圍的大小往往也會形成適得其反的效果，如更小的單元會令求解的數目量大幅度增加而導致計算的結果精準度下降。

1.2 模擬橋梁載荷試驗的約束性條件

對橋梁結構進行約束需要具備一定的條件，這種條件主要是指其內部構件之間及與外部環境之間形成的一種環境條件與結構特征。實際工程建設中，橋梁結構的約束條件在發揮作用的時候需要進行簡化成為有限元中的一種類邊界的單元條件，即是使理論化的計算形式轉變為實際可用的計算方法。如，在進行簡支橋梁上部結構與其下半部之間的連接過程中，其橡膠支座就常常被簡化為鉸支座的形式，再進行連接。這樣就使得簡支橋梁的兩個部分在接觸的過程中將面接觸轉換為點接觸的形式，改變了約束結構的條件，使解構計算變得更加容易。

1.3 選取橋梁載荷試驗材料參數內容

E本身作為一種彈性模量的數值表征，一般是以設計混凝土強度參照規范的參考值進行取值。在取值時往往忽略以下兩個方面因素:

(1)具體的施工工程中材料參數與設計圖之間發生明顯的差異時;

(2)工程材料由于時間延伸發生性質變化的。

1.4 非結構性構件對橋梁載荷試驗的影響

在進行橋梁結構的設計環節上，對橋面進行鋪裝、防撞墻等方面的非結構構件荷載計算，不能僅僅從其結構整體上的剛度進行對比參照。應當針對具體荷載情況，進行分解結構的分析與參照。橋面鋪裝一般會運用鋼筋砼結構，而進行鋪裝層的工程時則需要對主梁受力情況進行參照等。這些都說明了在進行機構理論的分析過程中，應當加強實際結構設計中的簡化模擬技術發揮與使用，使工程設計控制在合理的誤差范圍之內。

2 橋梁荷載因素影響結果的修正

通過對橋梁載載荷試驗理論分析準確性的影響因素進行分析，知道其實驗結果與理論計算的數值發生偏差的主要形成原因。因此，在此基礎上，就可以通過一定的方式進行相關問題的修正，實現橋梁載荷工程的順利施工，保證工程的質量。

2.1 關于實體模型的修正問題

梁單元模型在建立之后無法對主梁橫隔板及齒板之間進行結構上有效調整，其在功能設計上無法做到這樣的準確程度。另外，就是其單點支座與實際運用中的雙支座模型之間還存在差別。因此，應當在進行其設計的過程中應當建立具有全橋實體計算功能的模型。

2.2 針對模型彈性模量的修正問題

在現成工程檢測中的無損檢測內容進行中，對主梁混凝土強度設計值重新估計。以該橋梁設計規范為指導，進行設計值的修正。

2.3 針對防撞墻的修正問題

通過進行防撞墻的外觀檢測可以看到，對原防撞墻的相關設置并未按照設計要求進行施工。而是僅通過對其表面進行切割的方面進行替換的。

這種情況下，原本屬于非結構構件的防撞墻對主梁剛度的影響是不能忽視的。一次你，在進行修復的基礎上，進一步考慮防撞墻的影響，建立實體模型。而整體模型在考慮防撞墻的剛度影響效果下，其計算結果也明顯減少，表明連續的防撞墻對提高結構整體剛度具有一定的貢獻。

3 結語

綜上所述，本文主要是從影響橋梁荷載試驗準確性的因素方面進行分析，其中包括結構離散化、約束條件模擬、材料參數選取以及非結構構件等因素。通過對這些因素的分析，橋梁荷載準確性主要是由于上述的原因引起的。而作為影響因素之一的混凝土彈性模量的影響效果最為明顯。其次是非結構構件對橋梁載荷的影響力相對較大，再次就是另外幾項影響因素。本文還著重提出關于如何修正影響因素的相關設計方法，并因此改善橋梁荷載能力與實際荷載情況。

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