荷載試驗(yàn)在橋梁檢測中的應(yīng)用解析

樊亮亮，孫 勇

(江西省天馳高速科技發(fā)展有限公司，江西 南昌 330013)

1 荷載測試的對(duì)象

(1)橋梁的操作設(shè)計(jì)和操作的資料并不完備；

(2)橋梁設(shè)計(jì)方案不切合要求標(biāo)準(zhǔn)；

(3)橋梁施工完成后，運(yùn)營操作時(shí)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的病害情況，所以對(duì)其荷載能力體現(xiàn)出了極為嚴(yán)重的作用；

(4)橋梁的質(zhì)量條件很好，并且其在運(yùn)營時(shí)的荷載能力也比較強(qiáng)大，然而相關(guān)的操作人員并不滿足于這樣的境況，他們想要深層次的提高該橋梁的荷載能力；

(5)另外一些特殊荷載能力要求的橋梁。

2 橋梁動(dòng)載試驗(yàn)

(1)跑車類型的試驗(yàn)

跑車類型的試驗(yàn)的操作，是在橋梁上重點(diǎn)采取汽車在橋梁上運(yùn)行時(shí)，其施加于橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫性振動(dòng)效應(yīng)，以及激勵(lì)后車輛行駛后，振動(dòng)減退情況實(shí)施相應(yīng)的測試和操作。

(2)跳車類型的試驗(yàn)

跳車類型的試驗(yàn)是一種沖擊性的試驗(yàn)，此類試驗(yàn)主要是指汽車在跨過高度為15 cm的跳板后，其對(duì)汽車附加重量，給橋梁結(jié)構(gòu)帶來的衰減振動(dòng)作用的測算，從而較為合理的解析橋梁振動(dòng)的性質(zhì)和類別，最終確定橋梁的沖擊指數(shù)等相應(yīng)數(shù)據(jù)。

(3)脈動(dòng)類型的試驗(yàn)

在橋梁橋面上對(duì)汽車行駛，以及其他因素不具有周期性干擾影響作用的情況下，或者是在無風(fēng)和地面等微振環(huán)境因子作用下，橋梁自身受到激勵(lì)特性，主要是平穩(wěn)的各態(tài)經(jīng)由寬帶的隨機(jī)激勵(lì)形式。固有的頻率附近振動(dòng)是決定橋梁結(jié)構(gòu)的主要力量，而此時(shí)可通過脈動(dòng)類型的測試來完成橋梁固有頻率的確定。

3 靜載試驗(yàn)

(1)選定靜態(tài)試驗(yàn)中內(nèi)力或者是位移的操控

通常情況下的荷載試驗(yàn)的孔道，在外觀檢測中操作水平較差和存在很大的缺陷，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的病害，以及對(duì)計(jì)算受力極為不利的孔道和墩等。不同類型的橋梁需要采取不同的加載性試驗(yàn)，例如對(duì)于筒支梁的橋梁架構(gòu)，其所涉及的領(lǐng)域主要是操控截面，和內(nèi)容為主梁跨中截面正彎矩以及撓度或者是梁端斜截面的剪力等；而對(duì)于連續(xù)梁的梁橋結(jié)構(gòu)，其所要操控截面和內(nèi)容為支點(diǎn)負(fù)彎矩、邊距梁端剪力、邊跨1/4L正彎矩和撓度以及中跨正彎矩及撓度；而對(duì)于懸臂梁的橋梁結(jié)構(gòu)，其主要操控的截面及內(nèi)容為支點(diǎn)負(fù)彎矩、梁端剪力錨固跨最大正彎矩和撓度、掛孔主梁跨中彎矩以及撓度、懸臂端撓度；對(duì)于拱橋的橋梁結(jié)構(gòu)，其主要的操控截面及內(nèi)容為拱腳彎矩、1/4L(3/8L)彎矩以及撓度、拱頂彎矩以及撓度；另外的對(duì)于鋼架橋的橋梁結(jié)構(gòu)，其主要的操控截面及內(nèi)容為墩底彎矩、墩頂水平的位移、邊跨1/4L正彎矩及撓度、中跨正彎矩及撓度；接著的對(duì)于懸索橋的橋梁結(jié)構(gòu)，其主要的操控截面及內(nèi)容為塔腳截面內(nèi)力以及主纜內(nèi)力以及主纜內(nèi)力等具體項(xiàng)目；最后的對(duì)于斜拉橋的橋梁結(jié)構(gòu)，其主要操控的截面為內(nèi)容索力、塔腳內(nèi)力、塔頂水平位移、支點(diǎn)沉降以及中跨彎矩和相應(yīng)的撓度等具體項(xiàng)目。

(2)確定試驗(yàn)的荷載

在確定試驗(yàn)荷載的操作之前，需要做的就是要把橋梁結(jié)構(gòu)中策劃中或者是期望荷載中操控截面出現(xiàn)的最為不好的值實(shí)施測算，接著把合值當(dāng)做截面操控荷載，與此同時(shí)把其荷載作用力實(shí)行測算；然后在允許的試驗(yàn)條件中，挑選和控制荷載相似的荷載量，借助于其對(duì)內(nèi)力作用作為衰弱的荷載進(jìn)行測算，從而確定最后的荷載試驗(yàn)。為了達(dá)到試驗(yàn)效果中試驗(yàn)荷載結(jié)構(gòu)主要操控截面效應(yīng)和策劃荷載效應(yīng)相一致，可借助于試驗(yàn)荷載效率系數(shù)來對(duì)其表示，對(duì)其的系數(shù)范圍把控在0.80～1.05當(dāng)中。

(3)剖析評(píng)價(jià)靜載試驗(yàn)的結(jié)果

橋梁結(jié)構(gòu)中主要涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)為校驗(yàn)系數(shù)η。通常情況下的校驗(yàn)系數(shù)η指在某一點(diǎn)，靜載試驗(yàn)的數(shù)值與理論計(jì)算的數(shù)值之間的比值。而當(dāng)η為1的情況時(shí)，表明靜載試驗(yàn)的數(shù)值與理論計(jì)算的數(shù)值全部一致且符合；而當(dāng)η小于1的情況下，則表明該橋梁結(jié)構(gòu)工作性能較為良好，并且其具有安全儲(chǔ)備的效能；而當(dāng)η大于1情況出現(xiàn)時(shí)，則表明該橋梁結(jié)構(gòu)工作性能較差，其沒有足夠的安全儲(chǔ)備的效能與之相配備。一般條件下，當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)不同時(shí)，其校驗(yàn)系數(shù)也不盡相同。例如，鋼筋混凝土板橋其應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.20～0.40的范圍，撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.20～0.50的范圍；鋼筋混凝土梁橋的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.40～0.80的范圍，撓度校驗(yàn)系數(shù)則為0.50～0.90的范圍；而預(yù)應(yīng)力混凝土橋其應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.60～0.90的范圍，撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.70～1.00的范圍；當(dāng)圬工拱橋其應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)為0.70～1.00的范圍，則撓度校驗(yàn)系數(shù)為0.80～1.00的范圍。

4 結(jié)束語

總體來看，橋梁工程當(dāng)中的荷載試驗(yàn)確實(shí)是一項(xiàng)比較復(fù)雜和極為細(xì)致的工作，而且這種試驗(yàn)需要高端的技術(shù)水平與之匹配，另外其所針對(duì)的范圍也比較寬。受到這類情況的影響，荷載試驗(yàn)在橋梁檢測中有著極為突出的作用。通常條件下的橋梁所應(yīng)用的主要是動(dòng)載試驗(yàn)和靜載試驗(yàn)。當(dāng)前橋梁工程中出現(xiàn)的主要問題時(shí)如何高效準(zhǔn)確的進(jìn)行識(shí)別和操作，與此同時(shí)經(jīng)由識(shí)別的進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁損傷情況的及時(shí)性策略決斷，從而保障橋梁的使用期限以及荷載能力，并因此推動(dòng)我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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