动静荷载试验在桥梁检测中的应用

 邢振华

山东省交通科学研究院 山东省济南市 250100

摘要：桥梁工程施工工艺和设计方案复杂，通常需结合实际地形地势情况进行选线设计，同时在相应节点位置设定规模、数量适合的梁场，确保施工材料能供应充分和及时。另外，由于桥梁施工周期较长且具有连续性和繁琐性，因此在桥梁结构施工时应对其进行试验检测，以提高整体刚度和稳定性。本文为研究动静载试验在桥梁工程中的应用，首先阐述了动静载试验应用原理和工程特性，并阐述其在具体桥梁工程中的应用实例。

关键词：动静荷载试验；桥梁检测；应用

1主要目的和内容

测试结构主要构件在设计荷载作用下的受力性能，以此来判断该桥在实际工作中的状态。对桥梁做静载试验来判断其承载能力，评定使用等级，同时也是为桥梁在维修加固设计和维护提供一定的依据。对桥梁做动载试验，评定桥梁在振动状态下的动力性能。主要对该桥的动静载试验展开研究。根据《城市桥梁检测与评定技术规范》(CJJ/T233—2015)相关规定。

2桥梁结构动静载试验

2.1静载试验

桥梁静载试验主要应用原理为：先在桥梁工程中需检测的区域施加一定的静止荷载，一段时间后对区域内的位移、应变及裂缝等参量进行测试和观察，结合试验分析得出在荷载作用下整个桥梁工程的工作性质和使用状况。因为荷载作用主要以静力荷载为主，所以在试验操作时可采用重力或加载设备来施作荷载，加载设备常用沙袋、车辆、水箱等。静载试验的加载应从零开始递加，直至满足试验要求，其具体加载步骤如下。(1）试验孔的选择与控制截面的确定。针对多孔结构中跨径相同部位选取若干典型桥梁进行荷载试验，以此选定试验控制截面。可提前对桥梁工程中损坏部位、薄弱截面进行调查和验算，再设置控制截面，(2）试验测点设置。根据荷载工况合理布置试验观测点，应结合具体工况在固定区域设置不同的试验测点。(3）试验加载。进行加载试验时严格控制荷载截面的内力由小到大增加，技术人员及时做好荷载的卸载和加载工作，且在加载试验中需确保控制测点的变位在规范值和理论计算值的规定范围内。同时定期检测裂缝问题，发现问题时应及时停止试验。这种情况可总结为荷载作用下控制点应变稳定性较差，且测点的挠度和应变超出规范允许范围。另外，若在加载过程中裂缝宽度变大，会直接影响结构使用寿命，使墩台变位稳定性差且超出规范允许值。以上情况均需要立即停止试验。(4）静载试验结果分析与评价。桥梁结构静载试验加载完毕后，综合分析试验结果，得出诸变量间的相互关系，总结出相关表达式并找出必要数据，以评价桥梁结构的安全可靠程度。

2.2动载试验

动载试验可以准确地检测桥梁工程的动力特性，进而获得桥梁工程的承载力和结构性能。动载试验桥梁检测的具体功能如下。（1）测量桥梁的模态参数和动力特性。在桥梁竣工试验期间，当重型车辆从低速行驶到高速行驶时，桥梁会产生不同频率的振动。当车辆运行速度产生的激振力频率接近桥梁结构的固有频率时，桥梁结构会发生共振现象。当重型车辆离开桥梁时，结构振动将逐渐减弱。根据绘制的波形曲线，可以得到桥梁结构的动力特性参数。该曲线将详细记录桥梁结构的振幅、冲击系数、频率和挠度。通过对试验结果的分析，可以对桥梁结构的动力特性进行分析和评价。（2）评估桥梁的承载能力。主要应用原理是检测桥梁的动力特性，获得桥梁结构在动荷载影响下的强迫响应振动特性，分析桥梁振幅、损伤和冲击系数等参数的变化特征，然后对桥梁工程结构的使用条件和承载能力进行评估。（3）桥梁上的模拟地震试验和荷载识别。桥梁结构是交通运输系统中的重要枢纽工程，其在防灾减灾中的作用值得重视。动载试验可以识别桥梁上的移动荷载。由于地震的随机性和复杂性，不同地震波作用下的结构内力计算结果不一致。通过动载试验模拟地震效应，可以得到桥梁结构在不同地震波作用下的地震反应，并对桥梁结构的安全性和可靠性进行评价。（4）桥梁状态评估和健康监测。桥梁健康监测有助于大跨度桥梁的设计。利用动载试验监测桥梁的状态，可以节约桥梁维修费用。

3常见问题的处理策略

3.1保证检测指标全面

在进行实际工作时，就试验检测工作者而言，要积极学习有关的标准规范，对检测流程进行确定，充分结合有关的要求来进行试验检测作业，同时保证检测指标达到有关的标准，全方位了解桥梁施工状况。保持认真仔细的工作态度，核对及检测落实到位，避免出现一系列不合理问题，如遗漏指标等，以使指标更加合理、全面，采取科学合理的方式，来评估工程的质量情况。在此基础上，有助于第一时间找到施工中的不足，基于出现的质量缺陷第一时间进行修复，以获取可观的建设效果。

3.2提升设备综合性能

无论是试验检测企业还是工作者，都要履行好自身的职责及义务，结合工作实际需求，选用高品质、性能好的试验检测设备。与此同时，对于设备的调试，也需要提高重视程度，对于有质量缺陷的设备，要第一时间进行修复，确保设备有着较好的性能。在购买试验检测设备时，或者因工作需要进行租赁，要尽可能选择性能好的设备，同时结合有关的要求来操作设备，以便充分发挥试验检测设备的性能。除此之外，要充分依据有关的要求来读取数据，保证数据的真实性以及有效性，在此基础上，便于更好管控项目质量，为充分发挥工程的优势，起到一定的推动作用。

3.3充实项目内容加大研究力度

桥梁和道路是一个国家的基础建设之一，并且涉及的内容较多。上述主要是针对道路和桥梁的检测所能够采用的方法方式，适用范围相对比较小，不能在各种工程的检测中使用。因此，要加大对检测技术的应用和研究，不断完善现有的检测技术，同时还要开发出新的更加适应的检测技术。这样不仅可以保障检测的安全性，还可以避免不必要的损失和危害的出现。目前，我国国内所使用的检测技术都是在其他国家技术的基础上进行优化得来的，所以就会出现检测技术不能够完全符合我国国内道路桥梁的检测。另外，基于国外技术的限制，我国国内的检测技术缺乏动力，也就是说我国必须要打破这一局面，对无损检测技术进行更加深入地研究。最好是针对我国道路桥梁的特点去开发完全匹配的检测技术，这样不仅可以对成本进行有效控制，还能够在一定程度上对检测中出现的危害进行规避，如果我国有属于自己的检测技术的话，其就更加容易被推广使用。

3.4提高检测人员技能

检测人员技能，一定程度上影响着检测的质量。如果技能不足，则会导致其无法正确使用检测技术，也会导致最终检测结果出现错误。由此可见，强化工作团队的建设是相当关键的，这一点试验检测企业要正确认识，结合检测的实际需求，将增强工作时效性作为目标，采取合理、有效的手段，引入经验充足、工作能力强、有责任感的人员，以建设试验检测团队。另一方面，应当构建并健全管理培训体系，实施一些合理有效的方式，比如开展讲座等，促使检测者积极学习有关知识，持续提升个人技能，以便能够更好地满足检测需求，将试验检测这一项工作做好，在此基础上，可以极大增强工作时效性。

4结论

桥梁动、静载试验技术非常成熟，在公路桥梁质量检测中得到广泛应用。它已成为桥梁检测的主要手段，影响着桥梁的整体性能和寿命周期评价。既能科学有效地评价已建公路桥梁的承载力，又能为既有桥梁的安全使用和维修提供技术指导。

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