什么是橋梁荷載試驗?橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和安全運用條件
什么是橋梁荷載試驗?
橋梁荷載試驗是一種比較直觀評定橋梁承載力的方法,而且為廣大工程技術(shù)人員所接受。根據(jù)加載方式及響應(yīng)參數(shù)的不同,分為靜載試驗與動載試驗。橋梁荷載試驗是橋梁工程竣工驗收的一項重要指標,通過橋梁荷載試驗數(shù)據(jù)分析,了解橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的實際工作狀態(tài),綜合判斷橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力、動力特性和安全運用條件,是檢驗橋梁整體施工質(zhì)量和結(jié)構(gòu)受力性能的一項關(guān)鍵工序,也是通車放行前對于放行條件的一次重要實測性評估,將為后續(xù)大橋的交工驗收、健康監(jiān)測和運維管養(yǎng)等提供基礎(chǔ)技術(shù)依據(jù)。
1 靜態(tài)荷載試驗
靜態(tài)荷載試驗是檢測橋梁承受靜止荷載的能力,需要在橋梁指定部位對靜力荷載進行測試,靜態(tài)荷載還可以檢測出橋梁是否存在位移或者裂縫問題。根據(jù)靜態(tài)荷載試驗的結(jié)果,可以推測出橋梁結(jié)構(gòu)的使用性能以及使用壽命。
靜載試驗加載的過程中,需要從零開始向上加,在加到預(yù)定荷載后,對橋梁的承載能力進行判斷。在靜態(tài)荷載試驗中,是借助重力進行加載,需要應(yīng)用到特殊的加載設(shè)備,針對公路橋梁,一般采用的都是靜載試驗,這與公路橋梁的功能以及特性有著較大的關(guān)系。橋梁在運行的過程中,結(jié)構(gòu)有時候會出現(xiàn)一定變化,這與其運行的時間有較大關(guān)系,由于受到車輛的影響,橋梁的承載能力會逐漸降低,車輛荷載可以看做是靜力荷載。在對橋梁的結(jié)構(gòu)進行動力試驗前,一般都會先進行靜態(tài)荷載試驗,這樣可以檢測出相關(guān)參量,可以了解橋梁的結(jié)構(gòu)特性。
2 動態(tài)荷載試驗
動態(tài)荷載試驗是指利用激振的方式使橋梁的結(jié)構(gòu)處于振動的狀態(tài),然后對橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、振型以及行車的響應(yīng)等內(nèi)容進行檢測,可以得出相關(guān)的參數(shù),從而了解到橋梁結(jié)構(gòu)的剛度以及行車的性能。
動態(tài)荷載試驗一般是利用汽車在橋面上以不同的速度行駛以及剎車,汽車的重量一般為100kN左右,行車的速度分別為20km/h、30km/h、40km/h,在跑車或剎車的過程中,會使橋梁被迫振動,工作人員需要記錄振動的頻率、振幅以及阻尼。在試驗的過程中,還可以將100kN的汽車在墊高15cm的角度下行駛,汽車的后輪會出現(xiàn)自由落體,橋梁會產(chǎn)生振動,這一過程可以量測出橋梁固有振動頻率、振幅以及阻尼。
另外,在試驗時還可以在無載荷的作用下對橋梁的振動頻率、振幅機阻尼進行測量。動態(tài)測試需要確定好測點的位置,橋梁的振動信號可以利用專業(yè)的傳感器進行測量,在對數(shù)據(jù)進行采集時可以利用采集箱與軟件。

橋梁荷載檢測試驗基本流程
橋梁的荷載試驗是一項復(fù)雜而細致的工作,需要根據(jù)試驗的目的進行認真的調(diào)查,并進行相關(guān)的理論分析,在此基礎(chǔ)上周密地制定試驗方案,對于所有可能出現(xiàn)的問題都要認真考慮并做出處理預(yù)案,制定切實可行的試驗方案。荷載試驗的主要內(nèi)容可按照如下三個階段進行劃分。
Ⅰ 橋梁結(jié)構(gòu)的考察和準備
① 明確荷載試驗的目的
② 試驗準備工作
Ⅱ 加載試驗與觀測
① 加載方案設(shè)計
② 測點布置與測試
③ 加載控制與安全防護措施
Ⅲ 測試結(jié)果的分析與評定
① 試驗結(jié)果分析與承載力評定
② 試驗報告編寫
橋梁荷載試驗檢測需要注意的問題?
通過分析試驗檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),本文的橋梁主體結(jié)構(gòu)可以承受汽超-20、掛-120的荷載,滿足其設(shè)計的要求。荷載試驗結(jié)果表明,橋梁在加載的過程中,結(jié)構(gòu)應(yīng)變、撓度都滿足國家對公路橋梁的強制性要求。
橋梁結(jié)構(gòu)基頻為2.266Hz,結(jié)構(gòu)基頻的理論值為2.189Hz,所以,該橋梁的結(jié)構(gòu)動力性能良好,橋梁結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)符合相關(guān)要求。
承載能力評定荷載主要包括標準汽車、掛車或者特種重載等,在靜力試驗荷載檢測的過程中,會受到較多客觀條件的限制,為了保證檢測結(jié)果的準確性,需要根據(jù)實際選擇最佳的試驗方法,在靜載試驗中,多采用的是等效荷載試驗法,這種方法又可分為可行式車輛以及重物直接加載兩種方式。采用重物加載方式時,還要避免出現(xiàn)卸載現(xiàn)象。
橋梁工程在施工的過程中,比較容易受到外界因素的影響,如果橋梁工程中存在較大的安全隱患,則會影響行車的安全,容易引發(fā)交通安全事故。在對橋梁進行荷載試驗檢查時,可以了解橋梁的結(jié)構(gòu)特性以及性能,可以了解橋梁的抗荷載能力,還可以為橋梁的維護提供更多的參考信息。在對橋梁進行質(zhì)量檢查時,需要采用專業(yè)的技術(shù)以及設(shè)備,不能通過肉眼觀察,需要應(yīng)用專業(yè)的測量儀器對橋梁的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行準確的測試。橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的評判,有利于保證橋梁的安全性。
北京易盛泰和可以根據(jù)用戶需求研發(fā)橋梁荷載試驗設(shè)備,該試驗的目的是通過加載試驗,記錄橋梁在荷載作用下的結(jié)構(gòu)反應(yīng),為橋梁結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況及承載能力評定和日后養(yǎng)護、維修、加固的決策提供科學(xué)依據(jù)和支持。