關于橋梁現(xiàn)場荷載試驗檢測的探析

李洪海

摘 要：橋梁現(xiàn)場荷載試驗具體表現(xiàn)為靜載試驗和動載試驗。橋梁試驗檢測技術(shù)主要有超聲波檢測技術(shù)、感應檢測裝置、滲透測試技術(shù)、雷達檢測技術(shù)等等，但其檢測方法歸根到底還是現(xiàn)場荷載試驗。本文闡述了橋梁運行中主要病害，結(jié)合某橋梁工程，對橋梁靜載試驗檢測與橋梁動載試驗檢測進行了探討分析。

關鍵詞：橋梁；病害；靜載試驗；動載試驗；試驗檢測

基于各種因素的影響，在橋梁運營過程中，會出現(xiàn)各類病害，而做好橋梁試驗工作，能夠有效的對橋梁進行全面檢測，從而發(fā)現(xiàn)可能存在的問題，從而及時采取有效措施對其進行防治，避免病害的進一步發(fā)展而影響到橋梁的正常使用。

一、橋梁運行中主要病害的分析

橋梁運行中的病害主要有：（1）剝蝕。在橋梁通車使用的過程中，橋梁會遭到剝蝕現(xiàn)象。剝蝕主要是破壞路橋的路面。剝蝕現(xiàn)象包括路面的酥松起皮、剝落等。由于橋梁路面產(chǎn)生剝落，會導致空氣或者其他有害物質(zhì)進一步地對橋梁內(nèi)部進行破壞。根據(jù)不同的破壞原因，剝蝕分為風化剝蝕、水質(zhì)侵蝕、凍融剝蝕這三種。（2）裂縫。橋梁結(jié)構(gòu)會在施工過程中以及運營通車的使用過程中，會出現(xiàn)各種不同的裂縫，這是因為砼材料的抗拉能力比較弱，比較容易產(chǎn)生裂縫。一般而言，裂縫的種類從安全角度可以分為安全性的裂縫和非正常裂縫；從結(jié)構(gòu)承載力方面可以分為結(jié)構(gòu)裂縫和非結(jié)構(gòu)裂縫兩大類。（3）砼碳化以及鋼筋銹蝕。鋼筋作為橋梁建設的主要材料之一，所以橋梁損壞最主要的原因還是鋼筋的銹蝕。橋梁在雨季經(jīng)常受到雨水的沖刷，其內(nèi)部材料鋼筋會被雨水進行銹蝕，銹蝕后會引起鋼筋的體積膨脹，導致砼的承受拉力加大而導致開裂。砼碳化到一定程度后，橋梁就會產(chǎn)生裂縫，從而影響到橋梁的使用壽命，也會影響到橋梁的安全信。（4）地基不均勻沉降。假如橋梁的地理位置處在一些地質(zhì)條件比較特殊的地區(qū)，例如濕地或者山區(qū)。在這些地理位置比較特殊的地區(qū)建設橋梁時，施工人員要注意處理橋梁地基問題。假如不考慮到橋梁地基問題，后期橋梁受到地基發(fā)生不均勻沉降時，會嚴重影響到橋梁的安全，會導致橋面的開裂，嚴重時會引起橋體滑動下沉。

二、橋梁靜載試驗檢測的分析

結(jié)合某橋梁工程進行分析，某橋梁工程將要進行竣工驗收前，對其進行現(xiàn)場荷載試驗。

1、某橋梁靜載試驗方案分析。（1）測試截面。根據(jù)試驗目的并結(jié)合現(xiàn)場條件，選擇第一跨跨中附近A截面為最大正彎矩及最大撓度控制截面；選擇第二跨A2墩支點附近B截面為最大負彎矩控制截面；選擇第一跨A2墩附近腹桿為最大軸力測試腹桿。（2）測點布置。A、B截面在混凝土頂?shù)装甯鞑贾?個靜態(tài)應變測點，2根最大軸力腹桿各布置4個靜態(tài)應變測點；A截面布置2個撓度測點。（3）加載設備。靜載試驗對各測試截面，遵照內(nèi)力等效的原則，按影響線布置試驗荷載，試驗采用4輛36t載重汽車。（4）加載方式。為研究該橋的整體受力性能，共設置2種加載工況。工況1：A截面最大正彎矩及B截面最大負彎矩的測試工況，測試應力及撓度。工況2：鋼桁腹梁最大拉壓桿軸力的測試工況，測試拉壓桿應力。

2、靜載試驗結(jié)果分析。（1）應變測試結(jié)果分析。通過對試驗結(jié)果進行分析，滿載時各應變測點的應變實測值均小于理論值，變化趨勢一致，表明結(jié)構(gòu)強度滿足設計要求，且主要應變測點的校驗系數(shù)介于0.73～0.99，相對殘余介于-8%～4%，滿足規(guī)范要求。（2）撓度測試結(jié)果分析。通過對主梁主要撓度測點的撓度實測值及理論值進行分析，滿載時各撓度測點的撓度實測值均小于理論值，表明結(jié)構(gòu)剛度滿足設計要求，且主要撓度測點的校驗系數(shù)為0.89、0.78，相對殘余為2%、3%，滿足規(guī)范要求。

三、橋梁動載試驗檢測的分析

1、橋梁動載試驗方案。橋梁測試一般要求靜載試驗，對于有特殊要求的橋梁還需進行動載試驗。動載試驗一般僅測試沖擊系數(shù)、自振頻率、振幅及動撓度等。（1）脈動試驗。在橋梁無車輛通行時，橋梁受環(huán)境自然激勵，量測橋梁的自振頻率。（2）強迫振動試驗。第一、跑車試驗。1輛36t的載重汽車分別以10km/h、20km/h、30km/h的速度勻速行駛過橋進行激振，測試橋梁的振動頻率和振幅。第二、剎車試驗。1輛36t的載重汽車以30km/h的速度勻速行駛至測試截面處實施緊急剎車進行激振，測試橋梁的振動頻率和振幅。第三、跳車試驗。1輛36t的載重汽車以20km/h的速度勻速行駛至試驗跨的跨中位置，汽車后輪從15cm高的墊木上自由下落對橋梁進行激振，測試橋梁的振動頻率和振幅。

2、橋梁動載試驗結(jié)果分析。（1）脈動試驗。通過采集各測點數(shù)據(jù)，可得測試橋跨一階豎向反對稱振動頻率為4.737Hz，理論計算頻率4.13Hz，實測自振頻率大于理論計算值，說明結(jié)構(gòu)實際剛度大于理論值，滿足設計要求。（2）強迫振動試驗。通過采集各測點數(shù)據(jù)，可得橋梁受迫振動的響應測試結(jié)果，如表1所示。試驗結(jié)果表明：橋梁的動力響應值均在正常范圍內(nèi)；橋面整體行車較為平順，車輛通行舒適性較好；橋梁振動響應衰減較快，結(jié)構(gòu)抗沖擊性能較好。

四、橋梁現(xiàn)場荷載試驗結(jié)果的分析

橋梁現(xiàn)場荷載試驗結(jié)果總結(jié)分析：（1）試驗荷載作用下各控制截面的撓度實測值均小于理論值，校驗系數(shù)滿足規(guī)范要求，說明試驗跨剛度滿足設計要求。（2）試驗荷載作用下各控制截面的應力實測值均小于理論值，且變化趨勢一致，校驗系數(shù)滿足規(guī)范要求，說明控制截面強度滿足設計要求。（3）空間梁格模型具有較高的精度，能較好地模擬橋梁結(jié)構(gòu)受力情況，滿足設計要求。（4）各控制截面在試驗過程中及結(jié)束后，未發(fā)現(xiàn)有新裂縫產(chǎn)生，說明梁體抗裂性滿足設計要求。（5）橋梁實測自振頻率大于理論計算值，說明結(jié)構(gòu)實際剛度大于理論值，滿足設計要求；在動荷載作用下結(jié)構(gòu)整體工作性能良好。

結(jié)束語

現(xiàn)場荷載試驗檢測是目前進行科學研究、鑒定評價現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)工作性能的一種較為直觀的試驗研究方法，其與分析計算相結(jié)合，不僅可以發(fā)現(xiàn)和查找橋梁病害產(chǎn)生的原因，而且可以驗證理論分析的正確性，因此對現(xiàn)場荷載試驗檢測進行分析具有重要意義。

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