市政桥梁荷载试验检测分析

市政桥梁荷载试验检测分析

蔡雯张淼

济南鲁桥工程检测有限公司山东省济南市250022

摘要：在生活实践中，市政桥梁是重要的交通基础建筑，对于人们的生活生产具有重要意义和作用。注重市政桥梁的荷载试验是保证市政桥梁运用安全的重要手段，也是提升市政桥梁建设质量的有效方式，对于交通事业建设的发展具有关键性的作用。

关键词：市政桥梁；荷载试验；检测分析

引言：

市政桥梁工程在施工的过程中，比较容易受到外界因素的影响，如果市政桥梁工程中存在较大的安全隐患，则会影响行车的安全，容易引发交通安全事故。在对市政桥梁进行荷载试验检查时，可以了解市政桥梁的结构特性以及性能，可以了解市政桥梁的抗荷载能力，还可以为市政桥梁的维护提供更多的参考信息。

1关于市政桥梁的荷载试验概述

荷载的试验时一种比较可靠以及支管的市政桥梁检测的方法，对于这种检测的方法在一些比较旧的市政桥梁在进行评定检测的过程中，主要就是对市政桥梁工作不明确的状态之下来对其进行评定以及研究的工作，在通常的情况下，关于市政桥梁的荷载试验主要是包括着动荷载试验以及静荷载试验这两种，在这之中，静荷载试验主要的作用就是把静荷施加在市政桥梁当中，从而来对比较好的市政桥梁的结构进行检测，与此同时，在确定荷载试验对市政桥梁的结构影响之后，对于这种影响主要是包含着应变以及饶度等，在条件相同的情况之下来对比较分析理论值和实际测量值，从而把校验的系数当做是衡量的标准的参数指标，对于市政桥梁的实际情况和实际收到的承载力进行分析以及评估，在对市政桥梁的实际承载力进行评估的过程中，必须要通过合理的方法来进行科学以及合理的计算，如果市政桥梁的结构比较复杂时，相关的工作人员必须要对其建立有限元的模型。所谓的有限元模型就是依据着市政桥梁结构现场测量数据以及设计图纸建立的，对着这种模型的建立其中是隐藏了大量的简化以及理想化数据。如果实际的测量结果和模型计算结果之间出现一定的差异时，相关共组人员应及时、正确修改有限元模型。在对其进行修改的过程中是可以通过动荷载试验的结果来进行，所修正的对象是有限元模型中的物理学参数以及几何参数以及约束条件，从而来使得有限的模型动力特性试验相结果。

2市政桥梁荷载试验检测分析

2.1静载试验

市政桥梁的静载试验是检测市政桥梁的最为有效的检测方式，主要是通过静力荷载对于市政桥梁进行适当碾压，便于测出市政桥梁的各项基本指标，诸如受力的大小、市政桥梁弯曲程度等情况，便于有效地掌握市政桥梁的基本数据，有效地保证市政桥梁安全和可靠。进行静载试验检测必须做到以下两点：

2.1.1注重荷载试验观测点的选定

在进行静载试验的过程中，观测点的选用主要是选用外观上有缺陷或者建造过程中质量不好的位置，诸如存在腐蚀程度严重的部位、存在孔洞的部位、桥墩部位等，最为主要的是检测市政桥梁中的承重部位。表1中列明几种比较常见桥型的加载位置和内容。

表1几种主要桥型的加载试验截面及内容

2.1.2静载试验的检测方式和注意事项

静载试验作为一项对市政桥梁的重要检测方式，检测的原则是必须在保证市政桥梁结构稳定的状态下加以合理的检测，不得破坏市政桥梁的完整性，不能影响市政桥梁的运用和安全。所以，在进行静载试验的过程中，主要是采用等梯度加载，避免发生突发事件，而直接影响市政桥梁结构的完整性。主要方式是在加载的过程中逐步增加一定的汽车数量，其中汽车的重量是作为加载等级的重要数据参考，当达到最大的荷载时停止检测并及时卸载相应的汽车。在加载的过程中，增加荷载车辆时速应该控制在5kn∥h之内，这是因为车辆速度过快容易产生振动直接影响市政桥梁的结构，进而影响静载试验的数据的正确性。在记录的数据的过程中，应该以桥体结构受力变形达到稳定作为记录标准点，确保各项数据处于正确可靠的状态，避免数据的不正确而影响桥梁的正常运用。此外，测量数据的稳定也是加载级别的临界点，便于及时进入下一个加载级别，直到检测出最大的静载程度。同时，在进行荷载的过程中，还应该注重检测环境、气候等方面没有过大差异，避免因为外界因素的不同而直接影响市政桥梁结构的变形，从而导致测量数据的不一致性。当达到检测的最大安全值，应该及时停止荷载试验并及时进行汽车卸载，避免因为长时间负重而损坏市政桥梁结构。

2.2动力载试验

2.2.1关于市政桥梁动力荷载试验的目的和项目

关于市政桥梁的动力荷载试验的目的就是测定市政桥梁结构当中的动力特性，即市政桥梁结构的自振频率、振型以及阻尼比等市政桥梁结构模态参数，在测定市政桥梁结构当中的动荷载作用之下的强迫震动响应，就是市政桥梁结构当中的动位移、动应力以及冲击系数等.在通过动载的试验以及理论分析来进行了解市政桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，从而来判断以及评价市政桥梁结构的承载能力和使用的条件，并且分析市政桥梁病害成因并掌握其变化规律，同时也分析了市政桥梁病害对市政桥梁各项性能的影响.对市政桥梁静力荷载试验的结果进行结合，并且对市政桥梁的质量来做出一个合理的评价，以此为市政桥梁在运营过程中以及管理改造时能够提出科学的依据，在根据测试目的的不相同，可以把市政桥梁动力荷载的试验主要分为三部分，一是市政桥梁的脉动试验；二是市政桥梁的跳车试验；三是市政桥梁的跑车试验等。目前，由于检测技术的发展及检测设备的更新，可以近似的检测出市政桥梁结构的振动频率、冲击系数等动力参数。市政桥梁动载试验中振动频率的测试方法有环境脉动激励试验和激振器强迫振动试验，冲击系数的测试方法为车辆冲击试验。

2.2.2环境脉动激励试验

环境脉动激励试验和附近激励源的类别、特性是相关的。很多市政桥梁附近环境的激励源都难以确定，有时甚至存在多个激励源，所以，理论一般是环境脉动激励输入接近随机白噪声。通过振动信号分析，不需要使用笨重激振的设备，就可以得出结论。尤其适用于超大跨市政桥梁结构检测使用。

2.2.3激振器强迫振动试验

市政桥梁使用激振器强迫振动时较多，但试验需要中断交通，而且检测周期过长，所以，很少真正应用于实际检测中。不过这种检测方式具有较高的精度，对市政桥梁动力特性可以全面的把握。

2.2.4车辆冲击试验

车辆冲击试验可以根据车辆激励方式不同，进行不同的跑车试验、跳车试验和制动试验。通过跑车的制动和跳车模拟试验，可以对市政桥梁不同工况下的冲击系数进行分析。车辆与市政桥梁的冲击作用，作用机理复杂，通过车辆冲击的试验，可以得出市政桥梁冲击系数。市政桥梁冲击系数可以作为市政桥梁设计中重要的参考系数。跑车的试验、制动的试验和跳车的试验都可以得出冲击的系数，而这些冲击系数往往有很大的区别，各系数代表的实际含义也各不相同，通过实际的检测，冲击系数值和车速、市政桥梁类型、实际路面的情况这些外部环境都有很大关系。研究人员一般进行跑车的试验，都要进行多次、反复的试验，这种试验方式，可以有效减少随机发生的各种误差，对于试验中发生的各种情况，要做好理论的分析和理解，对试验中出现的各种现象也要及时把握分析，综合得出检测结果。

结束语：

荷载试验检测是目前进行科学研究、鉴定评价现有市政桥梁结构工作性能的一种较为直观的试验研究方法，其与分析计算相结合，不仅可以发现和查找市政桥梁病害产生的原因，而且可以验证理论分析的正确性，因此对现场荷载试验检测进行分析具有重要意义。

参考文献：

[1]周春辉.论公路桥梁荷载试验检测的方法[J].黑龙江交通科技.2017（10）

[2]刘宇.公路桥梁检测中荷载试验的应用[J].黑龙江交通科技.2018（06）

[3]罗浩.关于桥梁荷载试验静动力分析系统的研究[J].江西建材.2014（15）