桥梁工程中动力荷载试验在桥梁检测中的应用

桥梁工程中动力荷载试验在桥梁检测中的应用

周致西洪宜阳

(江西省交通工程质量检测中心,330200)

【摘要】桥梁建设是我国现代交通建设中的重要环节,也是构成现代交通体系的必要途径。近年来,针对桥梁工程中的质量问题多见报端,这为后续的桥梁建设敲响了竞争。在这样的背景下,我们有必要对桥梁建设以及相关质量检测体系进行研究与探讨,找到适宜的方式对桥梁质量进行评估。在长期的施工与检测实践中,我们发现动力荷载试验是桥梁质量检测与评价中的有效方法与途径。本文针对桥梁工程中的动力荷载试验进行分析,探讨其函数建立以及相关参数指标与检测项目的获取。希望通过本文的研究能够为今后的相关桥梁质量检测体系建设提供必要的理论基础,并未动力荷载试验的评估效果与作用提供客观的实践保障。

【关键词】桥梁工程;动力荷载试验;函数参数;检测应用

引言

荷载试验是一种较为常见的检测手段,广泛的应用在路桥质量检测体系中。在现阶段,该检测手段由于具有检测方便、结果客观等现象,不仅能够应用与新建桥梁的质量评价,还能够应用与旧有桥梁的性能评估。在这样的背景下,我们有理由对其试验模式与方法进行探究与优化。现有的研究结果更多的集中在其原理优化以及新的数据模型建立领域,虽然取得了一定的成绩,但是对于其应用体系的建立以及试验的实际操作指导意义不大。一般情况下,桥梁公路荷载试验包括动载试验以及静载试验两种。其中,静载试验的主要作用为将静力荷载施加在桥梁公路中,从而较好的对桥梁及公路结构进行检测,同时确定试验荷载对桥梁及公路结构的影响,该种影响主要包含应变和挠度等。在相似条件下对比分析理论值及实测值,进而将校验系数当做衡量标准和指标参数,对公路桥梁的实际状况及实际承受力进行相应的评估。在实际的试验过程中,通过确定检测项目、建立评价的指标模型与参数体系能够对桥梁进行荷载试验,对桥梁的稳固情况与建设质量进行客观的评价。本文正式以此为目的,在充分探究其过程与方法指导体系中的技术要点的情况下,给出必要的优化方案。

1.荷载试验对象及其类别与要求

根据荷载试验的目的,其最终的检测项目可以分为如下几个方面:对于新建桥梁能够通过荷载试验模型分析探究其在设计以及施工物料质量方面的缺陷,并对实际的施工效果与遵从度进行评价;根据桥梁荷载数据与设计运营要求的对比可以对桥梁建设的合规性进行评价,对其后续的运行指导具有积极的意义。在旧有桥梁检测方面,则可以通过对现阶段的实际何在数据分析,找到桥梁的病害特征以及病害节点,对其定期维护与维修加固提出指导性意见。并通过实时的检测来对桥梁荷载数据的变化进行分析,找到相关的荷载弱化速率与因数,为制定科学的建设维护方案提供指导。

在具体的荷载试验中可以按照不同的荷载方式将其分为动态荷载与静态荷载两种模式。其中动态荷载更符合桥梁实际运行特点与应力模式。在具体的试验过程中可以分为跑车试验、跳车试验以及脉动试验。不同的测试方式能够对不同的桥梁荷载水平进行评价。其中跑车试验桥梁的强迫震动水平以及衰减程度,为制定桥梁节点以及维护频次提供必要的数据基础;在跳车试验中确定15cm跳板情况下,标准重量汽车对桥梁的动态荷载压迫,能够分析桥梁尤其是桥面应力水平与维护频次提供必要的依据;在脉动试验中,通过固定频率的脉冲测试找到桥梁的固有共振模式,在实际运营过程中进行有效的避免,对于桥梁的使用寿命具有积极意义。在静态荷载实验体系中主要通过选定荷载的方式来进行。根据桥梁设计的荷载能力确定试验荷载水平,并在多个桥梁弱点上进行测试。以此指标来表征桥梁在后续的实际使用过程中的荷载能力衰减,为引导桥梁的正常使用、制定限制方案、编制维护体系提供必要的支持。

2.荷载试验在桥梁检测中的应用及其结果分析

在实际的应用过程中,动态荷载与静态荷载往往是综合使用,并通过各自的函数模型来予以确定。在具体的检测过程中其主要分为如下要点:

第一,动态荷载试验。在动态荷载试验中主要分为如下几个方面:首先,制定完善的实验方案,对跑车频次、车重、间距等进行设定,并根据不同的设定依据选择适宜的模型与参数。其次,在实验的过程中,应该保障数据获取与实验设计的一致性,并通过多次非连续的构建方式来获得多样化的数据模式,以供模型的建立;最后,在评价过程中,应该根据相关的模型体系进行事宜的选取。在现阶段的测试体系中连续现行多自由度体系模型被广泛的关注,其整理后的结论式可以表述为:Yn(t)=2WnYn(t)+W2nYn(t)=Pn(t)/Mn其中上述等式标号为≥则可以判断其动态荷载测试合格,桥梁能够达到客观的动态脉冲要求。

第二,静态荷载试验。静态荷载试验不仅需要对桥梁状态进行评价,还需要根据其测试结果为后续的桥梁维护与加固提供理论依据。因此,在测试要求、测试过程以及测试参数与数据的获取方面具有更高的要求。在具体的试验过程中主要分为如下三个过程。首先,制定标准荷载数值。根据桥梁的施工情况,利用观察、超声波检测等方式对桥梁的施工水平与质量进行预判。通过与设计荷载对比的方式来确定测试比值。一般情况下,桥梁如不存在明显问题,测试荷载应该是其标准荷载的120-150%之间。同时,为了达到无损的目的,标准荷载不能超过桥梁的最大设计荷载。其次,按照不同的检测截面对相关测试传感进行安装,并控制荷载效率系数,按照标准荷载确定0.8-1.1之间,其中不同的参数设定依据应该为桥梁应力结构的差异。最后,设置桥梁荷载检测的主要指标,并通过获取的相关数据通过事宜的模型进行评价。其中应变系数在0.2-0.4之间;挠度系数在0.2-0.5之间;混凝土应变系数在0.6-0.8之间等。现阶段,一般检测模型为交叉普密度函数。该函数能够切实的综合反应不同参数下桥梁的总体荷载水平指标,还能够对分项目的削减参数进行确定,为后续的因素分析与实际维护加固提供依据。

3.荷载试验体系优化探究

荷载试验是一种相对完善的桥梁检测体系与系统,但是在实际的检测过程中还需要从合规性与时效性两个方面来加以优化。在具体的合规性保障体系方面可以引入先设计,后试验的基本方式。并不断地提高相关检测人员的理论与实践水平,使得检测体系能够得到很好的落实,检测结果能够充分指导桥梁的评价与后续的维护。在时效性保障方面,我国桥梁应该建立必要的荷载检测周期体系。通过不同的周期认证以及不同运行年限的结果对比,可以更为直观的确定桥梁荷载衰减情况,对维护频次的制定以及加固位点的确定具有积极意义与深远影响。

4.总结

动力荷载试验是桥梁检测的重要方法,是评价桥梁施工合规性以及后续维护体系建立的重要手段。因此,我们有理由对其具体建设与应用进行研究与分析。本文以此为目标对具体的荷载试验分类与过程进行总结,并针对其主要的评价模型与参数确定提出了自己的意见以及实际检测中的经验。最后,结合理论知识以实践经验对未来动力荷载试验体系在桥梁检测中的应用优化提出了自己的见解。希望通过本文的研究能够为今后的检测体系开展与应用奠定理论基础。

参考文献:

[1]赵赛雷.论动静荷载试验在桥梁检测中的应用[J].黑龙江交通科技,2014,03:158+160.

[2]韩冬琴,宁占金.荷载试验在公路桥梁检测中的应用[J].科技与企业,2013,18:224+226.

[3]冯幸福,管永伟.公路桥梁检测中荷载试验的应用[J].交通建设与管理,2014,24:180-183.

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