蔡丽钦朱林
中交一公局厦门工程有限公司福建厦门361021
摘要:公路桥梁工程作为交通运输行业的基础工程,在交通运输行业中是至关重要的,公路桥梁工程一方面推动了交通运输行业的飞快的发展,同时也促进了经济和社会的发展。公路桥梁检测应用非常广泛,同时应用效果也非常的广泛,公路桥梁检测能够高效的检测到桥梁的承载力及受力情况,因此公路桥梁工程中必须要经过相关的专业检测,才能保障公路桥梁的安全以及顺利运行。本文详细阐述了公路桥梁检测中荷载试验的具体价值。
关键词:公路桥梁;安全监测;荷载试验;应用;
1.荷载试验的概述
荷载试验能够非常可靠及直观的评定公路桥梁工程质量、使用性能,在公路检测中,进行荷载试验具有极其重要的意义。荷载试验检测需要在不确定的状态下进行检测,这样才能保证评定检测的结果更可靠。动载试验和静载试验是桥梁公路检测的两种根本方法。静载试验是施加静力荷载在需要检测的桥梁公路上面,通过施加静力荷载能够很好的检测公路和桥梁的整体结构,通过观察公路桥梁的荷载变化及受到的影响来测定公路桥梁的应变及挠度。最后对检测的结果进行较为详细的分析,把校验系数作为指标参数、衡量标准,并且在相同的条件下,将理论值和实测值进行科学的对比,进而对公路桥梁的承载能力和实际状况进行评估。
在实际评定公路桥梁承载力的时候,由于公路桥梁的结构具体较强的复杂性,所以需要通过理论联系实际的方法,构建有限元模型来进行科学准确的计算。构建有限元模型需要现场准确的测量数据和原设计图纸,通过简化和理想化的数据来模拟还原检测。但是实际测量的结果和模型计算的结果往往会有差异,这就需要结合动载试验及时的修正有限元模型,其中最主要的是修正物理学参数。
通常在一下几种情况下需要进行公路桥梁荷载试验:第一种是桥梁采用新型的工艺或技术并且桥梁的建造跨度大。本身跨度大的桥梁施工难度就大,在加上新型技术和工艺,导致出现问题的可能性大大增加,新型技术和工艺信应用的时间还比较短,并未达到非常准确的实践验证,未避免问题的发生,需要重点监测此类公路桥梁。第二种是在原有基础上改造原有公路,改造监测公路目前还未形成一条完整的体系,这就需要荷载试验解决这一问题。第三种是使用年龄超长的桥梁及公路,随着时间的发展,使用年限越来越长,公路和桥梁都会逐渐老化,通过监测来对老化监测。第四种是针对特种车辆修建及改造的桥梁及公路,由于特殊车对公路的特殊要求,为确保满足特种车的需求,必须对公路桥梁进行荷载。所以公路桥梁荷载对于公路桥梁建设非常的重要。
2.公路桥梁检测过程当中荷载试验的应用
2.1动载试验的具体应用
2.1.1动载试验方法
在我国桥梁工程中,目前主要采用激振的动载试验检测方法,往往检测需要结合桥梁工程的结构及整体的刚性等等,根据现实情况选择有效的方法,一般有共振法、脉动法以及自振法三种。共振法主要采用激振仪器,在公路桥梁的结构上施加一定的激振力,在激振力的作用下,使桥梁产生共振,来评估、分析、判断桥梁公路的特性。脉动法主要对桥梁结构的固有频率进行测定、测定车辆建筑等附近的设施产生的共振情况以及测定桥梁结构发生的不规则振动。自振法是通过在阻尼的自由衰减作用下来测定公路桥梁的特性和结构性能。
2.1.2动载试验数据的分析、测定
路桥结构动力特性测定的主要方法就是分析处理法,可具体的分为两种:时域分析,是指对路桥结构动力曲线的分析,以此得到相关的参数,包括阻尼比和冲击系数以及振型等。频域分析是指使用变换针进行的数字化分析,主要研究对象是时域信号。路桥结构动力特性测定要点包括三个方面:第一,振型测定,是通过共振法获取路桥各核心部位的相位和振幅的方法,主要方法就是在路桥结构中安装传感器来测定相位和振幅,最后通过对比法绘制出振型曲线,据此确定路桥结构的特性。第二,阻尼测定,由于数衰减率和阻尼比是影响路桥结构的主要因素,一般采用半功率带宽法与功率谱图相结合的方法来算出阻尼值,还可以应用相关软件来求解,要求在0.01~0.08的控制范围内。一旦所求的阻尼值很大,就意味着路桥结构较易出现支座异常和结构裂缝的现象,还说明路桥结构的耗能很大。第三,固有频率测定,就是指对时域历程的曲线和峰值、图纸进行检测,主要依据包括测记录上的功率谱图和基频,以此来算出路桥结构的动刚度。一旦实际检测值偏小,那就说明路桥结构的实际刚度值符合标准,不会出现开裂等特殊情况。
2.2静载试验的具体应用
静载试验是公路桥梁检测的另一种较为有效的方法,检测对象主要针对公路桥梁特定部位的结构变化以及受力情况。具体方法就是将静载荷固定在桥梁特定的位置,借此具体查看公路桥梁的受力情况和结构,之后,进一步观测这些相关数据,据此总结出桥梁的使用性能、结构性能。静载试验是最基本的,也是应用最广泛的检测方法,桥梁结构承载的重量主要包括静载荷的重量以及桥梁自身的的重量,其中桥梁自身的重量占主要部分,在判断桥梁的稳定性时要综合考虑这些因素。
2.2.1制定合理的静载试验的方案
静载试验正式启动之前,一定要根据桥梁检测的现实情况来选取科学合理的试验方案,同时,也要关注静载试验的每个环节及其具体的规章制度,要紧密结合试验环境,详细规划试验中用到的机械设备和材料并形成具体的规章制度。其次,要安排专业的技术人员和施工人员进行试验,要求具有超强的技术能力以及丰富的施工经验,以此来保障静载试验结果符合具体的规范要求,保障试验结果的正确性。此外,为了有效避免试验结果的严重误差,要对试验过程中用到的相关材料数据进行严格把控,在此过程中,可以在很大程度上提高技术人员对施工整体信息的了解程度,更进一步的提高静载试验结果的准确性和合理性。
2.2.2确定出精准的试验荷载
确定出精准的试验荷载是静载试验得以顺利进行的重要前提,一般情况下,桥梁结构和桥梁性能超出计划荷载的情况是确定试验荷载的基础,通俗来讲,就是把计算结果的最大值当做主要前提条件,据此来计算荷载内力的影响线。另外,为了保障试验结果的准确性以及科学合理性,荷载的分布要进行相关的、准确的设计规划。
2.2.3认真做好静载试验的安全防范措施
公路桥梁静载试验的中心环节就是安全防范,同时,试验安全防范是静载试验得以正常运行的重要前提,也是施工人员以及技术人员人身安全的有力保障。首先,一定要严格遵守安全施工的基本原则,在试验正式开始之前,试验技术人员要综合考虑安全问题,针对试验中一切可能出现的状况提出相对应的措施,并且,还要有专门的安全责任人。另一方面要有相应的、合理的安全防护设施,另外相关的现场施工人员和技术人员以及所有部门的管理人员都要根据上级指示,遵守静载试验的安全规范,在遇到紧急情况时,要第一时间提出应急方案,并立即采取相应的措施进行防范,同时,更要尽最大的可能保障所有试验人员的人身安全,保障静载试验得以继续进行,对静载试验的最后结果和数据的评定要从理论方向出发,得出精准度较高的技术评价。
3.结束语
具体来讲,文章主要阐述了荷载试验的具体情况和荷载试验在桥梁公路检测中的主要应用,并且对动载试验和静载试验在桥梁检测中的应用分别进行了较为详细的分析,对公路桥梁的振动特性以及结构功能特性有了更直观的认识,有效避免了超负荷现象在公路桥梁结构中的出现,并且能够提前做出对应的防范措施,希望文章可以为我国桥梁公路的检测提供一些有利的意见和建议。
参考文献:
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[2]王学升.分析公路桥梁检测中荷载试验的运用[J].黑龙江科技信息,2015(18):223~233.