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橋梁靜動載試驗檢測方法的應用技(jì)術
更新時間:2021-04-10 17:51
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      隨著(zhe)我國大型重載運輸(shū)的發展,對現有橋梁和新建(jiàn)橋梁的運輸承載力的要求越來越高,為(wéi)了使橋梁更加(jiā)穩固,運輸更加通暢,給今後橋梁的維修、養護(hù)、加(jiā)固等提供相應的依據,應該對橋梁進行檢測和判定,靜載試驗和動載試驗作為重要的檢測橋梁工程的方法,對橋梁工程的質量有重要的影響,所以應引起充分的重視。本文分析(xī)了靜載試驗和動載(zǎi)試驗的檢測方法,以供參考。
        關鍵(jiàn)詞:橋梁靜動載試驗檢測方(fāng)法(fǎ)應用技術
        1.靜載試(shì)驗檢測方法
        1.1基(jī)本規(guī)定
        應該在對橋梁進行調查和檢算之後(hòu)再製定其靜載試驗方案,通常包含試驗(yàn)工況、測試截(jié)麵、測試內容、布設測點、試驗荷載、控製試驗(yàn)過程、分析試驗數據等內(nèi)容,應該注意靜(jìng)載試驗需要在結構(gòu)的內力(lì)、應力、位移和裂縫等控製(zhì)的截麵進行,靜載試驗的(de)工況包含中載和偏載試驗(yàn)工(gōng)況。
        1.2試驗工況及測試截麵
        應該按照橋梁結構代表性和最不受力的原則確定試驗檢測程序中試驗的工況和測試的截麵;如果測試的最大正彎矩發生應變,還應該對截麵的位移進(jìn)行相關的測試。異型橋梁(liáng)和其他組合體係的橋梁(liáng)的確定(dìng)應該按照其結構力學特征和荷載情況具體確定。
        1.3測量的內容
        (1)測量結構控製截麵的變為或撓度(2)對結構控製截麵最大應變的測量(3)對偏載(zǎi)作用下結構(gòu)的影響係數的(de)測量(4)對試驗過(guò)程中可能出現的現象的測量。
        1.4布置應變和位移的測(cè)點
        (1)布置單向(xiàng)應變測點時應該遵循山下兼顧、左右對稱、重點突出的原則,能對截麵高度方(fāng)向的應變分布特征進行很好的反映,不能少於2組,斜橋、彎橋、異型橋的(de)應(yīng)變(biàn)測點應該按照結構在荷載作用下(xià)的特征及(jí)內力特征進(jìn)行確(què)定。在應變測試中應設置一定的補償片,並把補償的位(wèi)置設置在材質、環境和機(jī)構(gòu)相同的非受力部分(2)位移測點的測值是(shì)結構最大變化規律的具體(tǐ)反映,主(zhǔ)梁(liáng)的豎向位移縱(zòng)向測(cè)點應該布置(zhì)在工況撓度曲(qǔ)線在荷載作(zuò)用(yòng)下的峰值位置,豎向位移橫向測點應該能表現出橋梁橫向分布的特征,整體式的截(jié)麵不少於3個。
        1.5測試的設備以及(jí)技術要求
        1.5.1測試的環境和準(zhǔn)備
        (1)應該在交通(tōng)封閉的狀態下進行試驗,避免(miǎn)在強風和(hé)氣(qì)溫低於5℃或高於35℃、大、中雨和大霧天氣、振動和衝(chōng)擊以及強磁(cí)場等外部(bù)環境下進行測試,實驗人員應該做(zuò)好準備資料、現場調查、選擇測試孔、編製方案等準備工作(2)預加載,靜載試驗可以采用車(chē)輛加載或加載物加載,通常選用分級加載的單梁(liáng)試驗車或第一級荷載為預加載,使結構非彈性變形逐漸消(xiāo)除,使結構工作狀態正常,還可以對(duì)人員完善的組織和儀器正常的工作進行(háng)檢測(3)正式分級(jí)加載的級數應該按照(zhào)試(shì)驗荷載的分級增量和(hé)荷載總量具(jù)體確定,分(fèn)為3—5級,對其進行統一指揮(huī)和(hé)讀數,並對所讀的數據(jù)進行相應的報告。
        1.5.2測試中注意的問題(tí)
        (1)在試驗加載(zǎi)的過程中,應該對結(jié)構(gòu)的晃動、扭曲、異(yì)常響動等現象及時采取措施進行處理(2)加載的時間間隔應該滿足結構穩定反應的需求,對第一(yī)級荷載(zǎi)結構進行有效測試,確定其反應穩定之後才能進行(háng)下一級的荷載試驗,如果對(duì)主要的控製截麵的最大應力(lì)進行加載試(shì)驗時,應該保證分(fèn)級加載穩定的時間大於5min,對於還沒有投入使用的新橋,分級加載首個工況穩(wěn)定的時間應(yīng)該大於(yú)15min(3)布置和選擇應(yīng)變片。一般情況下應該按照現場的溫度和濕度等合理的選擇貼片(piàn)和防(fáng)潮的工藝,一般選擇和觀(guān)測應變部位同等(děng)材料為補償片,對(duì)結構的應(yīng)變運用千分表進行觀測時,應該使結構的表(biǎo)麵和千分表的軸線緊靠,使測試的誤差相對減少。 
        1.6分析和(hé)總(zǒng)結
        (1)強度校驗係數kg=6e/6t,其中6e是試驗中(zhōng)測量的應力差值,6t是(shì)理論應力差值。如果計(jì)算得出的強度校驗係數kg小於1,可以得出橋梁的結構(gòu)符合強度的相(xiàng)關需求,有足夠的安全儲備。反之,則不滿足強度的相關需求(2)剛度校驗係(xì)數kg=δe/δt,δe是撓度的實測值,δt是(shì)撓度的理論值,如果剛度的校驗係數kg小於1,可以(yǐ)得出橋梁(liáng)的結構符合剛度的相關需求,有足夠的安全儲備。反之,則不滿足剛度的相關需求(3)分析結構的抗裂性(xìng),在汽車荷載組合最不利(lì)的情況下,觀察橋梁在加(jiā)載過程中是否會(huì)產生(shēng)拉裂縫。
        2.動載試驗檢測方法
        2.1測試的儀器
        測試動載試驗的(de)儀器主要有放大器、靈(líng)敏度高的傳感器、磁帶記錄儀、光線示波器、數字(zì)信號處理機、譜分析軟件等,應該按照傳感器的特性(xìng)和儀器的性能選擇合適的測試係統。
        2.2試驗的方法
        (1)脈動試驗
        該試驗指的是在橋麵沒有交通荷載、橋附(fù)近沒有規則的振源的基礎上,通過對(duì)因(yīn)水流、地(dì)脈動、風荷載等隨機激勵導致的微幅振(zhèn)動的測定對(duì)結構(gòu)自振(zhèn)的特(tè)性參數進行(háng)識別的方法,使用該方法需要對長樣本信號進行采集以(yǐ)平均(jun1)能量,由於橋梁的(de)激勵是各態寬帶的隨機激(jī)勵,結構響應(yīng)的(de)主(zhǔ)諧量(liàng),是固有的頻率附近的振動,所(suǒ)以利用脈動測試能使結構的固有頻率得到確定(2)跳車試驗,跳車試(shì)驗是對汽車跨過15cm高跳板之後進行製動(dòng)的測試,對橋跨(kuà)結構在汽車質量附加的狀態下振動衰減的測量(liàng),以橋梁(liáng)的衝擊係數對橋梁(liáng)結構(gòu)的振動性質進行分析(3)跑車試驗,該(gāi)試驗主要是對橋梁結構在汽車通過橋(qiáo)上時強迫振動響應,以及通過後振動衰減的情況進行的測試(shì)。
        2.3分析數據
        (1)自振的頻率
        采集數據和分析頻譜時(shí),應該合理的設置采樣和分析的參數,保障頻率(lǜ)分辨率小(xiǎo)於實測自振頻率的1%。橋梁橫向和(hé)豎向各階段的自振(zhèn)頻率可以直接利用(yòng)測試係統對功率圖譜上(shàng)的峰(fēng)值、時域曆程曲線等進行(háng)記錄。然後把其理論值和實測值進(jìn)行(háng)比較,可以對橋梁結構的剛度特性進行評估。如果實測的值比理論計算值大,說明橋梁結構具有較大的實際剛度,反之說明其剛度較小,極有可能存(cún)在不(bú)正常的情況(kuàng)。但是一般情況下,要求試驗實測的橋梁頻率要比理論建模分析得出(chū)的頻率高,因為(wéi)實際建模中忽視了橋麵鋪裝和橫隔梁等的剛度貢獻,兩者實際上都使橋梁的剛度增加。
        (2)衝擊係數
        衝擊係數適合采用同截麵不同測點的均(jun1)值,利用動載試驗對橋梁(liáng)結構的衝擊係數進行測試是當(dāng)前獲得衝擊效(xiào)應(yīng)比較可靠(kào)的方法。通過跑車試(shì)驗可以測得(dé)中跨跨中豎向振幅和其(qí)中最不利的(de)加載截麵的靜撓(náo)度,可以(yǐ)得出橋梁的衝擊係數。利用跑車(chē)試(shì)驗測出的(de)動力衝擊(jī)係數,可以用來對橋梁結構的行車性能進行(háng)評定,實際測量中(zhōng)的橋梁衝擊係數太大或太小,說明橋梁(liáng)結構具有較差的行車性能。
        (3)振型的測定
        測定振型(xíng)的時候一般采(cǎi)用共(gòng)振法,選擇環境激振等方法對振型參數實施模態參(cān)數的識別,即在結構的相關部位安裝若幹傳感器,當激振裝置把結構的共振激發,並對各結構部位(wèi)的相位和振幅進行記錄(lù),通過對各測點的相位和振(zhèn)幅進行比較便能(néng)繪出振型的曲線。
        3.結語
        橋梁靜動荷載試驗在橋梁的實際檢(jiǎn)測評估中被廣泛的運用,為評定現有橋梁和新建(jiàn)橋梁的承載能力提供了直接有效(xiào)的辦(bàn)法,使其得(dé)到的結果正確可靠,所以可以用該結果(guǒ)對橋梁的安全狀況進行判斷,給橋(qiáo)梁的評價提供相關的依據。
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