探析桥梁静动载试验检测方法的应用技术论文_李银军

探析桥梁静动载试验检测方法的应用技术论文_李银军

桐庐县交通工程试验室

摘要:我国经济腾飞下,各产业都有稳步的增长趋势,在公路桥梁方面也取得了巨大进步。在检测桥梁质量时经常会用到静动载试验检测的方法,静载试验应用变位观测和应力观测的技术进行检测,而动载试验应用跳车、跑车、制动、自振的技术进行检测。希望经过对桥梁静动载试验检测方法的应用技术的探析,进行对我国桥梁产业进一步发展的研究。

关键词:桥梁;静动载试验;自振试验

引言:近年来我国的交通行业有着井喷式的增长趋势,尤其是道路桥梁的增长更是呈大指数的快速度飞跃趋势。为保证桥梁的建设速度与质量均有较好较快的增长,对桥梁静动载试验检测方法的应用技术进行探析是有一定必要的,通过对桥梁不同位置的挠度、应力、变位、自振频率的观测和试验检测,是很好的对桥梁检测维修的指标性数据。

1.桥梁静动载试验检测的意义

在施工质量与检测不达标等情况频发的当代建筑施工中,对桥梁设计的进行检测需要用到桥梁静动载试验检测方法的应用技术,能够对桥梁建设在做不到施工监控时,后期的竣工验收时可以起到很好的检测载重能力、受力性能、承载流速等桥梁重要指标性数据,将桥梁建设的质量达到国家规定的标准内,甚至达到远超世界标准的优质桥梁建设水准。

在判断桥梁的实际结构下承载力,需要考虑到多方因素的干扰,比如老旧失修的桥梁会有明显外部损害,或者在现进技术看来当年的设计荷载数值太过于低下,便需要通过桥梁静动载试验检测方法的荷载试验进行判定是否部件损坏或损坏程度导致的受力性能、承重能力下降的区间,从而来确定桥梁运载等级。另外在检测前期设计、中期施工是否出现问题,也是后期做荷载试验的一个目的,能很好地辨别如果待测桥梁未达到设计施工预期,是哪个步骤、环节所引起的问题,这时也需要引入荷载试验的试验数据。

2.静载试验检测方法的应用技术

静载试验的检测方法相比于动载试验更加的体现了在桥梁整体结构的方面的研究,能够对现有工作情况进行静态数据的采集、分析,进而整理出改进桥梁结构使其优化的简便方式。而且在对观测到的数据进行科学化的分析和缜密的理论计算后,能够对桥梁检测做出整体性的客观综合评价。发布的检修改造方式也是能够最大限度的减少人力物力去对桥梁进行养护和维修,使寿命较长的桥梁焕发出新的生机。

2.1应力的观测

在对桥梁静载试验检测方法的应用技术中,应力的观测是其中很重要的部分,应力的检测操作也相对容易,是在桥梁的主梁架构上找到控制截面部位,然后安装电阻应变片或者采用振弦应变计都可以达到对桥梁整体结构的应力试验观测实时数据。在对很多结构设计上选用对称式的桥梁建设,要对此类的桥梁进行应力试验观测可以更加的省时省力,因为对称式意味着试验数据只要选取半边结构进行半跨位置的数据观测就可以全面掌控整体的数据。

观测点的选择上要考虑在桥梁受力最大的部位去布置,这样取得的观测数据更有说服性,且具有普遍现象的共同点。一般这样的位置选择是在桥梁的大跨中,主要针对的是结构在控制截面的受力作用下,观测荷载应力的变化。在观测数据极其轻微的数据采集中,务必选用精密度、灵敏度高的仪器设备去实际观测荷载受力作用大的情况下,仪器捕捉到的微小数据变化,这就是对桥梁静载试验检测方法的应用技术中对应力的观测。

2.2变位的观测

在对桥梁结构的静载试验检测方法的应用技术里,观测变位的数据也是很能体现桥梁结构的损坏程度的理论依据之一。变位的观测是通过对桥梁结构截面的变位来做的实验测量,具体操作为在负荷力的操控下应变电子传感器的测量数据变化,或者由专门的变形观测网来直白的体现数据的变化,这就是变位数据的观测,能够更加直观的将桥梁结构进行数据化、信息化的体现,是桥梁静载试验检测方法的应用技术常重要的试验数据。

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桥梁承重能力的一个重要数据就是桥梁结构的挠度,挠度小于1则证明桥梁结构较为稳定,其路面能够承载的重量也越大。挠度是分析变位观测的一大理论依据,在设计桥梁时就要充分的考虑到最大荷载量和使用寿命等直观数据,才能给后期的检测试验中带来相应的考察数据检测,在还没有应该达到部件损坏时,重要结构部件却被损坏,说明此桥梁在设计、建筑施工工艺上有着不可推卸的责任,更好的把责任划分,变位观测并能给出相应的解决办法。

3.动载试验检测方法的应用技术

动载试验检测方法和静载检测在本质上有着不同,动载试验是在对桥梁结构进行运动性数据的捕捉,主要研究的对象是包括了阻尼比和自振特性、频率等动力特性方面的数据因素。两者在观测/试验结果的分析上也有大不同,动载试验得到的数据是为了将桥梁结构在工作中的性能进行主要分析对象,主要考察的是桥梁的动力特性分析。在日后的桥梁检验制度的发行后,可想而知动载检测将会被逐渐重视。

3.1跳车试验检测

在动载试验检测方法的应用技术中,跳车试验检测是很普遍的一个技术应用。试验采用的将样车在距桥梁路面约十五公分处进行初始速度为零的自由落体运动,由在桥梁结构上安置的传感器将样车落地时产生的激振进行拾取,再经由电荷放大器将微小的激振进行放大、转换,从而得到跳车试验数据的采集。跳车试验目的是将检测结果数据和初始行车试验起到对比,再和制动试验的数据进行二次对比,如果和两方的数据相差都不大,则证明该段桥梁结构完好,反之则需要考虑该段结构部件是否出了问题,再做其它检测具体分析证明损害位置。

3.2跑车试验检测

动载试验检测的跑车试验中,采用的试验过程是模拟了车的运动机能,样车以不同时速冲过桥梁由此得到试验数据。在桥梁不同的部位放置动力传感器实时监测样车冲来时给部位造成的动力效应,比如在四分之一段、二分之一段、四分之三段的各横跨、竖跨所引起的振动幅度,跑车试验由此得出不同时速下的冲击系数。数据的选择要遵循平均值的概念,在不超过该路段的最高限速下选取不同时速、多组样本、重复试验的方式,来获取准确度高的数据样本,进行数据分析时,要严格记好每一次的数据离散程度,如有偏差较大的路段应多次试验来取平均值。在对跑车试验的数据分析中,主要测定的是不同车速下,桥梁结构各跨的振动幅度区间,高时速下达到的最大振幅是否符合规定的安全范围。

3.3自振试验检测

桥梁试验检测中,自振试验可以说是最基础也最容不得出错的一个试验了,自振是对桥梁结构基础的一个指标性数据,使用的智能设备也较为轻便易携带,可操作性强,另外有着自己一套分析软件,只需要工作人员进行一键操作就可以实现数据的导出。对桥梁结构来说,不同的结构有不同的设计、施工工艺,所以也就有了不同的自振特性,形成了自己独有的固有频率。自振频率的应用比较广,因为车辆行驶期间也会对桥梁各跨有着不同的振幅,在与该路段的自振频率相似或相同时,产生的振动会被该路段吸收,使得此处的该频率产生的能量进一步增大。自振试验检测的应用在动载试验中,可以很好的检测刚建成桥梁是否存在质量问题,因为基于振动频率的数据上,新建成的桥梁如果数据值不符合规定值甚至数值能和年份久的桥梁有一拼,那说明此桥梁中大概率会存在缝隙,所以引起了振动频率的紊乱。

结论:综上所述,在探析桥梁静动载试验检测方法的应用技术中,目前各种技术都可以采用高智能化、灵敏化的设备来完成对数据的收集工作。各技术能够为桥梁结构的设计、施工、检测都有很好的启示作用,会大幅度的推进我国道路桥梁的建设与发展。因此,很有必要的去做对静载、动载的试验检测,是为了更好地促进我国经济发展而努力的方向之一。

参考文献:

[1]查日葵.桥梁静动载试验检测分析[J].安徽建筑,2019,26(12):217-218.

[2]杜焱兵.市政桥梁静动载试验研究[J].建材与装饰,2017(27):271-272.

论文作者:李银军

论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期

论文发表时间:2020/4/29

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