1定義橋梁荷載試驗是指在荷載直接作用下,測試橋梁結(jié)構(gòu)各部位及整體的響應(yīng)參數(shù),通過試驗值同理論值進(jìn)行比較分析,從而對橋梁的實際承載能力和安全狀況作出評估。橋梁荷載試驗作為橋梁承載能力評價中最直接、最有效和最有說服力的方法之一。
2分類描述現(xiàn)場荷載試驗的方法有靜力荷載試驗方法和動力荷載試驗方法。靜力荷載試驗是指將靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置,以便對橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等進(jìn)行測試,從而對橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)及使用性能做出評價。動力荷載試驗時利用某種激振方法(如行駛的汽車荷載等)激起橋梁結(jié)構(gòu)的震動,以便測定結(jié)構(gòu)的動力特性,如固有頻率、阻尼比、陣型、動力沖擊系數(shù)等參量,從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度和行車性能。前者反映橋梁在靜載作用下的結(jié)構(gòu)工作性能, 后者反映橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能。一般情況下是在根據(jù)調(diào)查、檢測與檢算結(jié)果尚難以確定現(xiàn)有橋梁結(jié)構(gòu)承載能力時, 使用荷載試驗方法來對橋梁的承載能力進(jìn)行評估的。通過現(xiàn)場荷載試驗可直接檢測結(jié)構(gòu)的實際承載力。其主要優(yōu)點(diǎn)是直觀,多用于新結(jié)構(gòu)研究和橋梁質(zhì)量的評定, 但試驗設(shè)備復(fù)雜, 技術(shù)難度高, 經(jīng)費(fèi)支出大。在舊橋的評定中,它又多用于橋梁工作狀態(tài)不明確情況下的評定和研究工作, 以彌補(bǔ)根據(jù)外觀調(diào)查評定和以分析計算為主的評定方法的不足。
2.1靜載試驗方法靜載試驗是橋梁結(jié)構(gòu)檢測的一個主要內(nèi)容, 其目的是測試主橋結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的實際工作狀態(tài), 以評定橋梁現(xiàn)有技術(shù)狀況和實際承載能力, 為大橋的加固提供依據(jù)。橋梁靜載試驗是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置,以便能夠測試出橋梁結(jié)構(gòu)的靜位移、靜應(yīng)變以及裂縫等物理參數(shù),從而對橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)及使用性能進(jìn)行評價。 因為在橋梁靜載試驗中,結(jié)構(gòu)在控制荷載作用下所測得的控制界面的撓度和裂縫寬度即為最大值,因而可以將其同規(guī)范限值進(jìn)行比較,如果在規(guī)范限值范圍以內(nèi)則表明結(jié)構(gòu)的工作狀況良好,反之亦然。
2.2動載試驗方法動力荷載試驗主要是通過對結(jié)構(gòu)進(jìn)行脈動測試、汽車的行車、跳車、剎車激振或其他方式的激振試驗, 測試橋梁結(jié)構(gòu)上各控制部位的動撓度、動應(yīng)變、模態(tài)參數(shù)(自振頻率、振型、振型阻尼比、應(yīng)變模態(tài)), 然后通過模態(tài)參數(shù)識別結(jié)構(gòu)的損傷。如結(jié)構(gòu)的構(gòu)件機(jī)械磨損, 結(jié)構(gòu)的剛度損失以及構(gòu)件的裂縫等。動載試驗反映了橋梁的整體工作性能, 它是由橋梁結(jié)構(gòu)的振型、自振頻率、校驗系數(shù)、阻尼比等表現(xiàn)出來的。橋梁動載試驗是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動,以便測定其固有頻率、振型、動力沖擊系數(shù)、阻尼比、行車響應(yīng)等參數(shù),以此推斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度和行車性能。
2.2.1阻尼比Dr 在橋梁檢測中通常是通過測得結(jié)構(gòu)在行車或跳車試驗下測點(diǎn)余振的振動衰減曲線來求解結(jié)構(gòu)的阻尼比。
2.3 橋梁結(jié)構(gòu)動力性能分析與評價 實際橋梁檢測中常用結(jié)構(gòu)的動力特性來反映結(jié)構(gòu)的整體剛度、橋面的平整度和消耗外部能量輸入的能力。評價橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能主要有以下四方面:比較實測固有頻率和其理論計算值。若實測值大于理論計算值,說明橋梁結(jié)構(gòu)的實際剛度較大,解耦股較完整;反之則表明其剛度偏小,可能存在開裂或其它不正?,F(xiàn)象。需要指出的是,依現(xiàn)階段的橋梁設(shè)計理論在設(shè)計計算時,通常要做一些定性的假設(shè),規(guī)避次要因素的影響,故實測固有頻率往往小于其理論計算值。荷載沖擊系數(shù)反映的是橋面的平整度及行車性能。若實測沖擊系數(shù)大于理論計算值,則說明橋面的平整度不良導(dǎo)致行車性能較差,反之亦然。加速度反應(yīng)的是行車的舒適性。若實測加速度大于0.065g,說行車的舒適性較差,反之亦然。阻尼比反應(yīng)的是橋梁結(jié)構(gòu)消耗外部能量輸入能力的強(qiáng)弱。阻尼比越大,結(jié)構(gòu)消耗外部能量輸入的能力就越強(qiáng),振動衰減得越快,反之亦然。但如果阻尼比過小,則說明橋梁結(jié)構(gòu)可能存在開裂等不正?,F(xiàn)象。