于太樂(lè)

摘 要 橋梁荷載試驗(yàn)其屬于一種對(duì)橋梁使用安全性能進(jìn)行測(cè)試的無(wú)損檢測(cè)方式，其能夠?qū)τ跇蛄鹤陨淼慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量是不是能夠滿足預(yù)期目給出一個(gè)科學(xué)準(zhǔn)確的評(píng)估，同時(shí)還能夠?qū)τ跇蛄鹤陨淼慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論以及計(jì)算方法是不是合理進(jìn)行論證，可以認(rèn)識(shí)到橋梁自身的承載能力與實(shí)際的工作性能，通過(guò)這樣的方式為橋梁的穩(wěn)定運(yùn)行、日常的養(yǎng)護(hù)管理以及加固改造提供一個(gè)科學(xué)的參照。

關(guān)鍵詞 荷載試驗(yàn);檢測(cè);評(píng)估;數(shù)值模擬

1橋梁荷載試驗(yàn)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

橋梁荷載試驗(yàn)指的是基于荷載影響下，對(duì)橋梁自身結(jié)構(gòu)的多個(gè)部分和整體相關(guān)響應(yīng)參數(shù)去完成試驗(yàn)。并且把測(cè)試值和理論值完成對(duì)比，從而完成對(duì)橋梁具體承載能力以及安全狀態(tài)的有效評(píng)估。橋梁荷載測(cè)試可以說(shuō)是橋梁荷載承載力進(jìn)行評(píng)估過(guò)程中比較直接同時(shí)也是比較有效和具備一定說(shuō)服力的方式，因此一直都是相關(guān)研究人員進(jìn)行研究的熱點(diǎn)問(wèn)題，并且已經(jīng)越來(lái)越成熟。

橋梁荷載測(cè)試通常分為靜態(tài)荷載測(cè)試和動(dòng)態(tài)荷載測(cè)試。靜載荷測(cè)試是指在橋梁的指定位置施加靜載荷，以測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)的靜位移，靜應(yīng)變，裂縫等，從而在載荷作用下測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和性能。評(píng)估。動(dòng)載荷試驗(yàn)是采用某種激勵(lì)方法來(lái)激發(fā)橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，從而確定結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性[1]。

2荷載試驗(yàn)

次新街跨洛河大橋工程北起九都東路，南至規(guī)劃軍民東路，其中需修建一座跨越洛河的橋梁，河口寬度約620米。其間跨越濱河北路（現(xiàn)狀道路）和濱河南路（規(guī)劃道路）兩條市政道路。包括北岸接線、北引橋、跨洛河主橋以及南側(cè)立交橋，雙向六車道。本文對(duì)其荷載試驗(yàn)進(jìn)行分析總結(jié)。

2.1 靜載試驗(yàn)方案

（1）試驗(yàn)孔和測(cè)試截面的確定。因?yàn)檫@一橋梁的主橋結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)的剛構(gòu)橋，所以挑選主橋的中跨，支點(diǎn)以及側(cè)跨為0.4L將其當(dāng)成是核心的控制測(cè)試部分將其使用在內(nèi)力以及撓度。

（2）理論計(jì)算。運(yùn)用Midas/Civil 2017去對(duì)當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)給予分析。單幅橋橫向完成3個(gè)車行道的設(shè)置，在對(duì)其進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中運(yùn)用汽—超20級(jí)車道的荷載，按3車道去進(jìn)行布載，并且按照相關(guān)的規(guī)范去對(duì)橫向折減，通過(guò)這樣的方式讓其可以與2車道計(jì)算結(jié)果進(jìn)行相關(guān)的對(duì)比，選擇其中的最大值，同時(shí)對(duì)于活載作用影響下出現(xiàn)的內(nèi)力包絡(luò)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)后參照實(shí)際的車重使其能夠在模型上進(jìn)行相關(guān)加載計(jì)算。

2.2 測(cè)點(diǎn)布置

（1）應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置。為了對(duì)于測(cè)試控制截面其本身的應(yīng)力分布規(guī)律和實(shí)際的受力性能進(jìn)行研究，應(yīng)變測(cè)點(diǎn)要求完成以下的布置：箱梁底板里的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)需要沿著底板去完成橫向的均布，共4個(gè)測(cè)點(diǎn);腹板的需要與變測(cè)底板間隔10cm，并且沿著腹板去完成3個(gè)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)。

（2）撓度測(cè)點(diǎn)布置。在截面橋面位置去進(jìn)行對(duì)撓度測(cè)點(diǎn)的有效布置;每一工況加載完成后還要求對(duì)于全橋的縱向線形進(jìn)行相關(guān)測(cè)量，測(cè)點(diǎn)布置在邊跨和中跨的四分點(diǎn)處。

（3）各個(gè)工況加載方式。工況1與工況2：5、6號(hào)墩跨中截面正彎矩完成所需的加載試驗(yàn)，加載可以被分為6級(jí)，每一級(jí)的分級(jí)完成1輛加載車輛的加載。

工況3：5號(hào)墩支點(diǎn)截面負(fù)彎矩去進(jìn)行加載，加載分為7級(jí)，每一級(jí)分級(jí)去進(jìn)行1輛加載車輛。

工況4以及工況5：4與5號(hào)墩箱梁0.4L位置其自身的正彎矩去完成相關(guān)加載試驗(yàn)，加載分為6級(jí)，每一級(jí)分級(jí)進(jìn)行1輛加載車輛的加載。

2.3 動(dòng)載試驗(yàn)

（1）跑車試驗(yàn)測(cè)試方式以及測(cè)點(diǎn)布置。跑車試驗(yàn)測(cè)試截面一般都是跳著在活載的作用下橋梁結(jié)構(gòu)其自身應(yīng)變相比較大的截面，同時(shí)依照這一本橋彎矩包絡(luò)圖所具備的特點(diǎn)，車輛激勵(lì)試驗(yàn)觀測(cè)斷面要求將其設(shè)置在中跨的一個(gè)跨中位置，車輛激勵(lì)試驗(yàn)加載車運(yùn)用的是一種靜載試驗(yàn)加載車。

（2）脈動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試方法與測(cè)點(diǎn)布置。加速度傳感器需要布置在橋面的兩側(cè)。

3結(jié)果分析

（1）撓度分析 。測(cè)量并收集主橋中跨，P5橋墩頂部附近的部分和側(cè)邊0.4L附近的部分的撓度和應(yīng)變。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，撓度校準(zhǔn)系數(shù)在0.75至0.83之間，相對(duì)殘余撓度在4.2至11.8%之間。測(cè)得的撓度值均小于理論撓度值。從比較中可以看出，測(cè)得的撓度值均小于理論撓度值，且撓度最大。表示主橋受力后可以恢復(fù)到初始狀態(tài)，處于彈性工作狀態(tài)正常使用。

（2）應(yīng)變數(shù)據(jù)分析。在第一和第五工作狀態(tài)之間，主橋試驗(yàn)跨度的試驗(yàn)跨度的相對(duì)殘余應(yīng)變?cè)?.9至16.6%之間，并且相對(duì)殘余應(yīng)變滿足《路橋承載力檢查和評(píng)估》的要求。規(guī)定不超過(guò)20%。

（3）裂紋觀察。在加固后將裂紋觀察器布置在裂紋的位置，以觀察在載荷測(cè)試過(guò)程中裂紋沒(méi)有發(fā)展。

（4）時(shí)域波形分析。橋梁的三個(gè)跨度從東到西分布，每個(gè)季度有3個(gè)測(cè)量點(diǎn)，總共9個(gè)測(cè)量點(diǎn)，其中第四個(gè)點(diǎn)（即從東到西的第二個(gè)跨度的第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)）是參考點(diǎn)。信號(hào)采集分為兩個(gè)，第一個(gè)采集1、2、3、4（參考）5點(diǎn)，第二個(gè)采集b4（參考）6、7、8、9點(diǎn)。

（5）三向振動(dòng)譜分析。在參考點(diǎn)附近布置了三個(gè)垂直傳感器，以收集橋梁主橋的垂直，垂直和水平振動(dòng)信號(hào)并執(zhí)行頻譜分析。其中，測(cè)量點(diǎn)編號(hào)1是垂直的，測(cè)量點(diǎn)編號(hào)2是縱向的（行進(jìn)方向），測(cè)量點(diǎn)編號(hào)3是水平的。從圖中可以看出，光標(biāo)1和4的水平振動(dòng)幅度（0.95 Hz和2.05 Hz）大于其他兩個(gè)方向，這是橋梁的橫向固有頻率。光標(biāo)2處的垂直振動(dòng)幅度（1.2 Hz）大于其他兩個(gè)方向，即橋的縱向固有頻率;光標(biāo)3、5、6、7處的垂直振動(dòng)幅度（1.4Hz，2.5Hz，2.7Hz，3.8Hz）大于其他兩個(gè)方向，這是橋梁的垂直向前第四固有頻率。

（6）固有頻率分析。實(shí)測(cè)橋梁主橋當(dāng)前的振動(dòng)頻率為1.41Hz，理論計(jì)算值則為1.38Hz，實(shí)測(cè)值和理論值相差1.02倍，顯示出橋梁主橋其自身的豎向動(dòng)力剛度和當(dāng)前的理論計(jì)算相一致。

（7）模式分析。使用Midas civil2017建立主橋梁的有限元模型，計(jì)算一階垂直理論振動(dòng)模式，并獲得所測(cè)振動(dòng)模式的擬合結(jié)果可以看出大橋主橋一階豎向振動(dòng)的測(cè)量結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果相近。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的持續(xù)快速增長(zhǎng)，交通運(yùn)輸業(yè)獲得了持續(xù)的發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)作為當(dāng)前交通運(yùn)輸不可或缺的紐帶，其自身的安全性也成為人們非常關(guān)心的熱點(diǎn)問(wèn)題，所以橋梁安全性檢測(cè)和評(píng)估已經(jīng)成為對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，為竣工驗(yàn)收和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的管理和維修加固等提供所需要的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] JTG/TJ21-2011.公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2011.