2023年公路桥梁承载能力试验与检测方法.docx

《2023年公路桥梁承载能力试验与检测方法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年公路桥梁承载能力试验与检测方法.docx（7页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、公路桥梁承载能力实验与检测方法摘要：本文针对我国各种桥梁的结构特点,提出桥梁结构承载力 实验和检测的方法。关键词：公路桥梁承载能力检测方法a b s tract: th i s article in v iew of t h e v a r i ous b r i d g e s t ructur e c h aracter i st i c i n our cou ntry, prop o s e s the bridg e 1 o ading test and detection method.key wor d s : h i g h way b ridge; the b e ar i

2、n gability ； d et e ct i on metho d7中图分类号：u446文献标记码: a 文章编号：2095-2 1 0 4 (20 2 3)1公路桥梁承载力实验的目的与作用 全国每年都有一大批结构新 奇、雄伟壮观、形式多样的桥梁建成，无论在桥梁单跨跨度、结构 复杂限度和施工技术难度方面，我国桥梁建设技术水平已进入世界 先进之列。随着科学技术的进步,桥梁结构的设计方法和设计理 论都有了主线性的变化，然而影响桥梁工程质量的许多不拟定因素 仍然存在，对于建成后的桥梁工程质量，人们更希望了解和掌握其 使用性能和效果。对那些影响较大、结构新奇、隐蔽工程较多的 桥梁进行全桥实桥荷载实

3、验,是竣工验收时对桥梁工程内在质量进 行评判时最直接和有效的方法和手段。同时亦为设计理论、施工技 术总结积累经验，为桥梁建设的整体水平提高发明条件,为此后桥 梁的养护管理提供科学依据。2新的公路桥梁汽车荷载标准我国颁 布的行业标准公路工程技术标准(jtgbOl2023),将使用近4 0年的原公路桥涵结构设计采用的车辆荷载标准模式及其分级作 了重大调整。一是将四级标准车队荷载改为公路一i级、公路一ii 级，两级汽车荷载；二是汽车荷载采用了国外普遍采用的车道荷载 和车辆荷载组成的模式;此外,从形式上取消了验算荷载，将验算荷 载的影响通过多种途径间接地反映到汽车荷载模式中。而公路桥 涵设计通用规范(

4、jtg d 602023)亦提出在公路桥涵设计时，车 道荷载横向分布系数应按设计车道数布置车辆荷载进行计算；同时 多车道桥梁上的汽车荷载应考虑多车道折减;当桥梁计算跨径大于 15 0nl时，还应按规定的纵向折减系数进行折减；当为多跨连续结构 时,整个结构应按最大的计算跨径考虑汽车荷载效应的纵向折减。3 解读新的汽车荷载标准对于新的汽车荷载标准，通用规范的条 文说明是：3.1原规范汽车荷载的计算图式是一辆加重车和具有规 定间距的若干辆标准车组成的车队表达的，实践表白这种图式对人 工和计算机加载计算都不很方便,且计算效应随桥梁跨径的变化是 不连续的。而采用由均布荷载qk组成的图式，只要知道桥梁的影

5、响 线面积和最大竖坐标，荷载效应即可计算出来，并且这些影响线面 积和竖坐标值可在桥梁设计的有关手册查得或通过较为简朴的计 算得到。3.2规范所规定的车道荷载事实上是一个虚拟荷载，它的 标准值qk和pk是由对汽车车队(车重和车距)的测定和效应分析得 到的。3. 3在桥梁设计时，为取得主梁的最大受力，汽车荷载在 桥面上需要偏心加载，其方法仍可用车辆荷载偏心加载，从而得到 汽车荷载横向分布系数。为适应新的汽车荷载标准,在进行公路桥 梁承载力实验和检测时，则应重点测试桥梁的内力纵向影响线和荷 载横向分布系数，进而分析评估桥梁的实际承载能力。4公路桥 梁承载能力实验与检测方法4. 1桥梁承载能力定量检测

6、程序对公路 桥梁实行荷载实验用于检测和评估其承载能力和实际状况,应遵循 内外相统一的因果规律,通过由现象到本质、由表及里的深化结识 和跟踪,从检测和现场荷载实验入手，寻求桥梁现状和承载力的定 性关系，从而拟定桥梁具体测试方案、测试孔跨及其测试部位，按 逐级加载的多工况实行静态测试；按不同车速进行动态测试；运用 应力释放原理,施测结构自重恒载应力（有条件和具有相应测试仪 器可考虑做此项测试工作）及混凝土弹性模量；对结构几何尺寸作 空间变形观测；对混凝土材料标号用综合法作探测实验等等。在一 系列实测数据的基础上,将实测值与理论值作相似条件下的对比分 析，以校验系数作为指标参数和合理性的衡量标准。由

7、此,对得出 的承载力指标,再通过可靠度分析和实际状况评估,从而拟定桥梁 实际承载能力和实际状况。4. 2桥梁纵向影响线的测试反映桥梁承 载力的重要指标当数各控制截面的内力或应力,按新规范规定，当 桥梁的纵向影响线和最大竖坐标已知后，荷载作用效应（内力或应 力）即可得到，桥梁的承载能力也就知道。j5静载实验5. 1实验 准备阶段在进行荷载实验前,应一方面拟定实验孔（墩、台），然后才 可以进行加载方案的制定。实验孔的选择重要综合考虑以下条件： 该孔（或墩）计算受力最不利;该孔（或墩）施工质量较差,缺陷较多 或病害较严重；该孔（或墩）便于搭设脚手架及设立测点或实验时 便于加载。而实验方案一般涉及以下

8、内容：实验目的以及测量规定、 测试内容、实验程序、实验人员的组织和分工、加载方法墙体切割、 测量方法、安全措施。5. 2加裁与观测阶段荷载作用下桥梁变形 可分为两类：反映结构整体工作状况的整体变形；反映结构局部工 作状况的局部变形。在拟定观测项目时应当一方面考虑整体变形， 同时兼顾局部变形。通常桥梁需要鉴定的重要是上部结构的受力特 性,监控实验荷载各工况下控制截面的应力应变就是重要内容。此 外，对于旧桥来说，一些正常使用状态下的参数（如挠度、裂缝绳锯 切割宽度等）也是其测试的重要内容。通常桥梁观测的项目有:结 构的最大挠度、支座沉降、结构最大拉、压应力、裂缝的出现和扩 展状况。测量部位的选择和

9、测点布设一般在满足实验目的的前提下, 测点数量必须充足；测点位置必须具有代表性，以利于计算分析。 位移测量大体可分为两类,机械测量或电测法的接触式测量。如百 分表、挠度计、位移传感器等;光学测量的非接触式测量如混凝土 切割精密水准仪、经纬仪、全站仪等。应变测量一般可分为两种情 况:主应力方向已知，沿着主应力方向布设应变片;主应力方向未知, 在测试点沿三个方向布设成应变花形式。常采用应变片、电阻应变 仪、振弦式应变计、钢筋应力计等。裂缝测量通常依靠目力辅以刻 度放大镜，对于较大裂缝在规定不高的情况下也可用塞尺测量。6动力实验桥梁检测动载实验是动力测定评价桥梁拆除方法的基 本测试项目。是为了满足工

10、程应用的需要,应用理论分析与实验测 试结合的科学方法解决桥梁振动问题的必要手段,是桥梁检测工作 中的重要环节,其对桥梁使用状况和承载力的评价提供了重要的数 据参数。桥梁检测中动载实验的内容重要是结构动力特性和动载响 应的实验与分析，量测的重要部位是结构动力效应最大构件的动应 力及动变形的控制截面。一般来说,检测项目重要涉及桥梁动力特 性模态参数测试（频率、振形、阻尼比）和桥梁动力响应测试（动 挠度、动应力、加速度、冲击系数）。6.1测试仪器动载实验的测 试仪无振拆除器重要涉及测试传感器,信号放大器，光线示波器,磁 带记录仪和数字信号解决机。根据仪器的性能和使用传感器的特 性，可以选配不同的测试

11、系统。6.2桥梁动载实验的激振方法 麻梁动载实验的激振方法应根据桥梁的结构型式和刚度，选择效果 好、易实行的方法，常用的方法有自振法、共振法和脉动法三种。6. 3动载实验数据分析及评估桥梁结构的动力特性是与结构的组 成形式、刚度、质量分布和材料性质等结构自身的固有性质有关而 与荷载等其他条件无关的性质。桥梁的模态参数是整个结构振动系 统的基本特性,它是进行静力拆除结构动力分析所必须的参数,强 锯切割，其结果不仅可以用来分析结构动载作用下的受力情况,并 且对桥梁承载力状况评估提供重要指标。6.3. 1固有频率的测定 对于比较简朴的结构，只需结构的一阶频率,对于较复杂的结构动 力分析，还应考虑第二

12、、第三及更高阶的频率。桥梁固有频率可以 直接通过测试系统实测记录的功率谱图上的峰值、时域历程曲线或 其自相关图上拟定。由基频还可以推算承重结构的动刚度保护性拆 除。6. 3.2阻尼桥梁结构的阻尼特性一般由对数衰减率丫或阻尼 比C来表达，可由时域信号中的振动衰减曲线求得。此外，也可以 从功率谱图中,用半功率带宽法来计算阻尼，一般测试系统软件均 可完毕此类分析。振型一般桥梁结构的基频是动力分析的重 要参数。传感器测点的布置根据不同结构形式，通过理论分析后拟 定。振型的测定一般采用两种方法,一种是使用多个传感器测定,时 尚摄影，另一种是使用一个传感器变换位置测量，这种情况下需要 一个作用桥梁拆除参考

13、点，测试时比较烦琐,在条件限制时使用。 一般应采用第一种方法测试。6.3. 4冲击系数桥规中定义冲击系 数U为冲击力与汽车荷载之比。对于线弹性状态下的结构来说,动 荷载产生的荷载效应与静荷载产生的荷载效应之比即为1 + U。因 此,冲击系数的测试通常采用测定结构动应变或动挠度的方法。测 试前，在梁的跨中（或最大变位、应变处）布置电阻应变片式的位移 计或应变计，并通过动态应变仪与电脑相接。无振拆除实验时，由 加载车辆以某一速度从测点驶过，记录其输出应变随时间变化的实 时信号。一般情况下,应测试记录多种车速下的输出应变结果，以作 分析比较。一般来讲，桥梁在跨径1为30 70m时，车辆与桥梁的 自振

14、频率较接近,易产生共振，在单台车作用下的冲击系数特别大; 冲击系数随阻尼比的减小而增大,阻尼比越小，冲击系数受桥梁的 影响越明显，预应力混凝土梁桥的冲击系数大于同等跨径的钢筋混 凝土梁桥,这些在测试中需注意，以便静力拆除好地分析冲击系数 的测试结果。事实上，实测汽车冲击系数除了与结构自身有关，还 与实验车辆的性质、路面平整度、车速有一定关系。车辆荷载自身 是一个带有质量的振动系统，当它在桥上行驶时,与桥产生车、桥 耦合振动。由于车辆动力特性的复杂性，以及桥梁阻尼的离散性和 桥面不平整的随机性，同一座桥梁多次保护性拆除不同的实验，测 得的冲击系数也不尽相同。47结语对于需进行施工质量评估的新建桥

15、梁,鉴定性荷载实验的 控制荷载就是设计荷载;按新规范的规定,桥梁的承载能力可通过 实测重要控制截面的内力纵向影响线来分析评估。若是需进行承载 能力评估的既有桥梁，应当先进行全桥检测,查明病害,再拟定控制 荷载，以防进行荷载实验时给既有桥带来新的损伤；如进行荷载实 验是为测试重型车辆是否能通过该桥,控制荷载应选择与重型车辆 具有同样效应的布载方式。考虑到在以往的桥梁实验鉴定中，经常 碰到测读的结构裂缝宽度虽然超限，但实验测得的结构重要控制截 面应变和挠度要比计算结果小得多的情况,假如仅凭裂缝宽度这一 单一指标超限就认定一座桥梁承载能力有问题，是不妥的。而规范 对裂缝宽度的限制,更多是从耐久性角度考虑的，加上目前影响测 读裂缝宽度的人为因素较多，所以在裂缝评估中建议采用裂缝形 态、分布（间距）、高度和宽度以及卸荷闭合等多指标进行综合评 估。4疹考文献：勺1陕西省公路局，公路桥涵养护规范（jt g hll-2 023），人民交通出版社，2 0 23北京n2中华人民共和国交通部，公路桥梁养护管理工作制度（交公路发2 0 2 3 33 6号），20 2 3年6月29日A 3交通运送部公路科学研究院，公路桥梁承载能力检测评估规程(jtg/t j21- 2 023),人民交通出版社,2023年北京儿