荷载试验研究工作的主要内容

陈 胜

（鸡西市公路管理处）

静力检测方法是进行全桥承载能力评估的可靠方法。它采用与常规设计相同的物理、力学概念,计算方法和标准,规范,都易于被工程师所接受和掌握。桥梁静载试验具体测定的内容包括控制点的静应变和静位移。通过试验测定的控制点的应变和位移可以推算出有关的内力（如轴力和弯矩）值和挠度值等。将它们与理论计算值进行比较,是判定桥梁结构工作状态的一个重要指标。但静载试验也有不足之处象工作面大,加载时间长,通常还需要中断交通等。

动载试验方法是研究桥梁结构的动力性能的重要手段之一,该性能是判断桥梁运营状况和承载能力的重要标志之一。通过动测确定桥梁的冲击系数来了解车轴荷载对桥梁的动力作用,并以此来判断桥梁设计的安全与经济性能。以前动力检测的主要目的还在于确定桥梁的自振频率,因为当桥梁的自振频率处在某个范围内时,可由外荷载引起的共振的危险。在最近十几年以来,试验模态分析法逐渐发展起来,它集系统识别、振动理论、振动测试技术、信号采集与分析等跨学科技术为一体。目前己被广泛应用于机械、航空、航天等领域,现在也被应用到了土木工程结构的状态检测,通过试验来确定系统的振动频率、振型、阻尼比等参数。

目前,科研工作者正试图将这种方法的理论和功能进行扩展,使之成为能够用于复杂结构整体探伤评估的有效方法,己经提出的方法可分为两大类,即模型修正法和指纹分析法。但两者现在还都处于研究阶段,有许多技术问题要解决,离实际应用还有距离。模型修正法的最大缺点是由于不可避免的噪声干扰和实测信息不足,常导致损伤的误判：指纹分析法通过指纹的变化来判断结构的真实情况。常用的动力指纹有频率、振型、振型曲率/应变模态、功率谱等。该法的最大缺点是结构损伤导致的固有频率变化很小,而振型（尤其是高阶振型）虽然对局部刚度变化比较敏感,但精确测量比较困难,振型曲率应变模态则在传统的低幅值振动测试中变化量的量级太小,难以起到有效的判别作用。

在结构的检测方法当中,荷载试验是一种最直观、最重要的检测方法。它是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作,通过了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态,从而判断桥梁结构的安全承载能力及评价桥梁的营运质量。对于一些在理论上难以计算的部位,通过荷载试验可达到直接了解其受力的目的；通过荷载试验还能有助于发现在一般性检查中难以发现的隐藏病害；通过荷载试验可以检验桥梁结构的设计与施工质量：通过荷载试验可以确定旧桥结构的实际承载能力,为制定桥梁加固或改建技术方案提供科学依据。

桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作,技术含量高,应根据荷载试验的目的进行认真的调查分析,必要时进行相关的理论分析。公路桥梁荷载试验应以国家和交通部颁布的有关公路桥涵的法规、技术标准、设计规范为依据来进行,对于某些新结构以及采用新材料、新工艺的桥梁,无相关条款规定时,可借鉴国外或国内其他行业的相关规范、规程的有关规定。荷载试验的主要内容包括：

（1）荷载试验方案的拟定（包括静载试验与动载试验测试项目）；

（2）荷载试验的测点设置与测试仪器、设备组配；

（3）荷载试验的加载等级控制与试验过程安全控制；

（4）试验数据分析与结构性能评定；

（5）试验报告编写。

根据荷载试验的作用性质,桥梁荷载试验可分为静载试验和动载试验。虽然二者在试验目的和内容上都很不相同,但对承受以车辆荷载为主的桥梁结构来说,这两种性质的荷载试验对于全面分析和了解桥梁结构的工作状态是同样重要的。静载试验可在结构上布置较多的测点,便于更全面的分析结构的受力情况。动载试验则是研究分析桥梁结构在车辆荷载或其他动力荷载作用下的振动特性所必需的。在桥梁动载试验当中,按作用方式可将动力荷载分为冲击荷载、振动荷载、和制动荷载。在具体的试验中可根据试验的具体要求来选择荷载方式。

目前,在桥梁设计实践中,对于车辆荷载所产生的动力作用的影响,采用了在结构静力计算的基础上引入活载冲击系数的方法来考虑。以跨长或加载长度作为参数的冲击系数是一个概括了多种影响因素的综合性技术指标。冲击系数的数值范围一般是通过桥梁动载试验,并综合分析来确定的。桥梁荷载试验也是新型桥梁结构性能研究、各类桥梁施工质量与结构承载能力评定工作的重要手段。普及桥梁荷载试验技术,搞好试验工作并做出桥梁结构性能的正确评价,对于推动我国桥梁建设,提高桥梁工程质量,挖掘服役桥梁承载潜能,都具有十分重要的意义。