桥梁荷载试验理论分析准确性的影响因素分析

胡 凯

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)

桥梁荷载试验理论分析准确性的影响因素分析

胡 凯

(贵州省交通规划勘察设计研究院股份有限公司)

在进行桥梁荷载方面研究试验工作的过程中，其结构理论方面的分析与计算工作应当作为全部工作的重点和关键。桥梁荷载试验过程中对于计算的准确性要求极高，因为，作为工程设计中的最为重要的一部分，其设计是否精准往往决定了工程质量的优劣，也就是桥梁工程结构的承载能力是否符合标准。因此，也就关系到了社会民生及生产生活安全问题。因此，本文针对桥梁荷载试验理论分析准确性的影响因素的内容进行分析，对修正相关的影响因素问题提供一些建议。

桥梁;载荷试验;分析;准确性

桥梁载荷试验是一项十分重要的关于检验桥梁工程设计与工程质量的试验措施，因此，具有重要意义和作用，是桥梁工程建设中不可或缺的重要组成部分。现阶段，桥梁载荷试验已经被广泛应用到公路、市政等的大型工程建设质量检验检测当中来，而且作用十分显著。所谓的桥梁荷载试验从内容结构上看主要包含了对于桥梁荷载试验的准备工作环节，桥梁荷载试验的分析设计环节及进行桥梁荷载试验的现场试验环节等，最后还要对试验进行结果的评定与分析。这种荷载试验从其目的性与意义上而言，主要是为了对工程建筑结构的功能与安全性进行评价。确保工程建设的质量安全符合国家相关规定的标准与规范。

1 桥梁荷载试验中准确性分析的主要因素

随着现代科技迅猛发展，桥梁施工建设中桥梁结构理论内容方面的计算机应用已经十分普及与广泛，这对促进桥梁工程建设的现代化发展需要具有重要意义，更是提高工程建设效率与质量的关键所在。应当看到，现代化计算机软件信息系统固然具有其发展的优势，但是，这种通过计算机进行模式建立的方式中，其软件形成的计算试验模式与工程实际需要是否相符，其准确性是否能够符合标准还需要通过进行相关的试验分析才能得出。因此，进行桥梁载荷试验分析，检测其设计与实际情况之间是否发生偏差十分重要。也是客观准确评价桥梁真实状况和实际承载能力的重要内容。

进行桥梁载荷的试验过程，首先应当分析相关计算工作所涉及的关于桥梁的各项数据与资料。对其设计中的情况有全面的了解，并以原设计的相关内容进行核对与检算。在此基础上得出结论，对出现问题的情况进行修正。桥梁载荷试验中对其结果产生影响的主要因素从以下四个方面有所表现:

1.1 桥梁载荷结构出现离散化

通常情况下，有限元方法在进行桥梁荷载试验检测是最为常见的。但是，在这之前应当确保其结构的离散化。所谓的“离散”是指将所进行分析的内容进行单元性质的分解，并采取节点的设置。彼此关联的单元内容之间其参数也一定具有相互的关联性，因此，也就能构成一个完成的单元复合体，并以此替换原结构。离散化的结构特征具有两个方面的表现形式:

(1)离散单元形式的选择

在进行离散化结构分析的过程中，首先应当选择相对更符合离散化特征的有限元单元。选择的重要参照标准主要包括从离散结构的几何性特点和桥梁应力特点出发。一般情况下，有限元单元的种类包括梁单元、壳单元及实体单元几种，这些有限元都是结构由简到繁的结构关系。

(2)单元在划分程度

一般意义上，单元划分的精细程度越高，其计算分析得出的结果也会越详细与精准。但是，过分的追求单元范围的大小往往也会形成适得其反的效果，如更小的单元会令求解的数目量大幅度增加而导致计算的结果精准度下降。

1.2 模拟桥梁载荷试验的约束性条件

对桥梁结构进行约束需要具备一定的条件，这种条件主要是指其内部构件之间及与外部环境之间形成的一种环境条件与结构特征。实际工程建设中，桥梁结构的约束条件在发挥作用的时候需要进行简化成为有限元中的一种类边界的单元条件，即是使理论化的计算形式转变为实际可用的计算方法。如，在进行简支桥梁上部结构与其下半部之间的连接过程中，其橡胶支座就常常被简化为铰支座的形式，再进行连接。这样就使得简支桥梁的两个部分在接触的过程中将面接触转换为点接触的形式，改变了约束结构的条件，使解构计算变得更加容易。

1.3 选取桥梁载荷试验材料参数内容

E本身作为一种弹性模量的数值表征，一般是以设计混凝土强度参照规范的参考值进行取值。在取值时往往忽略以下两个方面因素:

(1)具体的施工工程中材料参数与设计图之间发生明显的差异时;

(2)工程材料由于时间延伸发生性质变化的。

1.4 非结构性构件对桥梁载荷试验的影响

在进行桥梁结构的设计环节上，对桥面进行铺装、防撞墙等方面的非结构构件荷载计算，不能仅仅从其结构整体上的刚度进行对比参照。应当针对具体荷载情况，进行分解结构的分析与参照。桥面铺装一般会运用钢筋砼结构，而进行铺装层的工程时则需要对主梁受力情况进行参照等。这些都说明了在进行机构理论的分析过程中，应当加强实际结构设计中的简化模拟技术发挥与使用，使工程设计控制在合理的误差范围之内。

2 桥梁荷载因素影响结果的修正

通过对桥梁载载荷试验理论分析准确性的影响因素进行分析，知道其实验结果与理论计算的数值发生偏差的主要形成原因。因此，在此基础上，就可以通过一定的方式进行相关问题的修正，实现桥梁载荷工程的顺利施工，保证工程的质量。

2.1 关于实体模型的修正问题

梁单元模型在建立之后无法对主梁横隔板及齿板之间进行结构上有效调整，其在功能设计上无法做到这样的准确程度。另外，就是其单点支座与实际运用中的双支座模型之间还存在差别。因此，应当在进行其设计的过程中应当建立具有全桥实体计算功能的模型。

2.2 针对模型弹性模量的修正问题

在现成工程检测中的无损检测内容进行中，对主梁混凝土强度设计值重新估计。以该桥梁设计规范为指导，进行设计值的修正。

2.3 针对防撞墙的修正问题

通过进行防撞墙的外观检测可以看到，对原防撞墙的相关设置并未按照设计要求进行施工。而是仅通过对其表面进行切割的方面进行替换的。

这种情况下，原本属于非结构构件的防撞墙对主梁刚度的影响是不能忽视的。一次你，在进行修复的基础上，进一步考虑防撞墙的影响，建立实体模型。而整体模型在考虑防撞墙的刚度影响效果下，其计算结果也明显减少，表明连续的防撞墙对提高结构整体刚度具有一定的贡献。

3 结语

综上所述，本文主要是从影响桥梁荷载试验准确性的因素方面进行分析，其中包括结构离散化、约束条件模拟、材料参数选取以及非结构构件等因素。通过对这些因素的分析，桥梁荷载准确性主要是由于上述的原因引起的。而作为影响因素之一的混凝土弹性模量的影响效果最为明显。其次是非结构构件对桥梁载荷的影响力相对较大，再次就是另外几项影响因素。本文还着重提出关于如何修正影响因素的相关设计方法，并因此改善桥梁荷载能力与实际荷载情况。

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2014－03－11