静动载试验在桥梁检测中的分析应用

王君红

摘要：在桥梁检验中，荷载试验可以有效地检测桥梁的使用情况，本文介绍了在桥梁检测中荷载试验的重要性，分析了荷载试验的主要内容，并从实践角度出发，通过实例分析了荷载试验的具体应用。

关键词：静动载试验;桥梁检测;应用

已运营桥梁结构的质量必须得到高度重视，为了保证桥梁结构的安全运营，应了解该桥目前的承载能力、技术状况以及使用情况。通过外观检查、荷载试验及相关分析，给予桥梁结构技术状况评定，以便全面掌握桥梁结构的现行运营安全情况。桥梁检测最主要的方法是桥梁荷载试验，通过桥梁荷载试验可以了解桥跨结构的受力状态及工作特性，验证设计理论，确定结构安全度，为全桥交验提供可靠依据，同时也为今后同类型桥梁结构设计理论的发展积累经验和数据。

1荷载试验的类别及重要性

随着城市化进程的不断加快，各种桥梁数量大幅增长，桥梁的安全检测凸显的越加重要，进行静动载试验，可以有效地检测桥梁的实际运营状况，计算桥梁的使用寿命，为未来桥梁病害的预防及加固提供科学可靠的依据。桥梁的荷载试验主要包括：桥跨结构静载试验、桥跨结构动载试验。

2荷载试验的主要内容

2.1静载试验

桥梁静载试验是指将静止的荷载作用于桥面上的指定位置，测试结构的静应变、静应力以及静位移等，推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力，从而确定桥梁结构实际工作状态与设计期望值是否相符，它是检验桥梁性能及工作状态最直接、最有效的办法。

为了较为客观地反应桥梁结构的使用性能，静载试验采用现场试验方式。在试验之前应进行相关的理论分析，制定周密的实施方案。理论计算结果亦可以作为衡量现场试验结果的理论依据。

2.2动载试验

桥梁动载试验是研究桥梁结构的自振特性和车辆动力荷载与桥梁结构的联合振动特性。这些测试结果数据是判断桥梁结构运营状况和承载能力的重要指标。桥跨结构某振型的振动周期与结构的刚度有着确定的对应关系，因而可以通过振动频率判断桥梁结构的刚度。

①测定桥跨结构的自振特性，包括自振频率、各阶振型及阻尼比;

②桥梁结构动力响应的试验测定，主要是测定结构在动力荷载作用下的响应，即结构在动荷载作用下强迫振动的特性，包括动位移、动应变、动力系数等。

3静载试验应用实例

某黄河大桥是一座现代化斜拉式吊桥，索塔为倒H型钢筋混凝土结构。该桥有限元计算模型如图所示：

为了满足鉴定桥梁承载力的要求，试验工况的选择需反映桥梁结构的最不利受力状态。在进行各荷载工况布置时，可参照截面内力（或应力、变形）影响线（或影响面）进行。

3.1静载试验

根据控制截面的内力影响线，试验拟采用总重350kN加载车进行等效加载。

①测试截面选择：首先采用模型进行数值模型分析，根据内力（挠度）包络图和设计荷载确定控制截面，然后根据控制截面确定测试截面。得出对本桥影响最大的力学指标主要为最大正弯矩截面、最大挠度截面、塔顶最大弯矩截面、塔顶最大水平位移，计算所得弯矩包络图及挠度值;②测点布置：根据受检桥跨主体结构构造特点和结构受力特性，测试位置、测点截面应具有典型性和代表性，并能保证有效性、经济性和符合现场实际情况。

依据以上测试断面的弯矩影响，确定出荷载工况，按各工况进行具体加载，测试各截面应变及挠度。

3.2索力测量

本项目拟采用JMM-268索力动测仪在采集弦（索）的多谐振动曲线后通过频谱分析求取缆索张力。用频谱法测定缆索张拉：首先测定缆索的固有频率，再根据两端拉紧的缆索其张力与频率之间的固有关系算的张力。这是一种间接的测试方法，这种方法只要边界条件模拟恰当，量测精度很高，通常在1%之内。

3.3动载试验

①桥梁自振特性测试：本桥自振特性的测量采用脉动法。脉动试验用于测量主桥的自振频率、振型和阻尼比;②跑车试验：采用一辆重车以不同的速度通过桥梁，测试跨中截面的动挠度和动应力。汽车以不同的车速匀速行驶，通过纪录并分析车辆过桥时控制断面的动位移和动应力就可以得出试验联的动力放大系数，并可分析出试验联的竖向自振基频和阻尼比;③刹车试验：刹车试验是以车辆突然停止作为激振源，可以不同车速停在预定位置。刹车记录项目与跑车试验相同，对记录的信号进行频谱分析，可以得到相应的强迫振动频率等一系列参数。

3.4結论与建议

本次试验中试验各工况试验效率满足规范要求。在静力荷载试验作用下，控制截面的各测试点上的应变未出现异常变化情况，最大静应力和最大静位移均在规定的范围内，实测值的变化规律和理论分析结构基本保持一致，应变校验系数及变形校验系数均满足规范规定。索力变化规律与竣工测试结果基本一致，结合误差分析，索力可以满足桥梁的正常使用。在动荷载作用下本桥动力刚度和最大动位移、动力冲击系数满足设计要求。通过以上结论，该桥可以继续正常运营。

综上所述，桥梁检测具体方案要根据实际桥梁特点进行制定，并根据荷载试验数据进行分析。从本文的分析可知，研究桥梁静动载试验在检测中发挥的应用，有助于掌握目前桥梁实际的运行状态，排除安全隐患，所以要加强对荷载试验的研究分析，为更多更大型的桥梁安全保驾护航。

参考文献

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[2]付玲玲，彭博.静载试验在桥梁检测工作中的应用[J].交通世界，2019（30）

[3]潘海结.桥梁检测中动静荷载试验的应用研究[J].安徽建筑，2019.09.