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桥梁荷载试验要点评述与展望

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DETECTIONANDSUPERVISIONFORMETROLOGY计量检测与监测交通标准化·2009年6月上半月刊(总第198期)

桥梁荷载试验要点评述与展望

代少敏,刘显陆

(兰州交通大学土木工程学院,甘肃兰州730070)

摘要:桥梁荷载试验是桥梁承载力评价中最有效、最直接和最有说服力的方法。针对桥梁荷载试验的重要性和复杂性,分析桥梁荷载试验的要点,提出今后有待进一步研究的方向,对于桥梁荷载试验的发展与完善具有推动作用。

关键词:桥梁工程;荷载试验;评述;展望中图分类号:U446.1

文献标识码:A

文章编号:1002-4786(2009)06-0014-03

DOI:10.3869∶j.1002-4786.2009.06.051

CommentsandProspectonKeyPointsofBridgeLoadingTest

DAIShao-min,LIUXian-lu

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(SchoolofCivilEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,Lanzhou730070,China)

Abstract:Bridgeloadingtestisthemosteffective,directandconvinciblemethodforevaluatingbridgecarryingcapacity.Inallusiontotheimportanceandcomplexityofbridgeloadingtest,somekeypointsaresummarizedandsomeimportantfieldsforfutureresearcharealsoproposed,whichhaspushingeffectonthedevelopmentandimprovementofbridgeloadingtest.

Keywords:bridgeengineering;loadingtest;comment;prospect

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!料,施工时应远离电器设备及电的劳动保护措施。c)保证碳纤维布的实际粘贴

面积不少于设计量,位置偏差不源,或采取可靠的防护措施;7结论

粘贴碳纤维结构加固技术大于10mm;b)施工过程中,应避免对碳

纤维布的弯折;是一种新型的加固技术,它在d)碳纤维布与砼之间的粘结

质量可用小锤轻轻敲击碳纤维布混凝土结构的加固中,施工方c)对碳纤维布配套树脂的原

的表面来检查,总有效粘结面积不应低于95%,且要求符合《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》(CECS146:2003)相关条款之规定。

料应密封储存,远离火源,避免阳光直接照射,同时粘结剂材料不得沾染生活水源,废弃物不得倒入下水道,一切应按环保要求集中处理;

安全注意事项

碳纤维加固须注意的安全事项如下:

便,优势明显,具有良好的应用前景。参考文献

[1]CECS146:2003,碳纤维片

材加固混凝土结构技术规程[S].

作者简介:宋新利(1972-),男,工程师,具有丰富的施工、监理、检测经验。收稿日期:2009-05-06

6.11d)树脂的配制和使用应在室

内进行,其操作环境及施工场所应保持通风良好;

a)碳纤维片材为一种导电材e)现场施工人员应采取相应

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交通标准化·2009年6月上半月刊(总第198期)

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引言

地结合起来,才能做好检测工1.2桥面铺装、防撞护栏我国是一个桥梁大国,新建作并取得满意的数据,才有可在桥梁设计中,只将桥面铺

和已建桥梁众多。既有桥梁在运能对试验桥梁的真实状况和实际装、防撞护栏等作为主梁的外部行过程中,因受到地震、台风、承载能力作出客观、准确的评荷载(二期恒载)进行主梁的内力雨雪、冰冻等自然因素的影响以估。

计算,而不考虑它们参与主梁抗及冲击荷载等人为因素的作用,1理论计算

力和提高结构整体刚度的作用。随着时间的推移,桥梁结构会受对试验桥梁在设计荷载和拟

事实上,如果桥面铺装采用水泥到不同程度的损伤,给交通运输加荷载作用下的理论分析计算是混凝土,且与桥面板有很好的粘造成很多事故隐患。为检验桥梁桥梁荷载试验工作中不可或缺的结,则铺装层的混凝土实际上是的承载能力,了解桥梁的工作性部分,用静载试验进行桥梁承载参与主梁受力的。另外,许多试能,为桥梁的正常运营、加固改能力评定主要是看目标参数即实验证明,钢筋混凝土防撞护栏能造和养护管理提供依据,有必要测值与理论值的比值是否符合规显著提高边梁的承载能力[4]。

对这些桥梁进行鉴定测试。另范和《鉴定方法》[3]的要求。另外,在作桥梁荷载试验理论计算外,工程建设的质量越来越受到桥梁的自振特性也是重要的参考特别是动力特性分析时,一般重视,新建桥梁的质量能否达到依据,如理论计算频率小于实测会考虑桥面铺装及防撞护栏对设计和规范的要求,也需要有相频率,则说明试验桥梁的实际刚结构质量的贡献,而其对结构应的评定标准和方法对其进行评度较大,振动响应较小,行车性整体刚度的影响由于缺乏可靠的定,其中最有效、最直接的方法能较好,反之亦然。所以理论值理论依据通常忽略不计或是凭经就是荷载试验。

的计算能否真实地反映结构受力验取定,这将直接影响计算结根据试验荷载作用的性质,行为就显得尤为重要,理论计算果。

桥梁荷载试验可分为静荷载试验结果的准确性将直接影响最终的1.3剪力滞效应

和动荷载试验。桥梁静载试验是评定结论。

近年来,随着国内外专家学

将静止的荷载作用在桥梁上的指1.1计算方法

者对剪力滞研究的不断深入,剪定位置,测试结构的静力位移、近年来,随着计算机技术的

力滞理论已日趋成熟和完善。研静力应变、裂缝等参量,从而推发展,各种空间或平面的有限元究表明,剪力滞效应除对箱梁结断桥梁结构在荷载作用下的工作分析软件层出不穷,桥梁结构理构的静力特性有影响外,对动力性能及使用能力。动载试验是利论计算通常采用各种应用软件来特性亦有一定的影响,例如在剪用某种激振方法激起桥梁结构的实现,对不同类型的桥梁应选择力滞效应的影响下,两跨、三跨振动,测定桥梁结构的固有频适合的计算软件。

连续箱梁结构的动力刚度有较大率、阻尼比、振型、动力冲击系Midas/Civil、SAP2000、桥

降低,固有频率计算值减小[5],数、行车响应等参量,从而判断梁博士等有限元软件,专业性这点需要引起足够的重视。

桥梁结构的整体刚度、行车性强,对于杆系模型的计算分析有1.4其他

能。静载试验与动载试验虽然在较强的优势,适于宏观计算把桥梁计算时通常还会遇到这

试验目的、测试内容等方面不握。而ANSYS、ALGOR等有限样一些问题,例如桥梁计算跨径同,是两种性质的试验,但对于元软件,综合性强,对于板壳和取值、支点处负弯矩值折减、梁全面分析掌握桥梁结构的工作性实体模型的计算分析有较强的优格法中虚拟横梁刚度取值、材料能是同等重要的[1]。

势,适于结构的精细计算分析。强度、支座摩阻对结构受力的影桥梁荷载试验是一项复杂而不同的软件都存在自身的优缺响等,如果这些问题不能得到较细致的工作,不仅要求工作人员点,例如ANSYS无法自动实现动好的解决,也将对计算结果产生有丰富的现场经验,而且同时需态规划加载、

Midas/Civil、

较大的影响。

要扎实的理论基础作为指导[2]。SAP2000、桥梁博士对一些异型

2现场试验误差控制

只有把理论计算与实桥检测充分

复杂桥梁的计算比较困难等。

现场试验是整个荷载试验工

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评价分析是荷载试验的最后一环,必须做到客观、科学、认真谨慎。但目前对桥梁状态的评价缺乏统一的、有效的、量化的综合性指标,静载试验所得的校验系数和残余变形(或残余应变)是评定桥梁结构工作状况的两个重要指标,但不能仅靠这两个指标来下结论,还要结合动测数据、裂缝宽度、桥墩沉降等多项指标进行综合评定。

扩展,使获得的动测参数更有效地用于桥梁评估。

作的中心环节,所记录的各种观测数据和资料如挠度、应变、裂缝宽度、加速度时程曲线等将用于试验结果的分析和评定,现场试验的成功与否将直接影响整个荷载试验工作。

4.4荷载试验的规范化、标准目前的规范还存在许多值得

化研究

商榷的地方,如试验项目的确定、校验系数的限值范围、多因素综合评价等。近年来,随着桥梁设计理论和建桥技术的不断发展,各种新型桥梁不断涌现,目前的相关规范已明显滞后,随着桥梁荷载试验的发展与应用,研究出版一部适用于各种桥梁结构的既全面又简单、精确的荷载试验标准,对于使桥梁荷载试验更加规范化、标准化,从而更好地为我国桥梁事业作出更大贡献具有重大的现实意义。参考文献

2.1量测技术

量测技术、仪器设备、测试

元件是桥梁结构试验的重要技术保障,量测技术的科学性、准确性直接关系到桥梁结构试验能否达到预期的目的[1]。量测仪器的某些性能之间经常是互相矛盾的,如精度高的仪器,其量程较小;灵敏度高的,其适应性较差。因此在选用仪器时,应避繁就简,根据试验的要求来选用合适的仪器,灵活运用。例如对一些试验反应很小的桥梁,必须选择灵敏度较高的仪器进行量测。

4研究展望

4.1计算理论和方法的研究

目前桥梁计算理论较以往已有了很大的完善,但仍存在一些有待完善和优化的部分,例如特大桥梁和异形桥梁的受力性能研究及实用计算、非线性问题、非结构部件参与受力的问题等。

另外,为优化荷载试验方法、提高荷载试验的效率,可以开发桥梁荷载试验的相关专业软件或在已有的计算软件中增加相应的模块,从而实现自动优化加载和试验后的数据处理及评价。

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2.2外界干扰

为减少温度变化对测试结果

[1]张俊平.桥梁检测[M].北京:人民交通出版社,2002.

[2]章日凯,王常青.桥梁荷载

试验[J].交通标准化,2005,(12):69-72.

的影响,加载时间宜选在温度较为稳定的晚22:00~次日凌晨6:00之间进行,尤其是对于加载工况较多、加载时间较长的试验。为保证结构安全并最大限度地减少外来荷载及其他因素对荷载试验的影响,试验桥梁在荷载试验时应临时全封闭交通。

[3]交通部第二公路勘察设计院.

公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)[M].北京:人民交通出版社,

4.2改善量测技术

目前的量测技术在精确度和

适应性方面都存在很大的改进空间,为获得精确的试验数据,有必要开展一些新型、快速、适应性强、精确度高的桥梁量测技术和相应的量测仪器的研究。

1988.

[4]谌润水,胡钊芳.公路桥梁

荷载试验[M].北京:人民交通出版社,2003.

33.1

结果分析数据处理

科学合理地处理数据有助于

[5]甘亚南,王根会,吴亚平.

剪力滞效应对连续箱梁自振特性影响的研究[J].兰州铁道学院学报,2003,22(1):40-43.

4.3优化试验

目前静载试验工作面大,加

准确、客观地评价桥梁真实状况和实际承载能力。对实测数据中个别的可疑数据应仔细查找原因,科学地决定取舍。有时还需根据具体情况对试验数据进行修正,例如支点沉降的影响、仪器系统误差等。

载时间长,并且需要中断交通。如何优化加载程序,快速、准确地进行试验,将会是今后的研究方向之一。

在优化静力检测技术方法的同时,还要开展动载试验的研究,对其传统的理论和功能进行

作者简介:代少敏(1984-),男(汉族),湖北天门人,兰州交通大学土木工程学院桥梁与隧道工程专业硕士研究生,研究方向为高等桥梁结构设计理论及桥梁检测、评估和加固。收稿日期:2008-10-21

3.2评价分析

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