1定义桥梁荷载试验是指在荷载直接作用下,测试桥梁结构各部位及整体的响应参数,通过试验值同理论值进行比较分析,从而对桥梁的实际承载能力和安全状况作出评估。桥梁荷载试验作为桥梁承载能力评价中最直接、最有效和最有说服力的方法之一。
2分类描述现场荷载试验的方法有静力荷载试验方法和动力荷载试验方法。静力荷载试验是指将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置,以便对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等进行测试,从而对桥梁结构在荷载作用下的工作状态及使用性能做出评价。动力荷载试验时利用某种激振方法(如行驶的汽车荷载等)激起桥梁结构的震动,以便测定结构的动力特性,如固有频率、阻尼比、阵型、动力冲击系数等参量,从而推断桥梁结构的整体刚度和行车性能。前者反映桥梁在静载作用下的结构工作性能, 后者反映桥梁结构的动力性能。一般情况下是在根据调查、检测与检算结果尚难以确定现有桥梁结构承载能力时, 使用荷载试验方法来对桥梁的承载能力进行评估的。通过现场荷载试验可直接检测结构的实际承载力。其主要优点是直观,多用于新结构研究和桥梁质量的评定, 但试验设备复杂, 技术难度高, 经费支出大。在旧桥的评定中,它又多用于桥梁工作状态不明确情况下的评定和研究工作, 以弥补根据外观调查评定和以分析计算为主的评定方法的不足。
2.1静载试验方法静载试验是桥梁结构检测的一个主要内容, 其目的是测试主桥结构在试验荷载作用下的实际工作状态, 以评定桥梁现有技术状况和实际承载能力, 为大桥的加固提供依据。桥梁静载试验是将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置,以便能够测试出桥梁结构的静位移、静应变以及裂缝等物理参数,从而对桥梁结构在荷载作用下的工作状态及使用性能进行评价。 因为在桥梁静载试验中,结构在控制荷载作用下所测得的控制界面的挠度和裂缝宽度即为最大值,因而可以将其同规范限值进行比较,如果在规范限值范围以内则表明结构的工作状况良好,反之亦然。
2.2动载试验方法动力荷载试验主要是通过对结构进行脉动测试、汽车的行车、跳车、刹车激振或其他方式的激振试验, 测试桥梁结构上各控制部位的动挠度、动应变、模态参数(自振频率、振型、振型阻尼比、应变模态), 然后通过模态参数识别结构的损伤。如结构的构件机械磨损, 结构的刚度损失以及构件的裂缝等。动载试验反映了桥梁的整体工作性能, 它是由桥梁结构的振型、自振频率、校验系数、阻尼比等表现出来的。桥梁动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动,以便测定其固有频率、振型、动力冲击系数、阻尼比、行车响应等参数,以此推断桥梁结构的整体刚度和行车性能。
2.2.1阻尼比Dr 在桥梁检测中通常是通过测得结构在行车或跳车试验下测点余振的振动衰减曲线来求解结构的阻尼比。
2.3 桥梁结构动力性能分析与评价 实际桥梁检测中常用结构的动力特性来反映结构的整体刚度、桥面的平整度和消耗外部能量输入的能力。评价桥梁结构的动力性能主要有以下四方面:比较实测固有频率和其理论计算值。若实测值大于理论计算值,说明桥梁结构的实际刚度较大,解耦股较完整;反之则表明其刚度偏小,可能存在开裂或其它不正常现象。需要指出的是,依现阶段的桥梁设计理论在设计计算时,通常要做一些定性的假设,规避次要因素的影响,故实测固有频率往往小于其理论计算值。荷载冲击系数反映的是桥面的平整度及行车性能。若实测冲击系数大于理论计算值,则说明桥面的平整度不良导致行车性能较差,反之亦然。加速度反应的是行车的舒适性。若实测加速度大于0.065g,说行车的舒适性较差,反之亦然。阻尼比反应的是桥梁结构消耗外部能量输入能力的强弱。阻尼比越大,结构消耗外部能量输入的能力就越强,振动衰减得越快,反之亦然。但如果阻尼比过小,则说明桥梁结构可能存在开裂等不正常现象。