本文结合工程实例,对桥梁荷载试验检测的相关问题进行了分析,对桥梁的运营状况进行了评定,还对桥梁的日常监测以及维护加固提供了重要的参考信息,可以有效维护桥梁的稳定运行,避免桥梁在运行的过程中出现较大安全事故。
一、工程概况
某市的一处桥梁,引桥4×30+ 5×30=270m,主跨五跨一联:30+3× 45+30=195m,上下行双向布置,上下行间距为7.0m。上部构造采用预应力变截面连续箱梁单箱双室截面,垂直腹板,单箱顶宽17.5m,底板宽12m,两侧挑臂各2.75m,跨中及梁端部高为1.6m,中跨支座处梁高为2.4m,其间采用二次抛物线变化;腹板支座处宽80cm,跨中处宽50cm,三个腹板尺寸相同;底板支座处厚度为40cm,跨中处厚度25cm,采用线性变化。
箱梁顶面设2%单向横坡,采取箱梁刚性扭转形成。箱梁每室设置一个检修预留孔。箱梁采用纵向预应力体系,腹板预应力钢束采用竖弯布置,第一施工段采用双向张拉,其它施工段采用连接器连接一端张拉。顶板钢束采用直索,两端张拉,底板索采取设置齿板锚固。主桥下部构造采用Y形墩,钻孔灌注桩基础。桥宽17.5m,其中车行道净宽12.0m,一侧设0.5m栏杆加4.5m人行道,另一侧设0.5m刚性防撞护栏。桥面铺装采用6cm防水混凝土加5cm改性沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。
二、荷载试验的分类
荷载试验主要有两种类型,一种是静态荷载试验,另一种是动态荷载试验,下面岩联小编对这两种荷载进行逐一介绍,以供参考。
1 静态荷载试验
静态荷载试验是检测桥梁承受静止荷载的能力,需要在桥梁指定部位对静力荷载进行测试,静态荷载还可以检测出桥梁是否存在位移或者裂缝问题。根据静态荷载试验的结果,可以推测出桥梁结构的使用性能以及使用寿命。
静载试验加载的过程中,需要从零开始向上加,在加到预定荷载后,对桥梁的承载能力进行判断。在静态荷载试验中,是借助重力进行加载,需要应用到特殊的加载设备,针对公路桥梁,一般采用的都是静载试验,这与公路桥梁的功能以及特性有着较大的关系。桥梁在运行的过程中,结构有时候会出现一定变化,这与其运行的时间有较大关系,由于受到车辆的影响,桥梁的承载能力会逐渐降低,车辆荷载可以看做是静力荷载。在对桥梁的结构进行动力试验前,一般都会先进行静态荷载试验,这样可以检测出相关参量,可以了解桥梁的结构特性。
2 动态荷载试验
动态荷载试验是指利用激振的方式使桥梁的结构处于振动的状态,然后对桥梁结构的固有频率、振型以及行车的响应等内容进行检测,可以得出相关的参数,从而了解到桥梁结构的刚度以及行车的性能。动态荷载试验一般是利用汽车在桥面上以不同的速度行驶以及刹车,汽车的重量一般为100kN左右,行车的速度分别为20km/h、30km/h、40km/h,在跑车或刹车的过程中,会使桥梁被迫振动,工作人员需要记录振动的频率、振幅以及阻尼。在试验的过程中,还可以将100kN的汽车在垫高15cm的角度下行驶,汽车的后轮会出现自由落体,桥梁会产生振动,这一过程可以量测出桥梁固有振动频率、振幅以及阻尼。
另外,在试验时还可以在无载荷的作用下对桥梁的振动频率、振幅机阻尼进行测量。动态测试需要确定好测点的位置,桥梁的振动信号可以利用专业的传感器进行测量,在对数据进行采集时可以利用采集箱与软件。
三、桥梁荷载试验检测需要注意的问题
通过分析试验检测结果可以发现,本文的桥梁主体结构可以承受汽超-20、挂-120的荷载,满足其设计的要求。荷载试验结果表明,桥梁在加载的过程中,结构应变、挠度都满足国家对公路桥梁的强制性要求。
桥梁结构基频为2.266Hz,结构基频的理论值为2.189Hz,所以,该桥梁的结构动力性能良好,桥梁结构的冲击系数符合相关要求。
承载能力评定荷载主要包括标准汽车、挂车或者特种重载等,在静力试验荷载检测的过程中,会受到较多客观条件的限制,为了保证检测结果的准确性,需要根据实际选择最佳的试验方法,在静载试验中,多采用的是等效荷载试验法,这种方法又可分为可行式车辆以及重物直接加载两种方式。采用重物加载方式时,还要避免出现卸载现象。
桥梁工程在施工的过程中,比较容易受到外界因素的影响,如果桥梁工程中存在较大的安全隐患,则会影响行车的安全,容易引发交通安全事故。在对桥梁进行荷载试验检查时,可以了解桥梁的结构特性以及性能,可以了解桥梁的抗荷载能力,还可以为桥梁的维护提供更多的参考信息。在对桥梁进行质量检查时,需要采用专业的技术以及设备,不能通过肉眼观察,需要应用专业的测量仪器对桥梁的内部结构进行准确的测试。桥梁结构承载能力的评判,有利于保证桥梁的安全性。