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公路桥梁荷载试验检测在桥梁养护中的作用和对策

2021-07-07李方彦

电子乐园·下旬刊 2021年7期
关键词:公路桥梁工程

李方彦

摘要:公路桥梁荷载试验检测可以对公路桥梁自振频率、振动响应、最大动挠度、体系阻尼比、冲击系数、结构强度、抗弯刚度等进行分析,为后续桥梁养护提供依据。运维人员在桥梁养护中应用荷载试验检测可以科学分析桥梁承载力情况、全面检测桥梁工程质量、分析公路桥梁施工新技术应用情况,为桥梁质量提升提供支持。

关键词:公路桥梁工程;荷载试验监测;桥梁养护

一、荷载检测

测试结构主要构件在设计荷载作用下的受力性能,以此来判断该桥在实际工作中的状态。对桥梁做静载试验来判断其承载能力,评定使用等级,同时也是为桥梁在维修加固设计和维护提供一定的依据。对桥梁做动载试验,评定桥梁在振动状态下的动力性能。

荷载试验检测应用于桥梁养护之中具有重要作用,其可以通过荷载试验检测获取桥梁相关结构、应力、位移等情况,全面分析观察桥梁质量,为桥梁养护提供可靠依据。桥梁养护中将公路桥梁荷载试验检测应用其中,便于运维人员通过试验检测获取桥梁结构相关数据,包括桥梁沉降、位移、应力等数据。待检测结束后,运维人员可以对护栏、桥梁箱梁、钢筋等出现的结构脱落、裂缝、锈蚀等缺陷进行观察,后根據出现的缺陷不同采取相应处理措施,确保桥梁可靠性。公路桥梁修建完毕通车运行后,如果桥梁本身存在质量缺陷,在公路桥梁承受车辆荷载反复作用、降水及风化等影响下,结构出现承载力下降、裂缝等质量问题概率明显增加。因此在公路桥梁建设完成后,需要先进行质量验收,确保质量符合相关标准才可以正式通车。公路桥梁荷载试验检测可以及时对桥梁结构进行分析,发现桥梁存在的质量缺陷,判定公路桥梁局部受力、整体受力是否符合标准,准确分析公路桥梁荷载实际情况。

二、公路桥梁荷载试验检测

1.静载试验监测内容

桥梁静载试验主要应用原理为:先在桥梁工程中需检测的区域施加一定的静止荷载,一段时间后对区域内的位移、应变及裂缝等参量进行测试和观察,结合试验分析得出在荷载作用下整个桥梁工程的工作性质和使用状况。因为荷载作用主要以静力荷载为主,所以在试验操作时可采用重力或加载设备来施作荷载,加载设备常用沙袋、车辆、水箱等。静载试验的加载应从零开始递加,直至满足试验要求。

连续梁主桥。荷载试验在桥梁检测方面十分常用,试验工况有多种,应结合实际的检测要求,选择最为合适的工况。因为公路桥梁工程的结构特殊,此工程中的连续梁主梁为单箱单室截面,具有较高的横向刚度,连续梁主梁下选用对称荷载。(2)简支梁引桥采用偏载与正载工况,静载试验需配备2台30t的车辆,作为试验检测中不可或缺的设备,为得到对应的检测结果,应保持速度的动态变化,对比在10km/h、20km/h、30km/h、40km/h速度条件下的相应指标。开展公路桥梁的静载试验检测时,要注意以下几点。(1)控制荷载。安排专人负责对该桥梁的截面和受力开展全方位分析,因为所配备的车辆荷载有两种,20t和30t,开工荷载与该荷载条件有偏差,为实现静载试验检测时的偏差控制,确定荷载大小时,应按照试验需求与试验效率来确定。(2)静载加载、卸载程序。静载加载应缓慢开展,试验检测人员要结合公路桥梁结构应变、荷载变化情况,实现程序优化。本试验检测的加载过程应分次开展,总共分3级,各级过程的控制力度应结合现场的试验情况来进行。当加载和卸载工作按照有关规定实施后,需间隔一段时间再读数,控制数据偏差。对于桥梁的各挠度和应变测点位置,因为其位置点相对特殊,在开展静载试验的过程中,应尽可能地在这些部位多设一些测点,特殊位置的测点数量尽量为3个。在截面跨中位置,需布设7~10个测点。

2.动载试验检测

动载试验可准确检测出桥梁工程的动力特性,进而得出桥梁工程的承载力和结构工作性能。基于动载试验检测技术来评价桥梁工程的结构承载能力,主要应用原理为对桥梁动态特性进行检测,得出桥梁结构在动载作用影响下的强迫响应振动特征,分析出桥梁振幅、损伤及冲击系数等参数的变化特点,进而对桥梁工程结构的使用状况和承载能力进行评价。

在动态试验过程中运维人员可以从以下方面入手。(1)科学控制振动、加速度等数据变化。在针对桥梁进行结构动载试验检验中,需要根据观测点位移变化情况对测试中振动、加速度等数据进行调整,并在数据变化后记录相关桥梁结构数据变化,准确真实记录桥梁试验检测结果。在动荷载试验中,需要测定动荷载大小、动荷载频率、动荷载方向、动力荷载下桥梁强迫振动响应、动力荷载下桥梁动应力(挠度)等。(2)根据桥梁情况选择相关动载试验检测方法。当前可应用桥梁荷载试验检测方法多样,相关桥梁运维人员可以根据桥梁实际情况、技术情况,适当从无障碍行车试验、刹车试验、有障碍行车试验、跳车试验中选择一种,确保检测可以高效进行。运维人员在桥梁动载试验检测中需要根据试验不同遵循不同的质量控制方法。例如,刹车试验中需要选择接近于标准荷载的重车进行试验,在实验中车速控制20,30,40(km/h)等,让试验车于预定的截面位置进行刹车,测定各种行车速度下测试断面响应动力时程曲线变化情况,并记录最大动位移值。

结语

公路桥梁荷载试验检测能有效辅助公路桥梁养护工作,准确评估桥梁结构承载力,有利于更加全面地了解桥梁工程运营状况,为采取养护措施指明方向,使公路桥梁工程处于良好性能和运营状态。基于上述背景,本文主要分析了公路桥梁荷载试验检测技术在桥梁养护中发挥的作用,并以此为基础,探讨了具体的荷载试验检测技术,仅供参考。

参考文献

[1]史晓贞.不等跨连续刚构桥桥梁荷载试验检测技术的发展与应用现状[J].工程建设与设计,2017(05):111-113.

[2]孙以润,张琴.桥梁养护中公路桥梁荷载试验检测研究[J].科学技术创新,2020(18):119-120.

[3]张灿.桥梁技术状态评估中荷载试验检测技术的应用优化[J].中华建设,2020(09):140-141.

[4]张增军.桥梁工程中公路桥梁荷载试验检测技术及相关养护策略研究[J].交通世界,2021(16):125-126.

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