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荷载试验最基本的目的是了解桥梁结构的实际工作状态,检验桥梁结构整体的施工质量与受力性能,对桥梁结构的正常使用性能、强度、刚度、裂缝等各项指标做出全面的评价,并对桥梁结构的实际承载能力做出科学的评估,为桥梁交(竣)工验收提供重要的科学依据以及为桥梁的管养维护提供合理的建议。
那么对于桥梁结构做荷载试验的目的与意义有哪些呢?为什么桥梁结构必须要进行荷载试验呢?听武汉新顺畅来介绍
1、对于新建桥梁
对于新建桥梁,通过荷载试验检验桥跨结构的设计与施工质量,确定工程的可靠性,为桥梁顺利的投入运营提供可靠依据,同时为桥梁的长期监测提供完整的初始指纹数据,也为同类型桥梁设计与施工积累实测试验资料。
2、对于采用新结构、新材料、新技术、新工艺等修建的桥梁
对于采用新结构、新材料、新技术、新工艺等修建的桥梁,尚有许多需要检验与校正(诸如结构的材料性能、力学响应等)以及尚未明朗或模糊的地方(如计算模型与实际结构之间的差距等),通过桥梁荷载试验可以直接测得理论分析与计算所需的相关参数,建立准确的力学模式,掌握桥梁结构在荷载作用下的实际受力和工作状况,探索桥梁结构的受力特点,为充实、完善和发展桥梁设计计算理论和施工工艺积累科学的实践资料。
3、大跨度、复杂结构的桥梁
桥梁荷载试验还是对新建桥梁,特别是大跨度、复杂结构的桥梁交(竣)工验收和质量评定的重要手段。通过荷载试验可以检验桥梁的施工质量与结构受力性能,确定桥梁的实际运营状况和使用条件,为竣工验收、投入运营使用提供科学的依据。
4、对于既有桥梁
对于既有桥梁,特别是修建时间较长、已无法查找到原设计、施工和竣工资料的桥梁,通过荷载试验可以评估桥梁实际的使用性能和承载能力,为既有桥梁的继续安全使用、养护、加固、改建或限载提供科学的依据。
虽然目前根据荷载试验的特点与目的衍生出一些评定桥梁承载能力的新方法,但是实践起来却不太理想。尽管荷载试验具有耗时费力,花费巨大的人力物力以及中断交通等缺点,但是无论新桥(尤其是新结构、大跨径桥梁)的交(竣)工验收还是既有桥梁的承载能力评定,荷载试验都起着重要的、不可替代的作用。
针对整个桥梁结构的检测方法,武汉新顺畅会用动静载检测,下来具体来讲讲动静载试验检测方法的基本步骤:
动静载试验检测方的基本步骤如下:
第一,通过对自然激励响应测得数据的模态辨识,得到实测模态第一阶段频率和阻尼比系数。利用桥梁专用有限元分析程序对桥梁进行动力特性分析,求解其第一阶自振频率和振型。将计算结果与实测结果比较,对结构整体纵向、横向刚度及稳定性进行综合分析。
第二,通过静载试验实测结构主要受力部位在试验荷载作用下的应变分步规律以及相应变形情况,掌握结构的现有工作状态,判断桥梁的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常受力状态。
第三,通过静载试验研究和理论计算分析,对桥梁的承载能力及工作状况做出综合评价。
第四,通过静载试验来检验既有桥梁结构的当前质量,综合判断该其桥梁的安全性和可靠性,其试验成果和结论作为今后定期养护的参考技术文件和依据。
动静载试验检测方法的后期处理,动静载试验检测方法的前期处理如果不利荷载跨的话,可再使用回弹仪、钢筋保护层厚度、裂缝宽度仪、钢筋锈蚀仪、碳化深度仪对其荷载跨进行有针对性的无损检测,为试验换算采集现场数据。
通过分级加载,使用相关的静态数据测试是采集系统对桥梁上部结构各关键点的应力、应变进行采集,使用百分表以及精密水准仪对其挠度进行测量采集,使用裂缝宽度仪对裂缝的扩展情况进行全方位的数据采集,以备后期分析。
使用相应动态数据测试采集系统对整个桥梁进行脉动测试、跑车试验、刹车试验、跳车试验,收集相关的检测数据,然后有效结合后期的检测数据以及静载试验检测的数据来对桥梁的状况进行整体的分析与评价。
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