浅谈桥梁试验检测
2015-05-25
1.引言
桥梁作为当前交通道路的重要组成部分和关键环节，其安全性不但关系到行驶车辆的安全与否，造成重大的经济损失。同时也会造成极大的社会影响，严重时甚至会影响区域的经济发展。上世纪80年代以来，交通运输业得到了前所未有的发展速度。高水准的公路建设每年都会建设超过数千公里，桥梁的新建数目也得到增长迅猛。为确实得到桥梁建设质量及承载能力的实际情况，应在桥梁完工后对桥梁施工现场进行检查及相关的试验。评定桥梁工程质量优劣的主要技术依据就是依靠试验结果得到的。这种直接对桥梁进行的试验检测也在一定程度上能够发现已有桥梁的潜在隐患，及时提醒管理者采取相应的措施，避免桥梁发生恶性事故。
2.桥梁试验检测现状
目前我国资金短缺，技术力量薄弱，人员素质普遍不高，但每年需要进行试验检测的桥梁却数目巨大，如何合理的有先后缓急的对桥梁进行检测评估是值得研究的问题。从而使我们以有效的资金人员和优秀技术力量对那些急需检测评估的桥梁做出科学认真的检测评估。
通常，桥梁的投资非常巨大、使用时间很长，工程量巨大，投入的人力物力非常巨大。为了能够保证桥梁安全运行和最大程度的延长桥梁有效的使用寿命关键在于对于桥梁投入使用后的养护。桥梁竣工后经过长时间的使用，其具体的情况会发生了很大的变化。这些变化包括:随着科学技术的不断进步使桥梁设计标准和规范的修订和补充。随着汽车行业的发展，汽车的类型和载重量的增大与桥梁施工过程中采用的许可载荷之间的矛盾;同时每日的交通量和车速不断提高;长时间使用造成的疲劳及侵蚀的累积使桥梁的部位的削弱等。因此，对于桥梁的进行试验检测就非常必要了。通过试验检测，既能对旧桥存在的各种病害有所了解，获取得桥梁关键部位的应力、变形等数据，同时经过计算机的分析、计算，得到病害产生的主要原因，在此基础上确定桥梁实际允许的静动力性能及承载能力，最后通过综合研究和总结可以知道桥梁能否继续正常运营，或者是需要进行哪些改进措施(如加肋、限载)和进行哪些限制条件（如限速、限重等）等结论。
以往的桥梁试验检测主要是对桥梁进行动静载试验和检测人员的现场目测，辅以超声波探测、腐蚀作用试验等多种检测手段。通常的试验检测都是采用静载试验，通过试验测得桥梁的应变和挠度，再加上检测人员对现场的目测，从而综合对桥梁的现时状况得到评判。桥梁检测中最古老的方法---观察法主要是依靠专家的目测与本身的经验综合分析，有时会因为专家的个人经验而失去客观性。由于传统方法都存在局限性，随着科学技术不断的发展，一些高科技的检测手段不断的被引入到桥梁试验检测中来。现代桥梁多采用的是钢筋混凝土结构，因此加强钢筋混凝土桥梁的试验检测对于桥梁的安全施工和使用具有非常重要的作用和意义。
3.混凝土桥梁试验检测
钢筋混凝土桥梁的截面形式各式各样，主要有板式、肋梁式和箱形截面。根据桥梁的结构体系、梁高、总体布置和施工方法等方面综合确定其截面形式。主梁截面形式的合理地选择会减轻梁桥的重量、节约材料、简化施工和改善截面的受力性能等。板式截面结构和肋梁式截面的构造简单、施工方便，是简支梁桥和小跨径连续梁桥的主要截面形式;箱形截面具有良好的抗弯和抗扭性能，是悬臂、连续、T构、连续刚构和城市立交异型桥的主要截面形式。对于不同截面的桥梁应该根据具体的实际情况采用不同的试验检测手段具有现实实用性。
3.1静载试验
静载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种主要的方法。它通过将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置而测试结构所设测点的静应变、静位移、裂缝等参量，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。静载试验是桥梁试验中最大量、最常见的基本试验。因为桥梁结构工作时所受的荷载主要是静力荷载，即使是移动的车辆荷载在设计分析计算时也作为静载来考虑的，因为由移动车辆荷载引起的结构反应的动态增量部分只占全部反应的极小部分，而将移动荷载作为动力问题来分析起来过于复杂，因此，通常将静力荷载乘以冲击系数的方法考虑车辆荷载的动力影响.
对于桥梁结构静载试验来说，静载往往是指以缓慢速度行驶到桥上的指定荷重级别的车辆荷载。当试验现场的条件受到限制时，有时也可施加重物(如堆置铁块、水泥、预制块件、水箱等)或者以液压千斤顶装置施力等方式来模拟某一等级的车辆荷载，藉以达到试验目的。静载试验的加载过程，是从零开始逐步递增，一直到预定的荷载为止，然后逐步卸载至零。静载试验测试的项目较多，可以布置较多的测点，然后根据所得的测试数据，来较为全面地分析结构的受力情况。
3.2动载试验
桥梁结构的振动分析是桥梁结构分析的又一项重要内容。桥梁结构的振动问题影响因素复杂，仅靠理论分析还不能满足工程应用的需要，一般需采用理论分析与试验测试相结合的方法解决，桥梁动载试验就成为解决该问题必不可少的手段。桥梁结构的动力特性(振型、频率)是桥梁承载力评定的重要参数，同时也是识别桥梁结构工作性能和桥梁抗震分析的重要参数。
桥梁结构动载试验按其目的不同，也可分为生产鉴定性和科学研究性试验。在一般情况下，动载试验多在现场实际结构李进行非破坏性试验;有时按需要也可在室内进行结构模型的试验，此时，动荷载可以采用激振器和大型模拟地震台，也可以在风洞内进行模拟。桥梁动载试验的一般步骤基本上与静载试验相同，也要经过准备、试验和分析总结三个阶段.桥梁动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，然后测定其固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、行车响应等参量，从而判断桥梁结构的整体刚度、行车性能。
