橋梁荷載試驗包括橋梁靜載試驗和橋梁動載試驗兩種方式,是評價橋梁承載能力和使用功能的一種重要手段。下面中交路橋科技來談一下我國橋梁荷載試驗的技術(shù)和問題。
1、橋梁荷載試驗標準的選取
橋梁荷載試驗是評價橋梁承載能力的有效手段,但是荷載試驗標準的選取應該是影響其評價結(jié)果的首要條件和評價結(jié)果應用的限制條件。橋梁的靜載試驗是按照設(shè)計標準選取還是按照實際通行荷載標準來選?。磕壳拔覈谶\營的橋梁原設(shè)計荷載標準可能不一,而我國由于地域分布廣荷載的分布也不平衡且鮮有各地的實際通行荷載的實際車輛荷載模型。我國公路橋梁設(shè)計荷載標準也經(jīng)歷了數(shù)次變化,目前我國公路正在運營的荷載主要為2004年以后的標準(公路-I和公路-II級)和汽車-10級、汽車-15級、汽車-20、汽車-超20級兩大類,也有少量更早的低標準荷載等級的橋梁。早期建造的橋梁(汽車-15級)需要進行荷載試驗時,實際的交通車輛荷載與設(shè)計時相比增加量很大。若該橋按照汽車-15級設(shè)計標準進行試驗,檢測的結(jié)果可能能滿足原設(shè)計荷載承載能力標準要求,這個結(jié)論對于橋梁管理單位有多大的參考價值,能保證橋梁在實際運營中的安全嗎?這個結(jié)論事實上對橋梁管理單位的參考價值很小,若經(jīng)過檢測單位檢測后實際在超載條件下橋梁垮塌橋梁檢測單位有無責任?根據(jù)檢測報告的結(jié)論“橋梁承載能力滿足設(shè)計荷載承載能力要求”,檢測單位和管理單位應該都沒有責任,而責任就是“車輛的超載”。
那么橋梁按照汽車-15級荷載的評估結(jié)論看來毫無意義?那么橋梁荷載試驗是否可以按照同1條線路上設(shè)計標準最高的橋梁(假如是公路-I級)進行加載,試驗檢測的結(jié)果可能是承載能力不能滿足公路-I級荷載承載能力的要求。那么這個橋梁該如何處治?按照結(jié)論就應該加固提級或者拆除重建,若這座橋梁所在道路這種低等級的橋梁很多,若都采取措施加固可能資金問題又變成一個很大的問題。即使橋梁按照公路-I級荷載標準對橋梁進行荷載試驗,這個標準的選取可能與實際通行的荷載有很大的區(qū)別,也不是科學的。如何選取荷載試驗標準來確保實際運營橋梁的安全,筆者認為美國建立各州的實際評估荷載模型可以值得我們借鑒。
2、橋梁荷載試驗的模型分析
橋梁荷載試驗的模型分析即車輛荷載效應的理論計算值對橋梁結(jié)構(gòu)的評價影響也很大,有時由于模型的計算可能會導致評價結(jié)果的錯誤。橋梁承載能力的評價時基于校驗系數(shù)來評價的,而校驗系數(shù)為實測參數(shù)與理論計算參數(shù)的比值,因此橋梁荷載試驗的有限元模型計算至關(guān)重要。橋梁結(jié)構(gòu)的有限元模型應該能夠真實的反映現(xiàn)狀橋梁的受力狀態(tài),這就需要在荷載試驗時對有限元模型進行修正。橋梁荷載試驗的有限元模型同橋梁設(shè)計時的模型有一定的區(qū)別,荷載試驗的模型模擬的是橋梁運營狀態(tài)的受力計算。
橋梁在設(shè)計時基于安全的考慮可能沒有考慮橋面鋪裝層的整體受力性能,而橋梁荷載試驗的橋梁可能進行過加固改造,因此橋梁荷載試驗的模型計算除了要考慮設(shè)計、竣工的資料外,還要考慮歷次維修加固對橋梁受力的影響以及橋梁結(jié)構(gòu)病害的、材料力學性能的變化等因素的影響來對有限元模型進行修正。橋梁荷載試驗模型有時可以根據(jù)實測橫向分布來調(diào)整板梁或T梁連接或約束條件;有時也可以采用實測材料的力學性能參數(shù)(彈性模量)來修正;有時可以通過實測動力參數(shù)來調(diào)整橋梁結(jié)構(gòu)的靜力有限元模型。
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