基于动静载试验的桥梁状态评估初探

基于动静载试验的桥梁状态评估初探

陈伟

广东科伟工程检测有限公司 523208

摘要：随着我国社会经济的快速发展，桥梁工程建设活动也变得更加频繁，并且整个工程领域也融入了较多新技术。在当前我国桥梁建设过程中，很多工程项目都会使用动静载试验的方式，明确桥梁的实际状态，给后续桥梁施工活动带来相应的数据支持。本文先阐述了桥梁状态动静载试验的具体内容，接着结合桥梁工程施工的经验，全面分析了基于动静载试验的桥梁状态评估流程，详细展示了静载试验、动载试验、有限元修正等模块的详细内容，使得桥梁状态评估活动可以取得更好成效。

关键词：动静载试验；桥梁状态；状态评估；有限元修正

我国现代化桥梁在上个世纪九十年代就进入了快速发展期，同时桥梁的建设数量与规模都得到了显著提升。但在当前的桥梁工程建设过程中，也出现了混凝土开裂、桥面破损等问题，使得桥梁的使用风险显著增加。特别是一些早期建设的桥梁，在设计层次方面已经不满足当今社会的需求，在运行过程中已经存在较多的安全隐患。在这种情况下，就有必要针对桥梁状态评估的有效方法进行全面分析，从而给后续桥梁维护工作提供相应的支持。下面也立足于这一点，全面探讨基于动静载试验的桥梁状态评估方法。

一、桥梁状态动静载试验分析

（一）动静载试验的目的

在桥梁工程中，动静载试验的目的主要在于通过这套试验，验证桥梁结构的实际工作状态，同时还要依托于此来判定桥梁结构的安全性能，并分析桥梁工程的受力状态。总体来看，基于动静载试验的桥梁状态评价活动，可以立足于桥梁实际状态来印证桥梁结构设计的相关理论与方法，以及桥梁设计和施工的质量水平，最终基于桥梁结构当前的实际承载力明确桥梁工程可能存在的安全风险，给后续进行桥梁维护与修理提供较好的支撑。

（二）动静载试验的使用分析

静载试验主要是指将静止载荷放置在桥梁的指定位置上，并对桥梁的静力位移、静力应变、桥体裂缝等参数信息进行全面观测与分析，同时还要探索桥梁结构在静载荷作用下的工作性能水平和实际使用状况。在当前我国桥梁工程状态检测与评估过程中，静载试验是一种非常常见的方式，同时在设计活动中也可以作为一项重要的数据参考。动载试验主要是指在桥梁上施加运动载荷，并贯彻与分析桥梁工程的各项参数信息，目前已经成为了桥梁承载力评定和桥梁结构性能识别的重要参数。在具体使用这套方法的时候，需要试验人员能够综合利用理论分析和试验检测，保证动静载试验的综合成效。

（三）有限元模型的引入

在动静载试验活动中，试验人员也应该积极引入有限元模型。有限元模型的引入主要用于试验数据的分析与验证。有限元模型的引入可以立足于理论层面分析桥梁在静载和动载的条件下，针对桥梁的载荷成熟情况进行深入探索，使得针对桥梁动载荷分析活动可以取得更好的成效。

二、基于动静载试验的桥梁状态评估流程

（一）工程分析

在具体进行桥梁状态的动静载试验之前，相关人员也应该做好工程分析工作，并进行相应的准备活动。在这个过程中，试验人员应该做好桥梁工程项目相关资料的深入调研，收集桥梁设计文件、使用年限、桥面破损情况、桥体裂缝等内容，给后续进行动静载试验和有限元分析提供一定的数据支撑。与此同时的，试验人员也应该明确动静载试验开展的相关技术标准，同时还要进行后续试验活动的详细规划，保证动静载试验活动能够有效开展。

（二）静载试验

在开展静载试验的时候，试验人员应该先明确桥梁控制截面。在选定控制截面的时候，试验人员应该结合桥梁工程的实际情况，选择可以反映桥梁设计最不利受力状态面，但不能选择过多控制面板。简单结构的桥梁只需要选择一个控制面板即可。而设计复杂的桥梁可以设计多个控制面板，但应该尽可能减少控制面。在布设试验观测点的时候，试验人员应该结合具体载荷工况进行选择，最终形成多个检测项目，具体有截面应变、挠度、转角、下沉、水平位置等。在具体观测点设计方面，可以设计为跨中、四分点、支点、支座、墩台等区域。在同一点检测的时候，试验人员也可以使用不同的检测方法进行验证，最终保证静载试验的最终成效。

（三）动载试验

动态试验活动的开展主要可以分为三个部分，这里也进行综合的阐述。第一，振源分析。即试验人员先对桥梁工程项目进行深入全面的分析，明确桥梁工程的振源，可以给后续研究提供必要的数据支撑。第二，传感器布设。试验人员在明确桥梁阵源以后，就可以考虑开展传感器布设工作，同时还要完成测量路线的安排，以及相关显示装置的安置。第三，动载荷设计。在大部分桥梁工程中，都会使用一辆标准载荷车辆进行行车试验和跳车试验，并引入模态分析法来提取工程各项参数，充分展示动态试验结果。

（四）有限元修正

有限元分析在动静载试验活动中可以得到较好的应用，同时使用这套技术也可以实现较好的数据修正。这主要是因为有限元分析可以将桥梁主体划分为有限个小单元，并对各个单元结构展开全面的分析与探索，并分析各个单元的边界条件和平衡方式，最终也就可以更好展示桥梁的状态，实现对动静载试验结果的修正，更好展示桥梁的状态。

三、基于动静载试验的桥梁状态评估活动需要注意的问题

基于动静载试验的桥梁状态评估活动在具体开展过程中还应该注意多个方面的问题，这里也进行综合的阐述与分析。第一，在进行静载试验的时候，试验人员粘贴传感器的时候如果遇到了结构性裂缝，那么就应该将传感器跨裂缝粘贴，可以更好明确钢琴的受力状态。第二，在进行静载试验的时候，为了充分贯彻小信号、低干扰等目的，应该充分重视传感器连接导线的设计，最好选择直径较大的电缆线，同时还要布设金属屏蔽体系，避免传感器受到不必要的干扰。第三，在进行数据采集的时候，应该保证载荷施加完全稳定的以后再开始采集。通常来说，混凝土桥梁应该等到载荷施加十分钟以后开始采集数据，而钢结构桥梁则应该至少等待五分钟。在实际检测的时候，试验人员应该结合实际数据的波动情况开展数据采集活动。第四，在进行动载试验的时候，试验人员应该注意贯彻时域曲线、频域曲线等内容，并完成桥梁频率实测值和理论值的差异，提高试验活动的效果。第五，试验人员在动载试验过程中需要进行动位移的测量，这里最好使用电测千分表、应变式顶针位移针等工具，提高试验活动的便捷性。

四、结束语：

综合来看，我国社会环境中投入使用的很多桥梁工程都存在一定的安全问题，应该在后续时间里充分引起重视。由于桥梁工程的状态通过肉眼观察和经验判断很难取得较好成效，因此基于动静载试验的桥梁状态评估活动将会取得更好的应用空间。对于各个试验人员来说，也应该充分了解动静载试验的详细内容，以及这套试验在具体桥梁工程项目中的应用流程。在这个过程中，试验人员也要灵活使用有限元分析软件进行数据深度处理和验算，充分保证动静载试验能够取得较好成效，同时全面展现桥梁的实际状态。

参考文献：

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