陳 勝

（雞西市公路管理處）

靜力檢測(cè)方法是進(jìn)行全橋承載能力評(píng)估的可靠方法。它采用與常規(guī)設(shè)計(jì)相同的物理、力學(xué)概念,計(jì)算方法和標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范,都易于被工程師所接受和掌握。橋梁靜載試驗(yàn)具體測(cè)定的內(nèi)容包括控制點(diǎn)的靜應(yīng)變和靜位移。通過試驗(yàn)測(cè)定的控制點(diǎn)的應(yīng)變和位移可以推算出有關(guān)的內(nèi)力（如軸力和彎矩）值和撓度值等。將它們與理論計(jì)算值進(jìn)行比較,是判定橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)。但靜載試驗(yàn)也有不足之處象工作面大,加載時(shí)間長,通常還需要中斷交通等。

動(dòng)載試驗(yàn)方法是研究橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能的重要手段之一,該性能是判斷橋梁運(yùn)營狀況和承載能力的重要標(biāo)志之一。通過動(dòng)測(cè)確定橋梁的沖擊系數(shù)來了解車軸荷載對(duì)橋梁的動(dòng)力作用,并以此來判斷橋梁設(shè)計(jì)的安全與經(jīng)濟(jì)性能。以前動(dòng)力檢測(cè)的主要目的還在于確定橋梁的自振頻率,因?yàn)楫?dāng)橋梁的自振頻率處在某個(gè)范圍內(nèi)時(shí),可由外荷載引起的共振的危險(xiǎn)。在最近十幾年以來,試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析法逐漸發(fā)展起來,它集系統(tǒng)識(shí)別、振動(dòng)理論、振動(dòng)測(cè)試技術(shù)、信號(hào)采集與分析等跨學(xué)科技術(shù)為一體。目前己被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空、航天等領(lǐng)域,現(xiàn)在也被應(yīng)用到了土木工程結(jié)構(gòu)的狀態(tài)檢測(cè),通過試驗(yàn)來確定系統(tǒng)的振動(dòng)頻率、振型、阻尼比等參數(shù)。

目前,科研工作者正試圖將這種方法的理論和功能進(jìn)行擴(kuò)展,使之成為能夠用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)整體探傷評(píng)估的有效方法,己經(jīng)提出的方法可分為兩大類,即模型修正法和指紋分析法。但兩者現(xiàn)在還都處于研究階段,有許多技術(shù)問題要解決,離實(shí)際應(yīng)用還有距離。模型修正法的最大缺點(diǎn)是由于不可避免的噪聲干擾和實(shí)測(cè)信息不足,常導(dǎo)致?lián)p傷的誤判：指紋分析法通過指紋的變化來判斷結(jié)構(gòu)的真實(shí)情況。常用的動(dòng)力指紋有頻率、振型、振型曲率/應(yīng)變模態(tài)、功率譜等。該法的最大缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)損傷導(dǎo)致的固有頻率變化很小,而振型（尤其是高階振型）雖然對(duì)局部剛度變化比較敏感,但精確測(cè)量比較困難,振型曲率應(yīng)變模態(tài)則在傳統(tǒng)的低幅值振動(dòng)測(cè)試中變化量的量級(jí)太小,難以起到有效的判別作用。

在結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法當(dāng)中,荷載試驗(yàn)是一種最直觀、最重要的檢測(cè)方法。它是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載測(cè)試的一項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)工作,通過了解橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài),從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力及評(píng)價(jià)橋梁的營運(yùn)質(zhì)量。對(duì)于一些在理論上難以計(jì)算的部位,通過荷載試驗(yàn)可達(dá)到直接了解其受力的目的；通過荷載試驗(yàn)還能有助于發(fā)現(xiàn)在一般性檢查中難以發(fā)現(xiàn)的隱藏病害；通過荷載試驗(yàn)可以檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量：通過荷載試驗(yàn)可以確定舊橋結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力,為制定橋梁加固或改建技術(shù)方案提供科學(xué)依據(jù)。

橋梁的荷載試驗(yàn)是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作,技術(shù)含量高,應(yīng)根據(jù)荷載試驗(yàn)的目的進(jìn)行認(rèn)真的調(diào)查分析,必要時(shí)進(jìn)行相關(guān)的理論分析。公路橋梁荷載試驗(yàn)應(yīng)以國家和交通部頒布的有關(guān)公路橋涵的法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)來進(jìn)行,對(duì)于某些新結(jié)構(gòu)以及采用新材料、新工藝的橋梁,無相關(guān)條款規(guī)定時(shí),可借鑒國外或國內(nèi)其他行業(yè)的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。荷載試驗(yàn)的主要內(nèi)容包括：

（1）荷載試驗(yàn)方案的擬定（包括靜載試驗(yàn)與動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)試項(xiàng)目）；

（2）荷載試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)設(shè)置與測(cè)試儀器、設(shè)備組配；

（3）荷載試驗(yàn)的加載等級(jí)控制與試驗(yàn)過程安全控制；

（4）試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與結(jié)構(gòu)性能評(píng)定；

（5）試驗(yàn)報(bào)告編寫。

根據(jù)荷載試驗(yàn)的作用性質(zhì),橋梁荷載試驗(yàn)可分為靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)。雖然二者在試驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容上都很不相同,但對(duì)承受以車輛荷載為主的橋梁結(jié)構(gòu)來說,這兩種性質(zhì)的荷載試驗(yàn)對(duì)于全面分析和了解橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)是同樣重要的。靜載試驗(yàn)可在結(jié)構(gòu)上布置較多的測(cè)點(diǎn),便于更全面的分析結(jié)構(gòu)的受力情況。動(dòng)載試驗(yàn)則是研究分析橋梁結(jié)構(gòu)在車輛荷載或其他動(dòng)力荷載作用下的振動(dòng)特性所必需的。在橋梁動(dòng)載試驗(yàn)當(dāng)中,按作用方式可將動(dòng)力荷載分為沖擊荷載、振動(dòng)荷載、和制動(dòng)荷載。在具體的試驗(yàn)中可根據(jù)試驗(yàn)的具體要求來選擇荷載方式。

目前,在橋梁設(shè)計(jì)實(shí)踐中,對(duì)于車輛荷載所產(chǎn)生的動(dòng)力作用的影響,采用了在結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算的基礎(chǔ)上引入活載沖擊系數(shù)的方法來考慮。以跨長或加載長度作為參數(shù)的沖擊系數(shù)是一個(gè)概括了多種影響因素的綜合性技術(shù)指標(biāo)。沖擊系數(shù)的數(shù)值范圍一般是通過橋梁動(dòng)載試驗(yàn),并綜合分析來確定的。橋梁荷載試驗(yàn)也是新型橋梁結(jié)構(gòu)性能研究、各類橋梁施工質(zhì)量與結(jié)構(gòu)承載能力評(píng)定工作的重要手段。普及橋梁荷載試驗(yàn)技術(shù),搞好試驗(yàn)工作并做出橋梁結(jié)構(gòu)性能的正確評(píng)價(jià),對(duì)于推動(dòng)我國橋梁建設(shè),提高橋梁工程質(zhì)量,挖掘服役橋梁承載潛能,都具有十分重要的意義。