如何检测桥梁的应力

如何检测桥梁的应力

测量桥梁应力的内容和方法

桥梁检测通常可以根据桥型确定调查的要点，如梁桥的检查要点有：跨中部位的裂缝、挠度；端部的斜裂缝；主梁连接部位的状况；构件的外观质量等等，拱桥的检查要点有：拱圈拱顶裂缝、墩的位移等，通过外观的检查可以分析判断桥梁病害产生的原因。

桥梁从总体上可以分为上部结构、下部结构、附属结构。上部结构在梁式桥中主要是指主梁；下部结构包括桥墩、桥台、基础与承台、桩等；附属结构有桥面铺装、栏杆、伸缩缝等，每个部位都有其自己的受力特征，病害也有一些共性，如果出现的不是常规病害，应当仔细研究找出病因。

桥梁上部结构检测内容包括空心板梁体混凝土强度、空心板梁体混凝土碳化深度和梁体裂缝状况及分布规律等，桥梁下部结构检测内容包括敦台裂缝状况及分布规律和框架桥墩的风化、剥落、开裂、错位、下沉及水平位移或转动等情况。

桥面系检测内容包括桥面铺装、人行道、栏杆、排水设施及伸缩缝等，主要从以下几个方面进行检查：蟠面铺装有无裂缝、剥落、洼地积水、坑穴、波浪和鼓包；人行道及缘石有无剥落、破损；栏杆系有无撞击损坏、松动、开裂、下挠、上拱、歪斜及构件混凝土开裂。

桥梁支座检测内容包括支座功能是否完好、组件是否完整与清洁；底座、梁底、辊轴混凝土是否碎裂；座板、齿板有无脱焊；有无断裂、错位和脱空现象；橡胶支座的是否老化、变形、失效等等。

首先是桥梁调查与检算，要是资料收集，资料收集涉及的细节很多，如设计资料里面有计算书、设计图纸、修改图纸以及地质资料等等；施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等；其他养护、维修资料则包括历史上通过的特种车辆、交通量状况、养护维修的资料等。

其次是承载力检算，当对桥梁的整体特性进行了一些了解之后，还应当做一些必要的验算工作，验算的原则是有关技术规范，但需注意的是，有些具体的参数应当以实际桥梁为准，该折减的要进行折减，必要的时候还应当考虑某些有利因素。

通过验算，我们可以判断出桥梁结构的承载能力是否满足设计要求，评价桥梁的施工质量和营运条件，而对于旧桥，可以挖掘其承载潜能，并可以对不能满足要求的现役桥梁作出加固或重修建议。

回弹法是使用回弹仪来检测混凝土抗压强度的方法，回弹仪是一种机械式的无损检验仪器，回弹仪的弹击锤被一定的弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度(通过回弹仪读得回弹值)与混凝土表面硬度也成一定的比例关系，用回弹法检测混凝土抗压强度的设备简单、操作方便、测试迅速，故在现场直接测定中使用较多。

桥梁检测动载试验是动力测定评价方法的基本测试项目，内容主要是结构动力特性和动载响应的试验与分析，量测的主要部位是结构动力效应构件的动应力及动变形的控制截面，一般来说，检测项目主要包括桥梁动力特性模态参数测试(频率、振形、阻尼比)和桥梁动力响应测试(动挠度、动应力、加速度、冲击系数)。

桥梁固有频率的测定结构比较简单的，只需结构的一阶频率，结构比较复杂的动力分析，还应考虑第二、第三及更高阶的频率，桥梁固有频率可以直接通过测试系统实测记录的功率谱图上的峰值、时域历程曲线或其自相关图上确定，由基频还可以推算承重结构的动刚度。

冲击系数的测试通常采用测定结构动应变或动挠度的方法，测试前，在梁的跨中(或变位、应变处)布置电阻应变片式的位移计或应变计，并通过动态应变仪与电脑相接，试验时，由加载车辆以某一速度从测点驶过，记录其输出应变随时间变化的实时信号。

一般情况下，应测试记录多种车速下的输出应变结果，以作分析比较，一般来讲，桥梁在跨径L为30一70m时，车辆与桥梁的自振频率较接近，易产生共振，在单台车作用下的冲击系数特别大；冲击系数随阻尼比的减小而增大，阻尼比越小，冲击系数受桥梁的影响越明显。

预应力混凝土梁桥的冲击系数大于同等跨径的钢筋混凝土梁桥，这些在测试中需注意，以便更好地分析冲击系数的测试结果。

事实上，实测汽车冲击系数除了与结构本身有关，还与试验车辆的性质、路面平整度、车速有一定关系，车辆荷载本身是一个带有质量的振动系统，当它在桥上行驶时，与桥产生车、桥耦合振动，由于车辆动力特性的复杂性，以及桥梁阻尼的离散性和桥面不平整的随机性，同一座桥梁多次不同的试验，测得的冲击系数也不尽相同。

桥梁动力荷载试验是指采用动力荷载如行驶的汽车荷载或其他动力荷载作用于桥梁结构上，以测出结构的动力特性，从而判断出桥梁结构在动力荷载下受冲击和振动影响的试验，通常采用车辆加载方式，测定梁的应变、挠度和裂缝，根据试验结果与理沦计算值的对比分析，来判断桥梁的实际承载能力。

这种荷载试验是非破坏性的，根据试验荷载的作用性质，通常分为静载试验和动载试验，前者反映桥梁在静载作用下的结构工作性能，后者反映桥梁结构的动力性能静载试验，静力荷载试验是将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，以便能够测试出结构的静应变，静位移以及裂缝等。

一般进行的分析评定工作主要包括对结构工作状况的评定、结构的强度及稳定性、地基与基础、结构的刚度要求、裂缝等。