1.桥梁试验的任务
桥梁试验的任务主要包括以下几个方面。
(1)确定新建桥梁结构的承载能力和使用条件。
对于重要的桥梁结构,在其建成后,应通过桥梁试验考察该桥的施工质量与结构性能,判定桥梁结构的实际承载能力,为竣工验收、投入运营提供科学的依据。对于新型或复杂的桥梁结构,通过系统的桥梁试验,可以掌握结构在荷载作用下的实际受力状态,探索结构受力行为的一般规律,为充实和发展桥梁结构的设计计算理论积累科学的资料。
(2)评估既有桥梁的使用性能与承载能力。
既有桥梁结构在运营期间,可能因遭遇水害、地震等自然灾害而受到损伤,或因设计、施工不当而产生严重缺陷,或因使用荷载大幅度增长而严重超过设计荷载等级,对于这些情况,通常通过桥梁试验来评估既有桥梁的使用性能与承载能力,为既有桥梁养护、加固、改建或限载对策制定提供科学的依据。对于缺乏完整技术资料的既有桥梁,进行桥梁试验更为必要。
(3)研究结构(构件)的受力行为,总结结构受力行为的一般规律。
随着桥梁工程的不断发展,新结构、新材料、新工艺的推广应用,原有的规范、规程往往不能适应工程实践的要求。为了修改和完善既有的规范、规程,指导设计与施工工作,就需要进行大量的试验。
2.桥梁试验的分类
(1)按照试验的目的与要求分类。(www.daowen.com)
在实际工作中,桥梁试验的种类很多。按照试验的目的与要求,桥梁试验可分为科学研究性试验和生产鉴定性试验。科学研究性试验的目的是建立或验证结构设计计算理论和经验公式,或验证某一结构理论体系中的科学假设判断的可靠性。科学研究性试验一般把对结构或构件的主要影响因素作为试验参数,试验结构的设计与数量均应按照具体研究目的的需要确定。根据实际情况,试验可在原型结构上进行,也可在模型结构上进行。科学研究性试验一般采用模型结构,在专门的试验室内进行。利用特定的加载装置,以消除或减少外界因素的干扰,同时突出所要研究的主要因素。
生产鉴定性试验是指通过系统的模型试验,对测试资料数据加以分析论证,从而揭示出具有普遍意义的规律。生产鉴定性试验具有直接服务于生产实践的意义,一般以原型结构作为试验对象,在现场进行试验,根据规范、标准的要求,按照有关设计文件,通过试验来确定结构的实际承载能力、使用性能和使用条件,检验设计、施工质量,提出桥梁养护、加固、改建、限载对策,有效地保证桥梁结构的安全使用。生产鉴定性试验也称为桥梁检测,包括静载试验、动载试验、无损检测与长期监控测试四个方面。在桥梁试验中,原型试验存在费用高、期限长、测试环境多变等不利的影响因素,如对一些大型桥梁进行多因素的科学研究性试验,有时是难以实现的。因此,结合原型桥梁进行模型试验往往成为科技工作者开展试验的一种有效手段,可以更为方便全面地研究主要影响因素之间的关系,探索结构行为的普遍规律,推动新结构、新材料、新工艺的发展与应用。
(2)按照试验荷载作用的性质分类。
按照试验荷载作用的性质,桥梁试验可分为静载试验和动载试验。桥梁静载试验是将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置,测试结构的静力位移、静力应变、裂缝等参量,从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作性能。动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动,测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、行车响应等参量的试验项目,从而判断桥梁结构的整体刚度及行车性能。静载试验与动载试验虽然在试验目的、测试内容等方面不同,是两种性质的试验,但对于全面分析掌握桥梁结构的工作性能是同等重要的。
(3)按照试验对结构产生的后果分类。
按照试验对结构产生的后果,桥梁试验可分为破坏性试验和非破坏性试验。一般情况下,生产鉴定性试验多为非破坏性试验。但在某些情况下,为了达到预定的试验目的,需要进行破坏性试验,以掌握试验结构由弹性阶段进入塑性阶段甚至破坏阶段时的结构行为、破坏形态等试验资料。实际上,原型结构的破坏试验,不论是在费用上还是在方法上都存在一些具体的问题,特别是在结构进入破坏阶段后试验是比较困难的。因此。破坏试验一般均以模型结构为对象,在实验室内进行,以便能够较为方便可行地进行加载、控制、量测、分析,从而总结出具有普遍意义的规律,并推广应用于原型结构。
(4)按照试验持续时间的长短分类。
按照试验持续时间的长短,桥梁试验可分为长期试验和短期试验。生产鉴定性试验与一般的科学研究性试验多采用短期试验方法,只有那些必须进行长期观测的现象,如混凝土结构的收缩和徐变性能、桥梁基础的沉降等,才采用长期试验的方法。此外,大型桥梁结构或新型桥梁结构常常采用长期观测或组织定期的检测,以积累这些结构长期使用性能的资料。
总之,结合具体的试验目的及要求,可选用一种或几种试验方法。在选择时应考虑经济成本,一般能用模型代替的,就不做大规模的原型试验;通过非破坏性试验可以达到试验目的的,就不做破坏性试验。
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