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【摘 要】 我国经济技术快速发展的同时，也带动了桥梁建设的飞速发展，这就要求必须更好地分析桥梁建设的特性，以便促进桥梁建设的进一步发展，而分析桥梁建设的重要手段之一就是桥梁的静动载试验分析。本文就桥梁相关检测试验展开，先介绍了桥梁的静载试验相关检测，接着介绍了桥梁的动载试验的检测，最后总结了这两种试验方法，并提出了一点展望。
【关键词】 桥梁；静载试验；动载试验；检测
桥梁的静动载试验是指在桥梁的指定位置加上静动荷载，再据此测定桥梁结构的一些相关参数，如：应力、挠度、应变以及自振频率、阻尼比和冲击系数。它可以对桥梁在实际中的工作状态和承载能力有一定直接的了解，同时对在理论上难以计算的一些部位和其受力状态都能有一定的把握，关于桥梁的安全承载能力也会做一个初步的判别，对一些隐蔽病害，在一般的检查和检测中难以发现的也会及时的发现并预防。掌握在设计荷载作用下的被检测桥跨结构的实际工作性能，对桥梁结构做出总体评价，为后期桥梁的维护、改建、加固等相关工作提供依据。
一、桥梁的静载试验
静载试验是在指定位置对桥梁进行加载试验荷载，并据此对桥面相关的挠度、应力增量等参数进行测试。首先需要对静载试验有一个正确的理论分析，在试验前计算出各控制截面的内力影响线，进行静力加载的相关计算，然后比较静力理论计算的结果和荷载实际试验的结果，为确定桥梁结构的实际工作情况是否与设计期望值相符，还需要结合原施工控制所获得成桥状态恒载应力，并对施工质量、运营安全度做出相应的判断。它可以直接、有效地检验桥梁结构的实际性能如强度、刚度等。按照满足桥梁的静力试验活载的相关原则来确定试验荷载。试验时，外界因素如：温度，载荷加载情况等也会影响测量结果，要尽量控制住。下面分几个方面来介绍静载试验。
1、试验目的
1）通过静载试验，对结构的实际工作情况有一定的了解，并根据设计要求分析结构的实际工作状态或判断其受力状态是否正常。2）通过对静载试验进行理论计算和研究分析，对桥梁结构的设计和施工质量进行检测，进而对桥梁的承载能力及工作状况做一个综合的评价。3）为桥梁后期的维修、加固和改造提供一些依据，以便正确使用、养护、维修桥梁。
2、测量项目
1）结构控制截面的挠度或变位。2）结构控制截面的最大应力（应变）。3）在偏载作用下结构的影响系数。
3、测点布置及所需仪器
在满足试验目的的前提下，测点的布置数量必须充分、足够且测点必须具有代表性，以便于进行相应的计算分析。一般将测点布设在产生最不利内力较大的位置，如桥梁的跨中。通常为了测量结构的应力（即应变），一般采用的方法是：在主梁控制截面处粘贴振弦式应变计或电阻应变片。可采用应变传感器测量应变及位移，如测量在荷载作用下桥梁结构各控制截面的应变；同时在观测桥梁变形时，可通过变形观测控制网来实现，对在荷载作用下桥面的变形情况，可采用精密水准仪或全站仪来测量。
4、试验程序及注意事项
4.1试验程序
1）试验时交通要进行封闭，试验人员做好进场前、进场后的准备工作。2）预加载，为使结构进入正常工作状态，消除结构的非弹性变形，同时也是对仪器准备工作是否正常和人员是否组织完善的检测。3）正式分级加载，统一指挥，接着读数并将所读数据发送出去。4）进行卸载。
4.2注意事项
1）为了让结构充分变形，读数必须在施加荷载并持续了一段时间之后才可以进行。结构的变形是否达到稳定决定了加载和卸载的持续时间，一般都将时间控制在10min，以避免温度变化给试验带来不利。当加载完最后一级荷载，且读完相应的数据后，将所有的试验荷载卸去，空出30min时间让结构变形恢复，最后再读一次数作为结构的残余变形值。
2）进行对静载试验数据的实时处理时，要对结构在各级荷载下的反应进行分析，并判断其是否正常。如果加载试验过程中，出现以下情况如：实际测量值发生异常或其高出理论值0.2倍，应立即停止加载并分析其出现异常的原因，这样做可以尽可能的减少结构的受力损伤或局部破坏，对桥梁的承载能力也有一定的保护。
5、分析总结
5.1强度校验系数
Kq=
其中，e是试验测得的应力差值；t是理论应力差值。桥梁结构满足强度要求时，此时的强度校验系数Kq<1，其安全储备足够。而若Kq>1，则强度设计不满足要求。
5.2刚度校验系数
Kq=
其中，e是實测挠度值，t是理论挠度值。桥梁结构的竖向静力刚度满足要求时，此时的刚度校验系数Kq<1，其安全储备足够。而若Kq>1，则刚度设计不满足要求。
5.3结构抗裂分析
分析桥梁在最不利汽车荷载组合的情况下，在加载的过程中是否会出现拉裂缝。
二、桥梁的动载试验
1、测试仪器
传感器、示波器、放大器、数字信号处理器、磁带记录仪及相应的谱分析软件等都属于动载试验的测试仪器。选配测试系统时，要同时考虑到所使用的仪器和传感器各自的性能。
2、试验方法
2.1脉动试验
当桥面上无汽车行驶和其他的周期性干扰力时，在风、地面微振等环境因素的作用下，平稳的各态历经宽带随机激励给桥梁提供激励。结构响应的主谐量，是在其固有频率附近的振动，从而结构的固有频率可以通过脉动测试确定。
2.2跳车试验
跳车试验是测试桥跨结构在汽车跨过一定高度的高跳板后制动，包括汽车质量测其相应的衰减振动，从而确定桥梁的冲击系数，再对桥梁结构的振动性质有一个明确的分析。
2.3跑车试验
1）测试桥梁结构上有汽车通过时，其相应的强迫振动响应；2）测试汽车通过后（即激励后）桥梁结构的振动衰减情况。 3、数据分析
3.1固有频率
可以通过测试系统实测记录功率图谱上的峰值、时域历程曲线或其自相关图来确定桥梁的竖向和横向的各阶自振频率。结构的刚度特性可以通过比较实际测量值与理论计算值来进行评估。如果理论计算值小于实际测量值，则说明桥梁结构的实际刚度比較大。反之，则说明桥梁结构的实际刚度偏小，可能存在一些不正常的现象如桥梁开裂等。但在实际的工程中，一般理论建模分析得到的频率都要小于试验实际测量的桥梁频率，这是由于横隔梁和桥面铺装等在实际建模中均对桥梁的刚度有一定的贡献。
3.2阻尼比
结构振动各阶模态的阻尼比计算方法是：在测得的脉动试验数据基础上，再结合各种识别方法进行计算阻尼比，识别方法有基于功率谱分析法、希尔伯特变换法等。一般用对数衰减率和阻尼比D的关系来表示桥梁结构的阻尼特性，关系可通过时域信号中的振动衰减曲线求得。
3.3冲击系数
目前获取冲击效应的准确的方法就是通过动载试验测试桥梁结构的冲击系数来反映。根据跑车试验测得的中跨跨中的竖向振幅和以中跨跨中为最不利加载截面加载时中跨跨中的静挠度，计算出桥梁的冲击系数。评定桥梁结构的行车性能时，可以通过在跑车试验中测定的动力冲击系数来实现，实际测量的桥梁冲击系数过大或过小，都说明桥梁结构行车性能较差。但是，目前衡量桥梁和汽车之间的相互动力作用，只是采用单一的冲击系数值来确定，这种方法过于简单。
3.4振型
一般采用共振法来测定振型，即在结构的各个相关部位安装上传感器，这样可以方便的记录在激振装置激发结构共振时，结构各部位的振幅和相位，然后根据测得的各个点的振幅和相位进而画出振型曲线。
三、结束语
通过分析静动载试验采集的数据，可以判断桥梁结构的安全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。另外，通过高精度仪器，采用简单的办法，可以快速地对桥梁进行各种静、动荷载试验，试验结果可验证桥梁的工作性能，同时为桥梁的正常运营和养护、管理提供基础数据。
桥梁静动载试验工作非常复杂，工序较多，这就要求工作人员不仅要有坚实的理论知识，还要有丰富的现场经验以便对现场进行更好的指导。通过介绍桥梁检测所包含的项目和各项目所要达到的目的，荷载试验注意事项及简介各试验方法，为后期荷载试验及实施做好准备。
参考文献：
1、宋博琪，傅红丽，马秀君.桥梁的静载与动载试验
2、申明文，周海俊.桥梁静动载试验检测方法
3、程来秀，彭囡.基于静载试验的桥梁结构检测评价
4、胡大林.桥涵工程试验检测技术
【关键词】 桥梁；静载试验；动载试验；检测
桥梁的静动载试验是指在桥梁的指定位置加上静动荷载，再据此测定桥梁结构的一些相关参数，如：应力、挠度、应变以及自振频率、阻尼比和冲击系数。它可以对桥梁在实际中的工作状态和承载能力有一定直接的了解，同时对在理论上难以计算的一些部位和其受力状态都能有一定的把握，关于桥梁的安全承载能力也会做一个初步的判别，对一些隐蔽病害，在一般的检查和检测中难以发现的也会及时的发现并预防。掌握在设计荷载作用下的被检测桥跨结构的实际工作性能，对桥梁结构做出总体评价，为后期桥梁的维护、改建、加固等相关工作提供依据。
一、桥梁的静载试验
静载试验是在指定位置对桥梁进行加载试验荷载，并据此对桥面相关的挠度、应力增量等参数进行测试。首先需要对静载试验有一个正确的理论分析，在试验前计算出各控制截面的内力影响线，进行静力加载的相关计算，然后比较静力理论计算的结果和荷载实际试验的结果，为确定桥梁结构的实际工作情况是否与设计期望值相符，还需要结合原施工控制所获得成桥状态恒载应力，并对施工质量、运营安全度做出相应的判断。它可以直接、有效地检验桥梁结构的实际性能如强度、刚度等。按照满足桥梁的静力试验活载的相关原则来确定试验荷载。试验时，外界因素如：温度，载荷加载情况等也会影响测量结果，要尽量控制住。下面分几个方面来介绍静载试验。
1、试验目的
1）通过静载试验，对结构的实际工作情况有一定的了解，并根据设计要求分析结构的实际工作状态或判断其受力状态是否正常。2）通过对静载试验进行理论计算和研究分析，对桥梁结构的设计和施工质量进行检测，进而对桥梁的承载能力及工作状况做一个综合的评价。3）为桥梁后期的维修、加固和改造提供一些依据，以便正确使用、养护、维修桥梁。
2、测量项目
1）结构控制截面的挠度或变位。2）结构控制截面的最大应力（应变）。3）在偏载作用下结构的影响系数。
3、测点布置及所需仪器
在满足试验目的的前提下，测点的布置数量必须充分、足够且测点必须具有代表性，以便于进行相应的计算分析。一般将测点布设在产生最不利内力较大的位置，如桥梁的跨中。通常为了测量结构的应力（即应变），一般采用的方法是：在主梁控制截面处粘贴振弦式应变计或电阻应变片。可采用应变传感器测量应变及位移，如测量在荷载作用下桥梁结构各控制截面的应变；同时在观测桥梁变形时，可通过变形观测控制网来实现，对在荷载作用下桥面的变形情况，可采用精密水准仪或全站仪来测量。
4、试验程序及注意事项
4.1试验程序
1）试验时交通要进行封闭，试验人员做好进场前、进场后的准备工作。2）预加载，为使结构进入正常工作状态，消除结构的非弹性变形，同时也是对仪器准备工作是否正常和人员是否组织完善的检测。3）正式分级加载，统一指挥，接着读数并将所读数据发送出去。4）进行卸载。
4.2注意事项
1）为了让结构充分变形，读数必须在施加荷载并持续了一段时间之后才可以进行。结构的变形是否达到稳定决定了加载和卸载的持续时间，一般都将时间控制在10min，以避免温度变化给试验带来不利。当加载完最后一级荷载，且读完相应的数据后，将所有的试验荷载卸去，空出30min时间让结构变形恢复，最后再读一次数作为结构的残余变形值。
2）进行对静载试验数据的实时处理时，要对结构在各级荷载下的反应进行分析，并判断其是否正常。如果加载试验过程中，出现以下情况如：实际测量值发生异常或其高出理论值0.2倍，应立即停止加载并分析其出现异常的原因，这样做可以尽可能的减少结构的受力损伤或局部破坏，对桥梁的承载能力也有一定的保护。
5、分析总结
5.1强度校验系数
Kq=
其中，e是试验测得的应力差值；t是理论应力差值。桥梁结构满足强度要求时，此时的强度校验系数Kq<1，其安全储备足够。而若Kq>1，则强度设计不满足要求。
5.2刚度校验系数
Kq=
其中，e是實测挠度值，t是理论挠度值。桥梁结构的竖向静力刚度满足要求时，此时的刚度校验系数Kq<1，其安全储备足够。而若Kq>1，则刚度设计不满足要求。
5.3结构抗裂分析
分析桥梁在最不利汽车荷载组合的情况下，在加载的过程中是否会出现拉裂缝。
二、桥梁的动载试验
1、测试仪器
传感器、示波器、放大器、数字信号处理器、磁带记录仪及相应的谱分析软件等都属于动载试验的测试仪器。选配测试系统时，要同时考虑到所使用的仪器和传感器各自的性能。
2、试验方法
2.1脉动试验
当桥面上无汽车行驶和其他的周期性干扰力时，在风、地面微振等环境因素的作用下，平稳的各态历经宽带随机激励给桥梁提供激励。结构响应的主谐量，是在其固有频率附近的振动，从而结构的固有频率可以通过脉动测试确定。
2.2跳车试验
跳车试验是测试桥跨结构在汽车跨过一定高度的高跳板后制动，包括汽车质量测其相应的衰减振动，从而确定桥梁的冲击系数，再对桥梁结构的振动性质有一个明确的分析。
2.3跑车试验
1）测试桥梁结构上有汽车通过时，其相应的强迫振动响应；2）测试汽车通过后（即激励后）桥梁结构的振动衰减情况。 3、数据分析
3.1固有频率
可以通过测试系统实测记录功率图谱上的峰值、时域历程曲线或其自相关图来确定桥梁的竖向和横向的各阶自振频率。结构的刚度特性可以通过比较实际测量值与理论计算值来进行评估。如果理论计算值小于实际测量值，则说明桥梁结构的实际刚度比較大。反之，则说明桥梁结构的实际刚度偏小，可能存在一些不正常的现象如桥梁开裂等。但在实际的工程中，一般理论建模分析得到的频率都要小于试验实际测量的桥梁频率，这是由于横隔梁和桥面铺装等在实际建模中均对桥梁的刚度有一定的贡献。
3.2阻尼比
结构振动各阶模态的阻尼比计算方法是：在测得的脉动试验数据基础上，再结合各种识别方法进行计算阻尼比，识别方法有基于功率谱分析法、希尔伯特变换法等。一般用对数衰减率和阻尼比D的关系来表示桥梁结构的阻尼特性，关系可通过时域信号中的振动衰减曲线求得。
3.3冲击系数
目前获取冲击效应的准确的方法就是通过动载试验测试桥梁结构的冲击系数来反映。根据跑车试验测得的中跨跨中的竖向振幅和以中跨跨中为最不利加载截面加载时中跨跨中的静挠度，计算出桥梁的冲击系数。评定桥梁结构的行车性能时，可以通过在跑车试验中测定的动力冲击系数来实现，实际测量的桥梁冲击系数过大或过小，都说明桥梁结构行车性能较差。但是，目前衡量桥梁和汽车之间的相互动力作用，只是采用单一的冲击系数值来确定，这种方法过于简单。
3.4振型
一般采用共振法来测定振型，即在结构的各个相关部位安装上传感器，这样可以方便的记录在激振装置激发结构共振时，结构各部位的振幅和相位，然后根据测得的各个点的振幅和相位进而画出振型曲线。
三、结束语
通过分析静动载试验采集的数据，可以判断桥梁结构的安全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。另外，通过高精度仪器，采用简单的办法，可以快速地对桥梁进行各种静、动荷载试验，试验结果可验证桥梁的工作性能，同时为桥梁的正常运营和养护、管理提供基础数据。
桥梁静动载试验工作非常复杂，工序较多，这就要求工作人员不仅要有坚实的理论知识，还要有丰富的现场经验以便对现场进行更好的指导。通过介绍桥梁检测所包含的项目和各项目所要达到的目的，荷载试验注意事项及简介各试验方法，为后期荷载试验及实施做好准备。
参考文献：
1、宋博琪，傅红丽，马秀君.桥梁的静载与动载试验
2、申明文，周海俊.桥梁静动载试验检测方法
3、程来秀，彭囡.基于静载试验的桥梁结构检测评价
4、胡大林.桥涵工程试验检测技术