公路橋梁檢測中荷載試驗的應用

摘 要：眾所周知一個國家的經濟發展情況是很大程度的依靠交通運輸事業，所以評定一個國家的經濟發展情況，交通運輸首當其沖。所以隨著我國國民經濟不斷發展，交通運輸事業也在快速發展中，并且交通運輸事業對我國的經濟發展和人們生活水平的提高起到了很好的推動作用。因為交通運輸事業開展的基石是公路橋梁，所以為了公路橋梁運營安全十分有必要的要對其展開準確地、有效地檢測。荷載試驗可以對公路橋梁的安全系數進行有效的檢測，可以對公路橋梁的承載能力與整體受力性能予以科學地、準確地評價，從而保障公路橋梁的檢測工作的順利進行，為其安全性評估提供有力的參考。

關鍵詞：荷載試驗；公路橋梁檢測；應用效果

為了適應經濟的發展對與交通運輸業提出的要求，公路橋梁的建設呈現出了迅猛的態勢。國家相關部門在對公路橋梁進行驗收的過程中，為了保證其運營承載能力能夠達到相關的標準與要求，會對其進行一系列的荷載試驗，進而通過試驗的效果對公路橋梁的整體受力性設計進行評估，衡量其性能是否達到了規范與要求。公路橋梁的荷載實驗是一項十分復雜而且十分細致的試驗，具有較高的技術含量，涉及的專業范圍也較為廣泛，具有較好的權威性以及專業性，能夠為公路橋梁的性能檢測提供科學的參考與建議。

1 荷載試驗

橋梁公路的荷載試驗可以分為動載試驗以及靜載試驗兩種，其中靜載試驗的主要作用對橋梁及公路結構進行檢測，通過將靜力荷載施加在橋梁公路上，近而使用經典傳感對橋梁及公路結構進行檢測，得出荷載對橋梁及公路結構的影響，確定應變和撓度等因素的情況，進而完成對于公路橋梁性質的測定，并在評測結果出來后，結合將較系數，利用相似條件對比的辦法來得出分析的理論值及實測值，以便提高對于公路橋梁實際受力情況以及荷載能力的評估水平。

在對公路橋梁進行實際荷載能力的評估過程中，如果公路橋梁結構較為復雜，還要對評測結果進行有效的、科學的、合理的計算，必要的時候還需要依據橋梁的設計圖紙以及實際的結構測量數據來建立有限元模型，并將實際的測量結果與模型的估計結果進行對比，如果二者之間存在一定的差異，則需要對模型進行相應的調整與修改，比如改動模型中的物理以及幾何參數，減少模型模擬與估算過程的約束，進而提高測量的精度，保證荷載試驗的有效性以及可靠性。

2 荷載試驗的適用對象

一般情況下，荷載試驗的對象基本為舊橋老路，除卻一些新建筑的公路橋梁有時會需要進行荷載試驗檢測之外，大部分需要進行荷載試驗的公路橋梁都具備以下的特點或不足之處：（1）公路橋梁缺乏完整詳細的施工設計和施工資料；（2）公路橋梁的建設不能夠滿足設計的標準與要求；（3）公路橋梁竣工后，在使用中出現明顯的病害現象；（4）公路橋梁各個方面符合標準，但是相關人員想進一步提高該公路橋梁的各項能力；（5）有著一些特殊作用要求的公路橋梁。

3 公路橋梁荷載試驗的分類

（1）動載試驗：這種試驗的基本原理便是使用試驗激振的方法使得橋梁或是公路發生振動，并對路橋振動的頻率進行收集與記錄，分析振動的振型與行車響應等因素之間的聯系，進而對路橋的結構剛度以及荷載性能進行初步的估計；（2）靜荷載試驗：這種實驗的基本原理是通過將靜力荷載施加在路橋的指定位置，觀測受到靜力荷載影響的路橋靜力、位移以及縫隙等參數的變化，并對產生的變化進行分析與研究，進而推測路橋結構的荷載能力以及承重性能，需要注意的是在試驗進行的過程中，需要保證荷載的加載能夠從零開始，逐漸的增加到預定的荷載數值，必要的時候也可以借助重力或者是其他種類的加載設備來幫助加載試驗順利進行。

由于橋梁結構工作中所承受的屬于靜力荷載是有限制的，所以在公路橋梁荷載試驗過程中最為常用的是靜載試驗。必要的時候還需要對隨著時間變化移動車輛發生的荷載也要被看作靜力荷載。靜載試驗也是熟悉了解與掌握橋梁結構特性的主要方法與重要途徑，因為在對橋梁結構開始動力試驗時，靜力荷載進行試驗也需要首先進行，以便于對橋梁的結構的相關參量測定出來。

4 公路橋梁檢測中動載試驗的應用

4.1 激振方法的種類劃分。（1）強迫振動法；這是激振方法中最常見的種類，依靠振動的施加對路橋產生的影響來測定路橋的結構動力。（2）瞬態激振法；這種方法利用的是阻尼的自由衰減，通過激振迫使橋梁的整體結構可以產生帶有阻尼的自由衰減振動，然后根據橋梁的反映情況通過曲線形成的振動圖形記錄下來。（3）脈動法；這也是較為常用的一種方法，這種方法主要依賴于通過車輛通過路橋結構時產生的振動來對路橋的性能進行測試。因為這種振動較小且不具有較高的規則性，所以不僅可以很好的測試出路橋結構的固有頻率，還能夠用于測量索塔以及跨度較大的橋梁，具有較廣泛的應用范圍以及應用前景。

4.2 動載試驗數據的分析和測定。分析處理法是測定橋梁結構動力特性時最為常用的一種方法，其不僅能夠對時域進行測量與分析，還能夠對頻域進行測量與分析。在進行時域的測量時，其依賴的主要是振型、阻尼比以及相應的沖擊系數；而在對頻域進行測量時，其主要依賴的是變換針對時域的處理原理，進而通過分析經過數字化處理后的結果，來獲得相應的結構頻率以及其分布特點。

4.3 加載與觀測。（1）確定觀測項目。路橋結構的觀測重點是結構的撓度、裂縫以及壓應力的出現與擴展的特點，總的來說，荷載對于路橋結構的變形影響主要包括了結構狀況的總體變形以及路橋結構的部分變形兩種，兩種變形分別反映了整體與局部的結構性能以及剛度，所以在荷載試驗開始之前，需要確定好相應的觀測目標，才能夠對觀測點的布置提供指導，進而提供觀測與實驗的有效性。（2）儀器選用與方法選擇。光學測量工作需要使用到的儀器包括經緯儀、全站儀以及水準儀，而位移的測量工作需要使用的儀器則包括了撓度儀、位移傳感器以及百分表等。為了適應路橋結構的特點，可以使用的測量方式包括非接觸式的光學測量技術、機械式的位移測量以及電測法接觸式的位移測量幾種。儀器以及方法的選用可以根據實際的情況以及經濟條件的水平進行科學的搭配，進而保證測量結果的有效性。（3）結果分析與總結。測量得到的數據結果知識最原始的數據資料，需要對其進行進一步的分析與總結，才能夠對整個路橋結構做出科學公正的評估，進而為路橋工程后續的養護與維修工作提供基本的參考與建議。

5 結語

路橋荷載試驗主要是對那些已經竣工驗收的新建橋梁以及那些在建橋梁的運營情況進行承載力評定的試驗，而評定橋梁運營荷載等級、檢測橋梁整體受力性能最直接且最有效的辦法就是看是否滿足設計和規范要求。橋梁荷載試驗結果的作用在橋梁結構承載力評估中是十分重要的。隨著科學的進步，環境脈動激勵試驗也將會進一步得到發展，在不久的未來，環境脈動激勵試驗會不再需要中斷橋梁交通，而且歷時更短，以便于我們可以更快速有效地評估橋梁的承載能力。

參考文獻

[1] 閆玉民.動靜荷載試驗在橋梁檢測中的應用[J].中國建設信息，2013.

[2] 韓冬琴，寧占金.荷載試驗在公路橋梁檢測中的應用[J].科技與企業，2013.

作者簡介：劉春紅（1976- ），女，中級，本科，從事公路試驗檢測方面的研究工作，身份證號碼：152104197601060621。