公路橋梁原位靜載試驗影響因素研究

蔡成愿　侯海莉

摘要：目前我國有著許多各式各樣的公路橋梁，這些公路橋梁給人們的交通運輸方面帶來了極大的便利，但是由于大多數公路橋梁已經存在了較長的時間，所以在質量上不能得到保證，所以人們需要用原位承載實驗來評定這些公路橋梁的承載能力，來決定公路橋梁是否還能承擔交通運輸的任務。本文對公路橋梁原位靜載試驗影響因素進行研究探討。

關鍵詞：公路橋梁；原位靜載試驗；影響因素

前言

隨著我國經濟的快速發展，交通運輸事業在其中承擔了重要的責任，推動了公路交通運輸事業的飛速發展，公路橋梁在其中占據了重要地位。公路橋梁在交通運輸里面有著非凡的意義，它保證了人們出行的安全性，可以跨越比較復雜的地形，為人們的交通運輸提供了巨大幫助。這些新建的公路橋梁或者是已經存在的公路橋梁，人們都要對其承載能力進行判定，而判定的最好方法就是原位靜載試驗。

1 公路橋梁承載能力判定的研究背景

在學術研究中，橋梁的承載能力反映了其結構抗力與荷載效應之間的對比關系，但是在實際中，這種對比關系往往是不確定的，所以對橋梁進行承載能力的判定主要是為了了解公路橋梁的實際承載能力，保證交通運輸的安全。目前，我國的相關部門對于什么樣的公路橋梁需要進行承載能力的判定有了明確的規定：首先是存在時間較長，質量問題得不到保障的橋梁需要進行承載力的判定；另外就是橋梁的承載能力達不到理想的要求，其承載能力需要進一步提高的橋梁也需要進行承載能力的判定；最后是此公路橋梁在之前曾經發生過安全事故，雖然在之后進行過技術整改和維修，但是對于這種橋梁，仍舊需要進行承載能力的判定。

2 公路橋梁承載能力判定的主要方式

在目前，我國對公路橋梁承載能力的判定主要采用的是進行荷載試驗，荷載試驗主要分為靜力荷載試驗和動力荷載試驗，這兩種方法各有不同，但是都能夠對公路橋梁進行科學有效的承載能力判定。靜力荷載試驗主要是通過儀器設備，對公路橋梁需要進行測量的部位或者裂縫進行觀察記錄，然后根據具體的數據結合相關的評定標準，對公路橋梁進行承載能力的判定；而動力荷載試驗是通過引起橋梁結構震動的方式，測定橋梁震動中的頻率、振型、振幅等參量，根據所測試的結果，參照有關的規定標準，來宏觀的判定公路橋梁的結構性能和承載能力。但是在動力荷載試驗中，其測試的參數，都具有不穩定性，因為公路橋梁本身的復雜性，在動力荷載試驗中所得出的參數的準確性不高，而且在我國的相關規定標準中，對于這一類的評價指標體系沒有明確的參考標準，只有一些比較模糊的指標，所以目前在我國的橋梁承載能力判定方法中，一般以靜態荷載試驗為主。

3 靜態荷載試驗的研究狀況

靜態荷載試驗屬于原位試驗，這種試驗的周期長、成本較高，而且試驗影響的范圍較廣，所以得出來的結果具有較高的可靠性，能夠更加客觀的反映出公路橋梁承載能力。靜態荷載試驗主要是對橋梁的本身結構和橋梁的樁基進行檢測試驗，目前，在世界范圍內，靜態荷載試驗在樁基上的應用仍舊被認為是最直接、可靠的檢測方法。對于橋梁本身結構上的靜態荷載試驗是把相關儀器放置在橋梁的指定位置，用來收集關于橋梁的應力、撓度等各個方面的數據，能夠更加明確的了解橋梁的實際工作狀況和實際承載能力，通過對數據的研究分析，結合相關的參考標準，可以把握在橋梁結構上的一些難以計算的狀況，可以更加全面的對橋梁結構進行評價，在這樣的靜態荷載試驗中，通過數據的對比還能發現一些橋體結構中難以發現的安全隱患，從而保證了公路橋梁的運輸安全。在我國對橋的不斷研究中，橋梁的結構產生了多種多樣的變化，橋梁的承載能力和安全問題成為人們所關注的重要問題，在橋梁的設計中也應用了更多的先進技術來保證橋梁的質量，提高了橋梁的壽命。靜態荷載試驗作為對橋梁承載能力最為精確的判定方法，在必要的時候需要和動力荷載試驗進行相互結合，取長補短，更加全面的對橋梁的承載能力進行判定。

4 橋梁靜態荷載試驗的影響因素

靜態荷載試驗作為我國最常用的判定橋梁承載能力的方法，在試驗的過程中會因為橋梁本身的結構、環境情況或者是一些人為的因素而造成試驗結果的不精確，具體的影響因素表現在以下幾個方面：

（1）溫度和儀器方面。在橋梁的靜態荷載試驗中，試驗所進行的時間一般都在晚上和凌晨時刻，這是因為晚上的溫度比較穩定，可以減少溫度的穩定而對所測量的參數造成影響；另外一方面的原因是因為可以逼過較大的車流量，在晚上的時候一般車流量比較少，可以對橋梁進行交通管制，更好的對橋梁進行靜態荷載試驗，不會對交通產生較大的影響。在進行橋梁的靜態荷載試驗的時候，還可以選擇在溫度穩定的冬季進行試驗，不能選擇在溫差較大的夏季白天。橋梁的靜態荷載試驗中所使用的儀器也可能會對試驗結果造成影響，目前，在橋梁的靜態荷載試驗中一般采用電阻應變片和鋼弦應變計作為測量儀器，電阻應變片的測試方法比較簡單，但是如果測試的時間處于溫度變化較大的天氣時，會影響所測試的精確程度，而鋼弦應變計則較為穩定，溫度對其幾乎造不成任何的影響，所測試出來的數據結果比較精確，所以，在橋梁的靜態荷載試驗中大部分都會采用鋼弦應變計作為測量的儀器，而在溫度較為穩定的天氣或者季節中，可以采用電阻應變片作為測量儀器。公路橋梁結構中的撓度測試一般選用精密水準儀加塔尺或電子水準儀加銦鋼尺作為檢測儀器。精密水準儀和電子水準儀不適合在中午進行測試，因為中午的陽光直射，儀器中的水準氣泡不容易對準，導致測量的結果產生誤差，影響對公路橋梁承載能力的判定。所以在進行靜態荷載試驗的時候，要盡量選擇在溫度穩定的時間進行測量，對于儀器的選擇也要考慮溫度對其造成的影響。

（2）靜態荷載試驗的測試方法。目前橋梁的荷載試驗一般是通過等效車輛荷載來確定橋梁的承載能力，一般對于車輛的選擇為單嬌車或者是雙轎車，但是目前的一些檢測單位為了在測量過程中減少成本或者為了檢測的方便，會采用增加車的荷載，減少車的數量的方式進行測試，這樣的測試方法存在這較大的弊端，同等質量的車輛在數目上的減少，增加了單位車輛的荷載能力，會對局部的橋梁結構產生一些影響，如果車輛的荷載力過于大，也有可能對橋梁本身造成損傷，這樣就會影響測量的數據，導致最后的測量結果不精確。所以在進行橋梁荷載試驗的時候，應當嚴格按照國家的標準來進行測試，不能為了方便測試，采取投機取巧的方法。

（3）橋梁自身的缺陷問題影響測試數據。有些橋梁在設計建造的過程中或者是在投入使用的過程中，橋梁結構會受到損傷，比如目前的大多數卡車都有超載的現象，車輛過多的荷載會嚴重破壞橋梁的內部結構，影響橋梁荷載測試的數據。另外一方面是因為橋梁本身的設計結構，目前大多數的橋梁采用的是預應力混凝土結構，這種結構的橋梁自身質量較好，壽命較長，在有數量眾多的超載車輛經過橋梁的時候，橋梁本身的結構會變成部分預應力結構，反之，如果荷載達不到相應標準的時候，橋梁結構就會變為半預應力結構，不同結構的橋梁對數據的影響是比較大的，超載會造成橫向傳力體系的破壞，影響橋梁的內部結構，使得測量出來的數據有著嚴重的偏差。在橋體有裂紋的情況下，只要裂縫的情況不太嚴重，沒有超過所規定的標準，都是可以進行靜態荷載試驗的，對試驗中的測量數據不會產生較大的影響。

5 結語

目前我國的公路橋梁越來越多，為了保證交通運輸的安全，可以采用原位靜態荷載試驗來對公路橋梁進行承載里的判定，對于不同的橋體結構應該采用不同的測試方法，但是在靜態荷載試驗中會有溫度儀器、測試的具體方法和橋體自身的結構損壞等因素會對所測試的數據產生影響，所以在進行靜態荷載測試的時候，要在合適的溫度下選擇合適的儀器，并且針對自身有損傷的橋梁采用合適的測試方法，以便對橋梁的承載能力作出科學準確的判定。