橋梁荷載試驗檢測的方法

姜 駿

(江西省交通設計研究院有限責任公司，江西 南昌 330000)

1 荷載試驗的概論和作用

在公路橋梁建設中，對竣工后的橋梁實施荷載試驗，是準確反映公路橋梁實際承載能力的重要手段。荷載試驗的組成部分主要是由靜載試驗和動載試驗相組成，靜載試驗注重測定公路橋梁的靜力荷載的情況，動載試驗主要是測定橋梁的動力荷載情況，從而有效地觀察橋梁的結構，保證橋梁的運行安全和可靠。進行橋梁荷載試驗的作用主要有以下作用：第一，提升橋梁建設的質量。橋梁建設過程中必然存在諸多問題，諸如施工技術文題、建筑材料問題等，為了避免這些問題影響公路橋梁的正確運用，注重對公路橋梁的荷載試驗尤為重要。第二，評定出公路橋梁的實際承載能力。運用公路橋梁的荷載試驗最主要的目的就是評定出橋梁的實際承載能力，從而更好地控制車輛行駛，避免因為過載情況導致橋梁結構破壞。第三，體現現代橋梁建設的科學技術的運用。

2 靜載試驗

公路橋梁的靜載試驗是檢測公路橋梁的最為有效的檢測方式，主要是通過靜力荷載對于橋梁進行適當碾壓，便于測出橋梁的各項基本指標，諸如受力的大小、橋梁彎曲程度等情況，便于有效地掌握橋梁的基本數據，有效地保證橋梁安全和可靠。進行靜載試驗檢測必須做到以下兩點：

第一，注重荷載試驗觀測點的選定。在進行靜載試驗的過程中，觀測點的選用主要是選用外觀上有缺陷或者建造過程中質量不好的位置，諸如存在腐蝕程度嚴重的部位、存在孔洞的部位、橋墩部位等，最為主要的是檢測橋梁中的承重部位。表1中列明幾種比較常見橋型的加載位置和內容。

表1 幾種主要橋型的加載試驗截面及內容

第二，靜載試驗的檢測方式和注意事項。靜載試驗作為一項對公路橋梁的重要檢測方式，檢測的原則是必須在保證公路橋梁結構穩定的狀態下加以合理的檢測，不得破壞公路橋梁的完整性，不能影響橋梁的運用和安全。所以，在進行靜載試驗的過程中，主要是采用等梯度加載，避免發生突發事件，而直接影響橋梁結構的完整性。主要方式是在加載的過程中逐步增加一定的汽車數量，其中汽車的重量是作為加載等級的重要數據參考，當達到最大的荷載時停止檢測并及時卸載相應的汽車。在加載的過程中，增加荷載車輛時速應該控制在5 km/h之內，這是因為車輛速度過快容易產生振動直接影響橋梁的結構，進而影響靜載試驗的數據的正確性。在記錄的數據的過程中，應該以橋體結構受力變形達到穩定作為記錄標準點，確保各項數據處于正確可靠的狀態，避免數據的不正確而影響橋梁的正常運用。此外，測量數據的穩定也是加載級別的臨界點，便于及時進入下一個加載級別，直到檢測出最大的靜載程度。同時，在進行荷載的過程中，還應該注重檢測環境、氣候等方面沒有過大差異，避免因為外界因素的不同而直接影響橋梁結構的變形，從而導致測量數據的不一致性。當達到檢測的最大安全值，應該及時停止荷載試驗并及時進行汽車卸載，避免因為長時間負重而損壞橋梁結構。

3 動載試驗

公路橋梁結構動載試驗是與靜載試驗相對，是指在動載的情況下，橋梁結構出現的不同的參數變化，諸如橋梁的頻率、阻尼和振型等模態參數，從而更好地評定橋梁的承重力。進行動態試驗的目的是通過公路橋梁的固有參數，有效地掌握橋梁的動力特性，從而有效地判斷出公路橋梁的工作狀態，確定出橋梁的荷載能力。與靜載試驗相比較，動載試驗不僅注重觀測點的位移變化，更加注重加速度、振動等方面的數據變化，是對公路橋梁的動態變化的重要手段。動載試驗主要是由脈動試驗和強迫振動試驗相組合。

3.1 脈動試驗

脈動實驗過程是一個漫長的過程，前期的時候應該在橋體上安裝高靈敏度的傳感器，有效地記錄橋梁長時間的變化，諸如經受風吹雨打、人為破壞等情況引起結構振動的數據變化并進行波普分析。一般而言，橋體的振動很大程度上是由于中低頻率振動而引起的，若是振動的相位與橋體固有的振動出現相同和相近的情況，會導致橋體的振動幅度有所提升，對于橋梁結構的影響較大。如果外界的振動相位與橋體相反時，橋體結構的振幅相對較弱，對于橋梁的影響不大。

3.2 強迫振動試驗

這種試驗與脈動試驗相比，施加的頻率相對要高點，主要是借助試驗車輛開展本次試驗，從而有效地檢測橋梁殼體結構的繞度、扭轉、彎曲、剪力變化。強迫振動試驗主要是由兩種檢測方式組成，一種是剎車試驗。剎車試驗是運用一輛載重的車輛駕駛到橋梁的中部或者四分之一的部位進行剎車，從而有效地觀察出觀測點的頻率和振幅變化，為了保證數據的正確性，重復兩次試驗。另一種是跑車試驗。跑車試驗是指運用 兩輛車重一樣的汽車并排行駛在路段中央，以10 km/h每遞增的速度梯度加以行駛，檢測橋體結構在不同車速下的變化值，為了保證數據的正確性，重復兩次試驗。

4 結 語

在生活實踐中，公路橋梁是重要的交通基礎建筑，對于人們的生活生產具有重要意義和作用。注重公路橋梁的荷載試驗是保證橋梁運用安全的重要手段，也是提升公路橋梁建設質量的有效方式，對于交通事業建設的發展具有關鍵性的作用。

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