分析公路橋梁荷載試驗檢測的方法

曹鴻飛+齊攀攀

摘 要： 荷載試驗是公路橋梁試驗檢測中重要手段，能夠直接有效鑒定橋梁承載能力。以荷載試驗結果為依據優化橋梁結構設計，并為后期施工提供參考依據，在橋梁科學合理養護、保障安全運行等方面極具現實意義。本文主要對公路橋梁荷載試驗方法進行分析研究，以期為具體實踐提供理論指導。

關鍵詞： 荷載試驗；公路橋梁檢測；應用效果

伴隨國民經濟發展程度不斷提升，公路橋梁建設規模逐漸擴大，對于其建設施工質量提出更高要求。必須不斷優化橋梁結構設計，提升路橋工程穩定性，滿足車輛通行需求。在路橋建設施工中，荷載試驗是不可或缺重要環節，且技術含量相對較高，最終目的是評定橋梁運營承載能力，檢測整體受力性是否滿足設計規范要求，保障路橋結構安全。因此，在具體實踐中必須嚴格按照相關規范，不斷提升檢測人員綜合素養，確保試驗結果的準確性。

一、公路橋梁荷載試驗概述

對于公路橋梁的性能檢測，應當從多個點同時進行檢測，對公路橋梁在整體的結構性能及其各個結構部件的工作性能方面可能存在的缺陷進行全面、系統地檢測、試驗及判斷。在公路橋梁的性能檢查過程中，通常測定公路橋梁結構的承載能力，如公路橋梁結構的強度、強度以及穩定性。

一般情況下，橋梁公路荷載試驗包括動載試驗以及靜載試驗兩種。其中，靜載試驗的主要作用為將靜力荷載施加在橋梁公路中，從而較好的對橋梁及公路結構進行檢測，同時確定試驗荷載對橋梁及公路結構的影響，該種影響主要包含應變和撓度等。在相似條件下對比分析理論值及實測值，進而將校驗系數當做衡量標準和指標參數，對公路橋梁的實際狀況及實際承受力進行相應的評估。在對公路橋梁的實際承受力進行評定時，應通過富含理論的方法對其進行科學的、合理的計算，若公路橋梁結構較為復雜時，相關工作人員應對其建立有限元模型。有限元模型的主要依據是公路橋梁結構現場測量數據以及設計圖紙，該種建立中隱藏了大量的簡化以及理想化數據。在實際測量結果同模型計算結果之間出現一定的差異時，相關共組人員應及時、正確修改有限元模型。對其修正可以通過動載試驗檢測結果進行，修正對象為有限元模型中的物理學參數、幾何參數以及約束條件，進而使得有限元模型的動力特性同試驗保持一致。

二、公路橋梁荷載試驗檢測對象及目的

1、荷載試驗檢測對象

橋梁檢查包括經常檢查、定期檢查和特殊檢查，橋梁損傷檢查包括承載力試驗、健康監測和無損檢測。其中，特殊檢查需要根據經常檢查和定期檢查結果針對橋梁病害進行專門現場試驗檢測、驗算和分析。橋梁特殊檢查中承載力校驗主要通過荷載試驗檢測手段。荷載試驗并非對任何的公路橋梁都是必須的，一般情況下需對舊橋進行荷載試驗，但是在某些特殊情況下，新建橋梁也要進行荷載試驗。需檢測的橋梁有以下幾種：其一，沒有完整設計和施工資料，且施工質量較低，未能完全達到設計要求的；其二，竣工后在運營過程中橋梁主要承重構件材料缺損嚴重影響橋梁整體結構承載能力的；其三，橋梁需要通過超重車輛或橋梁荷載等級需要提高的；其四，橋梁經過修復、重大加固或改建后需要對工程效果進行驗證的。

2、荷載試驗檢測目的

橋梁荷載試驗是對橋梁結構進行直接加載測試的一項科學試驗工作，其目的是通過荷載試驗，了解結構在荷載作用下的實際工作狀態，綜合分析、判斷橋梁結構的安全承載能力和使用條件，橋梁荷載試驗一般包括靜力荷載試驗與動力荷載試驗兩部分。以靜態荷載為例，在開展公路橋梁靜態荷載試驗檢測時，應當在指定橋梁位置上設置相應荷載，并對橋梁進行靜應變檢測、靜位移檢測以及裂縫檢測，根據獲得相關檢測數據來判斷檢測橋梁結構在荷載狀態下的工作狀況及使用能力。

三、公路橋梁荷載試驗檢測的方法分析

1、靜載試驗檢測

（1）選定靜載試驗內力

不同類型的橋型需實施不同的加載實驗。舉例而言，對于簡支梁的橋梁結構，其主要控制截面及內容為主梁跨中截面正彎矩及撓度或者是梁端斜截面剪力；對于連續梁的梁橋結構，其要控制截面及內容為支點負彎矩、邊跨梁端剪力、邊跨1/4L正彎矩以及撓度、中跨跨中正彎矩及撓度；對于懸臂梁的橋梁結構，其主要控制截面及內容為支點負彎矩、梁端剪力、錨固跨最大正彎矩以及撓度、掛孔主梁跨中彎矩以及撓度、懸臂端撓度；對于鋼架橋的橋梁結構，其主要控制截面及內容為墩底彎矩、墩頂水平位移、邊跨1/4L正彎矩及撓度、中跨跨中正彎矩及撓度；對于斜拉橋的橋梁結構，其主要控制截面及內容為索力、塔腳內力、塔頂水平位移、支點沉降、中跨跨中彎矩以及撓度等等。

（2）加載方案

在對試驗荷載進行確定之前，首先應將公路橋梁結構中設計或者是期望荷載中控制截面產生的最不利的值進行計算，將其合值當做截面控制荷載，同時對荷載內力影響線進行計算。在允許實驗條件中選用同控制荷載相似的荷載，通過對其內力影響線中最為不利的荷載進行計算，確定荷載試驗。以各控制截面的試驗最大荷載內力的靜力荷載試驗效率應滿足以下條件：

應滿足：0.80< <1.05

式中：表示為靜載試驗荷載作用下控制截面內力計算值

S表示為計入沖擊系數（1+）的控制荷載作用下控制界面最不利內力值

為按規范采用的沖擊系數

當加載分級比較方便時，按最大控制界面內力平均分為3-4級，當使用重車加載，可分為2-3級，若前期工作準備不充分或是橋梁狀況較差，盡量增加加載分級。分級加載后的卸載可在分級加載后直接卸載，也可逐級加載完后分級卸載。若加載試驗采用的是加卸載速度較快的車輛，可考慮在日間溫差相差較小的時段進行。一般選用裝載重物的汽車或平板車，特殊情況下可使用施工車輛，當僅為滿足控制截面內力要求，可直接在橋面堆放重物或設置水箱。加載物需稱重，對于利用車輛進行加載的情況，要將加載在車上的加載物對稱排列，保證其縱向軸兩邊質量誤差控制在5%以內。需注意的是，加載總量與加載位置一方面要保證橋梁安全，另一方面要能將橋梁實際受力及相應變形狀況準確檢測出來。

2、動力荷載試驗檢測

依據不同的測試目的，可以將公路橋梁動力荷載試驗分為跑車試驗、跳車試驗或者是脈動試驗等幾種。

（1）跑車試驗

跑車試驗在公路橋梁上主要是對汽車在公路橋梁上運行時，其給公路橋梁結構的強迫振動響應和激勵后車輛行駛后振動衰減狀況進行相應的測試。

（2）跳車試驗

跳車試驗即為沖擊試驗，該種測試主要是指汽車在跨過高度為15cm的跳板后，對汽車附加質量給公路橋梁結構帶來的衰減振動影響的測量，進而很好的分析公路橋梁振動性質，確定公路橋梁的沖擊系數等等。

（3）脈動試驗

在公路橋梁面上沒有受到汽車行駛或者是其他因素帶來的周期性干擾力影響時，或者是沒有風以及地面等微振環境因素影響下，公路橋梁本身受到的激勵為平穩的各態歷經寬帶隨機激勵。固有的頻率附近振動為影響公路橋梁結構的主諧量，此時可通過脈動測試對公路橋梁結構固有頻率進行確定。

四、結束語

綜上所述，公路橋梁在國民經濟發展中占據著重要地位，有效加強區間聯系，為人們日常出行也提供極大便利，對于公路橋梁工程施工質量提出更高要求。通過荷載試驗能夠有效判斷結構承載能力，并以此為依據進行后期養護管理，切實提升路橋工程安全性，滿足車輛通行需求?！?/p>

參考文獻

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