橋梁養護中公路橋梁荷載試驗檢測分析

宋赫釗

（安徽省公路工程檢測中心橋梁與隧道工程檢測安徽省重點試驗室，安徽 合肥 230022）

1 荷載試驗分類

1.1 動載試驗

動載試驗，是基于現代科學技術基礎上形成的檢測方法，主要分析橋梁結構動態參數對橋梁工程的影響作用，如車輛沖擊荷載對橋梁結構的影響，在試驗過程中，需要收集橋梁結構在汽車沖擊荷載作用下的應變或位移變化曲線數據，并對所收集的數據進行分析，將其實測動態參數與結構理論計算參數做出對比，判斷結構動力特性參數是否滿足規范及設計要求。試驗人員還可以對公路橋梁的承載能力進行檢測，如果在試驗過程中出現問題，應及時的解決和改善，以保證公路橋梁的正常運營。比如：一個運輸車正常通過橋梁后，橋梁產生異響或局部損傷，這就表明該橋在運營中有較大的安全隱患，橋梁承載能力十分有限，一旦橋上荷載超過其承載能力就會導致事故的產生。

1.2 靜載試驗

靜載試驗相對而言對“靜”這個字十分強調，從概念上看，靜載試驗指公路橋梁承受靜力荷載時，對公路橋梁應變情況和位移情況進行檢測的一種方法，在沒有其他因素干擾下準確檢測并收集數據，將這些數據用于結構狀況分析及后續比較[1]。

2 選擇荷載試驗的檢測對象

根據規范[2]技術狀況等級較差、擬提高荷載等級、需通過特殊車輛、遭受重大災害或采用其他方法難以準確判斷其能否承受預定荷載的橋梁需進行荷載試驗。通過公路橋梁荷載試驗，有助于有關部門及時掌握公路橋梁的實際情況，發現公路橋梁潛藏的隱患，判斷橋梁是否滿足后期運營需求，從而為養護工作的開展創造有力的條件，同時，新建橋梁或加固、改建后橋梁以及采用新技術、新材料、新結構、新工藝的橋梁也應作為試驗對象。

在進行橋梁靜載試驗檢測時，特別是在選擇試驗聯跨的過程中，必須要確保所選對象的代表性，試驗聯跨的選擇應根據理論計算，選擇內力最大位置的試驗聯跨。采用新技術、新材料、新結構、新工藝的橋梁應逐聯或逐座進行試驗。而進行動載試驗時，通常選擇全橋或某一聯進行試驗。試驗對象的合理選擇，是保證試驗數據準確的前提條件，是荷載試驗能反映橋梁整體狀況水平的基礎保障。

3 公路橋梁荷載的應用

3.1 動載試驗的應用

動載試驗通常包括：①行車試驗；②跳車試驗；③脈動試驗。行車試驗指的是讓車輛以不同車速勻速行駛，在車輛運行過程中采集橋梁結構在動荷載作用下應變時程曲線或位移時程曲線，分析橋梁結構在不同車速作用下的響應情況，這樣一來，就可以獲得實測沖擊系數與車速的關系，該方法能夠對公路橋梁結構沖擊性能進行準確評定。跳車試驗是指橋梁在受到車輛豎向沖擊之后，對橋梁結構參數的變化情況加以分析，試驗時將車輛后輪在指定位置從三角形墊塊上突然下落，對結構產生沖擊，采集結構在橋梁振動下的應變或位移時程曲線，包括結構的豎向震動以及震動衰減。脈動試驗與上述兩種試驗存在著顯著的區別，具體表現為上述兩種試驗檢測內容都是車輛對橋梁的影響，而脈動試驗則是橋梁結構在接近白噪聲的自然環境（如地脈動、風、水流等） 震源影響下產生隨機振動，利用這種微小震動，通過頻譜分析得出該橋的自振頻率、阻尼比和振型等。在脈動試驗中，無需車輛，但對外部環境的要求十分嚴格，只有這樣，才能獲取準確的橋梁自振頻率，使檢測結果的準確性得到保證[3]。

3.2 靜荷載的應用

1） 準備工作，為了使檢測結果的準確性得到保證，在靜載試驗檢測前，應該根據具體需求，設計合理的檢測方案，同時，細致劃分檢測內容，選擇合理試驗聯跨。

2） 安全工作，在靜載檢測過程中，保障安全十分關鍵，究其原因，主要是在各種因素的影響下，容易出現各種事故，有可能會威脅到工作人員的安全或檢測設備的可靠性。故在試驗檢測過程中，應成立專門的安全小組，負責整個試驗檢測過程的安全，同時還要合理布置檢測所使用的工具、合理選擇數據采集地點，避開車輛集中等危險區域。

3） 加載方案，根據規范要求，靜載試驗加載分級通常分為3～5 級，如橋梁資料不全等特殊情況下應加密分級。在加載后需要進行卸載，通常情況下，直接卸載即可，也可以采取分級卸載。在時間上看，加載所選擇的時間最好的時間點為22：00-次日6：00，可減小結構因溫度變化較大而對采集數據產生影響。在車輛選擇上，通常選用后八輪加載車，在特定情況下，還根據實際情況使用施工車輛或特殊形式車輛，如人行天橋等不易采用車輛進行加載的橋梁可采用配重塊或水進行加載以滿足控制界面試驗內力的要求。值得注意的是，在加載試驗前，應該對加載物進行稱重，如果利用車輛進行試驗，需要車輛各軸實際軸重及軸距進行測量，其誤差與計算要求不得超過±5%。此外，在試驗過程中，需要將保證橋梁安全和準確檢測橋梁受力和變形情況放在首位，故合理選擇加載位置、加載重量及測點布置十分關鍵。

4 結語

綜上所述，在社會經濟高速發展的背景下，我國交通運輸量不斷增加，公路橋梁面對的荷載壓力也逐步增大，為確保公路橋梁的運行狀態，采取有效的檢測手段和養護方法對其進行養護至關重要。而橋梁荷載試驗就是橋梁結構承載能力檢測最直接的手段，通過這種檢測手段的應用，能夠準確檢測公路橋梁當前的運行狀態和承載能力，能歐找出其中存在的問題，有助于提升公路橋梁養護的效果。