橋梁養(yǎng)護中公路橋梁荷載試驗檢測研究

孫以潤 張 琴

（1、云南云路工程檢測有限公司，云南 昆明650200 2、昆明交投房地產開發(fā)有限公司，云南 昆明650200）

公路橋梁是公路的重要組成部分，而公路運輸是我國的主要交通運輸方式之一，這就說明公路橋梁養(yǎng)護工作的重要性，而公路橋梁養(yǎng)護的目的在于在橋梁養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，消除隱患，讓公路橋梁處于最佳運營狀態(tài)，保證橋梁通行的安全。荷載試驗檢測是公路橋梁養(yǎng)護過程中常見的使用手段，通過對橋梁進行試驗，檢測分析后判斷出問題所在，可以了解橋梁結構以及內部存在的問題。荷載試驗檢測是安全監(jiān)督公路橋梁的最直接的方法，通常運用在新建的公路橋梁和加固完工的橋梁項目中，所以對剛竣工的公路橋梁建筑結構的檢測效果十分顯著。同時，年老脫修的公路橋梁也可以用荷載試驗來進行檢測，觀察橋梁建筑結構是否受損，承載能力是否受限，從而判斷橋梁是否存在內部風險，為橋梁養(yǎng)護提供重要決策和依據。

1 荷載試驗的分類

荷載試驗可以對新建設的公路橋梁進行檢測可以判斷其是否符合竣工標準，另外也可以對年老失修的公路橋梁進行結構判定，為公路橋梁的后期養(yǎng)護工作提供依據和參考[1]。一般根據試驗狀態(tài)方式的不同，分為動載試驗和靜載試驗。

動載試驗是將公路橋梁模擬在有車輛和自然環(huán)境影響下的一種試驗，可以有效檢測車輛和外在因素等給橋梁的沖擊力和共振帶來的考驗，從而達到明確橋梁是否達到符合標準的效果。在試驗階段，可以細致的觀察通車情況下橋梁的結構和內部性能，發(fā)現(xiàn)橋梁存在的承載問題而及時作出調整，確保公路橋梁之后可以正常通行。

靜載試驗是通過對公路橋梁施加客觀的負荷壓力，從而判斷公路橋梁的受力特性是否合格[2]。試驗階段要仔細觀察公路橋梁的結構應力狀況和變現(xiàn)情況，在相同的條件下，要將試驗中得到的實際測量值和理論值進行對比分析。此外，校驗系數(shù)可以衡量橋梁的受力特性，也是受力特性一項重要的參數(shù)指標，實際運營過程中可以對公路橋梁的承載能力提供合理有效的依據。

2 荷載試驗對象的選取

荷載試驗的選取對象，通常運用在通行時間久的橋梁上，還運用在養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)病害較嚴重的橋梁上。

首先，荷載試驗的選取對象通常運用于通行時間久但卻沒有結構詳細參數(shù)的橋梁，通過對該種類的橋梁進行試驗，可以為后期的橋梁養(yǎng)護工作提供基礎依據。另外，荷載試驗也可以對其他新建公路橋梁實施檢測。一方面，受檢測的老舊公路橋梁通常沒有足夠的施工資料和圖紙，另一方面，有些公路橋梁在施工過程中沒有達到要求的技術水準，在修建階段的施工標準太低。這些綜合因素導致橋梁在竣工后，短期內沒有保養(yǎng)和維護，加之外來因素，導致結構出現(xiàn)位移，橋面出現(xiàn)裂縫，重新檢測就很有必要。減少超荷載的車輛通行，確定橋梁的最大承載力，為通車限行提供荷載標準，以此來增加公路橋梁的使用壽命[3]。

其次，荷載試驗的選取對象還會運用在一些養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)病害較嚴重的橋梁上。建于20 世紀60 年代和70 年代的橋梁，由于時間久，大都帶病服務于現(xiàn)代的交通運輸，很多橋梁在養(yǎng)護過程中甚至發(fā)現(xiàn)到了病入膏肓的地步。鑒于此，對于在養(yǎng)護過程中發(fā)現(xiàn)病害較嚴重的橋梁，實施荷載試驗是具有十分重要的意義的。一方面，可以從試驗中找出病害發(fā)生的原因，另一方面，可以給該類橋梁的后續(xù)養(yǎng)護工作提供借鑒和參考。

3 荷載試驗的應用環(huán)境

3.1 公路橋梁的常見病害問題

公路橋梁的檢測內容按分部工程類別劃分，主要包含上部工程及橋面系、下部工程和小橋。檢測項目通常包括：混凝土強度、鋼筋保護層厚度、墩柱豎直度、結構尺寸、外觀鑒定，對應的檢測方法也有所不同。按發(fā)生的區(qū)域劃分，橋梁病害主要分為兩大類，即耐久性病害和受力性病害，耐久性病害通常發(fā)生在全部區(qū)域，受力性病害通常發(fā)生在主梁和其他受力構件。

其中，荷載引起的裂縫是鋼筋混凝土公路橋梁最常見的病害之一。荷載引起的裂縫通常包含兩種，直接應力引起的裂縫和次應力引起的裂縫，直接應力引起的裂縫即設計、施工及運營階段產生的裂縫，而次應力引起的裂縫通常由局部應力集中、預應力及溫度等引起。由此可見，荷載試驗檢測的研究對橋梁養(yǎng)護工作有著重要的參考意義。

3.2 動載試驗的組成

動載試驗是為了觀察橋梁通車后的共振及受力情況，以此來為公路橋梁提供結構強度、最大承載力、通車性能合理依據，為后期的橋梁養(yǎng)護作借鑒和參考。動車試驗一般包含跑車試驗、跳車試驗和脈動試驗[4]。

對公路橋梁的性能和結構進行評價的主要方法是跑車試驗，跑車試驗是通過對汽車在橋面通行所產生的強迫震動，以及加速行駛后產生的震動衰減對橋梁結構的影響，所進行的評定方法；跳車試驗則與跑車試驗不同，它的檢測目的主要是檢測公路橋梁在受到車輛沖擊后結構產生的系數(shù)變化。跳車試驗的方法通常是讓車輛在高度十五厘米左右的跳板上進行啟動，在這種環(huán)境下，測量車輛對橋梁結構的震動衰減狀況，以用來檢測在不同系數(shù)變化的沖擊下橋梁的震動特性和橋梁結構所受到的影響；脈動試驗相對來說比較簡單，不需要任何外來因素和車輛的影響，只檢測橋梁本身的脈動頻率對橋梁結構的影響[5]。因為是檢測自身的脈動頻率，所以脈動試驗的環(huán)境要求十分嚴格，只有這樣才能為橋梁養(yǎng)護提供良好的客觀、準確的依據。

3.3 靜載試驗工作的開展

靜載試驗的檢測主體是橋面，是指對橋面施加靜力加載后，導致橋梁結構的變化、橋體的位移，甚至出現(xiàn)荷載引起的裂縫情況。大多數(shù)竣工后的公路橋梁都會采取靜載試驗的辦法，是檢測沒有標準參數(shù)基礎的公路橋梁的常用檢測手段。這樣一來，它的準確性對橋梁養(yǎng)護的重要性就不言而喻。不過，靜載試驗是通過靜力的載荷來檢測橋梁結構的承受力，橋梁自身的重量便是自然情況下受到的最大的靜力載荷，因此，靜載試驗對橋梁的結構、使用狀況和穩(wěn)定性能都有很大的影響[6]。

首先，靜載試驗要做好準備工作。應當結合實際的環(huán)境條件制定符合要求的試驗方案，來確保檢測數(shù)據的準確。檢驗內容需要條理化、細分化，所使用的靜載材料和加載設備需要標準化的管理。為保證整個試驗檢測的安全化和規(guī)范化，在選取試驗員時，應當以是否具備較高的專業(yè)能力和豐富的試驗經驗作為參考標準。

其次，安全防護工作也要做到位。公路橋梁在靜載試驗中，要做好安全防護工作。對試驗中可能存在的安全隱患，要提前對安全工具做好布置，提高試驗員的安全意識，此外要設置安全監(jiān)督和管理部門，提前做好一切全面化的安全檢查，做到防患于未然。針對安全防范的工作和突發(fā)事件的應急處理，都要落實到靜載試驗的方案中。

4 結論

公路橋梁的荷載試驗可以有效檢測橋梁的安全隱患，是橋梁養(yǎng)護中的重要手段，也是橋梁正常平穩(wěn)通行的重要保障。荷載試驗可以對橋梁的最大承載力、震動特性、使用性能以及整體結構做詳細的了解，對以后橋梁養(yǎng)護工作提供了重要的依據，同時也為車輛超載導致的荷載引起的裂縫亮起紅燈，預防因養(yǎng)護不當導致的重大事故產生。因此，公路橋梁荷載試驗對保障人民生命的安全，減少重大責任事故的發(fā)生，提高陸運交通的安全性，有著重大的戰(zhàn)略意義。公路橋梁是聯(lián)結公路基礎設施的重要紐帶，只有公路橋梁的安全得到保障，國家經濟發(fā)展的道路才會暢通無阻。