橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估中荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)化

張燦

在具體施工過程中，橋梁施工的質(zhì)量水平需要借助技術(shù)狀態(tài)評(píng)估的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，并根據(jù)工程的實(shí)際情況采取相應(yīng)的荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)，明確橋梁的具體承載能力，從而保障橋梁的綜合建設(shè)與施工效益。針對(duì)荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用，需要從靜力荷載與動(dòng)力荷載兩個(gè)方面著手。對(duì)此，本文簡要分析橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估中荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用，希望可以為相關(guān)工作者提供理論幫助。

對(duì)于橋梁施工與維護(hù)項(xiàng)目而言，橋梁的技術(shù)狀態(tài)評(píng)估屬于一個(gè)全面性、系統(tǒng)性的工作，其必須要保障橋梁本身的穩(wěn)定性、功能性以及安全性，同時(shí)為后續(xù)的使用、維護(hù)等奠定基礎(chǔ)支持。近些年，隨著我國交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展，橋梁在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了大量的新理論與思維模式，促使橋梁本身的結(jié)構(gòu)向著復(fù)雜、多樣化方向發(fā)展，這也間接推動(dòng)著橋梁項(xiàng)目的全面性發(fā)展，同時(shí)也為橋梁的技術(shù)評(píng)估帶來了許多的挑戰(zhàn)。對(duì)此，探討橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估中荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用具備顯著實(shí)踐性價(jià)值。

一、工程概況

本文以某工程為例，該工程在設(shè)計(jì)過程中的安全等級(jí)評(píng)定為1 級(jí)，同時(shí)荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路1 級(jí)。在該工程項(xiàng)目中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)比較復(fù)雜，其不僅涉及到多種類型的橋梁，同時(shí)還有多種類型的橋面結(jié)構(gòu)，對(duì)于橋梁的防腐要求相對(duì)較高。因此，對(duì)于技術(shù)人員而言，必須做好建設(shè)期間的橋梁荷載狀態(tài)評(píng)價(jià)。基于此，專業(yè)技術(shù)人員必須采取合理的荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)，確保整個(gè)橋廊中所有的結(jié)構(gòu)部分荷載與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性保持高水平。

二、荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前來看，在橋梁技術(shù)狀態(tài)的評(píng)估工作中，荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用主要在于靜力荷載與動(dòng)力荷載雙方面。當(dāng)前來看，靜力荷載的實(shí)驗(yàn)方式屬于當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)方式，這一種方式具備準(zhǔn)確、可靠的特征，這一種方式本身還帶有可操作、可靠性較高的特征，可以借助對(duì)橋梁施加一定的靜力荷載方式，相當(dāng)于橋廊在正常使用期間所需要承載的壓力，借助這樣的壓力施加方式判斷橋梁結(jié)構(gòu)是否可以保持穩(wěn)定，并實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁荷載能力的評(píng)估，判斷橋梁本身的承載力。雖然這一種方式操作簡單且容易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)結(jié)果的可靠性也比較高，但是在具體實(shí)施期間仍然存在一些問題：（1）荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)所施加的力量是一個(gè)短暫與即時(shí)性的，但是橋梁在真正運(yùn)行期間所承載的壓力是一個(gè)長期或隨機(jī)性的，橋梁在施工期間地抗疲勞、使用時(shí)間等因素都會(huì)導(dǎo)致橋梁的承載能力發(fā)生改變。對(duì)此，單純的借助靜力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)并不能準(zhǔn)確的判斷橋梁的結(jié)構(gòu)性功能；（2）借助靜力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁相關(guān)性能的檢測，檢測的標(biāo)準(zhǔn)本身就有較強(qiáng)的主觀性，特別是對(duì)于一些相關(guān)參數(shù)的取值方面，普遍會(huì)因?yàn)闄z測人員的主觀判斷而導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生偏差，這一種缺乏科學(xué)合理數(shù)據(jù)支撐的檢測結(jié)果，很容易導(dǎo)致實(shí)際的檢測數(shù)值發(fā)生偏差，從而導(dǎo)致檢測結(jié)果與實(shí)際的承載力之間出現(xiàn)較大的差異；（3）靜力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)在檢測過程中，需要比較大的規(guī)模設(shè)備，這也間接提高了整個(gè)檢測過程的成本，同時(shí)部分大型設(shè)備在使用期間還會(huì)對(duì)原本的道路交通形成影響，在具體操作中經(jīng)常會(huì)放棄靜力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)也是這一原因。

對(duì)于動(dòng)力荷載試驗(yàn)方式而言，動(dòng)力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)屬于近些年快速發(fā)展與推廣的技術(shù)類型，這一項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用了一定措施實(shí)現(xiàn)橋梁運(yùn)行期間的模擬，可以準(zhǔn)確地模擬出橋梁在運(yùn)行過程中承載的壓力以及期間的振動(dòng)壓力，從而分析出橋梁在遭受壓力影響時(shí)的振動(dòng)特征以及動(dòng)力的承載能力，并按照兩種不同的特征實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁動(dòng)力承載力的綜合分析，從而獲得一個(gè)相對(duì)客觀的數(shù)據(jù)。當(dāng)前，動(dòng)力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的優(yōu)勢非常突出，其廣泛應(yīng)用于橋梁建設(shè)項(xiàng)目中。這一種檢測技術(shù)在具體實(shí)施期間也存在一些問題，其主要是在于對(duì)結(jié)果判斷方面的問題：（1）動(dòng)力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)在實(shí)施期間，所借助的標(biāo)準(zhǔn)主要是以結(jié)構(gòu)自振頻率、橋梁損傷而導(dǎo)致位移的特定功能，這兩種特性本身所形成的指標(biāo)體系并不完善，仍然存在許多的缺陷，這也是導(dǎo)致橋梁檢測結(jié)果缺乏準(zhǔn)確性的主要原因；（2）雖然這一種方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的相關(guān)性能的分析，可以保持結(jié)果合理的定性分析，但是并不能保障相關(guān)的參數(shù)維持在一個(gè)相對(duì)合理的定量標(biāo)準(zhǔn)上；（3）應(yīng)用動(dòng)力荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)實(shí)行檢測期間，其結(jié)果往往會(huì)因?yàn)樽匀画h(huán)境因素而導(dǎo)致改變，因?yàn)闄z測期間會(huì)涉及到許多的傳感器，傳感器本身帶有比較敏感的檢測功能，在環(huán)境發(fā)生改變時(shí)會(huì)直接導(dǎo)致荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的結(jié)果發(fā)生改變，很難對(duì)信號(hào)實(shí)現(xiàn)有效的分析，從而導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生偏差。

三、荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)優(yōu)化措施

1.資料調(diào)查

在實(shí)行荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)之前必須準(zhǔn)確地掌握橋梁的相關(guān)數(shù)據(jù)資料，其中主要涉及到橋梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容、竣工驗(yàn)收的相關(guān)資料以及后續(xù)的維修保養(yǎng)相關(guān)資料，同時(shí)對(duì)以往已經(jīng)開展的荷載試驗(yàn)資料進(jìn)行回顧性的分析并針對(duì)其中的隱患部分作為重點(diǎn)進(jìn)行處理。與此同時(shí)，還需要確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果保持高度可靠性，針對(duì)橋梁中實(shí)際的交通量進(jìn)行準(zhǔn)確的調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容量的大小、可通行的車輛車型、載重平均值等，這一些信息的準(zhǔn)確性可以很大程度保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)可靠性。

2.結(jié)構(gòu)材料荷載試驗(yàn)

假設(shè)在資料收集過程中發(fā)生資料不完善的現(xiàn)象，或者是通過很長時(shí)間運(yùn)營之后橋梁本身的性能發(fā)生了一定的改變，此時(shí)基于提高荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的結(jié)果可靠性需求，需要重新進(jìn)行特性分析，針對(duì)橋梁的材料試驗(yàn)做出真實(shí)且全面的性能分析。在這一過程中，可以借助無損檢測技術(shù)的方式，對(duì)其中的材料性能進(jìn)行鑒定，同時(shí)借助荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的可靠性做好前期性的準(zhǔn)備，例如設(shè)備、傳感器方面的準(zhǔn)備，一方面是確保后續(xù)的荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)工作開展有序性與高效率特性；另一方面是預(yù)防因?yàn)閮x器設(shè)備而導(dǎo)致結(jié)果偏差問題的發(fā)生。

3.加載設(shè)計(jì)

加載設(shè)計(jì)的主要核心在于布點(diǎn)設(shè)置以及荷載試驗(yàn)檢測效率以及試驗(yàn)加載分級(jí)控制、試驗(yàn)結(jié)果的分析和評(píng)定等方面。在測點(diǎn)布置期間，需要在荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)期間保障測試點(diǎn)的合理布置，同時(shí)以相關(guān)技術(shù)人員在明確橋梁承載能力的同時(shí)，做好主控界面的加載，同時(shí)在主控界面的參數(shù)方面保持最大應(yīng)力、撓度以及裂縫觀測效果。在試驗(yàn)荷載檢測工作效率方面，需要確保橋梁荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的結(jié)果保持高水平。相關(guān)工作人員，可以將試驗(yàn)結(jié)果和設(shè)計(jì)值之間進(jìn)行對(duì)比分析，比值元將是加載效力的系數(shù)，同時(shí)借助增強(qiáng)檢測準(zhǔn)確度的方式進(jìn)行分析。采用荷載試驗(yàn)實(shí)際變位置/設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)荷載計(jì)算的理論變位置實(shí)現(xiàn)對(duì)加載效力系數(shù)的分析。在應(yīng)用公式進(jìn)行計(jì)算期間，可以對(duì)橋梁的相關(guān)資料進(jìn)行收集，假設(shè)修改過的信息不全面或數(shù)據(jù)有待進(jìn)一步明確，則可以采取最佳的加載效力系數(shù)，一般是在0.95 以上。針對(duì)試驗(yàn)的加載分級(jí)控制工作而言，技術(shù)操作人員需要按照實(shí)際的加載程序?qū)蛄旱募夹g(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際的檢測。在具體操作期間，需要以儀器安裝與調(diào)試、車位放樣、零荷載初讀值、加載、終止加載的控制條件、讀數(shù)穩(wěn)定、卸載、拆除檢測設(shè)備、恢復(fù)交通。另外，在對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析過程中，需要確保評(píng)定內(nèi)容的有效檢驗(yàn)系數(shù)以及實(shí)際測量值、設(shè)計(jì)值之間的關(guān)系區(qū)縣、焊縫以及參與變量等因素，保障評(píng)定的結(jié)果保持高度科學(xué)性與全面性。借助荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁跨中撓度的計(jì)算，實(shí)際測量值在低于理論設(shè)計(jì)值時(shí)則證明橋梁在滿載狀態(tài)之下，不會(huì)導(dǎo)致橋梁性能發(fā)生任何改變。因?yàn)楹奢d試驗(yàn)檢測技術(shù)的方式屬于短期內(nèi)橋梁性能的分析。對(duì)此，為了更好的提高結(jié)果的可靠性，操作人員還需要應(yīng)用全面收集資料地方式判斷材料的性能，進(jìn)一步保障荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的結(jié)果可靠性。

四、結(jié)語

綜上所述，橋梁技術(shù)狀態(tài)評(píng)估中荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值較高。在今后，橋梁荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的應(yīng)用必須高度重視并不斷的創(chuàng)新優(yōu)化。基于當(dāng)前橋梁荷載試驗(yàn)檢測技術(shù)的具體問題與缺陷，針對(duì)性的改進(jìn)與完善，豐富技術(shù)方面的不足與缺陷，促使檢測工作保持高效率、低成本、靈活性發(fā)展，從而為橋梁技術(shù)狀態(tài)的評(píng)估工作奠定基礎(chǔ)。