公路橋梁荷載試驗檢測在橋梁養護中的作用

陳方

安徽省公路橋梁工程有限公司 安徽 合肥 230000

引言

公路橋梁是公路交通的重要組成部分，其建設水平對當地經濟穩定發展，有著非常突出的作用。在開展高速公路維護管理作用過程中，需要采用特定的方法來維持高速公路運行效果，及時發現和解決公路橋梁使用中出現的問題。通過對載荷試驗檢測技術的使用，可以幫助建筑公司掌握高速公路橋梁的使用狀態，為開展養護操作，提供必要的數據，在各種新建公路結構檢測中非常常用。

1 公路橋梁養護管理的重要意義

隨著城市化的高速發展，各種公路橋梁工程不斷增加，其在很大程度上提升了我國基礎設施建設水平，讓各種城市公路交通變得更加通暢。養護工作是公路橋梁建設的重要組成部分，通過采用合理的養護措施，可以有效延長公路的使用壽命，避免公路出現嚴重的裂縫問題。從當前我國公路橋梁實際使用情況來看，各種施工技術和投資相對不足，公路橋梁使用不能滿足國家標準要求。在公路橋梁投入之后不久，就容易導致各種病害問題的發生，對道路交通安全，構成非常直接的威脅，導致道路橋梁病害的原因主要包括以下方面。

1.1 使用頻率增加

隨著我國經濟的高速發展，人們的經濟水平提升非常迅速，私家車的保有量持續增加，伴隨著物流貿易的可持續發展，城市之間的貿易活動不斷增加，路面使用頻率不斷增加，導致路面病害問題發生率不斷增加，橋梁工程老化速度大大高于預期[1]。

1.2 自然環境因素

很多公路橋梁所處自然環境非常復雜，經常會面臨水蝕和風蝕等因素。通過對公路橋梁開展養護作業，可以避免各種負面因素對橋梁使用帶來非常不良的影響，從而更進一步延長公路橋梁的使用壽命，對社會發展具有非常重要的意義。

2 公路橋梁載荷試驗的主要內容

2.1 公路橋梁載荷試驗檢測主體的選擇

在對公路橋梁載荷試驗檢測主體選擇過程中，需要根據橋梁結構信息、運營時間信息來進行選擇，通過開展試驗載荷檢測工作，為橋梁后期開展養護和修補作業，創造良好的條件。另外，通過開展橋梁載荷檢測，還可以在構建新公路橋梁中，充分發揮自身的作用。在當前開展橋梁檢測工作中，經常會出現如下的問題。部分橋梁通車時間相對較長，缺乏完整的施工材料，相關設計圖紙經常會處于缺乏的狀態[2]。另外，部分公路橋梁的施工標準相對較低，難以滿足公路橋梁施工具體要求。在公路橋梁建設完成后，容易受到各種因素的影響，導致橋面在使用過程中，容易出現裂縫或者結構變形問題，需要重新開展工程檢測工作。為了進一步明確橋梁的承載力，為開展車輛管理創造必要的條件，不允許超載荷車輛行駛，從而有效保證橋梁的使用年限。

2.2 動載試驗

在實際開展動載試驗的過程中，需要模擬各種因素下橋梁的實際受力情況。在測試的過程中，需要對沖擊和共振進行模擬，從而對橋梁結構的穩固性進行測試，并根據測試結果來確定公路橋梁結構承載能否滿足相關標準。另外，通過動態試驗也可以確定橋梁的結構特征和內部性能。一旦在試驗階段發現了橋梁支撐問題，就需要及時開展調整工作，從而最大程度保證路橋使用質量，其主要包括以下幾個方面的內容：①跳車試驗。通過開展跳車試驗，可以掌握橋梁結構受到車輛影響下的參數變化。在實際開展試驗的過程中，需要將車輛放置在一定高度位置，高度需要根據路面高度來確定，通常需要比路面高15m，在車接觸到橋面之后，就需要分析車輛碰撞過程中橋體震動衰減情況。②脈動試驗。在開展脈動試驗過程中，主要是檢測橋梁本身脈動頻率對橋梁結構的影響。本試驗需要在安靜的測試環境下進行，外部車輛不加入到試驗當中，這樣才能獲得自振頻率數據。③強迫振動試驗。強迫振動試驗與脈動試驗相比，具有更高的測試頻率，需要借助測試車輛來完成試驗，更加及時對橋殼結構中繞度、扭轉、彎曲情況進行檢測。強迫振動測試通常會采用兩種檢測方法，第一種是剎車試驗，使用載重車輛刑事到橋梁中間位置進行剎車，從而觀察橋梁頻率和振幅變化。載重車輛以一定的速度勻速行駛，在行使到中心位置或者四分之一位置后進行剎車，然后觀察振幅變化和震動頻率變化。為了保證試驗數據的準確性，通常需要重復兩側試驗。另外一種試驗是跑車試驗，需要使用兩臺載重其中在路段中間位置并排行駛，并以10km/h的增量遞增，然后對不同速度下橋梁結構的變化進行排序，也同樣需要進行兩側，從而保證數據的準確性[3]。

圖1 動載實驗

圖2 回彈檢測

2.3 靜載試驗

在對公路橋梁開展靜載試驗過程中，需要對公路橋梁施加一定的靜力載荷，從而檢測公路橋梁的受力特征。在相同的條件下，需要將理論值和試驗值進行對比，從而掌握橋梁的受載能力。其中校驗系數是公路橋梁受力的重要指標，能夠在一定程度上反映橋梁的承載能力。①準備工作。為了保證測試結果的準確性，就需要制定科學的測試計劃。在計劃制定過程中，需要認真做好各項測試內容的制定工作，能夠對各種試驗設備和材料嚴格進行控制，選擇經驗豐富的人員參與到實際試驗工作中來。②安全工作。由于靜載試驗工作的特殊性，各種危險因素非常多，如果不能合理進行控制，容易導致安全問題的發生。因此，在試驗過程中，應該建立一個安全監督部門，其負責對整個工程進行負責，并認真做好現場工具的布置工作，要求作業人員具有足夠的安全意識。

圖3 橋梁靜載試驗

3 載荷試驗在公路橋梁養護中的作用

3.1 提升對公路橋梁養護作業的重視程度

公路橋梁養護作業是橋梁工程建設的重要組成部分。通過對公路橋梁開展必要的養護作業，可以有效減少各種裂縫的出現，提升道路和橋梁的使用壽命。但在傳統公路橋梁使用過程中，對相關養護作業重視程度不夠，沒有在養護工作中投入足夠的人力和物力，導致公路橋梁在投入使用之后，容易出現各種病害問題。通過對公路橋梁試驗檢測數據的分析，可以明確施工中出現的各種缺陷，然后及時采取養護施工，來盡可能彌補這些施工缺陷。通過公路橋梁載荷測試數據，可以為開展養護技術和設備選擇，創造更好的條件。在制定巡檢計劃的過程中，應該根據負荷測試結果，認真做好各種重點病害的巡檢工作，并能夠對各種維修工具科學進行使用，對各種小型病害及時進行處理，最大限度保證公路橋梁養護質量。

3.2 提升對橋梁的養護施工技術水平

在道路交通通行壓力不斷增加的今天，對開展橋梁養護作業，提出了更高的要求。通過開展橋梁載荷測試工作，養護和施工人員可以更進一步掌握工程施工狀態，深入掌握各種養護施工技術，不斷提升自身的操作技術水平。

4 公路橋梁載荷試驗在橋梁養護中的實際應用

某公路橋梁的長度在135m左右，橋面寬度為26m，橋梁上部采用的是混凝土空心板梁，下部結構采用的是柱式墩。為了能夠及時掌握橋梁工程的整體質量情況，需要采用載荷試驗法來進行檢測。

試驗過程。在整個試驗過程中，需要將載荷施加到公路橋梁結構上，整個試驗需要嚴格按照相關要求進行，合理對試驗載荷進行控制，保證試驗載荷施加的合理性，避免在施加載荷過程中，對橋梁結構造成損傷。試驗檢測人員應該密切注意整個試驗檢測過程，對相關檢測數據詳細進行記錄。

試驗過程中，需要采用標準汽車載荷開展最不利條件設置，從而確定橋梁結構的響應程度，需要分為4個等級開展試驗，安排車輛按照預定的位置緩慢行駛，然后讓試驗人員獲得相關的數據。在試驗過程中，應該逐步提升試驗載荷，但應該將載荷量控制在合理范圍之內，避免出現超過允許載荷范圍情況發生。為了保證載荷檢測結果的準確性，需要建立有限元模型，根據檢測要求和相關文件規定，合理設定有限元模型，包括測點布置、載荷彎矩線路圖和彎矩影響范圍等。

在開展檢測試驗的過程中，應該嚴格按照《公路橋梁承載力檢測評定規程》來進行，科學對公路橋梁結構的承載力和質量情況進行評定，校驗數據應該設定在1以下。由于公路橋梁承載力可以滿足承載力的相關要求，車輛可以正常通行，暫時不需要采取維護措施。

5 結束語

隨著時代的不斷發展，對開展公路養護作業提出了更高的要求。為了保證公路橋梁的養護作業效果，就需要認真做好公路橋梁載荷試驗工作，根據載荷試驗結果，來采取必要的養護措施，及時發現及時進行解決，避免公路橋梁在使用過程中出現嚴重的安全問題。