荷載試驗在公路橋梁工程中的實際應(yīng)用

李鵬

【摘要】為了保證公路橋梁的質(zhì)量和安全性能，必須對其進行必要的荷載檢測，本文立足實際，闡述了荷載試驗在公路橋梁工程中的實際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】荷載試驗 公路橋梁 安全檢測

荷載試驗是路橋檢測的一種復(fù)雜度較高的實驗，涉及到較深的理論和技術(shù)，所以其應(yīng)用范圍也較廣。通常情況下，公路橋梁在投入運行一段時期之后，其關(guān)鍵的指標會不可避免地發(fā)生一些改變，如果一些指標的改變導(dǎo)致了路橋的安全性和承載力的降低，就必須及時采取針對性的措施，從而避免安全事故，所以應(yīng)該組織人力和物力，對運行達到一定時間的公路橋梁定期檢測。如果是新建的路橋，也必須在正式使用前嚴格檢測，從而確保工程的質(zhì)量達到標準。

一、在動載試驗中的應(yīng)用

動載試驗是公路橋梁檢測的一大類別，在實際檢測的過程中，其作用是有效地評估使用中的路橋的外部受力所存在的變化規(guī)律，同時分析路橋在外部因素之下所體現(xiàn)出來的振動特征，從而最終得出被測路橋在結(jié)構(gòu)方面的強度值以及實際使用中的行車特性。結(jié)合相關(guān)的路橋測試情況，動載實驗還能夠進一步細分成跑車、跳車和脈動三個類別。其中的跑車試驗，其實質(zhì)是當(dāng)存在許多交通工具在路橋上運行的時候，由于其質(zhì)量和速度的變化為被測路橋帶來的振動響應(yīng)，以及這些響應(yīng)激勵發(fā)生的時候，隨著交通工具的分布變化而衰減的情況。由此可知動載實驗的本質(zhì)是通過對于被測路橋的強迫振動，來評估其結(jié)構(gòu)性能和使用情況，最終得到路橋的具體性能。而動載實驗的另一個主要類別——跳車試驗，其本質(zhì)是評估被測路橋當(dāng)存在各種交通工具導(dǎo)致的沖擊力的情況之下，其結(jié)構(gòu)的變化以及由此帶來的沖擊情況。跳車試驗的基本思路是把交通工具越過一個高度后緊急制動，通常這個高度選擇為15厘米到20厘米之間，通過模擬以上的情況，來測試橋跨結(jié)構(gòu)的衰減振動，測試的結(jié)果能夠反映出被測路橋當(dāng)存在外部沖擊時所體現(xiàn)出的振動特征。第三個類別是脈動試驗，其本質(zhì)為當(dāng)被測路橋并不存在交通工具，同時也不存在由于另外的因素而導(dǎo)致的干擾的情況之下，路橋本身在自身的微弱變化而產(chǎn)生的激勵之下，所表現(xiàn)出的各類特性。脈動實驗的目的是測量路橋的固有頻率，并在這個頻率附近尋找諧波分量，最終得到路橋的固有頻率數(shù)值。

二、在靜載試驗中的應(yīng)用

靜載試驗是對路橋檢測時常用的第二類方法，其主要目的是檢測路橋的特定位置，當(dāng)外部對其施加核定靜力的時候所產(chǎn)生的型變量以及位移量，也包括橋體的裂縫變化等，當(dāng)采集到這些數(shù)據(jù)之后，再對其進行一些必要的數(shù)據(jù)分析，就能得出被測路橋在實際使用的過程中，當(dāng)存在外力的情況下，橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，以及對其使用性能所帶來的影響。因此可以說，靜載試驗屬于對路橋進行質(zhì)量和安全檢測的十分必要的方法，由于對路橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說，其在實際使用的時候，所發(fā)生的承載主要來自靜力，而路橋所承受的主要外力也是其自身在地球引力的作用下的受力，所以對路橋進行靜載實驗，能夠得到被測路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性參數(shù)。靜載試驗之后會得到大量的測試數(shù)據(jù)信息，對于這些信息的分析是在理論計算的方法上進行的，計算的結(jié)果則可以作為對被測路橋的技術(shù)評價，此處存在兩個類別的指標，第一個類別是結(jié)合國家標準所限定的取值范圍，將檢測所得到的數(shù)據(jù)和理論值進行比較，并對比較結(jié)果進行分析；第二個類別的是結(jié)合實測值評估路橋的安全性能和質(zhì)量水平。

在此必須指出的是，在對被測路橋進行靜載試驗的時候應(yīng)該做好必要的準備，首先應(yīng)該評估實驗本身的可靠性，對于可能在操作過程中出現(xiàn)的可靠性問題應(yīng)該制定完善的預(yù)案進行應(yīng)對和規(guī)避，這就需要在測試的過程中做好組織措施和技術(shù)措施和。在組織措施方面，應(yīng)該制定富有經(jīng)驗的人員作為安全負責(zé)人，同時結(jié)合路橋的實際情況部署足夠的技術(shù)措施來保證測試的安全性。在實驗步驟的制定中應(yīng)該將測試中的安全防范和事故相應(yīng)策略包含進去。此處以一個具體工程的檢測實例來對靜載試驗進行說明。該工程處于四川省省道2249處，路橋的起點是h0+419，終點h0+557。橋梁的上半部分是以五根二十米的混凝土板梁構(gòu)成，下半部分則屬于柱式墩和U型臺。

在對橋梁進行靜載試驗的時候，首先應(yīng)該明確，其本質(zhì)是通過外力的荷載來達到橋梁受力的效果，而這個過程中應(yīng)該能夠十分準確地調(diào)整荷載力，目的是盡量避免由于荷載過大而對被測橋梁帶來不必要損傷；并且，在檢測過程中的外力荷載情況也能夠體現(xiàn)出路橋結(jié)構(gòu)的受力，所以在操作的過程里必須重視實時觀測試驗現(xiàn)象。具體到本次的荷載試驗，是對橋梁截面的內(nèi)力，來模擬等效汽車荷載，最終測試得出被測橋梁的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。在試驗荷載的時候，結(jié)合控制截面的最大內(nèi)力值，將所施加的荷載分成四個級別。當(dāng)進行分級加載的時候，車輛荷載一輛輛進行，并使其以緩慢的速度駛?cè)牒奢d區(qū)域，這種情況之下采取連續(xù)對控制點讀數(shù)的方式來保證測試過程不對橋梁造成破壞。而且，在進行逐步分級加載的過程中，必須意識到隨著加載的進行，另外的截面內(nèi)力也是隨之上升的，因此其內(nèi)力的極大值應(yīng)該小于最不利內(nèi)力的值。本實驗的外力加載方式是等效汽車方式，在結(jié)合橋梁的實際情況進行計算之后，最終確定以6輛加載車進行。實驗結(jié)果證實，橋梁的新建部分校驗系數(shù)全部在1之下，可以證實被測的截面擁有足夠的安全余量，也可以說明被測路橋的狀況比理論狀況更優(yōu)；另外的數(shù)據(jù)可以說明，橋梁的新建部分的殘余變位全部不超過15%，這可以證實被測橋梁工作在彈性狀態(tài)之下，因此其承載能力完全符合一級承載標準。

參考文獻：

[1]袁金華，王勝.公路橋梁荷載試驗控制水平[J].交通世界（運輸.車輛），2015，（10） .

[2]楊明.影響線加載法在橋梁荷載試驗中的應(yīng)用研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2016，（06） .

[3]陸琳.淺析橋梁荷載試驗檢測的相關(guān)問題[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2015，（12）.

[4]王子強.動力荷載試驗在橋梁檢測評估中的應(yīng)用探討[J].建材與裝飾，2016，（09）.

[5]喬杰，錢華，田小文，王上東.T型連續(xù)剛構(gòu)橋梁荷載試驗評定與探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，（17）.