关于公路桥梁试验检测技术初探

吴飞

摘要：公路桥梁的试验检测对于公路桥梁的质量有着不可忽视的重要影响，本文基于此，首先分析了公路桥梁试验检测的重要性分析，然后简要概述了公路桥梁试验检测的主要内容，最后以静载试验技术为例，对公路桥梁的试验检测技术的重要参数以及不足之处进行了系统阐述，望对相关的工程人员带来一定的帮助。

关键词：公路桥梁；试验检测；静载试验；技术初探

1.引言

改革开放以来，我国经济的发展速度已然达到了新的高度，人民的生活水平也不断提升，以交通设施为代表的一系列基础设施的建设也如火如荼地开展。而桥梁作为重要的交通枢纽，在地区经济发展的过程中发挥着重要的纽带作用。而这其中，又以公路桥梁为代表。随着社会经济和物流行业的快速发展，公路桥梁作为公路交通的咽喉，开始在我国的建筑行业中彰显了重要的应用价值，其承载能力和通行能力亦是成为控制公路全线的重中之重。基于此，为了确保桥梁的畅通，桥梁检测工作也逐渐成为了桥梁工程重要的研究领域。桥梁检测工作的内容包括检验评定新建桥梁的承载能力，如何维修加固现有桥梁以提升桥梁承载等等。所以，了解公路桥梁的常用试验检测技术，将会有利于相关人员对桥梁的承载能力更为做出科学地评估，有利于相关人员更好地做好公路桥梁试验检测工作。

2.公路桥梁试验检测的重要性分析

随着“十一五”计划的完成，我国的高速公路网骨架已基本形成，截止到2013年底，全国公路里程已达到了423万公里，公路桥梁突破71万座，而随着时间的推移，这个数字还在不断地扩大。但根据桥梁工程的相关理论，桥梁使用超过25年后，就已开始进入老化期，因此，我国公路桥梁约有30万座隶属于这个范围。这部分建于二十年代末的公路桥梁在当时的时代背景下担负着沉重的交通荷载和繁重的交通量，并且由于当时建桥资金紧缺、设计荷载技术力量缺乏、施工技术偏低、运营车辆长期普遍超载未得到遏制等一系列历史原因，这部分桥梁投入使用至今已存在大量的安全隐患。而虽然近几年来我国新建的桥梁多为现代化桥梁，但由于设计标准的变更、载重能力的提高，这些新建桥梁的承载力也难以与我国迅猛的经济发展速度相匹配。实际上，根据我国交通部公布的相关资料，截止到2013年，我国桥梁普查查出的公路桥梁危桥数量已然突破4万座，总长度突破400万延米。基于此，对公路桥梁结构性能进行切实可行的鉴定、评价，并以此为依据采取合适的方案和措施提高其可靠性，使之能继续安全地为公路运输服务已势在必行，同时依据不同的检测技术，准确科学地对旧桥及新建桥梁的技术状况和承载能力进行评价，亦有着重大的现实意义。

3.公路桥梁试验检测技术相关理论概述

公路桥梁检测的工作内容一般而言较为复杂，笔者基于成桥检测的角度，大体将其分为两个方面。其一是表观检测，这是一种在公路桥梁试验检测中占据重要地位的检测内容，检测内容包括对比较明显的桥梁结构缺陷进行调查和评价，例如混凝土裂缝宽度、钢筋锈蚀、桥台结构不正常变形、是否有火灾隐患等。其二则是荷载试验检测，这是对桥梁结构物进行直接加载的测试试验，相较于结构检测而言，荷载试验检测有着更重大的现实意义，其通过对桥梁加载实验荷载，记录下桥梁结构的实际工作状态，从而对桥梁结构的安全承载能力以及通行情况作出必要的改进。

具体而言，公路桥梁的荷载试验可分为静载试验和动载试验，虽然两者在实验内容上不尽相同，但对于承受以车辆荷载为主的公路桥梁而言，这两种性质的荷载试验是具有同等地位且具有不同优势的。例如静载试验可以在公路桥梁结构上布置更多的测点，从而更直观地分析公路桥梁机构的受力情况，动载试验则可以借助动态负载帮助工程师研究分析公路桥梁结构在车辆荷载或其他动力荷载作用下的振动特性，从而给桥梁的实际运作提供必要的数据支持。根据我国交通部颁布的有关公路桥梁试验的相关标准，荷载试验内容包括以下几点：其一是荷载试验方案的拟定，如拟定采取动载试验还是静载试验；其二是测点设置、仪器组配、人员安排；其三是制定负载等级、完善试验安全控制；其四是数据分析、结构性能评定；最后是桥梁性能的试验报告以及试验总结的编写。

4.以静载试验技术为例初探公路桥梁的试验检测技术

4.1技术概述

公路桥梁结构静载试验可以检验桥梁的刚度、强度、抗裂性能与设计要求的匹配程度，一般将静荷载作用在桥跨最不利受力位置进行测试，通过测试活载作用引起的结构效应来评价结构的静力性能。

4.2重要参数

4.2.1校验系数

控制测点的实测值与理论值的比值称之为公路桥梁静载试验技术的校验系数，这也是公路桥梁静载试验技术的最重要参数。根据测点安放位置的不同，控制测点的实测值可以使挠度、应变等等，相应的校验系数也因此不同。但均采用η=Se/Ss的表达式。式中，η为变位或应变校验系数，Se为控制测点在试验荷载作用下的弹性变位或弹性应变的实测值，Ss为同等条件下测点的理论计算值。

若计算得出的校验系数等于1，说明实测值与理论值完全相符，该桥梁结构性能良好；若计算得出的校验系数小于1，说明该桥梁结构性能优秀，所设计的承载力在实际负载作用下能够有一定富余，安全系数较高；若计算得出的校验系数明显大于1，说明桥梁结构性能较差，设计时考虑的桥梁强度明显不足，实际投入运用时存在安全隐患。实际操作过程中，公路桥梁在最大试验荷载作用下的校验系数的比较可参照表1所示进行比较。

表1：校验系数的取值规定

桥梁类型 校验系数取值范围 适用情况

预应力混凝土桥与组合结构 0.70～1.05 荷载效率小于等于1

钢筋混凝土与圬工结构 0.60～1.10 荷载效率小于等于1

4.2.2相对残余变形

利用相对残余变位或相对残余应变来描述结构的工作状态和弹性性能或是评价桥梁结构的承载力的参数称之为残余变形，其计算公式为S=Sp/St，式中S为计算所得的相对残余变形值，Sp为卸载测值与初始值之差，St为加载测值与初始值之差。公路桥梁的相对残余变形值有明确的限值规定（见表2），如果实际试验过程中，相对残余变形值明显不符合相关要求，应辅以动力荷载试验对桥梁的可靠性加以确定。

表2；相对残余变形取值规定

桥梁类型 第一次试验 第二次试验 第三次试验

预应力混凝土桥与组合结构 小于等于20%

该值称为a1 小于等于0.5a1 小于等于1/6a1

钢筋混凝土与圬工结构 小于等于25%

该值称为a1 小于等于0.5a1 小于等于1/6a1

5.结束语

随着我国公路建设的高速发展，桥梁结构的安全使用也越来越受到全社会的关注。如何保证已运营或即将运营的桥梁的的正常工作，使得其能够为公路运输行业做出巨大的贡献，也成为了相关工程人员面临的棘手难题。现阶段，公路桥梁试验检测技术中最常用的方法为静载试验检测技术，但这种方式也在面对常见的混凝土型公路桥梁时，也存在着些许缺陷，如何进一步开拓创新，对现有的实验技术进一步完善，值得相关工程人员进一步深思。

参考文献：

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[2]陈文俊.试论公路桥梁试验检测的不同方式[J]. 施工技术探究.2011，2（45）：147-148.

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