桥梁养护中公路桥梁荷载试验检测分析

宋赫钊

（安徽省公路工程检测中心桥梁与隧道工程检测安徽省重点试验室，安徽 合肥 230022）

1 荷载试验分类

1.1 动载试验

动载试验，是基于现代科学技术基础上形成的检测方法，主要分析桥梁结构动态参数对桥梁工程的影响作用，如车辆冲击荷载对桥梁结构的影响，在试验过程中，需要收集桥梁结构在汽车冲击荷载作用下的应变或位移变化曲线数据，并对所收集的数据进行分析，将其实测动态参数与结构理论计算参数做出对比，判断结构动力特性参数是否满足规范及设计要求。试验人员还可以对公路桥梁的承载能力进行检测，如果在试验过程中出现问题，应及时的解决和改善，以保证公路桥梁的正常运营。比如：一个运输车正常通过桥梁后，桥梁产生异响或局部损伤，这就表明该桥在运营中有较大的安全隐患，桥梁承载能力十分有限，一旦桥上荷载超过其承载能力就会导致事故的产生。

1.2 静载试验

静载试验相对而言对“静”这个字十分强调，从概念上看，静载试验指公路桥梁承受静力荷载时，对公路桥梁应变情况和位移情况进行检测的一种方法，在没有其他因素干扰下准确检测并收集数据，将这些数据用于结构状况分析及后续比较[1]。

2 选择荷载试验的检测对象

根据规范[2]技术状况等级较差、拟提高荷载等级、需通过特殊车辆、遭受重大灾害或采用其他方法难以准确判断其能否承受预定荷载的桥梁需进行荷载试验。通过公路桥梁荷载试验，有助于有关部门及时掌握公路桥梁的实际情况，发现公路桥梁潜藏的隐患，判断桥梁是否满足后期运营需求，从而为养护工作的开展创造有力的条件，同时，新建桥梁或加固、改建后桥梁以及采用新技术、新材料、新结构、新工艺的桥梁也应作为试验对象。

在进行桥梁静载试验检测时，特别是在选择试验联跨的过程中，必须要确保所选对象的代表性，试验联跨的选择应根据理论计算，选择内力最大位置的试验联跨。采用新技术、新材料、新结构、新工艺的桥梁应逐联或逐座进行试验。而进行动载试验时，通常选择全桥或某一联进行试验。试验对象的合理选择，是保证试验数据准确的前提条件，是荷载试验能反映桥梁整体状况水平的基础保障。

3 公路桥梁荷载的应用

3.1 动载试验的应用

动载试验通常包括：①行车试验；②跳车试验；③脉动试验。行车试验指的是让车辆以不同车速匀速行驶，在车辆运行过程中采集桥梁结构在动荷载作用下应变时程曲线或位移时程曲线，分析桥梁结构在不同车速作用下的响应情况，这样一来，就可以获得实测冲击系数与车速的关系，该方法能够对公路桥梁结构冲击性能进行准确评定。跳车试验是指桥梁在受到车辆竖向冲击之后，对桥梁结构参数的变化情况加以分析，试验时将车辆后轮在指定位置从三角形垫块上突然下落，对结构产生冲击，采集结构在桥梁振动下的应变或位移时程曲线，包括结构的竖向震动以及震动衰减。脉动试验与上述两种试验存在着显著的区别，具体表现为上述两种试验检测内容都是车辆对桥梁的影响，而脉动试验则是桥梁结构在接近白噪声的自然环境（如地脉动、风、水流等） 震源影响下产生随机振动，利用这种微小震动，通过频谱分析得出该桥的自振频率、阻尼比和振型等。在脉动试验中，无需车辆，但对外部环境的要求十分严格，只有这样，才能获取准确的桥梁自振频率，使检测结果的准确性得到保证[3]。

3.2 静荷载的应用

1） 准备工作，为了使检测结果的准确性得到保证，在静载试验检测前，应该根据具体需求，设计合理的检测方案，同时，细致划分检测内容，选择合理试验联跨。

2） 安全工作，在静载检测过程中，保障安全十分关键，究其原因，主要是在各种因素的影响下，容易出现各种事故，有可能会威胁到工作人员的安全或检测设备的可靠性。故在试验检测过程中，应成立专门的安全小组，负责整个试验检测过程的安全，同时还要合理布置检测所使用的工具、合理选择数据采集地点，避开车辆集中等危险区域。

3） 加载方案，根据规范要求，静载试验加载分级通常分为3～5 级，如桥梁资料不全等特殊情况下应加密分级。在加载后需要进行卸载，通常情况下，直接卸载即可，也可以采取分级卸载。在时间上看，加载所选择的时间最好的时间点为22：00-次日6：00，可减小结构因温度变化较大而对采集数据产生影响。在车辆选择上，通常选用后八轮加载车，在特定情况下，还根据实际情况使用施工车辆或特殊形式车辆，如人行天桥等不易采用车辆进行加载的桥梁可采用配重块或水进行加载以满足控制界面试验内力的要求。值得注意的是，在加载试验前，应该对加载物进行称重，如果利用车辆进行试验，需要车辆各轴实际轴重及轴距进行测量，其误差与计算要求不得超过±5%。此外，在试验过程中，需要将保证桥梁安全和准确检测桥梁受力和变形情况放在首位，故合理选择加载位置、加载重量及测点布置十分关键。

4 结语

综上所述，在社会经济高速发展的背景下，我国交通运输量不断增加，公路桥梁面对的荷载压力也逐步增大，为确保公路桥梁的运行状态，采取有效的检测手段和养护方法对其进行养护至关重要。而桥梁荷载试验就是桥梁结构承载能力检测最直接的手段，通过这种检测手段的应用，能够准确检测公路桥梁当前的运行状态和承载能力，能欧找出其中存在的问题，有助于提升公路桥梁养护的效果。