论述公路桥梁检测中荷载试验的应用

吕品

（江苏省交通工程集团有限公司，江苏南京 211500）

0 引言

技术的发展带动着我国公路的建设，在当今公路工程全面开展的时期，如何实现公路桥梁工程的保质完成，如何对公路桥梁进行检测成为现代公路建设的重点。荷载试验是在进行公路桥梁质量检验的过程中最常使用的检验方式。荷载试验的结果准确度高，但是荷载试验运用复杂。基于此，笔者对荷载试验进行研究，以便更好地被运用。

1 荷载试验简介

荷载试验法是指在公路桥梁中增加压力观察桥梁的状态变化情况的一种试验方法。荷载试验法包括静荷载试验与动态荷载试验两种方法。相比来说，动荷载试验的结果更加准确，更能表现出桥梁的真实承载能力，但是动荷载试验的技术难度大，试验过程复杂。静荷载试验的技术难度较小，主要就是在桥梁上一点点的施加压力，然后将这些数据进行转化分析得出桥梁的具体承载结果。静荷载试验试验比动荷载试验试验运用的频率高。检测人员在运用静载试验进行检验时需要保证检验的偶然性。检验要依据一定的步骤进行。在实后进行数据转化时可以构建一个具体的数据模型，以便试验结果更直观地展现出来。一般来说，当公路桥梁的结构过于简单时就不需要通过模型的构建来进行分析，通过数据的计算来观察数据的变化就能够做到直观的分析。在进行复杂公路桥梁结构进行模型构建的过程中也要注意在不同的情景下对于模型数据的修改，这样才能够保证数据的准确性。

2 荷载试验对象的选定

并不是所有桥梁都需要通过荷载试验来进行检测，荷载试验的检测对象主要是一些在施工过程中由于施工人员的不当造成工程质量不理想的新桥与在桥梁的使用过程中出现问题的老桥。在日常的荷载试验中，最常对老桥进行检测。因为，荷载试验的运用复杂，新桥本身质量没有问题，不需要如此复杂的试验来进行检验。而老桥在长期的使用过程中会遇到很多突发情况而造成老桥的承载力的下降，并且经过磨损老桥的结构不明显，在老桥需要修复与加固时，运用荷载试验进行检测能够得出准确的数据，达到对老桥进行修复的效果。

3 动载试验与静载试验的应用

3.1 动载试验的应用

3.1.1 动载试验方法

动载试验方法是一种比较常见的公路桥梁的动力荷载试验方法。动载试验方法包括三种，分别是测量桥梁结构衰减情况的跳车试验方法、公路桥梁结构衰退情况分析的跑车试验法和测试结构本身的振动频率的试验方法。这三种方法试验难度最小的是跑车试验方法，跑车试验方法只需要让车辆在桥梁上进行开过就能对结构的振动衰退状况进行分析。这三种方法中技术要求最高的是跳车试验，跳车试验需要汽车司机具有一定的驾车技术与驾车年限。因为需要汽车从15cm 的跳板跨过。三种方法中环境要求最高的是脉动试验，脉动试验进行的过程中需要对于来往的车辆进行清除，在保证桥梁无载力的情况下进行试验。并且脉动试验对天气的要求也很高，在干燥或者是大风的天气都不适宜脉动试验的进行。脉动试验需要微风的作用，因此在日常的试验中，脉动试验不常被用到。

3.1.2 分析和测定动载试验数据

通常会使用分析方法确定高速公路桥梁施工的动态性能，并且分析和处理方法有两种：①频域分析；②时域分析。频域分析主要是指的是对时域信号的相关的数字处理，需要改变使用的针，以确定结构及其分布状况。时域分析是对直接过程曲线进行分析，从而得出相关参数。振动模式下，对影响系数，自然频率测量等，应当按照有关图纸，随时间的变化曲线和频谱图物理实验。通过研究基本频率的组合可以计算结构的动态刚度。结构动力学分析是简单的一种一阶频率分析，只需要测试结构。但是动态分析是更复杂的，是需要一阶和二阶或高阶频率的测试。通常测量值小于理论值，表面的实际桥梁结构在较大的刚度。这样可以确定桥梁结构的正常状态。如果测试测量值大于理论计算值，那么桥的刚度较小，容易开裂。确定阻挡能力，阻挡能力变化和对数衰减会影响桥梁结构阻挡的特性。可以通过使用半功率带宽计算功率谱图的方法，或使用测试系统软件进行分析。桥阻率通常是在0.01～0.08。能分析更大的桥梁结构，并且有很强的能量。阻尼太小会导致桥轴承在异常条件下工作，以及结构性裂缝和其他问题。确定振动模式，安装传感器在桥梁结构的不同部位，传感器的安装使用共振方法，桥梁结构在振动设备的作用下，发生共振，记录每个地方桥梁结构的振幅和相位，然后在此基础上进行振幅和相位的振型曲线绘图，然后通过绘图模式曲线对比。需要注意的是在获取相关测定数据之后，需要对测定数据的真实性进行评估分析，保证它的实际内容达到规范要求。

3.2 静载试验的应用

3.2.1 加载方案的制定

在进行静载试验之前需要对静载的方案进行设计。加载方案的设计需要充分考虑在进行静载试验时会出现的问题，并对与这些问题有一定的解决方案。一般来说，加载方案需要考虑的问题包括：①桥梁的桥孔的数量，桥孔是否存在质量问题，在长期的使用后桥孔是否出现缺陷；②桥孔与桥墩的计算方法是否合适，是否能对桥孔与桥墩的质量做出合理的计算；③进行试验的地点的桥孔与桥墩是否适合搭建一定的仪器；④要注意试验孔与试验墩的设计，通过科学的桥孔与桥墩的位置的合理设置能够保证静载试验的进行，能够保证加载方案的合理性，促进施工人员的进一步施工。

3.2.2 现场试验

在进行现场试验工作开展的过程中，需要保证项目工作的开展，所有实验设备都就绪，并且在该环节需要按照实验方案的内容以及要求进行工作，从而保证准备好的设备能够及时对检测点进行检测。值得注意的是，在该环节过程中，需要对相关产生变化的初始数据进行详细分析，并且记录使其能够作为试验结果的数据来源。在具体工作开展的过程中，为了能够保证试验获取的结果处于精确性，在正式项目开展之前可以采用试探性试验的方式进行试验，当试验检测结果之后，再进行实验的检测工作，例如在进行今后在检测工作开展的过程中，需要对实际获取的数据与理论评估值进行比较，这样才能够将真实的实际情况反映出来，在后续的加载过程中加大力度对其进行研究，从而提高整体结果的精确性。

3.2.3 加载与观测

①观察项目。桥梁结构的最大挠度、应力条件下，桥的裂缝主要是观测项目设计。桥梁受冲击载荷的影响，可以分为两个版本，一个是整体变形，这是桥的整体结构状况的反映；另一个原因是部分修改，这是反映在部分桥梁结构状态。在满足测试要求的计量点的选择和安排上测量现场的前提下，适合于测量点数，测点必须强烈表示现实状况。能够满足计算分析的需要；②选择实验室仪器和观测的方法。通过不同的接触测量，光学测量仪器使用，经纬仪、平整和精确的全站仪的使用能够做到有效观测。有两种方法来测量位移量。测量电接触测量方法通过测量机进行仪表偏转，一般来说，千分表和位移传感器是常用的测量仪器。此外，还有两种形式的应变测量，一个是不确定的主应力方向，即为执行三个方向提供了测试点，而应变仪、应变仪钢为主要的测量仪器。另一个是通过主应力方向的应变仪的提供来沿主应力方向分析。裂缝测量通常为视觉测量，需要使用相同的时间尺度放大镜帮助；③分析和总结。一般理论探索从一个方向来分析和组织静载荷试验数据，桥梁结构估计静载荷试验常用的指标有两个，一个是允许实际值的比较分析，发现预定的价值然后根据解释明确桥梁结构的状况。另一个是一个理论值和实际值的比较分析测量，将决定这个桥梁结构的性能。

4 结语

在技术发展的今天，对旧桥梁进行荷载试验能够对其缺陷部分进行及时修复。并且荷载试验还能够为旧桥梁的进一步优化提供数据支持。当然，目前的荷载试验还没有达到经济发展需要的效果，在通过进一步的探讨，通过对于试验方案的优化能够提供更加准确的数据达到对于旧桥梁的维护，同时能够让存在问题的新桥梁问题得到快速的解决。桥梁荷载试验在推动桥梁优化的同时，减少因公路桥梁的重复建设而产生的费用，公路工程建设高速发展的今天需要荷载试验支撑其发展的步伐。