公路桥梁荷载试验检测在桥梁养护中的作用探讨

2020-04-13菅志伟

工程技术研究 2020年3期

关键词：荷载桥梁公路

菅志伟

（中交路星（北京）工程检测技术有限公司，北京 100021）

公路桥梁的具体养护内容就是指，通过及时对公路桥梁维修和保养，让公路桥梁始终保持最佳的运行状态，从而保障桥梁正常的运行。

1 荷载试验检测在桥梁养护中的重要性

1.1 有利于提高公路桥梁工程的使用寿命

我国经济的不断增长和城市化发展进程的不断加快，使得基础交通设施的建设力度逐步加大，城市之间的交通变得更加便捷。而养护工作是公路桥梁建设和运行的关键环节之一，因此必须牢牢把握住，通过合理科学的养护工艺保证公路桥梁的正常运行。公路桥梁经常在使用过程中，会出现不同程度的磨损和损坏，如果不及时维修保养，就会影响其正常运行，造成不同程度的损失。荷载试验检测主要就是对桥梁运行之后的共振性能和受力情况进行系统地监测，为公路桥梁提供承载力、结构强度和通车性能等方面的数据信息，方便及时对比公路桥梁保养标准数据，以及时发现桥梁的问题，然后采取有效措施改善和加固公路桥梁的结构，进而提高公路桥梁工程的使用寿命。

1.2 有利于提高公路通车的安全性

随着我国经济水平的不断提高和私家车的不断增多，公路桥梁的使用频率也在不断上升。一方面，由于公路桥梁的通行量较大，让公路桥梁所承受的负荷量往往超过建设预期的设计，容易导致公路路面的各种危害问题出现，让公路通车的安全性大大降低。另一方面，公路桥梁所处的地理环境较为复杂，需要面对各种自然因素的侵蚀，从而降低了公路桥梁的质量安全。面对公路桥梁的危害问题，及时进行荷载试验检测和保养工作，不但可以预防公路桥梁的种种质量隐患，还可以有效保障公路桥梁的安全性，提高出行安全率。

2 桥梁施工养护过程中存在的问题

2.1 公路桥梁养护管理制度有待健全

当前形势下我国的公路桥梁养护制度还有待健全，在实际的养护管理制度建设中，主要存在两方面的不足：一方面，没有形成严格有效的管理制度，主要表现在不能及时对公路桥梁的运行情况和受压情况进行统计分析，没有具体的管理措施和手段，出现质量问题也不能及时解决；另一方面，没有严格贯彻和落实养护工作[1]。对于出现质量问题的公路桥梁建设项目，相关的管理部门不能及时根据桥梁的受损情况展开维修保养工作，没有严格的责任制度和监督制度，一旦公路桥梁发生运行隐患，就会出现“无人管”和“多人管”的情况，严重影响公路桥梁的保养工作。

2.2 公路桥梁养护管理人才不足和管理力度不足

在公路桥梁养护管理工作中，专业人才的储备起着关键性的作用[2]。但是从目前的公路桥梁管理工作来看，我国桥梁管理人才和维修保养人才都是相对匮乏的，对公路桥梁养护知识工作存在较大的欠缺，理论知识和实践经验都有不同程度的欠缺，整个公路桥梁检测保养队伍没有明确的科学技术指导，公路桥梁保养工作也就无法取得良好的效果，严重影响着公路桥梁的整体养护质量和运行质量。

在公路桥梁养护管理工作中，还存在相关人员对养护工作不重视的情况，主要表现在相关的人员不能正确认识到公路桥梁保养的重要性，没有从思想上转变过来，在实际的工作中不能充分发挥作用，导致公路桥梁栏杆残缺不全、公路桥梁路面凹凸不平和不清洁的情况出现，严重影响公路桥梁的正常运行，加大了事故发生的概率。公路桥梁保养不及时出现的事故比比皆是，2011 年发生的武夷山公馆大桥坍塌事故就是因为桥梁部分吊杆断裂，导致桥梁桥面荷载失去承载而发生桥面坍塌事故，事故造成一辆旅游大巴司机当场死亡，22 名乘客不同程度受伤。武夷山公馆大桥坍塌事故现场如图1 所示。

图1 大桥坍塌事故现场

3 荷载试验的分类

总体而言，公路桥梁的荷载试验主要分为两种形式，动载试验和静载试验[3]。

3.1 动载试验

动载试验强调的主要就是“动”，是建立在现代化技术基础上的新型检测手段[4]，其主要就是分析动态因素对公路桥梁的影响作用，比如通过检测通车过程中公路桥梁所受到的冲击力和其他自然因素的影响。通过车辆的冲击力作用和共振对桥梁的结构作出科学的判断，进而检测和分析桥梁在通车情况下的受力情况和结构特点。如果在检测过程中能够及时发现桥梁结构性能的变化，就可以为后期的维修工作和保养工作提供支持，从而保证公路桥梁的安全。

3.2 静载试验

静载试验是动载试验的对应面，强调“静”，主要是指对公路桥梁施加一定程度静力作用，从而来检测公路桥梁的结构特性和受力情况。因此，在静载试验的过程中要着重注意仔细观察公路桥梁结构在静力作用下的变形情况和应力情况，然后将检测的数据成果和理论成果数据进行比对。其中，校验系数是公路桥梁受力特征衡量的重要标准，可以为后期的公路桥梁运行过程中的承载能力提供有效的数据支持。

4 荷载试验对象的选定

在公路桥梁荷载试验检测工作中，荷载试验对象的选定是很重要的步骤。一般而言，荷载试验对象的选定要遵循以下原则：（1）选择对象一般是通车时间长、没有掌握相关结构数据的公路桥梁。（2）选择对象要具有代表性，可以反映出公路桥梁的整体运行状态和结构性能。（3）荷载试验检测的应用对象要能够为公路桥梁的养护部门和管理部门提供后期的养护重点和潜在问题，从而为后期的公路桥梁养护工作提供必要的数据支持。（4）在公路桥梁荷载试验检测工作中，要着重把握的工作就是分析判断公路桥梁的承载力，对桥梁运行之后的各种情况进行统计分析，通过对比桥梁表面的裂缝和结构变化，掌握桥梁的变化系数.明确参数之后，道路桥梁的管理部门就可以对桥梁的运行情况进行干预，通过控制车流量来保护桥梁，方便进行下一步的维修保养工作。

5 荷载试验在公路桥梁检测中的应用

5.1 公路桥梁检测中的动载试验

动载试验检测主要就是检测通车之后公路桥梁的受力情况和桥梁的共振性能，通过动载试验可以为公路桥梁提供相关的科学数据，为后期的公路桥梁养护的提供保养标准。动载试验主要包括跑车试验、脉动试验和跳车试验三部分的工作[5]。

（1）跑车试验。跑车试验的主要就是让汽车在桥面上通行，进而观察车辆在通行过程中对桥梁结构产生的震动性以及加速行驶后所产生的震动作用，相关的监测人员对产生的震动影响情况进行综合分析，从而得出结果。

（2）脉动试验。脉动试验主要是检测公路桥梁结构在本身脉动频率下的影响作用。脉动试验的过程中是不需要任何车辆和外在因素的参与的，这样做的目的也是为了不干扰公路桥梁的检测工作，保证检测数据的准确性。但是相应的脉动试验对环境因素的要求较高，需要保证环境的绝对安静，准确检测到公路桥梁的自振频率，确保结果数据相对可靠。

（3）跳车试验。跳车试验主要是检测公路桥梁的结构在车辆的冲击作用下所产生的变化系数。具体的试验流程就是先让车辆在一定高度的跳板位置上启动，高度一般确定在15cm 左右。在此基础上，对公路桥梁的震动情况进行测量分析，从而确定公路桥梁结构在不同冲击系数下的震动效果，也可以明确不同冲击系数对桥梁整体结构的影响作用。

5.2 公路桥梁检测中的静载试验

静载试验主要就是检测公路桥梁受到静力加载作用时，桥梁的结构发生位移和变形的情况。通过对桥梁施加一定的静力作用后，公路桥梁的主体结构和使用特性就会发生不同程度的变化。总体而言，静载试验是大多数公路桥梁竣工之后必须进行的一项检测工作，所以静载试验在整个公路桥梁的监测过程中发挥着重要的作用，静载试验主要是通过静力的载荷作用来对桥梁的承受力进行检测。静载试验对公路桥梁的结构、稳定性以及使用性能有很大的影响。

（1）静载试验的准备工作。为了保证静载试验结果数据的准确性，在实际的静载试验过程中，要对所涉及的检测内容进行精细化的分析和划分，对于检测过程中使用的设备仪器进行标准化管理，确保仪器设备可以正常运行；在人员的选择上，要确保所选择的人员有丰富的工作经验，有较高的专业素质，能够满足检测工作的需要，还要对相关的技术人员进行系统而全面的管理工作，确保整个检测过程中不会出现不良因素。

（2）安全工作。在整个检测过程中，必须始终将安全管理工作放在重要的位置上，做好相关的安全工作，确保机器安全和人员安全，必要时可以设立安全监管部门，对相关的操作进行规范要求，提高技术人员的安全意识，做好防范工作，共同确保检测工作的顺利开展。