公路桥梁检测中荷载试验的应用分析

山西省太原市小店区西温庄乡西温庄村山西广通检测有限公司 山西太原 030032

1 公路桥梁检测中荷载试验的应用措施

1.1 荷载试验对象的选定

（1）公路桥梁在建时丢失了相关的设计或施工数据资料，建设质量无法保证，施工工程不能满足预先设计的要求。

（2）桥梁的建设和竣工验收没有出现问题，但在实际的使用过程中出现了损伤其承载能力的、性质十分严重的意外伤害。

（3）公路桥梁的建设质量和使用效果俱佳，但是有关单位想要在可实现的范围内提高该桥梁的承载能力。除了质量问题和主观因素之外，一些进行过修复作业、固化或改进措施的桥梁也需要进行荷载试验的检测。概括来说，荷载试验是对公路桥梁建设和使用效果进行验证的有效方式，是桥梁验收和鉴定的、适用性极高的必要手段[1]。

1.2 静载试验检测对策

1.2.1 了解试验对象

在满足了选出合适的试验内力或外观检测时能够将位移控制好这两个条件之后，选择荷载试验孔的试验对象务必符合这些特征:工程建设的施工质量不达标、建设成品存在许多问题、出现过性质恶劣的伤害、受力计算不能正常完成等。

1.2.2 确定试验荷载数值

桥梁结构的设计或期望荷载时控制截面出现的内力最不利组合值即为对应截面的控制荷载；计算该数值还可以得到本截面的荷载内力影响线。荷载试验中，选用荷载必须与控制荷载在类型上保持一致，充分考虑内力对该结构最不利布载的影响之后才能计算试验荷载的数值。此外，试验荷载在该桥梁结构的主要控制截面上所产生的效果要和设计荷载效果尽可能保持一致，这样可以进一步确保荷载试验的效果。是否一致可用试验荷载效率的系数进行检查。

1.2.3 静载试验结果分析与评价

需测桥梁在某处测点的静载实测值与理论值之间的比值是静载试验的主要评价指标，我们通常称之为校验系数，该系数一般以“1”作为衡量标准:等于一表示该桥梁的实测值与理论值完全符合，小于一表示该桥梁结构的使用性能好，大于一则说明该桥梁在结构上不具备应有的使用性能[2]。

1.3 动载试验检测对策

1.3.1 脉动试验

在没有车辆经过且其他周期干扰力都不存在的情况下，桥梁承受激励在空气流动和地面微振等因素影响下呈现平稳的各态历经宽带随机激励，并且该桥结构上对应主谐量在应有频率之内振动，这种状态下只需要确定该桥梁结构固有频率就能够使用脉动试验进行检测。

1.3.2 跳车试验

在车辆跨过高度为15cm 的高跳板之后制动时，测量桥跨的衰减制动并计算出该桥的冲击系数，在详细的分析结构振动性质即为跳车试验。

2 工程实例

本文以某桥梁工程为例，该桥梁的起点桩号为ko+508.00，终点桩号为ko+626.00，桥梁长度为118m。该工程使用5×20m 的预应力混凝土空心板梁作为其上部结构，桥面呈现连续状态。柱式墩和u 型台构成其下部结构并扩大其基础。

2.1 静载试验过程概述

（1）试验条件。静载试验以试验荷载使桥梁的结构受力的方式进行，因此试验荷载的数值必须有精确的把握，才能避免因进行试验而造成桥梁结构出现新损的状况出现。桥梁结构实际受力情况可在一定程度上反映出试验荷载数值是否合适，所以在进行静载试验时，过程中出现的各种情况都要有严谨详细的观察并记录。整个静载试验由以下步骤完成：首先将控制截面的最大内力分四个等级进行施加，然后把握其截面的内力影响线状态，再以相当于车辆的荷载进行截面的最不利布载，最终得到对应的结构反映。进行分级加载时，车辆荷载要依次缓慢的进入预设的加载位置，这一过程需要多次读数测点来保证试验的安全性，同期还应关注过程中其他截面的内力是否在同步增加，且增加的内力峰值不能超出控制荷载下的最不利内力数值。试算作业要在保证整个静载试验效率的基础上进行，本次试验在严密的理论分析和计算后，使用的加载车数量为八辆[3]。

（2）有限元模型的构建过程。本次试验以桥梁的有关设计资料为依据构建了根据设计文件，在通用的空间有限元分析软件上构建了本公路桥梁的有限元模型，以模型为基础进行桥结构的力学性能分析。①设计荷载弯矩包络图。以本工程桥梁的有限元分析为基础进行设计荷载条件下的内力包络图制作。②控制截面弯矩影响线。在模型跨中截面和L/4 截面部分进行弯矩影响线图的制作。③测点布置。截面的应变和变位测点于第一跨的跨中和L/4 截面的位置附近进行布设。

（3）静载试验结果评定。试验结果主要以该桥结构的检验系数、相对残余变位或应变等方面对翘两节的工作情况所表现出的影响为判定依据。①校验系数评定。根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21—2011），静载试验的实测弹性变位或应变Se 与相应试验荷载作用下的理论计算值Ss 应满足式（1）判别条件:ζ=SeSs＜1 当式（1）中z 值小于1 时，即为表示该桥实际的工作情况优于理论情况。②相对残余变位（应变）评定。根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21—2011），试验荷载作用下的实测残余。③校验系数评定。a.校验系数（变位）评定各工况最终加载变位校验系数。b.校验系数（应变）评定

2.2 结果分析

（1）新建的第1 跨，其加载后的校验系数数值保持在1 以下，表示检测的截面仍保有安全储备量，其实际的使用情况较理论情况更佳。

（2）加宽新建的第1 跨，加载后的相对残余变位、相对残余应变都低于百分之二十，表示该桥的工作状态仍然具备弹性[5]。

3 结语

荷载试验检测是公路桥梁施工中不可忽视的内容，因此，要充分认识其重要作用，明确荷载试验检测的目标和对象，根据要求认真开展试验检测，恰当选择静载或动载试验检测方法，严格按要求操作以获取详细的数据指标，准确可靠地评定公路桥梁基本情况。