荷載試驗在公路橋梁檢測中的應用探析

劉星興

(貴州省交通建設咨詢監理有限公司)

1 荷載實驗概述

在公路橋梁的檢測評定過程中，荷載試驗是最為常見的一種檢測評定方法，它可以直觀、準確地反映出被檢測公路橋梁的運營承載力和整體受力性能狀況。在公路橋梁運營不明確情況下，通常都是采用荷載試驗對公路橋梁的運營安全性進行檢測與研究，確保公路橋梁的安全穩定。在公路橋梁荷載試驗的檢測過程中，主要有靜載試驗以及動載試驗這兩種檢測方法。靜載試驗是通過對公路橋梁施加靜力荷載，然后再檢測公路橋梁的結構，了解和掌握公路橋梁應變和撓度等結構在試驗荷載下所產生的變化。并在條件一樣的情況下，把實際檢測的數據與公路橋梁理論上的數據進行比較和研究，進而把校驗的應力校驗系數和撓度校驗系數等作為指標參考數據和相關的衡量標準，對公路橋梁的實際承載力和運營狀況以及整體受力性能進行準確地評估。

在公路橋梁承載力的評定過程中，必須要有科學的理論方法進行計算，如果公路橋梁的結構比較復雜，相關的試驗檢測人員需要建立有限元模型。有限元模型主要是依據公路橋梁結構設計圖紙和現場具體檢測的實際數據建立起來的，在模型建立時，許多的理想化以及簡化的數據都沒有得到準確的體現，依據這個有限元模型計算的數據往往與現場試驗檢測的結果不相符，這就需要相關的工作人員對有限元模型進行及時、準確地修改。在修正的過程中，可以利用動載試驗檢測結果對有限元模型進行修正，修正內容主要包括有限元模型中的幾何參數以及物理力學參數，確保荷載試驗的結果和有限元模型計算的動力特性相一致。

2 荷載試驗在公路橋梁檢測中的具體應用方法

2.1 靜載試驗的方法

(1)靜載試驗中內力或者位移控制的選定

通常在荷載試驗空檢測的過程中，都是對公路橋梁質量存在缺陷，施工質量不高并且還存在這血多問題的橋墩和橋孔進行檢測，這些公路橋梁孔或者墩的受力計算非分復雜。而且由于橋型所存在的差異，這就需要在實際的靜載試驗中，實施的加載試驗截面和內容也就不同，如表1 所示。

表1 不同橋梁結構類型的控制截面和內容

(2)試驗荷載的確定

在確定試驗荷載過程中，要先計算公路橋梁結構在設計的期望荷載中，控制截面在最差情況下所產生的公路橋梁結構內力值。將這些數值組合起來，得出的數值當作截面的控制荷載，與此同時還要準確計算出這個截面的荷載內力所受影響的數值;然后，在試驗條件允許的情況下，計算出公路橋梁在內力影響最不利的荷載的數值，準確得出得出試驗荷載的結果。

為確保荷載試驗的檢測的準確性，可以通過把試驗檢測數據中截面的控制荷載同公路橋梁在設計的荷載效應相適應，其接近程度通常用試驗荷載效率系數來表示，其系數控制在0.80 ～1.05 之間。

(3)分析與評價靜載試驗的結果

在公路橋梁的評價和分析的過程中，主要用校驗系數η來表示。通常狀況下，校驗系數η 都是表示在某個檢測點處靜載的實際檢測數值和理論計算數值之間的所得出的比值。當η=1 時，公路橋梁的實際檢測值與理論計算值相同;當η＜1 時，檢測得出這個公路橋梁運營安全穩定，有良好的安全儲備;當η ＞1 時，這就說明所檢測試驗的公路橋梁在運營中存在安全隱患，缺乏相應的安全儲備。不同的公路橋梁結構，它的校驗系數也就是應力校驗系數和撓度校驗系數存在不同，如表2 所示。

表2 不同的公路橋梁結構的應力校驗系數和撓度校驗系數

2.2 動載試驗的方法

在荷載試驗的動載試驗中，根據公路橋梁的檢測的目的，通常分為跑車試驗、脈動試驗以及跳車試驗。跑車試驗主要讓車輛在被檢測的公路橋梁運行，檢測公路橋梁在車輛通過時，公路橋梁結構所產生振動性響應，以及車輛通過后振動衰減狀況。脈動試驗主要是指公路橋梁在沒有受到外界其他諸如，風、地面微振等作用力下;車輛行駛以及其他周期性干擾影響時，公路橋梁受到的激勵是平穩的各種狀態李靜寬帶的隨機激勵。公路橋梁固有頻率附近的振動是公路橋梁響應的主諧量，利用動載試驗的脈動檢測方法，可以準確了解和掌握公路橋梁結構的固有頻率。而跳車試驗主要是汽車在快過15 cm 的跳板后，計算這個時候橋跨結構在附加汽車重量過程中所產生的衰減振動影響，進而分析公路橋梁的結構的振動性質。

3 結 語

在我國公路橋梁事業迅速發展的進程中，積極加強對公路橋梁的檢測，保證公路橋梁的運營安全，這對我國社會經濟的發展，人民生活出行的安全起著非常重要的作用。然而，公路橋梁的荷載試驗檢測非常復雜，這要求試驗檢測的工作人員必須要具備豐富的理論知識和檢測經驗。在對公路橋梁檢測中，可以合理地應用荷載試驗對其進行檢測，保證公路橋梁的運行穩定。

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