荷載試驗檢測技術在公路橋梁養護中的運用

秦勇

山西交通控股集團有限公司太舊高速公路分公司 山西陽泉 045100

在我國公路橋梁養護中，荷載試驗檢測技術發揮著極為重要的作用。在進行公路橋梁養護過程中，通過運用荷載試驗檢測技術，能夠保證橋梁質量滿足規范與標準，確保公路橋梁運營的安全性。基于此，本文對荷載試驗檢測技術在公路橋梁養護中的運用進行深入研究，具有重要意義。

1 荷載試驗相關概述

1.1 靜載試驗

根據橋梁變形程度的不同，橋梁變形大致可以劃分為局部變形與整體變形，其中，局部變形，主要表現為局部應變或者局部應力；整體變形主要表現為梁端位移與主梁撓度。在橋梁工程結構安全與質量評估中，靜載試驗是一個非常重要的評估標準，在進行靜載試驗過程中，有關工作人員一定要嚴格按照試驗檢測要求與檢測標準，對裂縫、強度、沉降、撓度等指標進行有效檢測與獲取，通過將獲取的指標數值與標準進行進行比較，以得出橋梁工程結構質量的評估結果。在測量梁端位移過程中，宜選用電測法或者機械測量法，以獲取更加精準的測量結果[1]。針對不同的橋梁工程，應選用不同的測量方法來獲取梁端位移指標數值，其中，在選擇測量方法時，一定要對多種因素進行全面考慮，包括橋梁通行荷載、橋梁截面尺寸、橋梁跨度等，一定要保證選用的測量方法符合橋梁工程的實際情況。在對橋梁結構應變情況進行測量過程中，具有很多可供選擇的測量設備，如鋼筋應力計、振弦式應變計、電阻應變儀等[2]。其中，靜力荷載試驗效率的計算公式，如公式（1）所示。

在上式中，S，表示某一特定加載工況下加載控制截面在靜力荷載作用下產生的內力最大效應；S′表示某一特定加載工況下加載控制截面在靜力荷載作用下產生的最不利效應；η表示靜力試驗荷載效率；μ表示沖擊系數。

當橋梁工程在建成投入使用數年以后，隨著車輛通行荷載量的不斷上升，便會隨之出現越來越復雜的荷載變化，假如橋梁工程長時間受到多種荷載作用力，在進行荷載試驗過程中，應根據橋梁工程結構的受力特點，選取高荷載效率。根據相關標準與規定，在一般情況下，荷載效率范圍宜控制在0.95～1.05之間。

1.2 動載試驗

與靜載試驗相比，動載試驗與其之間具有很多不同的地方。所謂動載試驗，就是指通過利用橋梁結構在動態荷載作用下產生耦合效應的基本原理，以獲取自振動力特性指標與沖擊系數。在測試沖擊系數過程中，可以通過利用動應變、動撓度實測波形，以獲取沖擊系數，同時還可以精準獲取橋梁結構整體性能的情況，能夠有效反饋出橋梁工程局部構件的動力性能。通過進行自振動力特性試驗，能夠獲取阻尼比、振型、振動頻率等參數值[3]。振動特性參數深受結構剛度、材料特性等因素的影響。在測試自振動力特性參數過程中，一定要保證在橋梁上不得存在任何交通荷載，同時不得將任何規律性的振源放置在橋梁的周邊，當測試結果符合要求之后，需要進一步測試橋梁工程因受到水流荷載、地脈動荷載、風荷載等而產生的結構振動阻尼比、振型、固有模態頻率等。因為不同的橋梁工程具有不同的結構，所以應根據橋梁工程結構特點選用不同的測點振動加速度。在實際中測試過程中，可以選用加速度傳感器，同時合理配置計算機系統與信號采集系統，這樣能夠更加精準分析信號輸入與輸出情況。在測試中通過利用加速度傳感器，可以對傳感器獲取的時程曲線信息與位移信息進行實時獲取，并以此為重要依據，可以進一步深入掃描分析信息，進而能夠對橋梁工程的加速度振幅、最大位移量進行快速了解與掌握，通過深入分析不同振動信號的功率譜、相位譜、幅值，能夠有效提高自振頻率的精確性。與此同時，在進行荷載試驗過程中，通過深入分析脈動波形，能夠通過多種途徑與方法獲取最終的結構振型結果，這樣可以更加精準地評估橋梁結構[4]。

2 荷載試驗檢測技術在公路橋梁養護中的重要作用

在進行公路橋梁工程養護工作過程中，一定要保證公路橋梁養護工作具有極強的目的性，通過有效養護能夠對公路橋梁工程的質量起到有效改善作用，能夠對多種公路橋梁隱患問題進行有效解決，保證公路橋梁始終處于良好運營狀態。為能夠對公路橋梁工程的養護效率進行有效提高，精準了解與掌握公路橋梁工程的狀態，同時能夠對公路橋梁的后續檢修目標與檢修要求進行有效確定，一定要采用相應合理的專業檢測技術措施。其中，荷載試驗檢測技術是一種常見的公路橋梁質量檢測方法，作為公路橋梁養護工作人員，一定要高度重視荷載試驗檢測技術，通過運用這種檢測技術，能夠對公路橋梁結構的受損情況進行深入分析，判斷公路橋梁結構是否存在受損問題，以便于公路橋梁后續養護工作的順利開展。在最近幾年中，人們對公路橋梁的通行安全性提出越來越為嚴格的要求，一旦橋梁結構的承載能力不滿足使用要求，或者存在嚴重的安全隱患與缺陷問題，同時沒有得到有效的解決，勢必會威脅到人們的交通出行安全，極大提高交通事故發生率[5]。針對以上問題，在進行公路橋梁養護過程中，通過運用荷載試驗檢測技術，能夠對公路橋梁結構的承載能力進行精準確定，對公路橋梁的養護需求進行有效評估，尤其是能夠有效防治公路橋梁的病害問題。為提高公路橋梁工程的養護質量，相關公路橋梁養護技術工作人員一定要熟悉掌握荷載試驗檢測技術，采取有效措施解決公路橋梁安全隱患問題。

3 荷載試驗檢測技術在公路橋梁養護中的運用

3.1 荷載試驗檢測對象的確定

在運用荷載試驗檢測技術過程中，荷載試驗檢測對象的確定是第一步。在進行公路橋梁檢測之前，需要對公路橋梁進行檢查，其中檢查工作大致可以劃分為3種類型，分別為定期檢查、特殊檢查、經常檢查，其中難度系數最大的就是特殊檢查，不過在對公路橋梁中比較重要的構成部分進行檢測時，常常需要結合使用特殊檢查與定期檢查，根據獲取的檢查結果，對公路橋梁工程中可能出現的缺陷、問題等進行深入分析，并以此為依據，選取相應合理的檢測方法來評估公路橋梁，這樣才能夠獲得更為精準的檢測結果。而荷載試驗檢測技術是一種極為重要的檢測措施，能夠對公路橋梁結構的受損情況進行精準評估，對公路橋梁結構的承載能力進行測定，然后判斷該公路橋梁工程能否繼續投入運營使用[6]。一般來說，在進行公路橋梁荷載試驗檢測過程中，大致會涉及到以下幾種情況，即：第一，假如公路橋梁工程的通行條件發生改變，同時允許超重車輛范圍發生了變動，在這種情況下，應利用荷載試驗檢測技術對公路橋梁使用狀況進行評估，判斷是否需要對公路橋梁實施養護措施與結構加固處理措施；第二，假如公路橋梁在后續使用中出現加固、修復、改建等現象，應利用荷載試驗檢測技術對公路橋梁使用狀況進行評估，判斷公路橋梁能否繼續投入運營；第三，假如公路橋梁工程的資料文件缺失，包括竣工資料、設計圖紙等，在開展公路橋梁后期養護工作之前，為保證公路橋梁結構的承載能力，一定要進行荷載試驗檢測，以判斷是否需要實施相應的養護處理措施；第四，假如公路橋梁承重構件在長時間使用過程中嚴重受損，則會降低橋梁結構的承載能力，在這種情況下需要進行荷載試驗檢測工作。

3.2 靜載試驗檢測技術的運用

圖1 靜載試驗現場

靜載試驗檢測技術是一種普遍使用的荷載試驗檢測方法，通過借助精力來對橋梁結構在靜止荷載作用下的具體表現情況進行檢測。一般來說，通過會選用固定車輛重量分級加載這種靜載施加方式，以對在試驗荷載作用下控制截面的裂縫、擾度、應變狀況進行觀測，以判斷公路橋梁結構的穩定性與承載能力。在實際操作過程中，常常需要對常見的影響因素與所有技術要點進行關注，以保證靜載試驗檢測的運用效果。在進行靜載試驗檢測過程中，為獲取較高精度的公路橋梁結構檢測結果，應盡可能選擇在20:00～6:00這段時間開展檢測工作。在運用重車加載方式時，一定要選擇恰當的車輛，確保車輛可以在運行過程中獲取較為理想的荷載作用，為保證車輛能夠有序運行至規定位置，一定要嚴格把關車輛的運行軌跡。另外，還應進行相應的計算程序與橋梁結構分析，實現標準化控制，能夠精準計算云分析相對殘余變位與校驗系數，有助于靜載試驗檢測效果的提高。

3.3 動載試驗檢測技術的運用

與靜載試驗檢測技術一樣，動載試驗檢測技術也是一種常見的荷載試驗檢測方法，通過借助動力來對公路橋梁結構的承載能力進行有效評估，通過利用動力引起的振動作用，促使公路橋梁結構產生震動，進而可以深入分析公路橋梁結構的阻尼比、行車響應、振型、震動頻率等，對公路橋梁結構的穩定情況進行深入了解，同時可以檢測公路橋梁是否存在損傷缺陷。其中，跳車試驗、脈動試驗等均為動載試驗檢測中較為常用的技術，所以在實際中進行動載試驗檢測過程中，應根據工程實際檢測需求來選擇具有針對性的檢測方法[7]。

4 結語

綜上所述，在目前我國公路橋梁養護中，荷載試驗檢測是一種較為常見的檢測技術。通過運用荷載試驗檢測技術，能夠判斷出公路橋梁結構中受損、缺陷部位，評估公路橋梁的使用狀況，并以此為重要依據，制定出相應有效的公路橋梁養護措施。