公路橋梁荷載試驗檢測在橋梁養(yǎng)護中的作用

陳方

安徽省公路橋梁工程有限公司 安徽 合肥 230000

引言

公路橋梁是公路交通的重要組成部分，其建設(shè)水平對當?shù)亟?jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展，有著非常突出的作用。在開展高速公路維護管理作用過程中，需要采用特定的方法來維持高速公路運行效果，及時發(fā)現(xiàn)和解決公路橋梁使用中出現(xiàn)的問題。通過對載荷試驗檢測技術(shù)的使用，可以幫助建筑公司掌握高速公路橋梁的使用狀態(tài)，為開展養(yǎng)護操作，提供必要的數(shù)據(jù)，在各種新建公路結(jié)構(gòu)檢測中非常常用。

1 公路橋梁養(yǎng)護管理的重要意義

隨著城市化的高速發(fā)展，各種公路橋梁工程不斷增加，其在很大程度上提升了我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平，讓各種城市公路交通變得更加通暢。養(yǎng)護工作是公路橋梁建設(shè)的重要組成部分，通過采用合理的養(yǎng)護措施，可以有效延長公路的使用壽命，避免公路出現(xiàn)嚴重的裂縫問題。從當前我國公路橋梁實際使用情況來看，各種施工技術(shù)和投資相對不足，公路橋梁使用不能滿足國家標準要求。在公路橋梁投入之后不久，就容易導(dǎo)致各種病害問題的發(fā)生，對道路交通安全，構(gòu)成非常直接的威脅，導(dǎo)致道路橋梁病害的原因主要包括以下方面。

1.1 使用頻率增加

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人們的經(jīng)濟水平提升非常迅速，私家車的保有量持續(xù)增加，伴隨著物流貿(mào)易的可持續(xù)發(fā)展，城市之間的貿(mào)易活動不斷增加，路面使用頻率不斷增加，導(dǎo)致路面病害問題發(fā)生率不斷增加，橋梁工程老化速度大大高于預(yù)期[1]。

1.2 自然環(huán)境因素

很多公路橋梁所處自然環(huán)境非常復(fù)雜，經(jīng)常會面臨水蝕和風蝕等因素。通過對公路橋梁開展養(yǎng)護作業(yè)，可以避免各種負面因素對橋梁使用帶來非常不良的影響，從而更進一步延長公路橋梁的使用壽命，對社會發(fā)展具有非常重要的意義。

2 公路橋梁載荷試驗的主要內(nèi)容

2.1 公路橋梁載荷試驗檢測主體的選擇

在對公路橋梁載荷試驗檢測主體選擇過程中，需要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)信息、運營時間信息來進行選擇，通過開展試驗載荷檢測工作，為橋梁后期開展養(yǎng)護和修補作業(yè)，創(chuàng)造良好的條件。另外，通過開展橋梁載荷檢測，還可以在構(gòu)建新公路橋梁中，充分發(fā)揮自身的作用。在當前開展橋梁檢測工作中，經(jīng)常會出現(xiàn)如下的問題。部分橋梁通車時間相對較長，缺乏完整的施工材料，相關(guān)設(shè)計圖紙經(jīng)常會處于缺乏的狀態(tài)[2]。另外，部分公路橋梁的施工標準相對較低，難以滿足公路橋梁施工具體要求。在公路橋梁建設(shè)完成后，容易受到各種因素的影響，導(dǎo)致橋面在使用過程中，容易出現(xiàn)裂縫或者結(jié)構(gòu)變形問題，需要重新開展工程檢測工作。為了進一步明確橋梁的承載力，為開展車輛管理創(chuàng)造必要的條件，不允許超載荷車輛行駛，從而有效保證橋梁的使用年限。

2.2 動載試驗

在實際開展動載試驗的過程中，需要模擬各種因素下橋梁的實際受力情況。在測試的過程中，需要對沖擊和共振進行模擬，從而對橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性進行測試，并根據(jù)測試結(jié)果來確定公路橋梁結(jié)構(gòu)承載能否滿足相關(guān)標準。另外，通過動態(tài)試驗也可以確定橋梁的結(jié)構(gòu)特征和內(nèi)部性能。一旦在試驗階段發(fā)現(xiàn)了橋梁支撐問題，就需要及時開展調(diào)整工作，從而最大程度保證路橋使用質(zhì)量，其主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：①跳車試驗。通過開展跳車試驗，可以掌握橋梁結(jié)構(gòu)受到車輛影響下的參數(shù)變化。在實際開展試驗的過程中，需要將車輛放置在一定高度位置，高度需要根據(jù)路面高度來確定，通常需要比路面高15m，在車接觸到橋面之后，就需要分析車輛碰撞過程中橋體震動衰減情況。②脈動試驗。在開展脈動試驗過程中，主要是檢測橋梁本身脈動頻率對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。本試驗需要在安靜的測試環(huán)境下進行，外部車輛不加入到試驗當中，這樣才能獲得自振頻率數(shù)據(jù)。③強迫振動試驗。強迫振動試驗與脈動試驗相比，具有更高的測試頻率，需要借助測試車輛來完成試驗，更加及時對橋殼結(jié)構(gòu)中繞度、扭轉(zhuǎn)、彎曲情況進行檢測。強迫振動測試通常會采用兩種檢測方法，第一種是剎車試驗，使用載重車輛刑事到橋梁中間位置進行剎車，從而觀察橋梁頻率和振幅變化。載重車輛以一定的速度勻速行駛，在行使到中心位置或者四分之一位置后進行剎車，然后觀察振幅變化和震動頻率變化。為了保證試驗數(shù)據(jù)的準確性，通常需要重復(fù)兩側(cè)試驗。另外一種試驗是跑車試驗，需要使用兩臺載重其中在路段中間位置并排行駛，并以10km/h的增量遞增，然后對不同速度下橋梁結(jié)構(gòu)的變化進行排序，也同樣需要進行兩側(cè)，從而保證數(shù)據(jù)的準確性[3]。

圖1 動載實驗

圖2 回彈檢測

2.3 靜載試驗

在對公路橋梁開展靜載試驗過程中，需要對公路橋梁施加一定的靜力載荷，從而檢測公路橋梁的受力特征。在相同的條件下，需要將理論值和試驗值進行對比，從而掌握橋梁的受載能力。其中校驗系數(shù)是公路橋梁受力的重要指標，能夠在一定程度上反映橋梁的承載能力。①準備工作。為了保證測試結(jié)果的準確性，就需要制定科學的測試計劃。在計劃制定過程中，需要認真做好各項測試內(nèi)容的制定工作，能夠?qū)Ω鞣N試驗設(shè)備和材料嚴格進行控制，選擇經(jīng)驗豐富的人員參與到實際試驗工作中來。②安全工作。由于靜載試驗工作的特殊性，各種危險因素非常多，如果不能合理進行控制，容易導(dǎo)致安全問題的發(fā)生。因此，在試驗過程中，應(yīng)該建立一個安全監(jiān)督部門，其負責對整個工程進行負責，并認真做好現(xiàn)場工具的布置工作，要求作業(yè)人員具有足夠的安全意識。

圖3 橋梁靜載試驗

3 載荷試驗在公路橋梁養(yǎng)護中的作用

3.1 提升對公路橋梁養(yǎng)護作業(yè)的重視程度

公路橋梁養(yǎng)護作業(yè)是橋梁工程建設(shè)的重要組成部分。通過對公路橋梁開展必要的養(yǎng)護作業(yè)，可以有效減少各種裂縫的出現(xiàn)，提升道路和橋梁的使用壽命。但在傳統(tǒng)公路橋梁使用過程中，對相關(guān)養(yǎng)護作業(yè)重視程度不夠，沒有在養(yǎng)護工作中投入足夠的人力和物力，導(dǎo)致公路橋梁在投入使用之后，容易出現(xiàn)各種病害問題。通過對公路橋梁試驗檢測數(shù)據(jù)的分析，可以明確施工中出現(xiàn)的各種缺陷，然后及時采取養(yǎng)護施工，來盡可能彌補這些施工缺陷。通過公路橋梁載荷測試數(shù)據(jù)，可以為開展養(yǎng)護技術(shù)和設(shè)備選擇，創(chuàng)造更好的條件。在制定巡檢計劃的過程中，應(yīng)該根據(jù)負荷測試結(jié)果，認真做好各種重點病害的巡檢工作，并能夠?qū)Ω鞣N維修工具科學進行使用，對各種小型病害及時進行處理，最大限度保證公路橋梁養(yǎng)護質(zhì)量。

3.2 提升對橋梁的養(yǎng)護施工技術(shù)水平

在道路交通通行壓力不斷增加的今天，對開展橋梁養(yǎng)護作業(yè)，提出了更高的要求。通過開展橋梁載荷測試工作，養(yǎng)護和施工人員可以更進一步掌握工程施工狀態(tài)，深入掌握各種養(yǎng)護施工技術(shù)，不斷提升自身的操作技術(shù)水平。

4 公路橋梁載荷試驗在橋梁養(yǎng)護中的實際應(yīng)用

某公路橋梁的長度在135m左右，橋面寬度為26m，橋梁上部采用的是混凝土空心板梁，下部結(jié)構(gòu)采用的是柱式墩。為了能夠及時掌握橋梁工程的整體質(zhì)量情況，需要采用載荷試驗法來進行檢測。

試驗過程。在整個試驗過程中，需要將載荷施加到公路橋梁結(jié)構(gòu)上，整個試驗需要嚴格按照相關(guān)要求進行，合理對試驗載荷進行控制，保證試驗載荷施加的合理性，避免在施加載荷過程中，對橋梁結(jié)構(gòu)造成損傷。試驗檢測人員應(yīng)該密切注意整個試驗檢測過程，對相關(guān)檢測數(shù)據(jù)詳細進行記錄。

試驗過程中，需要采用標準汽車載荷開展最不利條件設(shè)置，從而確定橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)程度，需要分為4個等級開展試驗，安排車輛按照預(yù)定的位置緩慢行駛，然后讓試驗人員獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)。在試驗過程中，應(yīng)該逐步提升試驗載荷，但應(yīng)該將載荷量控制在合理范圍之內(nèi)，避免出現(xiàn)超過允許載荷范圍情況發(fā)生。為了保證載荷檢測結(jié)果的準確性，需要建立有限元模型，根據(jù)檢測要求和相關(guān)文件規(guī)定，合理設(shè)定有限元模型，包括測點布置、載荷彎矩線路圖和彎矩影響范圍等。

在開展檢測試驗的過程中，應(yīng)該嚴格按照《公路橋梁承載力檢測評定規(guī)程》來進行，科學對公路橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和質(zhì)量情況進行評定，校驗數(shù)據(jù)應(yīng)該設(shè)定在1以下。由于公路橋梁承載力可以滿足承載力的相關(guān)要求，車輛可以正常通行，暫時不需要采取維護措施。

5 結(jié)束語

隨著時代的不斷發(fā)展，對開展公路養(yǎng)護作業(yè)提出了更高的要求。為了保證公路橋梁的養(yǎng)護作業(yè)效果，就需要認真做好公路橋梁載荷試驗工作，根據(jù)載荷試驗結(jié)果，來采取必要的養(yǎng)護措施，及時發(fā)現(xiàn)及時進行解決，避免公路橋梁在使用過程中出現(xiàn)嚴重的安全問題。