公路橋梁檢測(cè)中荷載試驗(yàn)的應(yīng)用

摘 要：眾所周知一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況是很大程度的依靠交通運(yùn)輸事業(yè)，所以評(píng)定一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，交通運(yùn)輸首當(dāng)其沖。所以隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，交通運(yùn)輸事業(yè)也在快速發(fā)展中，并且交通運(yùn)輸事業(yè)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高起到了很好的推動(dòng)作用。因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸事業(yè)開展的基石是公路橋梁，所以為了公路橋梁運(yùn)營(yíng)安全十分有必要的要對(duì)其展開準(zhǔn)確地、有效地檢測(cè)。荷載試驗(yàn)可以對(duì)公路橋梁的安全系數(shù)進(jìn)行有效的檢測(cè)，可以對(duì)公路橋梁的承載能力與整體受力性能予以科學(xué)地、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)，從而保障公路橋梁的檢測(cè)工作的順利進(jìn)行，為其安全性評(píng)估提供有力的參考。

關(guān)鍵詞：荷載試驗(yàn)；公路橋梁檢測(cè)；應(yīng)用效果

為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)與交通運(yùn)輸業(yè)提出的要求，公路橋梁的建設(shè)呈現(xiàn)出了迅猛的態(tài)勢(shì)。國(guó)家相關(guān)部門在對(duì)公路橋梁進(jìn)行驗(yàn)收的過(guò)程中，為了保證其運(yùn)營(yíng)承載能力能夠達(dá)到相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與要求，會(huì)對(duì)其進(jìn)行一系列的荷載試驗(yàn)，進(jìn)而通過(guò)試驗(yàn)的效果對(duì)公路橋梁的整體受力性設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，衡量其性能是否達(dá)到了規(guī)范與要求。公路橋梁的荷載實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)十分復(fù)雜而且十分細(xì)致的試驗(yàn)，具有較高的技術(shù)含量，涉及的專業(yè)范圍也較為廣泛，具有較好的權(quán)威性以及專業(yè)性，能夠?yàn)楣窐蛄旱男阅軝z測(cè)提供科學(xué)的參考與建議。

1 荷載試驗(yàn)

橋梁公路的荷載試驗(yàn)可以分為動(dòng)載試驗(yàn)以及靜載試驗(yàn)兩種，其中靜載試驗(yàn)的主要作用對(duì)橋梁及公路結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)將靜力荷載施加在橋梁公路上，近而使用經(jīng)典傳感對(duì)橋梁及公路結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，得出荷載對(duì)橋梁及公路結(jié)構(gòu)的影響，確定應(yīng)變和撓度等因素的情況，進(jìn)而完成對(duì)于公路橋梁性質(zhì)的測(cè)定，并在評(píng)測(cè)結(jié)果出來(lái)后，結(jié)合將較系數(shù)，利用相似條件對(duì)比的辦法來(lái)得出分析的理論值及實(shí)測(cè)值，以便提高對(duì)于公路橋梁實(shí)際受力情況以及荷載能力的評(píng)估水平。

在對(duì)公路橋梁進(jìn)行實(shí)際荷載能力的評(píng)估過(guò)程中，如果公路橋梁結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，還要對(duì)評(píng)測(cè)結(jié)果進(jìn)行有效的、科學(xué)的、合理的計(jì)算，必要的時(shí)候還需要依據(jù)橋梁的設(shè)計(jì)圖紙以及實(shí)際的結(jié)構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)建立有限元模型，并將實(shí)際的測(cè)量結(jié)果與模型的估計(jì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如果二者之間存在一定的差異，則需要對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整與修改，比如改動(dòng)模型中的物理以及幾何參數(shù)，減少模型模擬與估算過(guò)程的約束，進(jìn)而提高測(cè)量的精度，保證荷載試驗(yàn)的有效性以及可靠性。

2 荷載試驗(yàn)的適用對(duì)象

一般情況下，荷載試驗(yàn)的對(duì)象基本為舊橋老路，除卻一些新建筑的公路橋梁有時(shí)會(huì)需要進(jìn)行荷載試驗(yàn)檢測(cè)之外，大部分需要進(jìn)行荷載試驗(yàn)的公路橋梁都具備以下的特點(diǎn)或不足之處：（1）公路橋梁缺乏完整詳細(xì)的施工設(shè)計(jì)和施工資料；（2）公路橋梁的建設(shè)不能夠滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)與要求；（3）公路橋梁竣工后，在使用中出現(xiàn)明顯的病害現(xiàn)象；（4）公路橋梁各個(gè)方面符合標(biāo)準(zhǔn)，但是相關(guān)人員想進(jìn)一步提高該公路橋梁的各項(xiàng)能力；（5）有著一些特殊作用要求的公路橋梁。

3 公路橋梁荷載試驗(yàn)的分類

（1）動(dòng)載試驗(yàn)：這種試驗(yàn)的基本原理便是使用試驗(yàn)激振的方法使得橋梁或是公路發(fā)生振動(dòng)，并對(duì)路橋振動(dòng)的頻率進(jìn)行收集與記錄，分析振動(dòng)的振型與行車響應(yīng)等因素之間的聯(lián)系，進(jìn)而對(duì)路橋的結(jié)構(gòu)剛度以及荷載性能進(jìn)行初步的估計(jì)；（2）靜荷載試驗(yàn)：這種實(shí)驗(yàn)的基本原理是通過(guò)將靜力荷載施加在路橋的指定位置，觀測(cè)受到靜力荷載影響的路橋靜力、位移以及縫隙等參數(shù)的變化，并對(duì)產(chǎn)生的變化進(jìn)行分析與研究，進(jìn)而推測(cè)路橋結(jié)構(gòu)的荷載能力以及承重性能，需要注意的是在試驗(yàn)進(jìn)行的過(guò)程中，需要保證荷載的加載能夠從零開始，逐漸的增加到預(yù)定的荷載數(shù)值，必要的時(shí)候也可以借助重力或者是其他種類的加載設(shè)備來(lái)幫助加載試驗(yàn)順利進(jìn)行。

由于橋梁結(jié)構(gòu)工作中所承受的屬于靜力荷載是有限制的，所以在公路橋梁荷載試驗(yàn)過(guò)程中最為常用的是靜載試驗(yàn)。必要的時(shí)候還需要對(duì)隨著時(shí)間變化移動(dòng)車輛發(fā)生的荷載也要被看作靜力荷載。靜載試驗(yàn)也是熟悉了解與掌握橋梁結(jié)構(gòu)特性的主要方法與重要途徑，因?yàn)樵趯?duì)橋梁結(jié)構(gòu)開始動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，靜力荷載進(jìn)行試驗(yàn)也需要首先進(jìn)行，以便于對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)的相關(guān)參量測(cè)定出來(lái)。

4 公路橋梁檢測(cè)中動(dòng)載試驗(yàn)的應(yīng)用

4.1 激振方法的種類劃分。（1）強(qiáng)迫振動(dòng)法；這是激振方法中最常見的種類，依靠振動(dòng)的施加對(duì)路橋產(chǎn)生的影響來(lái)測(cè)定路橋的結(jié)構(gòu)動(dòng)力。（2）瞬態(tài)激振法；這種方法利用的是阻尼的自由衰減，通過(guò)激振迫使橋梁的整體結(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生帶有阻尼的自由衰減振動(dòng)，然后根據(jù)橋梁的反映情況通過(guò)曲線形成的振動(dòng)圖形記錄下來(lái)。（3）脈動(dòng)法；這也是較為常用的一種方法，這種方法主要依賴于通過(guò)車輛通過(guò)路橋結(jié)構(gòu)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)對(duì)路橋的性能進(jìn)行測(cè)試。因?yàn)檫@種振動(dòng)較小且不具有較高的規(guī)則性，所以不僅可以很好的測(cè)試出路橋結(jié)構(gòu)的固有頻率，還能夠用于測(cè)量索塔以及跨度較大的橋梁，具有較廣泛的應(yīng)用范圍以及應(yīng)用前景。

4.2 動(dòng)載試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和測(cè)定。分析處理法是測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性時(shí)最為常用的一種方法，其不僅能夠?qū)r(shí)域進(jìn)行測(cè)量與分析，還能夠?qū)︻l域進(jìn)行測(cè)量與分析。在進(jìn)行時(shí)域的測(cè)量時(shí)，其依賴的主要是振型、阻尼比以及相應(yīng)的沖擊系數(shù)；而在對(duì)頻域進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其主要依賴的是變換針對(duì)時(shí)域的處理原理，進(jìn)而通過(guò)分析經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后的結(jié)果，來(lái)獲得相應(yīng)的結(jié)構(gòu)頻率以及其分布特點(diǎn)。

4.3 加載與觀測(cè)。（1）確定觀測(cè)項(xiàng)目。路橋結(jié)構(gòu)的觀測(cè)重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的撓度、裂縫以及壓應(yīng)力的出現(xiàn)與擴(kuò)展的特點(diǎn)，總的來(lái)說(shuō)，荷載對(duì)于路橋結(jié)構(gòu)的變形影響主要包括了結(jié)構(gòu)狀況的總體變形以及路橋結(jié)構(gòu)的部分變形兩種，兩種變形分別反映了整體與局部的結(jié)構(gòu)性能以及剛度，所以在荷載試驗(yàn)開始之前，需要確定好相應(yīng)的觀測(cè)目標(biāo)，才能夠?qū)τ^測(cè)點(diǎn)的布置提供指導(dǎo)，進(jìn)而提供觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)的有效性。（2）儀器選用與方法選擇。光學(xué)測(cè)量工作需要使用到的儀器包括經(jīng)緯儀、全站儀以及水準(zhǔn)儀，而位移的測(cè)量工作需要使用的儀器則包括了撓度儀、位移傳感器以及百分表等。為了適應(yīng)路橋結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可以使用的測(cè)量方式包括非接觸式的光學(xué)測(cè)量技術(shù)、機(jī)械式的位移測(cè)量以及電測(cè)法接觸式的位移測(cè)量幾種。儀器以及方法的選用可以根據(jù)實(shí)際的情況以及經(jīng)濟(jì)條件的水平進(jìn)行科學(xué)的搭配，進(jìn)而保證測(cè)量結(jié)果的有效性。（3）結(jié)果分析與總結(jié)。測(cè)量得到的數(shù)據(jù)結(jié)果知識(shí)最原始的數(shù)據(jù)資料，需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的分析與總結(jié)，才能夠?qū)φ麄€(gè)路橋結(jié)構(gòu)做出科學(xué)公正的評(píng)估，進(jìn)而為路橋工程后續(xù)的養(yǎng)護(hù)與維修工作提供基本的參考與建議。

5 結(jié)語(yǔ)

路橋荷載試驗(yàn)主要是對(duì)那些已經(jīng)竣工驗(yàn)收的新建橋梁以及那些在建橋梁的運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行承載力評(píng)定的試驗(yàn)，而評(píng)定橋梁運(yùn)營(yíng)荷載等級(jí)、檢測(cè)橋梁整體受力性能最直接且最有效的辦法就是看是否滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。橋梁荷載試驗(yàn)結(jié)果的作用在橋梁結(jié)構(gòu)承載力評(píng)估中是十分重要的。隨著科學(xué)的進(jìn)步，環(huán)境脈動(dòng)激勵(lì)試驗(yàn)也將會(huì)進(jìn)一步得到發(fā)展，在不久的未來(lái)，環(huán)境脈動(dòng)激勵(lì)試驗(yàn)會(huì)不再需要中斷橋梁交通，而且歷時(shí)更短，以便于我們可以更快速有效地評(píng)估橋梁的承載能力。

參考文獻(xiàn)

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[2] 韓冬琴，寧占金.荷載試驗(yàn)在公路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè)，2013.

作者簡(jiǎn)介：劉春紅（1976- ），女，中級(jí)，本科，從事公路試驗(yàn)檢測(cè)方面的研究工作，身份證號(hào)碼：152104197601060621。