基于公路橋梁荷載試驗檢測的方法分析

胡美珍 熊淑麗

摘要：文章總結(jié)了公路橋梁荷載試驗檢測的方法，在分析荷載試驗的定義和作用基礎(chǔ)上，全面解析公路橋梁荷載試驗檢測的對象，同時對荷載試驗在公路橋梁試驗檢測過程中的具體應(yīng)用進(jìn)行論述，實踐可知，公路橋梁的荷載試驗對于提升其安全性有著非常直接的影響，同時也是進(jìn)行準(zhǔn)確承載性能分析的關(guān)鍵措施。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；荷載試驗；檢測；方法；分析

0.引言

公路橋梁是整個交通網(wǎng)絡(luò)中非常重要的組成部分。如何才能全面提升公路橋梁的安全性和穩(wěn)定性，成為目前施工各方所關(guān)注的重點問題。進(jìn)行荷載試驗是目前非常重要的公路橋梁的性能檢測方法，可以準(zhǔn)確的判定其荷載能力，本文以實踐為基礎(chǔ)，分析具體的檢測技術(shù)方法。

1.荷載試驗的定義和作用

1.1荷載試驗的定義

荷載試驗是依據(jù)樁體的應(yīng)用性能，給整體結(jié)構(gòu)中施以軸向壓力與軸向上撥力，然后觀察樁體的監(jiān)測點實際所發(fā)生的沉降與位移量，同時還要分析出荷載與位移的內(nèi)在關(guān)系，以確定單個樁體承載性能參數(shù)。在判定公路橋梁承載性能的過程中，需要綜合分析理論數(shù)據(jù)來計算確定。如果橋梁的結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，應(yīng)該使用有限元分析方法綜合分析其承載性能。

1.2荷載試驗的作用

（1）對施工質(zhì)量進(jìn)行全面檢測

公路橋梁在施工時，非常容易受到各個方面因素的影響，比如外部自然環(huán)境、地質(zhì)條件、人員因素、施工材料以及設(shè)計方案等等。為了可以全面提升公路橋梁的質(zhì)量，則要加大監(jiān)督管理力度，采取一定的監(jiān)控管理措施。所以在竣工后，管理部門需要對橋梁實施荷載試驗，以確定其結(jié)構(gòu)的承載能力是否能夠滿足正常使用的需要，如果存在不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況則要進(jìn)行整改。

（2）評測公路橋梁的實際承載力

以某公路橋梁為例進(jìn)行分析，其在長期使用的過程中受到了外部環(huán)境的影響出現(xiàn)了風(fēng)化嚴(yán)重的現(xiàn)象，導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)部分的安全性難以滿足運行的需要，容易出現(xiàn)嚴(yán)重的交通安全事故。因此，相關(guān)部門需要對工程進(jìn)行相應(yīng)的荷載試驗，以確定其承載性能以及損壞程度是否能夠滿足工程的需要，然后根據(jù)實際情況制定出合理的加固與維修方案。

2.荷載試驗的具體對象

從當(dāng)前的實際情況來分析，荷載試驗主要是對一些已經(jīng)長期使用的公路與橋梁進(jìn)行檢測，少數(shù)情況下也可以使用到新建設(shè)的工程中。通常情況下，可以分為如下的幾種：一是未能達(dá)到工程的要求，并且施工資料不完善的公路橋梁工程中；二是竣工后存在非常嚴(yán)重的質(zhì)量問題，導(dǎo)致了其性能無法滿足使用的需要；三是公路橋梁運行情況良好，但是想要提升承載性能。而選擇使用合理的加固與修復(fù)措施的基礎(chǔ)，也是應(yīng)用荷載試驗，從而確定最佳的設(shè)施方案。

3.荷載試驗的具體應(yīng)用

3.1靜載試驗

3.1.1確定加載試驗。靜載試驗就是在公路橋梁結(jié)構(gòu)上述施加靜力，然后進(jìn)行觀測，以結(jié)構(gòu)變化的數(shù)據(jù)來判斷其受損程度以及承載性能參數(shù)。

3.1.2確定荷載。在該階段中，主要問題是計算確定橋梁結(jié)構(gòu)在達(dá)到設(shè)計好的數(shù)據(jù)下所存在的不利結(jié)果，將該數(shù)據(jù)作為判斷的依據(jù)。在實驗條件之下，所應(yīng)用的荷載數(shù)據(jù)需要與控制荷載保持一致性，同時還應(yīng)該綜合分析內(nèi)部應(yīng)力所產(chǎn)生的影響。為了可以達(dá)到荷載所要求的結(jié)果，必須要在截面上產(chǎn)生的效應(yīng)與初設(shè)計中所存在的效應(yīng)是一致的。

3.1.3數(shù)據(jù)分析。荷載試驗之后的重要工作是進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，此時需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜載試驗數(shù)據(jù)結(jié)果的分析與判斷，然后與理論數(shù)值進(jìn)行對比分析。也就是計算靜載的實際數(shù)據(jù)與計算時間的比值。校驗系數(shù)為1就表示實測的結(jié)果與計算結(jié)果是完全一致；如果校驗系數(shù)大于1，則表示靜載結(jié)果無法滿足要求，性能也就存在嚴(yán)重問題；如果校驗系數(shù)小數(shù)1，則表示整個工程結(jié)構(gòu)的性能達(dá)到了最佳的狀態(tài)。

3.2動載試驗

3.2.1脈動試驗。動載試驗主要是在橋梁上部不存在任何車輛作用，且沒有其他外部因素的作用之下，對公路橋梁的結(jié)構(gòu)受到的激勵和結(jié)構(gòu)的主諧量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。以固有頻率附近的振動統(tǒng)計分析確定橋梁結(jié)構(gòu)所具備的穩(wěn)定性。

3.2.2振動性質(zhì)試驗。該試驗的主要實施方案是在表面上有汽車通過，在越過了規(guī)定高度的情況下來進(jìn)行制動，此時應(yīng)該確保車輛保持著10～20cm的高度。然后對橋跨結(jié)構(gòu)衰減狀況進(jìn)行全面的測量與分析，并且最終對沖擊系數(shù)、振動性能等方面進(jìn)行科學(xué)合理的分析，以確定其動載試驗的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確有效。

4.實例分析

某公路橋梁工程設(shè)計總長度為120.0m，橋面的結(jié)構(gòu)設(shè)計為預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，下部結(jié)構(gòu)則使用的是柱式墩結(jié)構(gòu)形式，整個橋梁投入使用時間比較長。

4.1實驗過程

在試驗中通過荷載的影響作用確定橋梁結(jié)構(gòu)施加力，需嚴(yán)控荷載數(shù)據(jù)，避免因為荷載而造成結(jié)構(gòu)部分損壞的情況。此外，檢測人員應(yīng)該全面的關(guān)注試驗過程，如果出現(xiàn)了我們所要求的現(xiàn)象，就需要進(jìn)行全面的檢測與數(shù)據(jù)記錄，為后續(xù)的分析提供依據(jù)和條件。

試驗主要是利用截面內(nèi)力管理影響線形狀，通過標(biāo)準(zhǔn)汽車荷載布設(shè)最為不合理的條件，進(jìn)而可以準(zhǔn)確的判定結(jié)果的響應(yīng)程度。根據(jù)試驗的要求，將施加力分成了4的層級來進(jìn)行，將車輛按照預(yù)先設(shè)定的方法，駕駛到要求的位置上，然后試驗人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的測量和分析。在該階段中，最為關(guān)鍵的問題，是內(nèi)力需要逐漸的提升，且不能超出橋梁允許荷載的最大值。

（1）建立有限元模型

以設(shè)計方案明確有限元模型，其中包含了荷載彎矩包絡(luò)圖、彎矩影響線以及測點布置。

（2）結(jié)果評定

綜合分析實驗過程中所出現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化，并且結(jié)合具體的試驗情況最終判定試驗結(jié)果，詳細(xì)結(jié)果可見圖1、圖2所示。

從上述兩圖中可以發(fā)現(xiàn)，校驗系數(shù)都在1以下，這也就表示所檢測的截面位置具備較高的安全性，橋梁的實際運行情況比數(shù)據(jù)測定的更好，同時也表示了該橋梁的結(jié)構(gòu)性能以及承載性能都能夠達(dá)到了相應(yīng)的要求，具備較高的安全性。

5.結(jié)束語

綜上所述，公路橋梁的荷載試驗對于提升其安全性有著非常直接的影響，同時也是進(jìn)行準(zhǔn)確承載性能分析的關(guān)鍵措施。經(jīng)過深入研究，可以綜合分析靜載試驗與動載試驗，本文主要從當(dāng)前的兩種方式特點進(jìn)行分析。在未來發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)發(fā)展比較快，公路工程的檢測技術(shù)也逐漸的成熟，荷載試驗必然會朝著更加先進(jìn)的方向發(fā)展，為我國交通事業(yè)的發(fā)展起到積極的影響意義。

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