摘要：道路建设是我国基础设施建设中非常重要的组成部分，直接关系到我国整体经济的发展走向和发展速度。伴随我国交通运输事业的快速发展，给公路桥梁结构性能提出了更高的要求。但因超载重载现象的长期存在，导致桥梁结构性能不断下降，如何做好桥梁加固与维修工作显得尤为重要。
关键词：公路桥梁检测；荷载试验；应用
引言
我国道路建设自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成就，其建设规模处于世界领先水平。公路桥梁在具体的建设中，需要合理展开公路桥梁检测，对检测结果进行分析，从而明确公路桥梁存在的问题，并提出针对性的处置措施，确保公路桥梁的安全性和功能性。
1荷载试验概述
作为一种重要的公路桥梁检测方法，荷载试验不但十分可靠，而且直观。当公路桥梁的运行状态不明确时，就需要运用荷载试验对公路桥梁进行科学有效的评定与检测，以确定公路桥梁的安全运行。通常来说，进行桥梁公路荷载试验的方法有两种，一种是静载试验，一种是动载试验。其中，动载试验就是为了使桥梁结构产生振动而使用某种相关的激振手段，然后检测桥梁结构的各种相关参数，其中包括固有频率、振型以及行车响应等，最终使桥梁的行车性能和桥梁结构的刚度得以测定，如图一。而静载试验则是在桥梁公路上施加静力荷载影响，以此检测桥梁结构指定部位的相关参数应变，其中包括静力、位移和裂缝等，然后通过相关推测，判断桥梁公路在此影响下的工作状态和使用性能。进行静力荷载试验时，应当从零开始加载，直至预定的静力荷载。为了保证加载的顺利完成，一般都要使用重力，或者其他的专业加载设备。静力荷载试验是应用最广，同时也是最基础的公路桥梁荷载试验，这主要是由于在现实中公路桥梁结构承受的通常都是静力荷载，其中桥梁自身的重量也包括在内，而且在设计计算阶段，也往往把行驶的车辆产生的荷载也作为静力荷载看待。对公路桥梁结构进行动力试验之前，也应当进行静力荷载试验，进而测定出公路桥梁结构的相关参量。因此，对于公路桥梁结构特性的了解和掌握，静力荷载试验 是一种重要而且有效的途径与方法。
图一 试验车辆荷载纵向尺寸及轴重图
2荷载试验内容
一般来说，排除其他因素的影响，试验的结果与试验数据的数量是成正比的，换句话说，所收集的数据越多，试验的结果也就越精确。因此，通过设置多点进行检测是保证公路桥梁的检测结果的关键一步。此外，由于检测点多过，因此不可能每个点都重点检测，在具体检测中，可通过对重点内容，如所测结构的稳定性以及强度等进行重点检测。总的来说，在对公路桥梁进行荷载试验时，要重点面向有状况前兆的公路路段或者是有不良现象的公路路段，而不是，也不可能是全部路段。只有通过有针对性、有重点地检测，才能快速地发现问题，并且解决问题，如图二。
图二
3公路桥梁检测中荷载试验的应用
3.1试验检测准备
在公路桥梁的检测中进行荷载试验，在实验前要做好准备工作，具体要求如下：一是，落实好试验孔的选择。在进行公路桥梁荷载试验试验孔的选择时，不能只选择易检测的孔，对于不利检测的点也要选择。其次是对于结构对称的公路桥梁来说，进行公路桥梁检测荷载试验时，可选择具有代表性的孔。二是，落实好放样以及试验支架工作。在进行公路桥梁荷载试验时，免不了要进行支架搭设，因此在搭设时，要因时因地制宜，选择最适合的搭设方式。放样工作是在搭设工作完成以后才进行的，放样工作主要是针对桥梁加载位置和测试点。三是，当所有的工作完成以后，还需最终确认照明、仪器以及通讯设施和安全等相关的配套工作。
3.2加载方案的制定
在进行静载试验之前，试验工作人员应当向试验桥孔、桥墩或者桥台，据此进行加载方案的制定，并确保加载方案的科学合理性。在进行试验孔的选择时，应当对以下三个方面的因素进行充分考量。第一，桥孔或桥墩存在质量问题，缺陷较多，常常发生病害问题。第二，桥孔或桥墩进行受力计算时十分不利。第三，在进行加载时桥孔或桥墩能够方便的搭设脚手架以及设置测点。试验孔和试验墩选择是否科学合理，不但直接影响着试验工作能否顺利开展，而且对结构性能测算的准确性造成很大影响，因此，在进行试验孔和试验墩的选择时，必须选派经验丰富的试验人员进行施工，这是进行静载试验十分重要的一步。
3.3动载试验
为保障动载试验的顺利进行，结合桥梁的实际情况，研究分析具体动载方法。其中，可供选择的方法包括跳车试验、跑车试验和脉动试验。例如某工程主要选择跑车试验为基础，测量汽车于公路上运行，并测定行驶对桥梁结构的影响。在动载实验方法选定完成后，按照动载试验规范和方案，配合频域分析与时域分析，实现对试验数据的处理，减少误差。固有频率测定时，应遵循图纸、时域历程、功率谱图等实施试验，并结合基频，计算动刚度。阻尼测试，可借助半功率带宽法与计算机软件计算方式，确保计算准确。
3.4加载与观测
首先，确定观测项目。桥梁结构的最大挠度、压应力状况、拉力和裂缝都是桥梁观测的主要项目。桥梁受荷载影响，可以分为两种变形，一种是总体变形，其是桥梁总体结构状况的反映。另一种是局部变形，其是桥梁结构局部状况的反映。对试验要求的满足是测量部位的选择和测点布置的前提，测点数量要合适，测点位置要有很强的代表性，以此满足计算分析的需要。其次，选择实验仪器与观测方法。与接触式测量不同，光学测量的常用仪器有经纬仪、精密水准仪和全站仪等。有两种测量方法可以进行位移的测量，即电测法接触式测量和机械测量，挠度计、百分表和位移传感器是其常用的测量仪器。此外，应变测量也有两种形式的划分，一种是不知道主应力方向的，也就是在测试点进行三个方向的应变花的设置，应变片、钢筋应力计为主要的测量仪器。另一种是已知主应力方向，应变片的设置要沿着主应力方向。测量裂缝一般是进行目测，同时使用刻度放大镜进行辅助。最后，进行分析总结。一般都是从理论探索的方向来分析和整理静载试验数据，在对桥梁结构静载试验进行估算时，常用的指标一般有两种，一种是比较分析规定的允许值和检测的实际值，据此解释桥梁结构的状况。另一种是对比分析理论计算值和测点实际值，以此对桥梁结构的性能进行判定。
3.5脉动试验
当试验桥梁桥面无交通荷载，如车辆、行人等，或桥址周围无规则振源的情况下，可按照桥梁结构动力测试系统，对随机荷载激振所产生的微小振动响应时程进行检测，也就是所说的风力荷载、水流荷载等，通过结构脉动时程数据分析，可获取桥梁自振频率等动力特征。
3.6确定试验荷载
在实验前，大致预估桥梁的荷载，是保证试验成功的关键环节。预估内力值时，为保证结果的准确性，需在最不利于工况的条件下进行。对应的截面内力是通过获得的数据对荷载加以控制得到的。为了确保整个试验能够在可控的范围内完成，还需将荷载控制在原有的荷载内，具体做法是，要保证最不利工况下得到的荷载值，且要根据相关规范的要求来保证。
结语
在桥梁运营通车整个过程中，往往会受各类外部因素的影响，如设计因素、施工质量、自然条件等，出现不同程度的病害，导致桥梁结构承载力下降。为此，可通过不同结构补强措施加固桥梁工程受损构件，从而实现局部或全部结构部位承载力的提升。
参考文献：
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［2］马超，孙韦．评述桥梁荷载试验的步骤及要点［J］．公路交通科技（应用技术版），2013（7）．
［3］王方鑫．公路桥梁荷载试验检测在桥梁养护中的作用［J］．南方农机．2017（14）．
论文作者:陈星光
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：荷载论文; 桥梁论文; 公路论文; 结构论文; 静力论文; 测量论文; 桥孔论文; 《基层建设》2019年第21期论文;