摘要:公路桥梁的荷载试验是通车保障的前提,是体现桥梁主体安全结构数据的唯一检测手段。而通过荷载试验可以对公路桥梁的结构、震动特性、使用特性、承载力有详细的了解,对以后公路桥梁的保养工作提供数据依据,同时也为了预防因车辆超载导致桥梁出现裂缝提供警示标志,避免因超载或养护不到位导致重大责任事故的发生。因此,公路桥梁的荷载试验对于提高我国陆运行业的安全性,减少重大责任安全事故发生,保障人民的人身安全具有实质性的意义。当然,公路桥梁是联结我国经济动脉的重要基础设施,而安全可靠的公路桥梁必然会给我国的经济发展提供道路保障。
关键词:公路桥梁荷载试验;桥梁养护;作用
1桥梁存在的主要病害
综合桥梁结构的运营特征,目前存在的主要就问题如下。
1)梁体开裂运营桥梁出现开裂的几率非常大,有与结构受力紧密相关的受力裂缝,如梁体跨中横向裂缝、支座处斜向裂缝、锚固区网状裂缝等;也有与结构受力关联不大仅与混凝土品质相关的随机细小裂缝。这些裂缝的存在为恶劣环境的进一步侵蚀作用提供了通道,也降低了构件的承载截面和使用刚度,形成安全隐患。
2)梁体下挠
大跨桥梁在运营中因徐变、汽车荷载、材料退化等诸多因素影响,会出现长期下挠病害。下挠不仅影响桥梁使用,同时引发桥梁垮塌等风险,需要及时观测桥梁的下挠状况。
3)钢筋锈蚀
在环境作用下如果钢筋的保护层厚度不足、混凝品质差,很容易引发钢筋的锈蚀,钢筋锈蚀直接影响承载安全,甚至引发更大面积的混凝土表层脱落和钢筋锈蚀现象。
4)铺装层开裂
铺装层是保护桥梁主体构件的重要构造,也是提供车辆直接行使作用的结构层,铺装层开裂影响主体构件长期性能,目前各类桥梁的铺装层开裂问题非常严重。
5)表观缺陷
由于混凝土品质差或施工质量标准低,使得浇筑完的混凝土出现蜂窝、麻面、孔洞、坑蚀等缺陷,这些也会影响桥梁主体构件的长期使用性能。
2荷载试验的分类
2.1动载试验
动态试验是模拟公路桥梁在通车过程中受到车辆或自然环境等外力因素的影响,试验带来的冲击力和共振对公路桥梁的结构带来考验,以此确定该桥梁是否符合标准规定的系数。当然,通过动态试验可以掌握桥梁在通车情况下的结构特点、内部性能,一旦在试验阶段发现公路桥梁存在承载问题,应立即进行调整,从而确保公路桥梁今后的质量。
2.2静载试验
所谓的静载试验实质是在公路桥梁上通过施加静力荷载来检测公路桥梁的受力特性。在试验阶段,要仔细观察公路桥梁结构的应力及变形状况。而在条件相同的情况下,要对理论值和试验中产生的测量值进行对比,并适时的开展分析。而校验系数是公路桥梁受力特性衡量标准和重要指标参数,这将对公路桥梁在实际运营过程中的承载能力提供科学依据。
3荷载试验检测对象的选定
针对荷载试验的试验对象,一般选择通车时间长、没有掌握相关结构数据的公路桥梁。通过荷载试验对公路桥梁进行试验,从而为公路桥梁的修复养护工作提供科学依据。除此之外,荷载试验也对其他新建的公路桥梁实行检测。一方面,受检测的旧的公路桥梁没有充足的施工材资料,缺少桥梁的主体结构设计图纸;另一方面,公路桥梁在建阶段的施工标准低,可能达不到现阶段公路桥梁的技术标准。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当公路桥梁竣工后,因短时间运营内受到某种因素的影响,导致桥面出现裂缝或者结构出现异样,由此就要重新进行检测。当然,为了确定桥梁最大的承载能力,为限制通车提供荷载标准,减少超过该荷载标准的车辆通行,从而提升该公路桥梁的使用寿命。
4荷载试验在公路桥梁检测中的应用
4.1公路桥梁检测中的动载试验
动载试验检测是检测公路桥梁在通车之后的受力情况和桥梁的共振性能,从而为公路桥梁提供最大承载力和结构强度、通车性能等主要科学数据,以此来作为公路桥梁的养护标准。而动载试验则分为三部分,跑车试验、脉动试验、跳车试验。
1)跑车试验。跑车试验实质是汽车在桥面上通行的过程中,车辆对公路桥梁的结构带来的强迫震动特性以及加速行驶后车辆所产生的震动减衰对结构产生的影响。这是通过车辆在公路桥梁上行驶的形式所产生的震动特性对公路桥梁的结构和性能进行评定的主要方法。
2)跳车试验。跳车试验与跑车试验不同,它是检测公路桥梁在受到车辆冲击下,公路桥梁的结构所产生的变化系数。其主要的试验途径就是让车辆在一定高度的跳板上进行启动,高度确定在十五厘米左右。在此前提下,对桥体结构的震动衰减状况进行测量,以此来检测公路桥梁在不同冲击系数之下所带来的震动特性以及对桥体结构的影响。
3)脉动试验。脉动试验是检验公路桥梁本身脉动频率对桥梁结构的影响。该试验不需要有任何车辆或者其他外来因素的参与,以免干扰到公路桥梁的脉动试验。而该项试验对环境有较高的要求,不能有任何因素对桥面进行干扰。只有在这样的环境下,才能检测到公路桥梁的自振频率,从而为以后的养护工作提供科学依据。
4.2公路桥梁检测中的静载试验
静载试验是桥梁面受到静力加载的情况下,给桥体带来位移、结构变形甚至出现裂缝等情况。同时,通过在静载试验中所监测到的数据分析公路桥梁受到同等静力加载后,公路桥梁的主体结构和使用特性是否发生变化[2]。静载试验是大多数公路桥梁竣工后必然要做的试验项目,也是所有没有标准数据的公路桥梁基础的检测方式。因此,静载试验的准确性对公路桥梁在以后的养护工作中很重要。当然,静载试验是通过静力的载荷来对桥梁结构的承受力进行检测,自然受到最大的静力载荷便是桥梁自身的重量。因此,静载试验对桥梁结结构、桥梁的稳定性、桥梁的使用性能都有着较大的影响。
1)准备工作。为了确保静载试验所检验的数据准确,要依据公路桥梁检测的需要,结合环境条件制定相应的试验方案。而在试验中,所涉及到的检验内容都需要进行细致化的划分,乃至对试验过程中所使用到的静载加载设备和相关材料实行标准化管理制度。针对试验员的选择问题上,要确保试验员具备丰富的经验,相关技术关键人员和施工人员有较高的专业素质,以此来保障整个试验的规范、安全、可靠。
2)安全工作。公路桥梁在静载试验中,要做好安全工作。而对于试验过程中可能出现的问题,甚至影响到相关技术人员的安全问题,就要提前做好防范的措施,并设立安全监管部门,对整个工程的安全性进行评估,对现场的试验工具进行安全可靠的布置,并加强相关人员的安全意识。而这些安全防范工作和针对突发事故准备的应急方案均要在试验方案中进行表现。
结束语
荷载试验检测在公路桥梁检测中应用广泛,这项检测对桥梁的养护具有实用性。一方面可以科学的实现对桥梁承重力的设计;另一方面,可以掌握桥梁的结实程度,以做好定期的养护工作。因此荷载实验对于桥梁的检查尤为重要,这对桥梁的在以后使用过程中的安全性起到关键作用。
参考文献:
[1]郭彦.混凝土简支双T型桥梁荷载试验及状况分析研究[D].长安大学,2016.
[2]王子成.基于荷载试验的桥梁技术状态评估研究[D].南华大学,2016.
[3]卢九章,朱明亮,朱尚清.基于静、动载试验的刚架拱桥承载能力评定[J].公路交通科技(应用技术版),2016,1207:208-209+239.
[4]刘小军.某斜交梁桥荷载试验计算分析[J].水利与建筑工程学报,2016,1404:201-205+234.
论文作者:彭海旺
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/28
标签:桥梁论文; 公路论文; 荷载论文; 结构论文; 裂缝论文; 静力论文; 车辆论文; 《基层建设》2017年第34期论文;