摘要：桥梁荷载试验是新桥验收、旧桥维护改造进行的一种试验方法，是检验桥梁实际运行状况，保障桥梁安全的重要手段之一。本文首先分析了桥梁荷载试验存在的局限性，并针对桥梁荷载试验需要全桥中断交通，而这在实际操作中会带来很大不便这一问题，提出了无需中断交通就可进行的桥梁试验新方法。
关键词：荷载试验；中断交通；静载试验；动载试验；振动信号
随着我国国民经济的快速发展，桥梁建设取得了长足进步。桥梁作为公路交通运输的咽喉要道，关系到社会和地区经济协调发展，其重要性得到社会日益广泛的关注。但目前大量现役桥梁结构的性能逐步发生了退化，一方面由于受到环境因素、静载与动载反复作用的影响，导致结构的强度和刚度逐渐降低，结构的性能逐步劣化，这些结构损伤的积累势必会危及桥梁的安全使用；另一方面为适应交通运输量的增长，桥梁设计规范也在不断的完善和发展，使许多20世纪60年代建成的现役桥梁由于当时车辆设计荷载等级偏低，而面临着严重超负荷运营问题，加之部分桥梁建筑材料存在先天缺陷，在环境因素的影响下、在长期使用过程中，缺乏及时到位的管理养护，使大部分桥梁功能下降或损伤积累问题越来越严重，导致桥梁结构本身存在着安全隐患。目前，桥梁工程界已普遍认识到通过桥梁的荷载试验对现役桥梁结构安全状态进行检测的重要性。
一、传统的桥梁荷载试验及存在的问题根据对桥梁加载形式的不同，桥梁荷载试验可以分为静荷载试验和动荷载试验。动载实验相对于静载实验要复杂的多，需要综合运用系统识别、微弱信号检测、相关分析、振动测试等技术，但是所得结果能够比静载测试更全面更准确的反应桥梁整体的工作性能和安全状况。经过长时间的实践探索，桥梁荷载试验技术已经得到很大的发展，试验方法也逐渐成熟并形成了相关的行业规范。虽然荷载试验可以反应出桥梁的运行状况，及时发现桥梁存在的隐患，保障桥梁的安全使用，但是随着桥梁荷载试验的大量使用，荷载试验存在的问题与局限性也逐渐突出，主要包括以下几个方面：1.传统的荷载试验方法主要用于新建桥梁的验收，多以静载实验为主。
对桥梁施加静载荷，通过将桥梁在静载荷作用下的应变与理论计算得到的应变相对比，来分析桥梁的设计是否合理，施工是否符合规范，质量是否达到要求。但是这种方法只适用于新建桥梁，而对于不能获取足够的信息的老桥不适用。
2.传统的载荷试验需要很多专用加载设备，需要消耗大量的人力物力，成本很高。对于一些小型桥梁，很难承受这样的高成本测试。
二、桥梁荷载试验目的和任务桥梁荷载试验的目的桥梁结构荷载试验就是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作，其目的是通过荷载试验，了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，从而判断桥梁结构的安全承载能力及评价桥梁的营运质量。对于一些在理论上难以计算的部位，通过荷载试验可达到直接了解其受力状态的目的；通过荷载试验：常常有助于发现在一般性检查中难以发现的隐蔽病害；通过荷载试验可以检验桥梁结构的设计与施工质量；通过荷载试验可以确定旧桥结构实际的承载能力，为制定桥梁加固或改建技术方案提供依据。
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桥梁荷载试验任务桥梁荷载试验的任务是根据试验的目的和要求来确定的。一般来说桥梁荷载试验的主要任务可分为以下几点：1．对于重要的桥梁结构，除在设计阶段即进行必要项目的试验研究外，通常在桥梁建成竣工后，通过荷载试验来鉴定桥梁结构的质量和营运条件，分析判断桥梁的实际承载能力。
2．对于需改建或加固的桥梁，通过荷载试验可进一步提供桥梁改造技术依据，尤其是对于缺少技术资料的旧桥更为重要。
3．对于新型桥梁及运用新材料、新工艺的复杂桥梁结构，通过系统的荷载试验，可了解和掌握结构在荷载作用下的实际受力状态，验证结构计算图式，并探索具有普遍意义的规律，为充实和发展桥梁结构计算理论和施工工艺积累科学资料。
三、无需中断交通的桥梁试验在进行旧桥技术鉴定时，首先要对桥梁的现状进行检测，包括测绘桥梁的结构图纸，实际测量桥梁主要结构件的强度，测量桥梁主体结构的形变量，以及观察各个部件是否出现裂缝等损坏，综合分析以上因素，力求对桥梁的工作状况作出准确的推测。其次，要根据第一步检查测绘得到的结果进行建模分析及结构检算，计算出桥梁实际结构的极限抗力以及组合内力，以此判断出当前桥梁的实际承载能力。在传统的实验方法中，完成了以上两步后需要对桥梁进行静载荷载试验，并根据荷载试验的结果来调整前面检算的方法和参数，修正理论计算，以便得到尽可能准确的模型和参数，最终确定桥梁的承载能力和安全性能。
在旧桥的技术鉴定中，现状检测是基础和重点，结构检算是关键和核心，荷载试验只是对结构检算的验证。在该标准中，把荷载试验放在最后一步，是因为按照静载实验的要求，需要对桥梁施加结构检算算出来的桥梁可承受的最大载荷，以此来验证桥梁工作的可靠性和结构特性。对旧桥施加如此大的载荷无疑会增加试验的风险，因此必须在进行完第一步的现状检测和第二部的结构检算得出桥梁所能承受的极限载荷后才能进行。这样一来，增加了旧桥检测的成本，且仍旧很难降低检测风险，往往会造成对旧桥的保守评价这种的桥梁检测方法，无需中断交通，在桥梁正常通车的情况下，测量桥梁的载荷反应。这样做既没有附加风险，而且可以最真实的反应出桥梁正常工作时的情况。该方法利用随机通过的车辆作为对桥梁的激励源，采集桥梁结构在通过车辆激励下的振动信号，通过对受迫振动信号的分析得出桥梁的动力特性和动力响应特性，包括桥梁的固有频率、动应力、动位移、阻尼和动力系数等。通过将实验结果与结构检算结果的对比分析，可以保证结构检算结果的正确性，对桥梁的使用情况作出准确估计，而不需要进行风险很大的极限荷载测试。
结束语通过正确评价桥梁结构的承载状态，既能继续充分发挥大量已建桥梁的承载功能，节省新建改建所需的大量资金，又能鉴定和发现桥梁存在的危险隐患及时采取恰当的维修、加固技术措施，避免发生车辆和行人的安全事故。因此，通过桥梁结构的荷载试验，对桥梁的实际承载能力进行分析、评定，并在此基础上对整个桥梁结构的实际状态做出评价，及时为桥梁管理、维修和加固提供科学、可靠的决策依据，保证桥梁的安全使用，具有重要的现实意义。
参考文献：[1]汪永田 大跨度斜拉桥荷载试验研究 2011.[2]齐承涛 基于荷载试验的桥梁可靠性评估 2012[3]宋博琪 桥梁的静载与动载试验 2011
论文作者:马丽娟
论文发表刊物:《基层建设》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/9/21
标签：桥梁论文; 荷载论文; 结构论文; 载荷论文; 目的论文; 状态论文; 能力论文; 《基层建设》2015年4期供稿论文;