摘要：公路桥梁在常年的使用中，经常会出现一些或大或小的问题。为了保障公路桥梁的运行安全，有必要对其结构性能进行科学的判定，这就离不开荷载试验。当前公路桥梁的检测中，荷载试验的应用非常广泛，并且效果显著。笔者首先对荷载试验的内容和范围做了一个简要的介绍，接着具体分析公路桥梁检测中荷载试验的应用。旨在通过本文加深读者对荷载试验的了解。
关键词：公路桥梁；检测；荷载试验；应用
引言
随着我国经济的发展和综合国力的提升，大规模的公路桥梁工程已经建设或正在建设，公路桥梁作为一项关系国计民生的基础工程，其在方便了人们出行和支持经济发展的同时，其安全运营也显得尤为重要。公路桥梁运营承载能力是评判公路桥梁的重要标准，也是确保公路桥梁运行安全的重要保障。因此，其运营承载能力的优劣是工程建设重要控制参数，新建公路桥梁工程或运营损伤公路桥梁承载能力评估就显得尤为重要，科学合理的运用荷载试验，对于保障公路桥梁的安全运营具有重要意义。
1荷载试验
1.1内容
当公路桥梁的运行状态不明确时，就需要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营。常用公路桥梁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。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。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，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。
1.2范围
通常情况下，对于公路桥梁进行荷载试验，主要有以下几种情况。一是桥梁建造时跨度大并且应用新型技术或者工艺。这主要是因为，跨度大的桥梁，施工难度更大，出现问题的可能性也更大，再加上新型技术或者工艺，与传统的工艺技术比较，其应用时间短，效果还未等到非常精准的验证，故而需要重点检测。二是公路桥梁是针对特种车而改造或者建造的。与普通车辆相比，特种车非常特殊，对道路桥梁的要求也不同，因而必须重点对这些路段进行荷载试验，确保路段荷载能够满足特种车的需求。三是对旧的公路段在原有基础上的改造。当前，对旧公路的改造检验尚未形成一套完整的体系，因而进行荷载试验实有必要。四是对于使用年限长的路段。道路桥梁修好以后，随着投入使用年限的增加，其会日渐老化，因而加强荷载试验检测实有必要。
2公路桥梁检测中的荷载试验的应用
2.1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，落实好试验桥跨的选择。在进行公路桥梁荷载试验试验孔的选择时，应考虑桥梁最不利情况结合现场试验便利选择具有代表性桥跨。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。
2.2 动载试验的应用
2.2.1 动载试验方法按照测试目的不同，公路桥梁动力荷载试验一般可以分为三种，一是跳车试验，二是跑车试验，三是脉动试验。其中跳车试验也可称之为冲击试验，其进行试验的方法为在汽车上加载一定的质量，然后让汽车从15cm高度的跳板上跨过，再测量其对公路桥梁结构造成的衰减振动影响，从而使公路桥梁的性质得以较好的测定分析，并使公路桥梁的冲击系数得以确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓的跑车试验就是测量汽车在公路桥梁上行驶时对其结构产生的强迫振动，以及测量车辆行驶后振动衰减情况。而脉动试验的使用应当在没有行驶的车辆和其他周期性干扰因素其情况下，桥梁在风、地面微振等作用下受到的是平稳的各态历经宽带随机激励，此时结构响应的主谐量应是其固有频率附近的振动，这种情况下结构的固有频率可以使用脉动试验进行测定。
2.2.2 分析和测定
动载试验数据通常情况下都是使用分析处理法来测定公路桥梁结构的动力特性，而分析处理法又有两种，一种是频域分析，一种是时域分析。频域分析主要是指对时域信号进行相关的数字化处理，其需要通过变幻针的使用，从而判定结构频率及其分布状况。而时域分析则是对时程曲线进行直接分析，从而得出相关参数，其中包括振型、阻尼、冲击系数等。在对固有频率进行测定时，应当按照相关图纸、时域历程曲线以及功率谱图等进行实体试验。同时通过对基频进行结合，还可以计算出承受结构的动刚度。分析比较简单的结构动力时只需要测试结构一阶频率，而分析比较复杂的结构动力时，则需要进行一阶、二阶甚至更高阶频率的测试。如果试验测出来的数值小于理论值时，就表面桥梁结构具有较大的实际刚度，进而判定桥梁结构处于正常状态。如果试验测出来的数值大于理论计算值，则说明桥梁具有较小的结构刚度，从而容易出现开裂等问题。进行阻尼的测定时，阻尼比和对数衰减率会对桥梁结构阻尼特性造成影响，计算阻尼可以通过使用功率谱图里的半功率带宽法，或者使用测试体系软件进行分析。桥梁的阻尼通常在0.01~0.08之间，较大的桥梁阻尼说明桥梁结构具有极强的耗能。而桥梁阻尼太小会造成支座工作发生异常状况，以及结构产生裂缝等问题。进行振型的测定时，要在桥梁结构的各个部位安装传感器，传感器的安装要使用共振法，桥梁结构在激振设备的作用下发生共振，要及时记录桥梁结构各个部位的振幅和相位，然后依据测定的振幅和相位进行振型曲线的绘制，绘制振型曲线时使用对比法。
2.3 静载实验的应用
2.3.1 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。
2.3.2 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结束语
随着我国经济的快速发展，公路桥梁的建设正如火如荼地进行，换言之，当前我国正处在公路桥梁建设的高峰期。因此，为保障施工质量，公路桥梁的性能在投入使用后，能够满足人们的需求，对其进行检测实有必要。当前，通过荷载试验来检测效果非常好，极具推广价值。
参考文献：
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［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，2017，48（14）：80－80
论文作者:陈龙桂
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/27
标签：桥梁论文; 荷载论文; 公路论文; 结构论文; 阻尼论文; 测量论文; 桥孔论文; 《基层建设》2019年第16期论文;