荷载试验在公路桥梁工程中的实际应用

李鹏

【摘要】为了保证公路桥梁的质量和安全性能，必须对其进行必要的荷载检测，本文立足实际，阐述了荷载试验在公路桥梁工程中的实际应用。

【关键词】荷载试验 公路桥梁 安全检测

荷载试验是路桥检测的一种复杂度较高的实验，涉及到较深的理论和技术，所以其应用范围也较广。通常情况下，公路桥梁在投入运行一段时期之后，其关键的指标会不可避免地发生一些改变，如果一些指标的改变导致了路桥的安全性和承载力的降低，就必须及时采取针对性的措施，从而避免安全事故，所以应该组织人力和物力，对运行达到一定时间的公路桥梁定期检测。如果是新建的路桥，也必须在正式使用前严格检测，从而确保工程的质量达到标准。

一、在动载试验中的应用

动载试验是公路桥梁检测的一大类别，在实际检测的过程中，其作用是有效地评估使用中的路桥的外部受力所存在的变化规律，同时分析路桥在外部因素之下所体现出来的振动特征，从而最终得出被测路桥在结构方面的强度值以及实际使用中的行车特性。结合相关的路桥测试情况，动载实验还能够进一步细分成跑车、跳车和脉动三个类别。其中的跑车试验，其实质是当存在许多交通工具在路桥上运行的时候，由于其质量和速度的变化为被测路桥带来的振动响应，以及这些响应激励发生的时候，随着交通工具的分布变化而衰减的情况。由此可知动载实验的本质是通过对于被测路桥的强迫振动，来评估其结构性能和使用情况，最终得到路桥的具体性能。而动载实验的另一个主要类别——跳车试验，其本质是评估被测路桥当存在各种交通工具导致的冲击力的情况之下，其结构的变化以及由此带来的冲击情况。跳车试验的基本思路是把交通工具越过一个高度后紧急制动，通常这个高度选择为15厘米到20厘米之间，通过模拟以上的情况，来测试桥跨结构的衰减振动，测试的结果能够反映出被测路桥当存在外部冲击时所体现出的振动特征。第三个类别是脉动试验，其本质为当被测路桥并不存在交通工具，同时也不存在由于另外的因素而导致的干扰的情况之下，路桥本身在自身的微弱变化而产生的激励之下，所表现出的各类特性。脉动实验的目的是测量路桥的固有频率，并在这个频率附近寻找谐波分量，最终得到路桥的固有频率数值。

二、在静载试验中的应用

静载试验是对路桥检测时常用的第二类方法，其主要目的是检测路桥的特定位置，当外部对其施加核定静力的时候所产生的型变量以及位移量，也包括桥体的裂缝变化等，当采集到这些数据之后，再对其进行一些必要的数据分析，就能得出被测路桥在实际使用的过程中，当存在外力的情况下，桥梁结构发生的变化，以及对其使用性能所带来的影响。因此可以说，静载试验属于对路桥进行质量和安全检测的十分必要的方法，由于对路桥的内部结构来说，其在实际使用的时候，所发生的承载主要来自静力，而路桥所承受的主要外力也是其自身在地球引力的作用下的受力，所以对路桥进行静载实验，能够得到被测路桥结构的稳定性参数。静载试验之后会得到大量的测试数据信息，对于这些信息的分析是在理论计算的方法上进行的，计算的结果则可以作为对被测路桥的技术评价，此处存在两个类别的指标，第一个类别是结合国家标准所限定的取值范围，将检测所得到的数据和理论值进行比较，并对比较结果进行分析；第二个类别的是结合实测值评估路桥的安全性能和质量水平。

在此必须指出的是，在对被测路桥进行静载试验的时候应该做好必要的准备，首先应该评估实验本身的可靠性，对于可能在操作过程中出现的可靠性问题应该制定完善的预案进行应对和规避，这就需要在测试的过程中做好组织措施和技术措施和。在组织措施方面，应该制定富有经验的人员作为安全负责人，同时结合路桥的实际情况部署足够的技术措施来保证测试的安全性。在实验步骤的制定中应该将测试中的安全防范和事故相应策略包含进去。此处以一个具体工程的检测实例来对静载试验进行说明。该工程处于四川省省道2249处，路桥的起点是h0+419，终点h0+557。桥梁的上半部分是以五根二十米的混凝土板梁构成，下半部分则属于柱式墩和U型台。

在对桥梁进行静载试验的时候，首先应该明确，其本质是通过外力的荷载来达到桥梁受力的效果，而这个过程中应该能够十分准确地调整荷载力，目的是尽量避免由于荷载过大而对被测桥梁带来不必要损伤；并且，在检测过程中的外力荷载情况也能够体现出路桥结构的受力，所以在操作的过程里必须重视实时观测试验现象。具体到本次的荷载试验，是对橋梁截面的内力，来模拟等效汽车荷载，最终测试得出被测桥梁的结构响应。在试验荷载的时候，结合控制截面的最大内力值，将所施加的荷载分成四个级别。当进行分级加载的时候，车辆荷载一辆辆进行，并使其以缓慢的速度驶入荷载区域，这种情况之下采取连续对控制点读数的方式来保证测试过程不对桥梁造成破坏。而且，在进行逐步分级加载的过程中，必须意识到随着加载的进行，另外的截面内力也是随之上升的，因此其内力的极大值应该小于最不利内力的值。本实验的外力加载方式是等效汽车方式，在结合桥梁的实际情况进行计算之后，最终确定以6辆加载车进行。实验结果证实，桥梁的新建部分校验系数全部在1之下，可以证实被测的截面拥有足够的安全余量，也可以说明被测路桥的状况比理论状况更优；另外的数据可以说明，桥梁的新建部分的残余变位全部不超过15%，这可以证实被测桥梁工作在弹性状态之下，因此其承载能力完全符合一级承载标准。

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