桥梁养护中公路桥梁荷载试验检测研究

孙以润 张 琴

（1、云南云路工程检测有限公司，云南 昆明650200 2、昆明交投房地产开发有限公司，云南 昆明650200）

公路桥梁是公路的重要组成部分，而公路运输是我国的主要交通运输方式之一，这就说明公路桥梁养护工作的重要性，而公路桥梁养护的目的在于在桥梁养护过程中发现问题，解决问题，消除隐患，让公路桥梁处于最佳运营状态，保证桥梁通行的安全。荷载试验检测是公路桥梁养护过程中常见的使用手段，通过对桥梁进行试验，检测分析后判断出问题所在，可以了解桥梁结构以及内部存在的问题。荷载试验检测是安全监督公路桥梁的最直接的方法，通常运用在新建的公路桥梁和加固完工的桥梁项目中，所以对刚竣工的公路桥梁建筑结构的检测效果十分显著。同时，年老脱修的公路桥梁也可以用荷载试验来进行检测，观察桥梁建筑结构是否受损，承载能力是否受限，从而判断桥梁是否存在内部风险，为桥梁养护提供重要决策和依据。

1 荷载试验的分类

荷载试验可以对新建设的公路桥梁进行检测可以判断其是否符合竣工标准，另外也可以对年老失修的公路桥梁进行结构判定，为公路桥梁的后期养护工作提供依据和参考[1]。一般根据试验状态方式的不同，分为动载试验和静载试验。

动载试验是将公路桥梁模拟在有车辆和自然环境影响下的一种试验，可以有效检测车辆和外在因素等给桥梁的冲击力和共振带来的考验，从而达到明确桥梁是否达到符合标准的效果。在试验阶段，可以细致的观察通车情况下桥梁的结构和内部性能，发现桥梁存在的承载问题而及时作出调整，确保公路桥梁之后可以正常通行。

静载试验是通过对公路桥梁施加客观的负荷压力，从而判断公路桥梁的受力特性是否合格[2]。试验阶段要仔细观察公路桥梁的结构应力状况和变现情况，在相同的条件下，要将试验中得到的实际测量值和理论值进行对比分析。此外，校验系数可以衡量桥梁的受力特性，也是受力特性一项重要的参数指标，实际运营过程中可以对公路桥梁的承载能力提供合理有效的依据。

2 荷载试验对象的选取

荷载试验的选取对象，通常运用在通行时间久的桥梁上，还运用在养护过程中发现病害较严重的桥梁上。

首先，荷载试验的选取对象通常运用于通行时间久但却没有结构详细参数的桥梁，通过对该种类的桥梁进行试验，可以为后期的桥梁养护工作提供基础依据。另外，荷载试验也可以对其他新建公路桥梁实施检测。一方面，受检测的老旧公路桥梁通常没有足够的施工资料和图纸，另一方面，有些公路桥梁在施工过程中没有达到要求的技术水准，在修建阶段的施工标准太低。这些综合因素导致桥梁在竣工后，短期内没有保养和维护，加之外来因素，导致结构出现位移，桥面出现裂缝，重新检测就很有必要。减少超荷载的车辆通行，确定桥梁的最大承载力，为通车限行提供荷载标准，以此来增加公路桥梁的使用寿命[3]。

其次，荷载试验的选取对象还会运用在一些养护过程中发现病害较严重的桥梁上。建于20 世纪60 年代和70 年代的桥梁，由于时间久，大都带病服务于现代的交通运输，很多桥梁在养护过程中甚至发现到了病入膏肓的地步。鉴于此，对于在养护过程中发现病害较严重的桥梁，实施荷载试验是具有十分重要的意义的。一方面，可以从试验中找出病害发生的原因，另一方面，可以给该类桥梁的后续养护工作提供借鉴和参考。

3 荷载试验的应用环境

3.1 公路桥梁的常见病害问题

公路桥梁的检测内容按分部工程类别划分，主要包含上部工程及桥面系、下部工程和小桥。检测项目通常包括：混凝土强度、钢筋保护层厚度、墩柱竖直度、结构尺寸、外观鉴定，对应的检测方法也有所不同。按发生的区域划分，桥梁病害主要分为两大类，即耐久性病害和受力性病害，耐久性病害通常发生在全部区域，受力性病害通常发生在主梁和其他受力构件。

其中，荷载引起的裂缝是钢筋混凝土公路桥梁最常见的病害之一。荷载引起的裂缝通常包含两种，直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝，直接应力引起的裂缝即设计、施工及运营阶段产生的裂缝，而次应力引起的裂缝通常由局部应力集中、预应力及温度等引起。由此可见，荷载试验检测的研究对桥梁养护工作有着重要的参考意义。

3.2 动载试验的组成

动载试验是为了观察桥梁通车后的共振及受力情况，以此来为公路桥梁提供结构强度、最大承载力、通车性能合理依据，为后期的桥梁养护作借鉴和参考。动车试验一般包含跑车试验、跳车试验和脉动试验[4]。

对公路桥梁的性能和结构进行评价的主要方法是跑车试验，跑车试验是通过对汽车在桥面通行所产生的强迫震动，以及加速行驶后产生的震动衰减对桥梁结构的影响，所进行的评定方法；跳车试验则与跑车试验不同，它的检测目的主要是检测公路桥梁在受到车辆冲击后结构产生的系数变化。跳车试验的方法通常是让车辆在高度十五厘米左右的跳板上进行启动，在这种环境下，测量车辆对桥梁结构的震动衰减状况，以用来检测在不同系数变化的冲击下桥梁的震动特性和桥梁结构所受到的影响；脉动试验相对来说比较简单，不需要任何外来因素和车辆的影响，只检测桥梁本身的脉动频率对桥梁结构的影响[5]。因为是检测自身的脉动频率，所以脉动试验的环境要求十分严格，只有这样才能为桥梁养护提供良好的客观、准确的依据。

3.3 静载试验工作的开展

静载试验的检测主体是桥面，是指对桥面施加静力加载后，导致桥梁结构的变化、桥体的位移，甚至出现荷载引起的裂缝情况。大多数竣工后的公路桥梁都会采取静载试验的办法，是检测没有标准参数基础的公路桥梁的常用检测手段。这样一来，它的准确性对桥梁养护的重要性就不言而喻。不过，静载试验是通过静力的载荷来检测桥梁结构的承受力，桥梁自身的重量便是自然情况下受到的最大的静力载荷，因此，静载试验对桥梁的结构、使用状况和稳定性能都有很大的影响[6]。

首先，静载试验要做好准备工作。应当结合实际的环境条件制定符合要求的试验方案，来确保检测数据的准确。检验内容需要条理化、细分化，所使用的静载材料和加载设备需要标准化的管理。为保证整个试验检测的安全化和规范化，在选取试验员时，应当以是否具备较高的专业能力和丰富的试验经验作为参考标准。

其次，安全防护工作也要做到位。公路桥梁在静载试验中，要做好安全防护工作。对试验中可能存在的安全隐患，要提前对安全工具做好布置，提高试验员的安全意识，此外要设置安全监督和管理部门，提前做好一切全面化的安全检查，做到防患于未然。针对安全防范的工作和突发事件的应急处理，都要落实到静载试验的方案中。

4 结论

公路桥梁的荷载试验可以有效检测桥梁的安全隐患，是桥梁养护中的重要手段，也是桥梁正常平稳通行的重要保障。荷载试验可以对桥梁的最大承载力、震动特性、使用性能以及整体结构做详细的了解，对以后桥梁养护工作提供了重要的依据，同时也为车辆超载导致的荷载引起的裂缝亮起红灯，预防因养护不当导致的重大事故产生。因此，公路桥梁荷载试验对保障人民生命的安全，减少重大责任事故的发生，提高陆运交通的安全性，有着重大的战略意义。公路桥梁是联结公路基础设施的重要纽带，只有公路桥梁的安全得到保障，国家经济发展的道路才会畅通无阻。