荷载试验检测技术在公路桥梁养护中的运用

秦勇

山西交通控股集团有限公司太旧高速公路分公司 山西阳泉 045100

在我国公路桥梁养护中，荷载试验检测技术发挥着极为重要的作用。在进行公路桥梁养护过程中，通过运用荷载试验检测技术，能够保证桥梁质量满足规范与标准，确保公路桥梁运营的安全性。基于此，本文对荷载试验检测技术在公路桥梁养护中的运用进行深入研究，具有重要意义。

1 荷载试验相关概述

1.1 静载试验

根据桥梁变形程度的不同，桥梁变形大致可以划分为局部变形与整体变形，其中，局部变形，主要表现为局部应变或者局部应力；整体变形主要表现为梁端位移与主梁挠度。在桥梁工程结构安全与质量评估中，静载试验是一个非常重要的评估标准，在进行静载试验过程中，有关工作人员一定要严格按照试验检测要求与检测标准，对裂缝、强度、沉降、挠度等指标进行有效检测与获取，通过将获取的指标数值与标准进行进行比较，以得出桥梁工程结构质量的评估结果。在测量梁端位移过程中，宜选用电测法或者机械测量法，以获取更加精准的测量结果[1]。针对不同的桥梁工程，应选用不同的测量方法来获取梁端位移指标数值，其中，在选择测量方法时，一定要对多种因素进行全面考虑，包括桥梁通行荷载、桥梁截面尺寸、桥梁跨度等，一定要保证选用的测量方法符合桥梁工程的实际情况。在对桥梁结构应变情况进行测量过程中，具有很多可供选择的测量设备，如钢筋应力计、振弦式应变计、电阻应变仪等[2]。其中，静力荷载试验效率的计算公式，如公式（1）所示。

在上式中，S，表示某一特定加载工况下加载控制截面在静力荷载作用下产生的内力最大效应；S′表示某一特定加载工况下加载控制截面在静力荷载作用下产生的最不利效应；η表示静力试验荷载效率；µ表示冲击系数。

当桥梁工程在建成投入使用数年以后，随着车辆通行荷载量的不断上升，便会随之出现越来越复杂的荷载变化，假如桥梁工程长时间受到多种荷载作用力，在进行荷载试验过程中，应根据桥梁工程结构的受力特点，选取高荷载效率。根据相关标准与规定，在一般情况下，荷载效率范围宜控制在0.95～1.05之间。

1.2 动载试验

与静载试验相比，动载试验与其之间具有很多不同的地方。所谓动载试验，就是指通过利用桥梁结构在动态荷载作用下产生耦合效应的基本原理，以获取自振动力特性指标与冲击系数。在测试冲击系数过程中，可以通过利用动应变、动挠度实测波形，以获取冲击系数，同时还可以精准获取桥梁结构整体性能的情况，能够有效反馈出桥梁工程局部构件的动力性能。通过进行自振动力特性试验，能够获取阻尼比、振型、振动频率等参数值[3]。振动特性参数深受结构刚度、材料特性等因素的影响。在测试自振动力特性参数过程中，一定要保证在桥梁上不得存在任何交通荷载，同时不得将任何规律性的振源放置在桥梁的周边，当测试结果符合要求之后，需要进一步测试桥梁工程因受到水流荷载、地脉动荷载、风荷载等而产生的结构振动阻尼比、振型、固有模态频率等。因为不同的桥梁工程具有不同的结构，所以应根据桥梁工程结构特点选用不同的测点振动加速度。在实际中测试过程中，可以选用加速度传感器，同时合理配置计算机系统与信号采集系统，这样能够更加精准分析信号输入与输出情况。在测试中通过利用加速度传感器，可以对传感器获取的时程曲线信息与位移信息进行实时获取，并以此为重要依据，可以进一步深入扫描分析信息，进而能够对桥梁工程的加速度振幅、最大位移量进行快速了解与掌握，通过深入分析不同振动信号的功率谱、相位谱、幅值，能够有效提高自振频率的精确性。与此同时，在进行荷载试验过程中，通过深入分析脉动波形，能够通过多种途径与方法获取最终的结构振型结果，这样可以更加精准地评估桥梁结构[4]。

2 荷载试验检测技术在公路桥梁养护中的重要作用

在进行公路桥梁工程养护工作过程中，一定要保证公路桥梁养护工作具有极强的目的性，通过有效养护能够对公路桥梁工程的质量起到有效改善作用，能够对多种公路桥梁隐患问题进行有效解决，保证公路桥梁始终处于良好运营状态。为能够对公路桥梁工程的养护效率进行有效提高，精准了解与掌握公路桥梁工程的状态，同时能够对公路桥梁的后续检修目标与检修要求进行有效确定，一定要采用相应合理的专业检测技术措施。其中，荷载试验检测技术是一种常见的公路桥梁质量检测方法，作为公路桥梁养护工作人员，一定要高度重视荷载试验检测技术，通过运用这种检测技术，能够对公路桥梁结构的受损情况进行深入分析，判断公路桥梁结构是否存在受损问题，以便于公路桥梁后续养护工作的顺利开展。在最近几年中，人们对公路桥梁的通行安全性提出越来越为严格的要求，一旦桥梁结构的承载能力不满足使用要求，或者存在严重的安全隐患与缺陷问题，同时没有得到有效的解决，势必会威胁到人们的交通出行安全，极大提高交通事故发生率[5]。针对以上问题，在进行公路桥梁养护过程中，通过运用荷载试验检测技术，能够对公路桥梁结构的承载能力进行精准确定，对公路桥梁的养护需求进行有效评估，尤其是能够有效防治公路桥梁的病害问题。为提高公路桥梁工程的养护质量，相关公路桥梁养护技术工作人员一定要熟悉掌握荷载试验检测技术，采取有效措施解决公路桥梁安全隐患问题。

3 荷载试验检测技术在公路桥梁养护中的运用

3.1 荷载试验检测对象的确定

在运用荷载试验检测技术过程中，荷载试验检测对象的确定是第一步。在进行公路桥梁检测之前，需要对公路桥梁进行检查，其中检查工作大致可以划分为3种类型，分别为定期检查、特殊检查、经常检查，其中难度系数最大的就是特殊检查，不过在对公路桥梁中比较重要的构成部分进行检测时，常常需要结合使用特殊检查与定期检查，根据获取的检查结果，对公路桥梁工程中可能出现的缺陷、问题等进行深入分析，并以此为依据，选取相应合理的检测方法来评估公路桥梁，这样才能够获得更为精准的检测结果。而荷载试验检测技术是一种极为重要的检测措施，能够对公路桥梁结构的受损情况进行精准评估，对公路桥梁结构的承载能力进行测定，然后判断该公路桥梁工程能否继续投入运营使用[6]。一般来说，在进行公路桥梁荷载试验检测过程中，大致会涉及到以下几种情况，即：第一，假如公路桥梁工程的通行条件发生改变，同时允许超重车辆范围发生了变动，在这种情况下，应利用荷载试验检测技术对公路桥梁使用状况进行评估，判断是否需要对公路桥梁实施养护措施与结构加固处理措施；第二，假如公路桥梁在后续使用中出现加固、修复、改建等现象，应利用荷载试验检测技术对公路桥梁使用状况进行评估，判断公路桥梁能否继续投入运营；第三，假如公路桥梁工程的资料文件缺失，包括竣工资料、设计图纸等，在开展公路桥梁后期养护工作之前，为保证公路桥梁结构的承载能力，一定要进行荷载试验检测，以判断是否需要实施相应的养护处理措施；第四，假如公路桥梁承重构件在长时间使用过程中严重受损，则会降低桥梁结构的承载能力，在这种情况下需要进行荷载试验检测工作。

3.2 静载试验检测技术的运用

图1 静载试验现场

静载试验检测技术是一种普遍使用的荷载试验检测方法，通过借助精力来对桥梁结构在静止荷载作用下的具体表现情况进行检测。一般来说，通过会选用固定车辆重量分级加载这种静载施加方式，以对在试验荷载作用下控制截面的裂缝、扰度、应变状况进行观测，以判断公路桥梁结构的稳定性与承载能力。在实际操作过程中，常常需要对常见的影响因素与所有技术要点进行关注，以保证静载试验检测的运用效果。在进行静载试验检测过程中，为获取较高精度的公路桥梁结构检测结果，应尽可能选择在20:00～6:00这段时间开展检测工作。在运用重车加载方式时，一定要选择恰当的车辆，确保车辆可以在运行过程中获取较为理想的荷载作用，为保证车辆能够有序运行至规定位置，一定要严格把关车辆的运行轨迹。另外，还应进行相应的计算程序与桥梁结构分析，实现标准化控制，能够精准计算云分析相对残余变位与校验系数，有助于静载试验检测效果的提高。

3.3 动载试验检测技术的运用

与静载试验检测技术一样，动载试验检测技术也是一种常见的荷载试验检测方法，通过借助动力来对公路桥梁结构的承载能力进行有效评估，通过利用动力引起的振动作用，促使公路桥梁结构产生震动，进而可以深入分析公路桥梁结构的阻尼比、行车响应、振型、震动频率等，对公路桥梁结构的稳定情况进行深入了解，同时可以检测公路桥梁是否存在损伤缺陷。其中，跳车试验、脉动试验等均为动载试验检测中较为常用的技术，所以在实际中进行动载试验检测过程中，应根据工程实际检测需求来选择具有针对性的检测方法[7]。

4 结语

综上所述，在目前我国公路桥梁养护中，荷载试验检测是一种较为常见的检测技术。通过运用荷载试验检测技术，能够判断出公路桥梁结构中受损、缺陷部位，评估公路桥梁的使用状况，并以此为重要依据，制定出相应有效的公路桥梁养护措施。