吳飛

摘要：公路橋梁的試驗檢測對于公路橋梁的質(zhì)量有著不可忽視的重要影響，本文基于此，首先分析了公路橋梁試驗檢測的重要性分析，然后簡要概述了公路橋梁試驗檢測的主要內(nèi)容，最后以靜載試驗技術(shù)為例，對公路橋梁的試驗檢測技術(shù)的重要參數(shù)以及不足之處進(jìn)行了系統(tǒng)闡述，望對相關(guān)的工程人員帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；試驗檢測；靜載試驗；技術(shù)初探

1.引言

改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度已然達(dá)到了新的高度，人民的生活水平也不斷提升，以交通設(shè)施為代表的一系列基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也如火如荼地開展。而橋梁作為重要的交通樞紐，在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中發(fā)揮著重要的紐帶作用。而這其中，又以公路橋梁為代表。隨著社會經(jīng)濟(jì)和物流行業(yè)的快速發(fā)展，公路橋梁作為公路交通的咽喉，開始在我國的建筑行業(yè)中彰顯了重要的應(yīng)用價值，其承載能力和通行能力亦是成為控制公路全線的重中之重?；诖耍瑸榱舜_保橋梁的暢通，橋梁檢測工作也逐漸成為了橋梁工程重要的研究領(lǐng)域。橋梁檢測工作的內(nèi)容包括檢驗評定新建橋梁的承載能力，如何維修加固現(xiàn)有橋梁以提升橋梁承載等等。所以，了解公路橋梁的常用試驗檢測技術(shù)，將會有利于相關(guān)人員對橋梁的承載能力更為做出科學(xué)地評估，有利于相關(guān)人員更好地做好公路橋梁試驗檢測工作。

2.公路橋梁試驗檢測的重要性分析

隨著“十一五”計劃的完成，我國的高速公路網(wǎng)骨架已基本形成，截止到2013年底，全國公路里程已達(dá)到了423萬公里，公路橋梁突破71萬座，而隨著時間的推移，這個數(shù)字還在不斷地擴(kuò)大。但根據(jù)橋梁工程的相關(guān)理論，橋梁使用超過25年后，就已開始進(jìn)入老化期，因此，我國公路橋梁約有30萬座隸屬于這個范圍。這部分建于二十年代末的公路橋梁在當(dāng)時的時代背景下?lián)?fù)著沉重的交通荷載和繁重的交通量，并且由于當(dāng)時建橋資金緊缺、設(shè)計荷載技術(shù)力量缺乏、施工技術(shù)偏低、運(yùn)營車輛長期普遍超載未得到遏制等一系列歷史原因，這部分橋梁投入使用至今已存在大量的安全隱患。而雖然近幾年來我國新建的橋梁多為現(xiàn)代化橋梁，但由于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的變更、載重能力的提高，這些新建橋梁的承載力也難以與我國迅猛的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度相匹配。實際上，根據(jù)我國交通部公布的相關(guān)資料，截止到2013年，我國橋梁普查查出的公路橋梁危橋數(shù)量已然突破4萬座，總長度突破400萬延米?；诖?，對公路橋梁結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行切實可行的鑒定、評價，并以此為依據(jù)采取合適的方案和措施提高其可靠性，使之能繼續(xù)安全地為公路運(yùn)輸服務(wù)已勢在必行，同時依據(jù)不同的檢測技術(shù)，準(zhǔn)確科學(xué)地對舊橋及新建橋梁的技術(shù)狀況和承載能力進(jìn)行評價，亦有著重大的現(xiàn)實意義。

3.公路橋梁試驗檢測技術(shù)相關(guān)理論概述

公路橋梁檢測的工作內(nèi)容一般而言較為復(fù)雜，筆者基于成橋檢測的角度，大體將其分為兩個方面。其一是表觀檢測，這是一種在公路橋梁試驗檢測中占據(jù)重要地位的檢測內(nèi)容，檢測內(nèi)容包括對比較明顯的橋梁結(jié)構(gòu)缺陷進(jìn)行調(diào)查和評價，例如混凝土裂縫寬度、鋼筋銹蝕、橋臺結(jié)構(gòu)不正常變形、是否有火災(zāi)隱患等。其二則是荷載試驗檢測，這是對橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載的測試試驗，相較于結(jié)構(gòu)檢測而言，荷載試驗檢測有著更重大的現(xiàn)實意義，其通過對橋梁加載實驗荷載，記錄下橋梁結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，從而對橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力以及通行情況作出必要的改進(jìn)。

具體而言，公路橋梁的荷載試驗可分為靜載試驗和動載試驗，雖然兩者在實驗內(nèi)容上不盡相同，但對于承受以車輛荷載為主的公路橋梁而言，這兩種性質(zhì)的荷載試驗是具有同等地位且具有不同優(yōu)勢的。例如靜載試驗可以在公路橋梁結(jié)構(gòu)上布置更多的測點，從而更直觀地分析公路橋梁機(jī)構(gòu)的受力情況，動載試驗則可以借助動態(tài)負(fù)載幫助工程師研究分析公路橋梁結(jié)構(gòu)在車輛荷載或其他動力荷載作用下的振動特性，從而給橋梁的實際運(yùn)作提供必要的數(shù)據(jù)支持。根據(jù)我國交通部頒布的有關(guān)公路橋梁試驗的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，荷載試驗內(nèi)容包括以下幾點：其一是荷載試驗方案的擬定，如擬定采取動載試驗還是靜載試驗；其二是測點設(shè)置、儀器組配、人員安排；其三是制定負(fù)載等級、完善試驗安全控制；其四是數(shù)據(jù)分析、結(jié)構(gòu)性能評定；最后是橋梁性能的試驗報告以及試驗總結(jié)的編寫。

4.以靜載試驗技術(shù)為例初探公路橋梁的試驗檢測技術(shù)

4.1技術(shù)概述

公路橋梁結(jié)構(gòu)靜載試驗可以檢驗橋梁的剛度、強(qiáng)度、抗裂性能與設(shè)計要求的匹配程度，一般將靜荷載作用在橋跨最不利受力位置進(jìn)行測試，通過測試活載作用引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)來評價結(jié)構(gòu)的靜力性能。

4.2重要參數(shù)

4.2.1校驗系數(shù)

控制測點的實測值與理論值的比值稱之為公路橋梁靜載試驗技術(shù)的校驗系數(shù)，這也是公路橋梁靜載試驗技術(shù)的最重要參數(shù)。根據(jù)測點安放位置的不同，控制測點的實測值可以使撓度、應(yīng)變等等，相應(yīng)的校驗系數(shù)也因此不同。但均采用η=Se/Ss的表達(dá)式。式中，η為變位或應(yīng)變校驗系數(shù)，Se為控制測點在試驗荷載作用下的彈性變位或彈性應(yīng)變的實測值，Ss為同等條件下測點的理論計算值。

若計算得出的校驗系數(shù)等于1，說明實測值與理論值完全相符，該橋梁結(jié)構(gòu)性能良好；若計算得出的校驗系數(shù)小于1，說明該橋梁結(jié)構(gòu)性能優(yōu)秀，所設(shè)計的承載力在實際負(fù)載作用下能夠有一定富余，安全系數(shù)較高；若計算得出的校驗系數(shù)明顯大于1，說明橋梁結(jié)構(gòu)性能較差，設(shè)計時考慮的橋梁強(qiáng)度明顯不足，實際投入運(yùn)用時存在安全隱患。實際操作過程中，公路橋梁在最大試驗荷載作用下的校驗系數(shù)的比較可參照表1所示進(jìn)行比較。

表1：校驗系數(shù)的取值規(guī)定

橋梁類型 校驗系數(shù)取值范圍 適用情況

預(yù)應(yīng)力混凝土橋與組合結(jié)構(gòu) 0.70～1.05 荷載效率小于等于1

鋼筋混凝土與圬工結(jié)構(gòu) 0.60～1.10 荷載效率小于等于1

4.2.2相對殘余變形

利用相對殘余變位或相對殘余應(yīng)變來描述結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和彈性性能或是評價橋梁結(jié)構(gòu)的承載力的參數(shù)稱之為殘余變形，其計算公式為S=Sp/St，式中S為計算所得的相對殘余變形值，Sp為卸載測值與初始值之差，St為加載測值與初始值之差。公路橋梁的相對殘余變形值有明確的限值規(guī)定（見表2），如果實際試驗過程中，相對殘余變形值明顯不符合相關(guān)要求，應(yīng)輔以動力荷載試驗對橋梁的可靠性加以確定。

表2；相對殘余變形取值規(guī)定

橋梁類型 第一次試驗 第二次試驗 第三次試驗

預(yù)應(yīng)力混凝土橋與組合結(jié)構(gòu) 小于等于20%

該值稱為a1 小于等于0.5a1 小于等于1/6a1

鋼筋混凝土與圬工結(jié)構(gòu) 小于等于25%

該值稱為a1 小于等于0.5a1 小于等于1/6a1

5.結(jié)束語

隨著我國公路建設(shè)的高速發(fā)展，橋梁結(jié)構(gòu)的安全使用也越來越受到全社會的關(guān)注。如何保證已運(yùn)營或即將運(yùn)營的橋梁的的正常工作，使得其能夠為公路運(yùn)輸行業(yè)做出巨大的貢獻(xiàn)，也成為了相關(guān)工程人員面臨的棘手難題?，F(xiàn)階段，公路橋梁試驗檢測技術(shù)中最常用的方法為靜載試驗檢測技術(shù)，但這種方式也在面對常見的混凝土型公路橋梁時，也存在著些許缺陷，如何進(jìn)一步開拓創(chuàng)新，對現(xiàn)有的實驗技術(shù)進(jìn)一步完善，值得相關(guān)工程人員進(jìn)一步深思。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳佳玉.公路橋梁試驗檢測技術(shù)及應(yīng)用[J]. 中國建筑產(chǎn)業(yè)報.2012，4（20）：190-191.

[2]陳文俊.試論公路橋梁試驗檢測的不同方式[J]. 施工技術(shù)探究.2011，2（45）：147-148.

[3]張闿蘭.鋼筋混凝土梁橋試驗檢測相關(guān)理論研究[J].建筑咨詢，2007（30）：89.