呂品

（江蘇省交通工程集團有限公司，江蘇南京 211500）

0 引言

技術(shù)的發(fā)展帶動著我國公路的建設(shè)，在當(dāng)今公路工程全面開展的時期，如何實現(xiàn)公路橋梁工程的保質(zhì)完成，如何對公路橋梁進行檢測成為現(xiàn)代公路建設(shè)的重點。荷載試驗是在進行公路橋梁質(zhì)量檢驗的過程中最常使用的檢驗方式。荷載試驗的結(jié)果準(zhǔn)確度高，但是荷載試驗運用復(fù)雜?；诖耍P者對荷載試驗進行研究，以便更好地被運用。

1 荷載試驗簡介

荷載試驗法是指在公路橋梁中增加壓力觀察橋梁的狀態(tài)變化情況的一種試驗方法。荷載試驗法包括靜荷載試驗與動態(tài)荷載試驗兩種方法。相比來說，動荷載試驗的結(jié)果更加準(zhǔn)確，更能表現(xiàn)出橋梁的真實承載能力，但是動荷載試驗的技術(shù)難度大，試驗過程復(fù)雜。靜荷載試驗的技術(shù)難度較小，主要就是在橋梁上一點點的施加壓力，然后將這些數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化分析得出橋梁的具體承載結(jié)果。靜荷載試驗試驗比動荷載試驗試驗運用的頻率高。檢測人員在運用靜載試驗進行檢驗時需要保證檢驗的偶然性。檢驗要依據(jù)一定的步驟進行。在實后進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化時可以構(gòu)建一個具體的數(shù)據(jù)模型，以便試驗結(jié)果更直觀地展現(xiàn)出來。一般來說，當(dāng)公路橋梁的結(jié)構(gòu)過于簡單時就不需要通過模型的構(gòu)建來進行分析，通過數(shù)據(jù)的計算來觀察數(shù)據(jù)的變化就能夠做到直觀的分析。在進行復(fù)雜公路橋梁結(jié)構(gòu)進行模型構(gòu)建的過程中也要注意在不同的情景下對于模型數(shù)據(jù)的修改，這樣才能夠保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2 荷載試驗對象的選定

并不是所有橋梁都需要通過荷載試驗來進行檢測，荷載試驗的檢測對象主要是一些在施工過程中由于施工人員的不當(dāng)造成工程質(zhì)量不理想的新橋與在橋梁的使用過程中出現(xiàn)問題的老橋。在日常的荷載試驗中，最常對老橋進行檢測。因為，荷載試驗的運用復(fù)雜，新橋本身質(zhì)量沒有問題，不需要如此復(fù)雜的試驗來進行檢驗。而老橋在長期的使用過程中會遇到很多突發(fā)情況而造成老橋的承載力的下降，并且經(jīng)過磨損老橋的結(jié)構(gòu)不明顯，在老橋需要修復(fù)與加固時，運用荷載試驗進行檢測能夠得出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，達(dá)到對老橋進行修復(fù)的效果。

3 動載試驗與靜載試驗的應(yīng)用

3.1 動載試驗的應(yīng)用

3.1.1 動載試驗方法

動載試驗方法是一種比較常見的公路橋梁的動力荷載試驗方法。動載試驗方法包括三種，分別是測量橋梁結(jié)構(gòu)衰減情況的跳車試驗方法、公路橋梁結(jié)構(gòu)衰退情況分析的跑車試驗法和測試結(jié)構(gòu)本身的振動頻率的試驗方法。這三種方法試驗難度最小的是跑車試驗方法，跑車試驗方法只需要讓車輛在橋梁上進行開過就能對結(jié)構(gòu)的振動衰退狀況進行分析。這三種方法中技術(shù)要求最高的是跳車試驗，跳車試驗需要汽車司機具有一定的駕車技術(shù)與駕車年限。因為需要汽車從15cm 的跳板跨過。三種方法中環(huán)境要求最高的是脈動試驗，脈動試驗進行的過程中需要對于來往的車輛進行清除，在保證橋梁無載力的情況下進行試驗。并且脈動試驗對天氣的要求也很高，在干燥或者是大風(fēng)的天氣都不適宜脈動試驗的進行。脈動試驗需要微風(fēng)的作用，因此在日常的試驗中，脈動試驗不常被用到。

3.1.2 分析和測定動載試驗數(shù)據(jù)

通常會使用分析方法確定高速公路橋梁施工的動態(tài)性能，并且分析和處理方法有兩種：①頻域分析；②時域分析。頻域分析主要是指的是對時域信號的相關(guān)的數(shù)字處理，需要改變使用的針，以確定結(jié)構(gòu)及其分布狀況。時域分析是對直接過程曲線進行分析，從而得出相關(guān)參數(shù)。振動模式下，對影響系數(shù)，自然頻率測量等，應(yīng)當(dāng)按照有關(guān)圖紙，隨時間的變化曲線和頻譜圖物理實驗。通過研究基本頻率的組合可以計算結(jié)構(gòu)的動態(tài)剛度。結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析是簡單的一種一階頻率分析，只需要測試結(jié)構(gòu)。但是動態(tài)分析是更復(fù)雜的，是需要一階和二階或高階頻率的測試。通常測量值小于理論值，表面的實際橋梁結(jié)構(gòu)在較大的剛度。這樣可以確定橋梁結(jié)構(gòu)的正常狀態(tài)。如果測試測量值大于理論計算值，那么橋的剛度較小，容易開裂。確定阻擋能力，阻擋能力變化和對數(shù)衰減會影響橋梁結(jié)構(gòu)阻擋的特性?？梢酝ㄟ^使用半功率帶寬計算功率譜圖的方法，或使用測試系統(tǒng)軟件進行分析。橋阻率通常是在0.01～0.08。能分析更大的橋梁結(jié)構(gòu)，并且有很強的能量。阻尼太小會導(dǎo)致橋軸承在異常條件下工作，以及結(jié)構(gòu)性裂縫和其他問題。確定振動模式，安裝傳感器在橋梁結(jié)構(gòu)的不同部位，傳感器的安裝使用共振方法，橋梁結(jié)構(gòu)在振動設(shè)備的作用下，發(fā)生共振，記錄每個地方橋梁結(jié)構(gòu)的振幅和相位，然后在此基礎(chǔ)上進行振幅和相位的振型曲線繪圖，然后通過繪圖模式曲線對比。需要注意的是在獲取相關(guān)測定數(shù)據(jù)之后，需要對測定數(shù)據(jù)的真實性進行評估分析，保證它的實際內(nèi)容達(dá)到規(guī)范要求。

3.2 靜載試驗的應(yīng)用

3.2.1 加載方案的制定

在進行靜載試驗之前需要對靜載的方案進行設(shè)計。加載方案的設(shè)計需要充分考慮在進行靜載試驗時會出現(xiàn)的問題，并對與這些問題有一定的解決方案。一般來說，加載方案需要考慮的問題包括：①橋梁的橋孔的數(shù)量，橋孔是否存在質(zhì)量問題，在長期的使用后橋孔是否出現(xiàn)缺陷；②橋孔與橋墩的計算方法是否合適，是否能對橋孔與橋墩的質(zhì)量做出合理的計算；③進行試驗的地點的橋孔與橋墩是否適合搭建一定的儀器；④要注意試驗孔與試驗墩的設(shè)計，通過科學(xué)的橋孔與橋墩的位置的合理設(shè)置能夠保證靜載試驗的進行，能夠保證加載方案的合理性，促進施工人員的進一步施工。

3.2.2 現(xiàn)場試驗

在進行現(xiàn)場試驗工作開展的過程中，需要保證項目工作的開展，所有實驗設(shè)備都就緒，并且在該環(huán)節(jié)需要按照實驗方案的內(nèi)容以及要求進行工作，從而保證準(zhǔn)備好的設(shè)備能夠及時對檢測點進行檢測。值得注意的是，在該環(huán)節(jié)過程中，需要對相關(guān)產(chǎn)生變化的初始數(shù)據(jù)進行詳細(xì)分析，并且記錄使其能夠作為試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)來源。在具體工作開展的過程中，為了能夠保證試驗獲取的結(jié)果處于精確性，在正式項目開展之前可以采用試探性試驗的方式進行試驗，當(dāng)試驗檢測結(jié)果之后，再進行實驗的檢測工作，例如在進行今后在檢測工作開展的過程中，需要對實際獲取的數(shù)據(jù)與理論評估值進行比較，這樣才能夠?qū)⒄鎸嵉膶嶋H情況反映出來，在后續(xù)的加載過程中加大力度對其進行研究，從而提高整體結(jié)果的精確性。

3.2.3 加載與觀測

①觀察項目。橋梁結(jié)構(gòu)的最大撓度、應(yīng)力條件下，橋的裂縫主要是觀測項目設(shè)計。橋梁受沖擊載荷的影響，可以分為兩個版本，一個是整體變形，這是橋的整體結(jié)構(gòu)狀況的反映；另一個原因是部分修改，這是反映在部分橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)。在滿足測試要求的計量點的選擇和安排上測量現(xiàn)場的前提下，適合于測量點數(shù)，測點必須強烈表示現(xiàn)實狀況。能夠滿足計算分析的需要；②選擇實驗室儀器和觀測的方法。通過不同的接觸測量，光學(xué)測量儀器使用，經(jīng)緯儀、平整和精確的全站儀的使用能夠做到有效觀測。有兩種方法來測量位移量。測量電接觸測量方法通過測量機進行儀表偏轉(zhuǎn)，一般來說，千分表和位移傳感器是常用的測量儀器。此外，還有兩種形式的應(yīng)變測量，一個是不確定的主應(yīng)力方向，即為執(zhí)行三個方向提供了測試點，而應(yīng)變儀、應(yīng)變儀鋼為主要的測量儀器。另一個是通過主應(yīng)力方向的應(yīng)變儀的提供來沿主應(yīng)力方向分析。裂縫測量通常為視覺測量，需要使用相同的時間尺度放大鏡幫助；③分析和總結(jié)。一般理論探索從一個方向來分析和組織靜載荷試驗數(shù)據(jù)，橋梁結(jié)構(gòu)估計靜載荷試驗常用的指標(biāo)有兩個，一個是允許實際值的比較分析，發(fā)現(xiàn)預(yù)定的價值然后根據(jù)解釋明確橋梁結(jié)構(gòu)的狀況。另一個是一個理論值和實際值的比較分析測量，將決定這個橋梁結(jié)構(gòu)的性能。

4 結(jié)語

在技術(shù)發(fā)展的今天，對舊橋梁進行荷載試驗?zāi)軌驅(qū)ζ淙毕莶糠诌M行及時修復(fù)。并且荷載試驗還能夠為舊橋梁的進一步優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。當(dāng)然，目前的荷載試驗還沒有達(dá)到經(jīng)濟發(fā)展需要的效果，在通過進一步的探討，通過對于試驗方案的優(yōu)化能夠提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)達(dá)到對于舊橋梁的維護，同時能夠讓存在問題的新橋梁問題得到快速的解決。橋梁荷載試驗在推動橋梁優(yōu)化的同時，減少因公路橋梁的重復(fù)建設(shè)而產(chǎn)生的費用，公路工程建設(shè)高速發(fā)展的今天需要荷載試驗支撐其發(fā)展的步伐。