荷载试验在公路桥梁检测中的应用

荷载试验在公路桥梁检测中的应用

摘要：近年来，随着经济的不断发展和进步，交通运输业也得到了快速发展，在公路工程的发展过程中，公路桥梁占据着重要地位。荷载试验的运用对于公路桥梁的检测有着重要影响。本文主要就荷载试验在公路桥梁检测中的应用进行了分析研究。

关键词：荷载试验；公路桥梁检测；应用 引言

随着交通运输业的不断发展，公路桥梁的重要性也得到更多的重视。尤其是公路桥梁的质量至关重要，要想保证公路桥梁的质量不仅要从施工过程入手，还要在竣工验收时注重对桥梁工程内部质量的检测和评判，同时还要做好桥梁工程施工质量以及勘察设计工作质量的控制工作，只有这样才能切实保证公路桥梁质量。尤其是在荷载试验在公路桥梁检测中的应用，更加确保公路桥梁质量检测的准确度，从而为公路桥梁质量提供更可靠的保障。

一、工程概述

本工程为某市的一项公路桥梁施工工程，桥梁总长为153.54m，结构为13×11m简支梁结构。该桥桥面多处出现坑槽，桥跨结构破损严重，疑属危桥，本文主要就动静荷载试验在该公路桥梁检测中的应用进行了具体分析。

二、荷载试验的概述

1、荷载试验的概念

荷载试验为一种可靠以及直观的公路桥梁检测方法，该种检测方法在对旧桥梁公路进行评定检测时，其主要是对公路桥梁工作不明确的状态况下对其进行评定以及研究，从而为公路桥梁质量提供一定的保证。

2、荷载试验的分类

荷载试验主要分为两类，即就是静态荷载与动态荷载，具体表现在：

2.1静态荷载试验。所谓静荷载试验是指受静止荷载影响，对桥梁结构的指定部位的静力、位移以及裂缝等与之有关的参数应变进行检测，之后推测出在此影响下桥梁结构使用性能及工作能力试验。静载试验加载时需从零开始，直到最后增加到预定荷载为止，通常需借助重力或者其它种类的加载设备确保加载的顺利完成。公路桥梁荷载试验过程中最为常用也是最基础的试验便是静载试验，因为桥梁结构工作中所承受的属于静力荷载，这里面还包含桥梁结构自重，有时候连设计计算期间随着时间变化移动车辆发生的荷载也被看作静力荷载。当桥梁结构开始动力试验时，也需先对静力荷载进行试验，从而将结构相关参量测定出来，

所以静载试验也是熟悉了解与掌握桥梁结构特性的主要方法与重要途径。

2.2动态荷载试验。所谓动载试验主要指借助某种激振方法使得桥梁结构发生振动，随后对桥梁结构固有频率、振型和行车响应等与之有关的参数进行检测，从而测定出桥梁结构总体刚度以及行车性能。

3、荷载试验的对象

荷载试验的对象主要包括：新建的大跨度桥梁，尤其当采用了新结构、新材料和新工艺的桥跨结构更需进行荷载试验；需通行特种车辆的新旧桥梁，为保证该桥使用安全，按实际轮位和轴重进行模拟荷载试验或等效荷载试验；修复的、改建的或加固的旧桥，为验证工程效果，需进行验收或鉴定性荷载试验；年久失修，且缺乏设计和施工技术数据的旧桥，为判断是否能承受预计的荷载，也需进行荷载试验。

三、荷载试验在公路桥梁检测中的应用

1、动态荷载试验在公路桥梁检测中的应用

本次检测选取该公路桥梁的某一段进行检测，主要采用载重汽车（汽25t）行驶激振方式，采集其振动特性，主要测试内容包括：桥梁自振频率和汽车冲击系数。

1.1 桥梁自振频率的检测

测定固有频率时，要根据实测记录上面测试体系中的的功率谱图对时域历程曲线和峰值 以及其 它相关 图纸开展实 体试验 ，并 且还能结合基频把承重结构动刚度 给算 出来 。跟一些简单结构 动力 分析 比较而言，现在只要结构一阶频率 ；若和较为复杂结构动力进行分析作比较的话 ，还有测试出第一 、第 二以及更 高阶频率 。一旦实测值 比理论计算值小时，就说明桥梁结构实际刚度比较大，整个桥梁结构都比较正常；一旦实测值 比理论计算值大时，就表明桥梁的结构刚度比较小，进而也使得桥梁结构很容易有开裂等其它异常现象。而在测定振型时，要借助共振法将每个传感器分别安放到桥梁结构各个部位上 ，一旦激振设备促使桥梁结构形成共振时，就要把桥梁结构各部位振幅以及相位记 录下来 ，随后采 用对 比法 针对每个 测定振 幅以及相位绘制 出相应 的振型 曲线。

1.2 车辆冲击试验

由于车辆荷载是桥梁所承受的主要的荷载对象，在试验中模拟车辆的具体荷载作用，能够更有效地把握桥梁的实际承载能力以及工作特性。车辆与桥梁之间的作用本质指的是车辆-路面-桥梁之间相互耦合的问题。通过车辆冲击试验能够获得桥梁具体的冲击系数。瑞士 EMPA实验室举行大量的中小跨度公路桥梁跑车试验,从实验数据分析获得桥梁基频的计算公式,与此同时也获得相关的模态阻

尼比与冲击系数状况。桥测试验数据统计分析结果显示,得到了基本频率的测量值与理论数值吻合良好的预测。制动试验是一种测试车辆匀速驶过桥梁时,在桥上紧急制动,对桥梁各方面的响应进行检测。制动试验主要是对桥梁活载下的性能进行检测。跳车试验在预设位置设置直角三角木,由重型车辆以不同的速度从三角形的木桥自由落体来震动桥梁。跳车试验下进行活载垂直冲击力性能。汽车试验、车辆制动试验和测试结果的影响系数往往有较大差异,它代表的意义也是有区别的。

2、静态荷载试验在公路桥梁检测中的应用

2.1 试验前准备工作

试验前 ，试验检测人 员需要先对桥孔以及墩或台进行试验 ，随后制定出科 学合理 的加载方案 。选择试验孔时要充分考虑以下几点：孔或者墩的质量较差 ，存 在很 多缺陷 以至于病害问题频发 ；孔或者墩的受力计算非 常不利 ；孔或墩有助于加载时对脚手架 的搭设 以及测点的设置。

2.2 确定试验荷载

在对试验荷载进行确定之前，首先应将公路桥梁结构中设计或者是期望荷载中控制截面产生的最不利的值进行计算，将其合值当做截面控制荷载，同时将其荷载内力影响线进行计算；之后，在允许的实验条件中选用同控制荷载相似的荷载，通过对其内力影响线中最为不利的荷载进行计算，确定荷载试验。为了可以让试验效果中试验荷载结构主要控制截面效应同设计荷载效应想接近，可通过试验荷载效率系数对其进行表示，其系数控制在 0.80—1.05 之间。

2.3 分析评价静载试验结果

在估算桥梁结构静 载试 验时常会有两种指标 ，一种是对有关规 定要求 的允 许值与 检测测点实 际值作比较分析 ，然后对结构所处工作状况作 出解释 ；另一种则是 根据控制测点实测值和相应理论计算值作 对 比分析 ，从 而判定 出桥梁结构 安全性能以及工作性能 。一般而言，校验系数η指在某一点，静载试验值同理论计算值之间的比值。当η为 1 时，证明静载试验值同理论计算值全部相符合；当η小于 1 时，证明该公路桥梁结构工作性能较为良好，且其具有安全储备；当η大于 1 时，证明该公路桥梁结构工作性能较差，其没有足够的安全储备。不同的公路桥梁，它的试验效率也会有所不同，比如，该工程中，静载试验效率η，试验荷载效率为0.96～1.18，对应于最大弯矩的荷载试验效率为1.18，符合试验规程要求；主梁加载挠度校验系数0.621～1.280之间，无法达到《公路旧桥承载力鉴定方法》的要求，所以它的桥跨结构承载力已经不能满足20吨载重汽车要求，实际通行的汽车荷载不能超过15吨。

结束语

总之，公路桥梁质量是关系到整个工程的关键，在公路桥梁完工后必须通过

荷载试验来对其进行检测，无论动态荷载试验，还是静态荷载试验都是对公路桥梁检测有着不可忽视作用的荷载试验方式，它们能够更好地确保公路桥梁质量，促进其进一步发展。

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