秦勇

山西交通控股集團(tuán)有限公司太舊高速公路分公司 山西陽(yáng)泉 045100

在我國(guó)公路橋梁養(yǎng)護(hù)中，荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)發(fā)揮著極為重要的作用。在進(jìn)行公路橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，能夠保證橋梁質(zhì)量滿足規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，確保公路橋梁運(yùn)營(yíng)的安全性?；诖耍疚膶?duì)荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁養(yǎng)護(hù)中的運(yùn)用進(jìn)行深入研究，具有重要意義。

1 荷載試驗(yàn)相關(guān)概述

1.1 靜載試驗(yàn)

根據(jù)橋梁變形程度的不同，橋梁變形大致可以劃分為局部變形與整體變形，其中，局部變形，主要表現(xiàn)為局部應(yīng)變或者局部應(yīng)力；整體變形主要表現(xiàn)為梁端位移與主梁撓度。在橋梁工程結(jié)構(gòu)安全與質(zhì)量評(píng)估中，靜載試驗(yàn)是一個(gè)非常重要的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行靜載試驗(yàn)過(guò)程中，有關(guān)工作人員一定要嚴(yán)格按照試驗(yàn)檢測(cè)要求與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)裂縫、強(qiáng)度、沉降、撓度等指標(biāo)進(jìn)行有效檢測(cè)與獲取，通過(guò)將獲取的指標(biāo)數(shù)值與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行進(jìn)行比較，以得出橋梁工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量的評(píng)估結(jié)果。在測(cè)量梁端位移過(guò)程中，宜選用電測(cè)法或者機(jī)械測(cè)量法，以獲取更加精準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果[1]。針對(duì)不同的橋梁工程，應(yīng)選用不同的測(cè)量方法來(lái)獲取梁端位移指標(biāo)數(shù)值，其中，在選擇測(cè)量方法時(shí)，一定要對(duì)多種因素進(jìn)行全面考慮，包括橋梁通行荷載、橋梁截面尺寸、橋梁跨度等，一定要保證選用的測(cè)量方法符合橋梁工程的實(shí)際情況。在對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變情況進(jìn)行測(cè)量過(guò)程中，具有很多可供選擇的測(cè)量設(shè)備，如鋼筋應(yīng)力計(jì)、振弦式應(yīng)變計(jì)、電阻應(yīng)變儀等[2]。其中，靜力荷載試驗(yàn)效率的計(jì)算公式，如公式（1）所示。

在上式中，S，表示某一特定加載工況下加載控制截面在靜力荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)力最大效應(yīng)；S′表示某一特定加載工況下加載控制截面在靜力荷載作用下產(chǎn)生的最不利效應(yīng)；η表示靜力試驗(yàn)荷載效率；μ表示沖擊系數(shù)。

當(dāng)橋梁工程在建成投入使用數(shù)年以后，隨著車輛通行荷載量的不斷上升，便會(huì)隨之出現(xiàn)越來(lái)越復(fù)雜的荷載變化，假如橋梁工程長(zhǎng)時(shí)間受到多種荷載作用力，在進(jìn)行荷載試驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)橋梁工程結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)，選取高荷載效率。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定，在一般情況下，荷載效率范圍宜控制在0.95～1.05之間。

1.2 動(dòng)載試驗(yàn)

與靜載試驗(yàn)相比，動(dòng)載試驗(yàn)與其之間具有很多不同的地方。所謂動(dòng)載試驗(yàn)，就是指通過(guò)利用橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)態(tài)荷載作用下產(chǎn)生耦合效應(yīng)的基本原理，以獲取自振動(dòng)力特性指標(biāo)與沖擊系數(shù)。在測(cè)試沖擊系數(shù)過(guò)程中，可以通過(guò)利用動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)撓度實(shí)測(cè)波形，以獲取沖擊系數(shù)，同時(shí)還可以精準(zhǔn)獲取橋梁結(jié)構(gòu)整體性能的情況，能夠有效反饋出橋梁工程局部構(gòu)件的動(dòng)力性能。通過(guò)進(jìn)行自振動(dòng)力特性試驗(yàn)，能夠獲取阻尼比、振型、振動(dòng)頻率等參數(shù)值[3]。振動(dòng)特性參數(shù)深受結(jié)構(gòu)剛度、材料特性等因素的影響。在測(cè)試自振動(dòng)力特性參數(shù)過(guò)程中，一定要保證在橋梁上不得存在任何交通荷載，同時(shí)不得將任何規(guī)律性的振源放置在橋梁的周邊，當(dāng)測(cè)試結(jié)果符合要求之后，需要進(jìn)一步測(cè)試橋梁工程因受到水流荷載、地脈動(dòng)荷載、風(fēng)荷載等而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)振動(dòng)阻尼比、振型、固有模態(tài)頻率等。因?yàn)椴煌臉蛄汗こ叹哂胁煌慕Y(jié)構(gòu)，所以應(yīng)根據(jù)橋梁工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選用不同的測(cè)點(diǎn)振動(dòng)加速度。在實(shí)際中測(cè)試過(guò)程中，可以選用加速度傳感器，同時(shí)合理配置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與信號(hào)采集系統(tǒng)，這樣能夠更加精準(zhǔn)分析信號(hào)輸入與輸出情況。在測(cè)試中通過(guò)利用加速度傳感器，可以對(duì)傳感器獲取的時(shí)程曲線信息與位移信息進(jìn)行實(shí)時(shí)獲取，并以此為重要依據(jù)，可以進(jìn)一步深入掃描分析信息，進(jìn)而能夠?qū)蛄汗こ痰募铀俣日穹?、最大位移量進(jìn)行快速了解與掌握，通過(guò)深入分析不同振動(dòng)信號(hào)的功率譜、相位譜、幅值，能夠有效提高自振頻率的精確性。與此同時(shí)，在進(jìn)行荷載試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)深入分析脈動(dòng)波形，能夠通過(guò)多種途徑與方法獲取最終的結(jié)構(gòu)振型結(jié)果，這樣可以更加精準(zhǔn)地評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)[4]。

2 荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁養(yǎng)護(hù)中的重要作用

在進(jìn)行公路橋梁工程養(yǎng)護(hù)工作過(guò)程中，一定要保證公路橋梁養(yǎng)護(hù)工作具有極強(qiáng)的目的性，通過(guò)有效養(yǎng)護(hù)能夠?qū)窐蛄汗こ痰馁|(zhì)量起到有效改善作用，能夠?qū)Χ喾N公路橋梁隱患問(wèn)題進(jìn)行有效解決，保證公路橋梁始終處于良好運(yùn)營(yíng)狀態(tài)。為能夠?qū)窐蛄汗こ痰酿B(yǎng)護(hù)效率進(jìn)行有效提高，精準(zhǔn)了解與掌握公路橋梁工程的狀態(tài)，同時(shí)能夠?qū)窐蛄旱暮罄m(xù)檢修目標(biāo)與檢修要求進(jìn)行有效確定，一定要采用相應(yīng)合理的專業(yè)檢測(cè)技術(shù)措施。其中，荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是一種常見(jiàn)的公路橋梁質(zhì)量檢測(cè)方法，作為公路橋梁養(yǎng)護(hù)工作人員，一定要高度重視荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)運(yùn)用這種檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)窐蛄航Y(jié)構(gòu)的受損情況進(jìn)行深入分析，判斷公路橋梁結(jié)構(gòu)是否存在受損問(wèn)題，以便于公路橋梁后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作的順利開(kāi)展。在最近幾年中，人們對(duì)公路橋梁的通行安全性提出越來(lái)越為嚴(yán)格的要求，一旦橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力不滿足使用要求，或者存在嚴(yán)重的安全隱患與缺陷問(wèn)題，同時(shí)沒(méi)有得到有效的解決，勢(shì)必會(huì)威脅到人們的交通出行安全，極大提高交通事故發(fā)生率[5]。針對(duì)以上問(wèn)題，在進(jìn)行公路橋梁養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，通過(guò)運(yùn)用荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，能夠?qū)窐蛄航Y(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行精準(zhǔn)確定，對(duì)公路橋梁的養(yǎng)護(hù)需求進(jìn)行有效評(píng)估，尤其是能夠有效防治公路橋梁的病害問(wèn)題。為提高公路橋梁工程的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，相關(guān)公路橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)工作人員一定要熟悉掌握荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，采取有效措施解決公路橋梁安全隱患問(wèn)題。

3 荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)在公路橋梁養(yǎng)護(hù)中的運(yùn)用

3.1 荷載試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)象的確定

在運(yùn)用荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)過(guò)程中，荷載試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)象的確定是第一步。在進(jìn)行公路橋梁檢測(cè)之前，需要對(duì)公路橋梁進(jìn)行檢查，其中檢查工作大致可以劃分為3種類型，分別為定期檢查、特殊檢查、經(jīng)常檢查，其中難度系數(shù)最大的就是特殊檢查，不過(guò)在對(duì)公路橋梁中比較重要的構(gòu)成部分進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，常常需要結(jié)合使用特殊檢查與定期檢查，根據(jù)獲取的檢查結(jié)果，對(duì)公路橋梁工程中可能出現(xiàn)的缺陷、問(wèn)題等進(jìn)行深入分析，并以此為依據(jù)，選取相應(yīng)合理的檢測(cè)方法來(lái)評(píng)估公路橋梁，這樣才能夠獲得更為精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果。而荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是一種極為重要的檢測(cè)措施，能夠?qū)窐蛄航Y(jié)構(gòu)的受損情況進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)估，對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行測(cè)定，然后判斷該公路橋梁工程能否繼續(xù)投入運(yùn)營(yíng)使用[6]。一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行公路橋梁荷載試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，大致會(huì)涉及到以下幾種情況，即：第一，假如公路橋梁工程的通行條件發(fā)生改變，同時(shí)允許超重車輛范圍發(fā)生了變動(dòng)，在這種情況下，應(yīng)利用荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)公路橋梁使用狀況進(jìn)行評(píng)估，判斷是否需要對(duì)公路橋梁實(shí)施養(yǎng)護(hù)措施與結(jié)構(gòu)加固處理措施；第二，假如公路橋梁在后續(xù)使用中出現(xiàn)加固、修復(fù)、改建等現(xiàn)象，應(yīng)利用荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)對(duì)公路橋梁使用狀況進(jìn)行評(píng)估，判斷公路橋梁能否繼續(xù)投入運(yùn)營(yíng)；第三，假如公路橋梁工程的資料文件缺失，包括竣工資料、設(shè)計(jì)圖紙等，在開(kāi)展公路橋梁后期養(yǎng)護(hù)工作之前，為保證公路橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，一定要進(jìn)行荷載試驗(yàn)檢測(cè)，以判斷是否需要實(shí)施相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)處理措施；第四，假如公路橋梁承重構(gòu)件在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中嚴(yán)重受損，則會(huì)降低橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力，在這種情況下需要進(jìn)行荷載試驗(yàn)檢測(cè)工作。

3.2 靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

圖1 靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是一種普遍使用的荷載試驗(yàn)檢測(cè)方法，通過(guò)借助精力來(lái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在靜止荷載作用下的具體表現(xiàn)情況進(jìn)行檢測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，通過(guò)會(huì)選用固定車輛重量分級(jí)加載這種靜載施加方式，以對(duì)在試驗(yàn)荷載作用下控制截面的裂縫、擾度、應(yīng)變狀況進(jìn)行觀測(cè)，以判斷公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與承載能力。在實(shí)際操作過(guò)程中，常常需要對(duì)常見(jiàn)的影響因素與所有技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行關(guān)注，以保證靜載試驗(yàn)檢測(cè)的運(yùn)用效果。在進(jìn)行靜載試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，為獲取較高精度的公路橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)結(jié)果，應(yīng)盡可能選擇在20:00～6:00這段時(shí)間開(kāi)展檢測(cè)工作。在運(yùn)用重車加載方式時(shí)，一定要選擇恰當(dāng)?shù)能囕v，確保車輛可以在運(yùn)行過(guò)程中獲取較為理想的荷載作用，為保證車輛能夠有序運(yùn)行至規(guī)定位置，一定要嚴(yán)格把關(guān)車輛的運(yùn)行軌跡。另外，還應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算程序與橋梁結(jié)構(gòu)分析，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化控制，能夠精準(zhǔn)計(jì)算云分析相對(duì)殘余變位與校驗(yàn)系數(shù)，有助于靜載試驗(yàn)檢測(cè)效果的提高。

3.3 動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的運(yùn)用

與靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)一樣，動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)也是一種常見(jiàn)的荷載試驗(yàn)檢測(cè)方法，通過(guò)借助動(dòng)力來(lái)對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行有效評(píng)估，通過(guò)利用動(dòng)力引起的振動(dòng)作用，促使公路橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動(dòng)，進(jìn)而可以深入分析公路橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼比、行車響應(yīng)、振型、震動(dòng)頻率等，對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定情況進(jìn)行深入了解，同時(shí)可以檢測(cè)公路橋梁是否存在損傷缺陷。其中，跳車試驗(yàn)、脈動(dòng)試驗(yàn)等均為動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)中較為常用的技術(shù)，所以在實(shí)際中進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際檢測(cè)需求來(lái)選擇具有針對(duì)性的檢測(cè)方法[7]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在目前我國(guó)公路橋梁養(yǎng)護(hù)中，荷載試驗(yàn)檢測(cè)是一種較為常見(jiàn)的檢測(cè)技術(shù)。通過(guò)運(yùn)用荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，能夠判斷出公路橋梁結(jié)構(gòu)中受損、缺陷部位，評(píng)估公路橋梁的使用狀況，并以此為重要依據(jù)，制定出相應(yīng)有效的公路橋梁養(yǎng)護(hù)措施。