李鵬

【摘要】為了保證公路橋梁的質(zhì)量和安全性能，必須對(duì)其進(jìn)行必要的荷載檢測(cè)，本文立足實(shí)際，闡述了荷載試驗(yàn)在公路橋梁工程中的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】荷載試驗(yàn) 公路橋梁 安全檢測(cè)

荷載試驗(yàn)是路橋檢測(cè)的一種復(fù)雜度較高的實(shí)驗(yàn)，涉及到較深的理論和技術(shù)，所以其應(yīng)用范圍也較廣。通常情況下，公路橋梁在投入運(yùn)行一段時(shí)期之后，其關(guān)鍵的指標(biāo)會(huì)不可避免地發(fā)生一些改變，如果一些指標(biāo)的改變導(dǎo)致了路橋的安全性和承載力的降低，就必須及時(shí)采取針對(duì)性的措施，從而避免安全事故，所以應(yīng)該組織人力和物力，對(duì)運(yùn)行達(dá)到一定時(shí)間的公路橋梁定期檢測(cè)。如果是新建的路橋，也必須在正式使用前嚴(yán)格檢測(cè)，從而確保工程的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

一、在動(dòng)載試驗(yàn)中的應(yīng)用

動(dòng)載試驗(yàn)是公路橋梁檢測(cè)的一大類別，在實(shí)際檢測(cè)的過程中，其作用是有效地評(píng)估使用中的路橋的外部受力所存在的變化規(guī)律，同時(shí)分析路橋在外部因素之下所體現(xiàn)出來的振動(dòng)特征，從而最終得出被測(cè)路橋在結(jié)構(gòu)方面的強(qiáng)度值以及實(shí)際使用中的行車特性。結(jié)合相關(guān)的路橋測(cè)試情況，動(dòng)載實(shí)驗(yàn)還能夠進(jìn)一步細(xì)分成跑車、跳車和脈動(dòng)三個(gè)類別。其中的跑車試驗(yàn)，其實(shí)質(zhì)是當(dāng)存在許多交通工具在路橋上運(yùn)行的時(shí)候，由于其質(zhì)量和速度的變化為被測(cè)路橋帶來的振動(dòng)響應(yīng)，以及這些響應(yīng)激勵(lì)發(fā)生的時(shí)候，隨著交通工具的分布變化而衰減的情況。由此可知?jiǎng)虞d實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)是通過對(duì)于被測(cè)路橋的強(qiáng)迫振動(dòng)，來評(píng)估其結(jié)構(gòu)性能和使用情況，最終得到路橋的具體性能。而動(dòng)載實(shí)驗(yàn)的另一個(gè)主要類別——跳車試驗(yàn)，其本質(zhì)是評(píng)估被測(cè)路橋當(dāng)存在各種交通工具導(dǎo)致的沖擊力的情況之下，其結(jié)構(gòu)的變化以及由此帶來的沖擊情況。跳車試驗(yàn)的基本思路是把交通工具越過一個(gè)高度后緊急制動(dòng)，通常這個(gè)高度選擇為15厘米到20厘米之間，通過模擬以上的情況，來測(cè)試橋跨結(jié)構(gòu)的衰減振動(dòng)，測(cè)試的結(jié)果能夠反映出被測(cè)路橋當(dāng)存在外部沖擊時(shí)所體現(xiàn)出的振動(dòng)特征。第三個(gè)類別是脈動(dòng)試驗(yàn)，其本質(zhì)為當(dāng)被測(cè)路橋并不存在交通工具，同時(shí)也不存在由于另外的因素而導(dǎo)致的干擾的情況之下，路橋本身在自身的微弱變化而產(chǎn)生的激勵(lì)之下，所表現(xiàn)出的各類特性。脈動(dòng)實(shí)驗(yàn)的目的是測(cè)量路橋的固有頻率，并在這個(gè)頻率附近尋找諧波分量，最終得到路橋的固有頻率數(shù)值。

二、在靜載試驗(yàn)中的應(yīng)用

靜載試驗(yàn)是對(duì)路橋檢測(cè)時(shí)常用的第二類方法，其主要目的是檢測(cè)路橋的特定位置，當(dāng)外部對(duì)其施加核定靜力的時(shí)候所產(chǎn)生的型變量以及位移量，也包括橋體的裂縫變化等，當(dāng)采集到這些數(shù)據(jù)之后，再對(duì)其進(jìn)行一些必要的數(shù)據(jù)分析，就能得出被測(cè)路橋在實(shí)際使用的過程中，當(dāng)存在外力的情況下，橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，以及對(duì)其使用性能所帶來的影響。因此可以說，靜載試驗(yàn)屬于對(duì)路橋進(jìn)行質(zhì)量和安全檢測(cè)的十分必要的方法，由于對(duì)路橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來說，其在實(shí)際使用的時(shí)候，所發(fā)生的承載主要來自靜力，而路橋所承受的主要外力也是其自身在地球引力的作用下的受力，所以對(duì)路橋進(jìn)行靜載實(shí)驗(yàn)，能夠得到被測(cè)路橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性參數(shù)。靜載試驗(yàn)之后會(huì)得到大量的測(cè)試數(shù)據(jù)信息，對(duì)于這些信息的分析是在理論計(jì)算的方法上進(jìn)行的，計(jì)算的結(jié)果則可以作為對(duì)被測(cè)路橋的技術(shù)評(píng)價(jià)，此處存在兩個(gè)類別的指標(biāo)，第一個(gè)類別是結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)所限定的取值范圍，將檢測(cè)所得到的數(shù)據(jù)和理論值進(jìn)行比較，并對(duì)比較結(jié)果進(jìn)行分析；第二個(gè)類別的是結(jié)合實(shí)測(cè)值評(píng)估路橋的安全性能和質(zhì)量水平。

在此必須指出的是，在對(duì)被測(cè)路橋進(jìn)行靜載試驗(yàn)的時(shí)候應(yīng)該做好必要的準(zhǔn)備，首先應(yīng)該評(píng)估實(shí)驗(yàn)本身的可靠性，對(duì)于可能在操作過程中出現(xiàn)的可靠性問題應(yīng)該制定完善的預(yù)案進(jìn)行應(yīng)對(duì)和規(guī)避，這就需要在測(cè)試的過程中做好組織措施和技術(shù)措施和。在組織措施方面，應(yīng)該制定富有經(jīng)驗(yàn)的人員作為安全負(fù)責(zé)人，同時(shí)結(jié)合路橋的實(shí)際情況部署足夠的技術(shù)措施來保證測(cè)試的安全性。在實(shí)驗(yàn)步驟的制定中應(yīng)該將測(cè)試中的安全防范和事故相應(yīng)策略包含進(jìn)去。此處以一個(gè)具體工程的檢測(cè)實(shí)例來對(duì)靜載試驗(yàn)進(jìn)行說明。該工程處于四川省省道2249處，路橋的起點(diǎn)是h0+419，終點(diǎn)h0+557。橋梁的上半部分是以五根二十米的混凝土板梁構(gòu)成，下半部分則屬于柱式墩和U型臺(tái)。

在對(duì)橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)的時(shí)候，首先應(yīng)該明確，其本質(zhì)是通過外力的荷載來達(dá)到橋梁受力的效果，而這個(gè)過程中應(yīng)該能夠十分準(zhǔn)確地調(diào)整荷載力，目的是盡量避免由于荷載過大而對(duì)被測(cè)橋梁帶來不必要損傷；并且，在檢測(cè)過程中的外力荷載情況也能夠體現(xiàn)出路橋結(jié)構(gòu)的受力，所以在操作的過程里必須重視實(shí)時(shí)觀測(cè)試驗(yàn)現(xiàn)象。具體到本次的荷載試驗(yàn)，是對(duì)橋梁截面的內(nèi)力，來模擬等效汽車荷載，最終測(cè)試得出被測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。在試驗(yàn)荷載的時(shí)候，結(jié)合控制截面的最大內(nèi)力值，將所施加的荷載分成四個(gè)級(jí)別。當(dāng)進(jìn)行分級(jí)加載的時(shí)候，車輛荷載一輛輛進(jìn)行，并使其以緩慢的速度駛?cè)牒奢d區(qū)域，這種情況之下采取連續(xù)對(duì)控制點(diǎn)讀數(shù)的方式來保證測(cè)試過程不對(duì)橋梁造成破壞。而且，在進(jìn)行逐步分級(jí)加載的過程中，必須意識(shí)到隨著加載的進(jìn)行，另外的截面內(nèi)力也是隨之上升的，因此其內(nèi)力的極大值應(yīng)該小于最不利內(nèi)力的值。本實(shí)驗(yàn)的外力加載方式是等效汽車方式，在結(jié)合橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算之后，最終確定以6輛加載車進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，橋梁的新建部分校驗(yàn)系數(shù)全部在1之下，可以證實(shí)被測(cè)的截面擁有足夠的安全余量，也可以說明被測(cè)路橋的狀況比理論狀況更優(yōu)；另外的數(shù)據(jù)可以說明，橋梁的新建部分的殘余變位全部不超過15%，這可以證實(shí)被測(cè)橋梁工作在彈性狀態(tài)之下，因此其承載能力完全符合一級(jí)承載標(biāo)準(zhǔn)。

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