中鐵九局集團(tuán)工程檢測試驗有限公司，遼寧 110000 王智博*
摘 要：伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平也得到了相應(yīng)的提高。社會中關(guān)于安全方面的問題越來越
被重視，安全問題不僅關(guān)系到生命安全還有財產(chǎn)安全。公路橋梁一直以來都是我國交通網(wǎng)中的重要部分，隨著我國公
路橋梁的快速建設(shè)，使得我國交通運(yùn)輸業(yè)在高速發(fā)展，成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本保障。公路橋梁的使用年限很長，要面
對的自然環(huán)境因素也很復(fù)雜，加上公路橋梁可能因為施工不規(guī)范，導(dǎo)致質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的問題，發(fā)生了越來越多的公路橋
梁事故。因此除了日常的維護(hù)修養(yǎng)之外，為了行車安全，進(jìn)行定期的檢測尤為重要，進(jìn)而確保公路橋梁的穩(wěn)定運(yùn)行。
本文中我們對公路橋梁檢測中的荷載試驗進(jìn)行簡單的分析研究。
關(guān)鍵詞：公路橋梁；檢測；荷載試驗；應(yīng)用分析
一、前言
由于我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，對于基礎(chǔ)建設(shè)的發(fā)展也是最好的時機(jī)，公路橋梁是基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的基本。公路橋梁的
質(zhì)量關(guān)系到其承受能力，對于人們來說直接跟生命財產(chǎn)安全相關(guān)。通常來說公路橋梁在長時間的使用情況下，承載能
力會發(fā)生不同程度的變化，這些變化極有可能進(jìn)一步發(fā)展下去造成重大的安全事故，所以需要定期對公路橋梁進(jìn)行安
全方面的檢查，提高橋梁的安全性。荷載試驗是較為理想的檢測辦法，該試驗較為繁瑣且細(xì)致，對于技術(shù)方面的要求
相對要高一些，同時還需要其他方面的知識，通過荷載試驗進(jìn)行的檢查試驗具有較高的說服力，在各行業(yè)中的認(rèn)可度
也較高。荷載試驗對于公路橋梁的受力情況有一個較為直觀的評價，更有利于檢測公路橋梁的受力性能。
二、荷載試驗的分類
荷載試驗是檢測公路橋梁質(zhì)量的重要試驗方法，能夠客觀可靠的展示結(jié)果。在正常的情況下，荷載試驗由靜載試
驗和動載試驗兩個方面的內(nèi)容構(gòu)成。靜載試驗主要是增加公路橋梁的靜載，以便更好地檢測公路橋梁結(jié)構(gòu)，確定荷載
試驗對公路橋梁結(jié)構(gòu)的影響，檢測其撓度和應(yīng)變情況()@。通過理論值與實測值在相似條件下的對比分析，以結(jié)果數(shù)據(jù)
系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)，更可靠地評價公路橋梁的實際情況和承載力。在對實際公路橋梁進(jìn)行承載力評估時，面對復(fù)雜的
公路橋梁結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合相關(guān)理論進(jìn)行計算。先建立出模型結(jié)構(gòu)，最后找到問題的所在，從而公路的修復(fù)和橋梁的加
* 通訊作者：王智博，男，漢族，)+,+ 年 ) 月，就職于中鐵九局集團(tuán)工程檢測試驗有限公司，現(xiàn)為公司橋隧結(jié)構(gòu)
室工程師，本科。研究方向：工程實體檢測技術(shù)。國際建筑學(xué)·2019 第1卷 第2期
建筑環(huán)境與設(shè)備
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固提供可靠的保障。
動載試驗主要是通過模擬公路橋梁在使用中能夠承受的壓力、沖擊力和共振力。這些力來自于過往車輛和自然環(huán)
境等因素，在這種狀態(tài)下檢測到公路橋梁結(jié)構(gòu)的變化和對外力的抵抗力(-@。通過動載試驗，可以更好地檢測在用公路
橋梁的實際使用性能，了解公路橋梁的特點，掌握公路橋梁受力情況的變化，合理調(diào)整公路橋梁的使用和承載，保證
公路橋梁的安全。
靜載試驗可以檢測橋梁構(gòu)造的工作狀態(tài)和性能。動載試驗可以評價結(jié)構(gòu)的實際受力性能（如表)所示）。
表1 靜載試驗效率系數(shù)
測試斷面
荷載工況
試驗荷載效應(yīng)
設(shè)計荷載
效率系數(shù)ηq
2-2斷面
支點最不利剪力/kN
493
561
0.88
3-3斷面
跨中最不利彎矩/（kN.m）
2388
2371
1.01
三、荷載試驗的目標(biāo)選擇
進(jìn)行荷載試驗的目標(biāo)對象一般都是建設(shè)時間較長的老舊橋梁。因為這些公路橋梁投入使用的時間比較長，所以這
些公路橋梁的相關(guān)數(shù)據(jù)往往丟失或者需要重新監(jiān)測，最后根據(jù)實際的信息數(shù)據(jù)對老舊公路橋梁進(jìn)行對應(yīng)的修復(fù)或者加
固工作。除此之外某些特殊情況的新建公路橋梁也需要荷載試驗進(jìn)行檢測，例如：第一，設(shè)計材料和施工材料不足的
橋梁；第二，當(dāng)時施工時因為各種原因造成橋梁質(zhì)量差，最初的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到規(guī)定要求；第三，公路橋梁在
使用的過程中發(fā)現(xiàn)了嚴(yán)重的病害，影響承受能力；第四，運(yùn)行過程中沒有任何問題，施工質(zhì)量良好，資料齊全，但是
想要在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行提高公路橋梁的承載能力；第五，采用了新型工藝或者技術(shù)的橋梁，由于新型技術(shù)和工藝的
效果沒有得到應(yīng)有的驗證，所以對它們的檢測不可或缺(/@；第六，針對特種車而建造或者改造的特殊公路橋梁。
除了以上所說的情況之外，也有部分橋梁由于修復(fù)、改進(jìn)或者加固等特殊原因，甚至是為了驗證工程的效果所以
需要做檢測工作，對公路橋梁進(jìn)行測試或檢驗性質(zhì)的荷載試驗。
四、公路橋梁檢測中荷載試驗的應(yīng)用
（一）動載試驗在公路橋梁檢測中的應(yīng)用
在公路橋梁檢測中，動載試驗主要作用是用來檢測橋梁在使用過程中受力的變化情況，從中獲得公路橋梁的相
關(guān)性能和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度數(shù)據(jù)。根據(jù)試驗要求的不同，可分把試驗內(nèi)容分為沖擊試驗、激振器強(qiáng)迫振動試驗和環(huán)境脈動激
勵試驗。
) 車輛沖擊試驗
車輛沖擊試驗可按照車輛激勵方式的不同分為跑車試驗、制動試驗、跳閘試驗。跑車測試是指在公路橋上駕駛汽
車，測試車輛運(yùn)行過程中公路橋梁結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)和行駛后振動衰減狀況，是動載試驗中檢測公路橋梁受力強(qiáng)迫振動
下對結(jié)構(gòu)和性能試驗方法。跳車試驗主要用于監(jiān)測車輛沖擊下公路橋梁結(jié)構(gòu)的變化和沖擊。試驗內(nèi)容是在跨越高度大
于)0FP的跳板后啟動試驗車。在這種情況下，測量橋梁結(jié)構(gòu)的衰減振動來測量路橋梁，在附加汽車質(zhì)量情況下的衰減
振動，確定橋梁的沖擊系數(shù)，從而分析出橋梁結(jié)構(gòu)的振動性質(zhì)。在試驗中模擬車輛的實際作用，有效的掌握橋梁實際
承受能力更工作特性。
- 激振器強(qiáng)迫振動試驗
激振器強(qiáng)迫振動試驗中需要的儀器多，在進(jìn)行試驗時還需要申請專門的交通中斷，并且試驗的周期較長，因此該
試驗很少應(yīng)用在公路橋梁荷載試驗中。但是該試驗可以激起橋梁的大幅度震動，獲得的參數(shù)全面且精度較高，可以更
加全面的掌握橋梁動力特性，因此激振器強(qiáng)迫振動試驗對于新型橋梁的結(jié)構(gòu)仍然具有特殊的意義。
/ 環(huán)境脈動激勵試驗
環(huán)境脈動激勵試驗主要是指在公路橋梁上沒有車輛行駛，或其他因素帶來周期性的干擾力或環(huán)境因素。公路橋梁
的激勵是穩(wěn)定的，經(jīng)歷了寬頻帶隨機(jī)激勵，以及結(jié)構(gòu)響應(yīng)的主攜量，從而通過脈動測試確定結(jié)構(gòu)的固有頻率。環(huán)境脈
動激勵輸入與周圍激勵類別相關(guān)，不同的激勵源會因為產(chǎn)生原因的不同，導(dǎo)致頻帶范圍和幅度大小的不同。比如說汽
車引起的脈動幅度大小不超過1-P2V- ，頻帶范圍在1a,1+]；而風(fēng)荷載的頻帶范圍則是1a)1+]。很多橋梁現(xiàn)場的環(huán)境
激勵源難以確定，因為可能會存在多個激勵源的影響。因此在理論分析中，往往會把環(huán)境激勵輸入近似的看作是隨機(jī)
噪聲。
（二）靜載試驗在公路橋梁檢測中的應(yīng)用
在公路橋梁檢測中，靜載試驗是另一項主要的試驗。靜載試驗是公路橋梁的基礎(chǔ)試驗，對于橋梁結(jié)構(gòu)而言，其
承載能力主要是靜載，橋梁結(jié)構(gòu)所承受的靜載主要來自橋梁的自重，因此橋梁的靜載能力對橋梁穩(wěn)定性起著重要的建筑環(huán)境與設(shè)備
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作用(5@。為了保證檢測結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性，需要通過設(shè)置多點來進(jìn)行檢測，檢測的內(nèi)容相對較多，必須把所有對象進(jìn)行重
點檢測，像所測結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定等等，這些性能會對工程的正常運(yùn)營有著重要的影響。由于對所有的橋梁全部進(jìn)
行檢測是不現(xiàn)實的，所以它所面對的主要目標(biāo)還是那些出現(xiàn)了不良現(xiàn)象，或者出現(xiàn)不良現(xiàn)象前兆的公路橋梁。通過
對這些橋梁進(jìn)行監(jiān)測找到問題所在，繼而加固橋梁。
) 靜載試驗的準(zhǔn)備階段
靜載試驗開始前，首先應(yīng)根據(jù)公路橋梁要求的檢測內(nèi)容和橋梁周圍環(huán)境制定合理的試驗方案。根據(jù)試驗過程中涉
及的細(xì)節(jié)和條件，制定詳細(xì)計劃、規(guī)范試驗所需的設(shè)備和材料。在選擇試驗技術(shù)人員和施工人員時，應(yīng)選擇有經(jīng)驗的
人員，以確保試驗的準(zhǔn)確性和安全性。提前做好公路橋梁相關(guān)資料的查閱來保證在實驗中對橋梁結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)情況有足
夠的了解。技術(shù)人員在進(jìn)行公路橋梁試驗前，要確定公路橋梁靜力荷載試驗孔的選擇。在進(jìn)行選擇時，結(jié)構(gòu)對稱的公
路橋梁選擇具有代表性的孔進(jìn)行實驗，同時也應(yīng)該選擇不利點進(jìn)行實驗檢測(0@。在搭建試驗支架和放樣工作中，進(jìn)行
公路橋梁靜力試驗支架搭建時，根據(jù)現(xiàn)場的情況選擇簡單的搭建辦法，完成搭建工作后進(jìn)行橋梁和加載位置的放樣試
驗，并且要準(zhǔn)備好照明安全、儀器以及通訊設(shè)施的準(zhǔn)備工作。
- 進(jìn)行安全準(zhǔn)備
提前針對可能在靜載試驗中可能出現(xiàn)的安全問題。應(yīng)事先采取相應(yīng)的預(yù)防措施，設(shè)置專門的安全負(fù)責(zé)人，通過合
理布置安全設(shè)施，保證試驗過程中工作人員的安全問題。試驗計劃中應(yīng)明確反映安全防范措施和事故應(yīng)急預(yù)案。
/ 確定試驗荷載
為了保證試驗成功，在試驗前試驗荷載的確定也是靜載試驗的必要準(zhǔn)備。對試驗公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計或控制斷面產(chǎn)
生的不利值的計算，總和被視為截面控制的荷載。確定荷載試驗時荷載分布應(yīng)排列整齊合理，以保證試驗檢測數(shù)據(jù)的
科學(xué)性和準(zhǔn)確性(6@。在測試之前要對荷載進(jìn)行大致預(yù)估，為了保證預(yù)估的準(zhǔn)確性，需要在最不利的情況下進(jìn)行計算內(nèi)
力值，通過所得數(shù)據(jù)對荷載進(jìn)行控制，得到對于的截面內(nèi)力數(shù)據(jù)。這樣通過控制荷載，使得整個實驗在可控的情況下
完成。實際加載與設(shè)計的荷載通過系統(tǒng)進(jìn)行表達(dá)，一般這個數(shù)值被限制在1,a)1的范圍內(nèi)。
5 選擇試驗的控制截面
一般來說橋梁的檢測對象，往往是那些看起來有問題和受力出現(xiàn)不良狀況的目標(biāo)，為了能夠得到它們在靜載試驗
情況下的數(shù)據(jù)，有必要針對不同的情況選擇不同的辦法進(jìn)行測試。在測試施工質(zhì)量得不到保證的橋跨和橋墩時，計算
受力是一個很復(fù)雜的過程，再加上結(jié)構(gòu)類型的差異，因此需要選擇不同的實驗內(nèi)容和截面(7@（如表-所示）。
表2 幾種主要橋型的加載試驗截面及內(nèi)容
橋梁的結(jié)構(gòu)類型
控制內(nèi)容以及截面
懸索橋
主纜內(nèi)力和塔腳截面以及內(nèi)力撓度
懸臂梁
彎矩以和撓度和懸臂端撓度以及支點負(fù)彎矩
斜拉橋
拉索力度和塔腳力度以及塔頂水平位移
連續(xù)梁
中跨跨中正彎矩和負(fù)彎矩以及邊跨梁端剪力
簡支梁
梁端斜截面剪力和撓度
鋼架橋
中跨跨中正彎矩正彎矩和水平位移以及墩底彎矩
0 靜載試驗的結(jié)果和分析
對于靜載試驗數(shù)據(jù)的分析和整理主要是從理論探索的方向進(jìn)行的，也是對公路橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行技術(shù)評價和對試驗數(shù)
據(jù)進(jìn)行深入分析的過程。橋梁機(jī)構(gòu)靜載試驗計算有兩個指標(biāo)：一是有關(guān)規(guī)定的允許值，二是檢測點的實際值進(jìn)行對比
分析，是根據(jù)控制測點實測值和理論計算值進(jìn)行對比分析。在進(jìn)行公路橋梁的評價過程中，通常都是相關(guān)的系數(shù)來控
制。該系數(shù)是某個測點的實測值和理論值之間的對比值，如果系數(shù)為)的話，那兩者之間相同；如果系數(shù)小于)，說明
公路橋梁運(yùn)行狀態(tài)良好，并具備一定的安全儲備；但是如果這系統(tǒng)大于)的話，那就說明存在問題，性能較差或是沒
有安全保證，需要進(jìn)行加固改造(,@（如表/所示）。
表3 不同的公路橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力校驗系數(shù)和撓度校驗系數(shù)
橋梁類型
應(yīng)力校驗系數(shù)
撓度校驗系數(shù)
鋼筋混凝土橋板
0.20-0.40
0.20-0.50
鋼筋混凝土梁橋
0.40-0.80
0.50-0.90
預(yù)應(yīng)力混凝土橋
0.60-0.90
0.70-1.00
圬工拱橋
0.70-1.00
0.80-1.00國際建筑學(xué)·2019 第1卷 第2期
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五、結(jié)語
綜上所述隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，公路橋梁行業(yè)也在不斷壯大。為了保證公路橋梁的運(yùn)營安全，確保人們的出現(xiàn)
安全，需要加大對于公路橋梁的檢測力度。從目前的實際情況來看，公路橋梁的荷載試驗工作艱苦又繁瑣，需要檢測
人員具有非常高并且牢固的理論知識和豐富的實踐經(jīng)驗，除此之外還要具備提高自身學(xué)習(xí)能力不斷學(xué)習(xí)的意識，只有
這樣才能確保公路橋梁試驗檢測工作的可靠與準(zhǔn)確。
