动静荷载试验在桥梁检测中的应用

王志联

中路高科交通检测检验认证有限公司华南分公司 广东省广州市 511453

摘要：近年来随着公路运输业的发展，公路运输成为货运主要方式之一。同时道路交通事故、桥梁塌陷事件也屡见不鲜，货运车辆超载是导致桥梁质量降低、寿命周期缩短的主要原因之一，同时由于桥梁建设过程中赶工期、方法不当、管理不严、降低材料标准等都会降低桥梁的质量，因此为确保桥梁安全使用需要对其做承载力鉴定。桥梁荷载试验是目前测定桥梁实际可具备承载力的主要方法，分为静载试验和动载试验。静载试验可以分析桥梁在实际运营中的承载能力和状态，为桥梁检测提供依据；桥梁的目前寿命质量和运营荷载等级评定可根据动载试验结果确定。根据《公路养护技术规范》（JTGH10—2009）相关规定，为桥梁的质量鉴定提供依据，特别是采用新工艺、新材料、新结构的桥梁质量，需要检测桥梁结构的实际承载能力，评价桥梁主体质量与设计。基于此，本篇文章对动静荷载试验在桥梁检测中的应用进行研究，以供参考。

关键词：动静荷载试验；桥梁检测；应用分析

引言

通过桥梁荷载试验，可以反映桥梁质量情况，为工程建设提供依据，有助于采取有效的施工技术，确保桥梁建成后满足通行要求。因此，荷载试验检测结果的精确性非常重要，需合理应用荷载试验检测技术，充分发挥其技术优势。

1荷载试验检测技术要求

(1)所检桥梁试验跨上、下部工程混凝土强度均采用回弹仪或超声波进行检测。(2)按照规定，对桥梁试验跨进行全面细致的外观检查，检测报告中应分类详细列表写明存在的各种质量缺陷(如裂缝、掉块、露筋等)，标明位置并计算缺陷占总面积的比例，缺陷严重部位应附有照片说明。(3)通过静载、动载试验，判断桥梁结构实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能。(4)检测报告对存在的质量问题中应客观明确指出，写明是否存在影响结构安全的严重质量缺陷，特别应说明主要受力结构是否需要或进行过加固和补强。

2影响桥梁荷载试验校验系数的因素

2.1计算软件的影响

随着计算机科学技术的日新月异，桥梁荷载试验已从传统的手工计算模式逐渐向电算化方向发展，这虽然提高了桥梁荷载试验的效率和质量，但层出不穷的桥梁荷载试验软件也使得检测单位难以选择。从目前的情况来看，桥梁检测单位使用较多的是Midas和桥梁博士这两款软件。这两款软件主要采用空间关系模型计算方法，所得出的应变和挠度校验系数偏小。但是，由于桥梁检测单位和设计单位使用不同的计算软件，未能形成统一性，成为影响桥梁荷载试验校验系数的一个重要因素。

2.2现场试验

（1）测试条件的影响。目前，桥梁荷载试验一般使用的都是先进的、成熟的仪器，基本满足桥梁荷载试验的要求。进口仪器的准确度和可靠度较高。桥梁荷载试验一般采用电阻应变片和钢弦应变计完成。虽然电阻应变片的技术先进，测量方便，但试验结果受温度影响较大，在较长的试验过程中，初读数和加载数不能在同一温度条件下读取，导致试验结果中包含了温度应变。为了使测试结果更加准确，试验过程中需进行温度补偿，并且应选择在适宜的温度下完成试验。由于钢弦应变计比较稳定，且温度变化对试验结果的影响也较小，现已被广泛应用于桥梁荷载试验中。（2）测试方法的影响。桥梁荷载试验一般采用单轿车和双轿车施压的方式模拟桥梁在荷载作用下的受力状况。普通钢筋混凝土桥梁只要其裂缝没有超出容许范围是允许带裂缝施工的，但是，普通钢筋混凝土桥梁荷载试验需要将电阻应变片粘贴在钢筋上，这样的试验得到的应变结果才准确。

3动静荷载试验在桥梁检测中的应用分析

3.1静载试验检测技术的运用

在我国公路桥梁养护工作中，静载试验检测技术是一种非常常见的荷载试验检测方法，能够有效检测桥梁结构在静载作用下的表现情况。通过采用固定车辆重量分级增加荷载这种方式，有效观测桥梁结构控制截面应变、扰度、裂缝在静载作用下的变化情况，以对公路桥梁结构的承载能力、稳定性进行判断。在进行静载试验检测过程中，为获取较高精度的公路桥梁结构检测结果，应尽可能选择在夜间20∶00～早晨6∶00这段时间开展检测工作。在运用重车加载方式时，一定要选择合适的车辆，保证车辆在运行过程中可以获得比较理想的静载作用，另外必须要对车辆的运行轨迹进行严格控制，以确保车辆可以有序运行到指定位置。与此同时，还需要深入分析桥梁结构与有效计算，通过进行标准化控制，有助于静载试验检测效果的提高。

3.2动荷载试验

3.2.1基本内容

（1）桥梁在动荷载条件下的自振频率。（2）通行汽车对桥梁的冲击系数计算。汽车对桥梁冲击系数试验对象仍为10号跨与11号跨，试验采用载重汽车对桥梁进行不同行驶速度下的行驶激振，行驶速度分为20km/h，40km/h和60km/h三个等级，按照对称行车模式进行试验，采集桥梁振动数据并对其进行分析，得出桥梁相关特性。

3.2.2通行汽车对桥梁的冲击系数

从动荷载应变和位移测试的试验所选取的测点中，挑选信号较好的三个测点，重点分析其相关测试数据。动荷载应变试验测量结果为1.26。经过对应变波形分析，汽车对桥梁冲击系数为1.21。

3.2.3行车试验

（1）无阻碍行车试验。以桥面无任何障碍物为基本前提，试验设备为2辆40t的重载汽车，行驶速度控制在10～50km/h。在此条件下开展试验，根据测定结果对结构的动力响应情况作出判断。动扰度测点统一布设在中跨某桥面截面位置，采用高精度的挠度仪检测动挠度，再根据所得结果分析冲击系数。分析试验结果可知，动力系数实测值普遍集中在1.015～1.028，略小于规范中的冲击系数值。（2）有阻碍行车试验。鉴于桥面存在阻碍的情况，应模拟桥面的不平整状态，在中跨某截面布设厚度为7cm的弓形模板，将该部分装置视为桥面障碍，在此条件下开展有障碍行车试验。试验车辆为2辆40t重载汽车，全程行驶速度控制在10～30km/h，在发生行车荷载动力响应后及时检测桥面结构。实测结表明，动力系数普遍为1.06～1.153。通过对有无障碍行车试验结果的分析可知，若行车速度保持一致，则有障碍行车试验得到的冲击系数实测值更大，而无障碍行车试验所得的结果相对偏小，这意味着车辆在不平整的桥面处通行将形成较强烈的冲击作用。试验结果表明，桥梁的各项关键力学指标均得到有效控制，满足规范要求，根据实测结果绘制的曲线精准度较高，与理论分析结果相比仅存在微小差异，差异在许可范围内；试验全过程中桥梁结构未出现受力裂缝，既有裂缝也无明显的发展趋势，裂缝病害对桥梁结构的影响较为微弱。总体来看，桥梁结构的稳定性较好。

结束语

综上所述，在现阶段中的公路桥梁中，荷载试验检测技术是一种非常常见的检测方法。通过运用荷载试验检测技术，能够对公路桥梁结构中的受损、缺陷等部位进行精准判断，能够对公路桥梁的使用状况进行有效评估，并以此为重要依据，制定出相应有效的公路桥梁措施。

参考文献

[1]蒲志军.关于桥梁检测中动静荷载试验的应用分析[J].建材与装饰,2019(04):253-254.

[2]王红凯.动静荷载试验在桥梁检测中的实践应用[J].中国水运(下半月),2018,18(05):197-198.

[3]刘磊.动静荷载试验在桥梁检测中的应用[J].山西建筑,2018,43(22):175-177.

[4]赵赛雷.论动静荷载试验在桥梁检测中的应用[J].黑龙江交通科技,2018,37(03):158+160.

[5]闫玉民.动静荷载试验在桥梁检测中的应用[J].中国建设信息,2018(16):54-59.