桥梁养护中公路桥梁荷载试验检测研究

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:尹晓华1 孙树静2
[导读] 摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,公路桥梁工程建设越来越多。
        1中铁城际规划建设有限公司;2河北省公安厅
        摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,公路桥梁工程建设越来越多。公路桥梁是一项重要的基础设施,它的通行状况直接影响着人民生活水平的改善,与社会经济的发展也存在很大的关联性。公路桥梁荷载试验对桥梁养护的检测具有十分重要的意义。这主要体现在桥梁的承重力的科学设计方面,另一方面也可以在桥梁养护中起到检测桥梁坚固程度的作用。因此,荷载试验是桥梁养护工作的重要手段,在桥梁后期的安全使用中起到不可忽视的作用。以桥梁养护为出发点,研究桥梁荷载试验检测在桥梁养护工作中的实际作用。
        关键词:桥梁养护;公路桥梁;荷载试验;检测
        引言
        在现阶段公路桥梁系统发展中,随着桥梁规模的不断增大,针对桥梁工程项目加大管控力度极为必要,尤其是需要重点分析明确桥梁工程项目的安全性和可靠性,如果发现存在隐患问题,则需要进行及时修复处理。这也是桥梁养护工作中比较核心的任务要求。为明确桥梁工程项目的基本状况,为养护工作指明方向,借助于荷载试验检测是比较重要的手段,其有助于准确评估桥梁工程的承载能力,优化桥梁工程运用价值。
        1荷载试验简介
        所谓荷载试验,主要是一种应用于公路桥梁质量检测的技术方式,就其具体的实践状况来看较为稳定且达到了预期的执行效果。与此同时此类检测方法在具体操作的时候无须明确基础的状况即可进行,可以说是极为便捷的一类技术检测方式。一般情况下,桥梁公路荷载试验主要涵盖动载和静载两类,具体来看,静载试验主要是通过在桥梁公路上施加静力荷载的方式实施检测,从而获得桥梁和公路结构的相关状况,以确定桥梁和公路在整个测试的过程中各项指标的变化情况。接着通过具体数据的对比分析,以对公路桥梁的实际承载力予以分析和诊断。需要注意的是,公路桥梁承载力的评定务必要以科学的理论为基础,并在精细计算的前提下进行。如果公路桥梁的结构比较复杂,那么就应在有限元模型的构建下进行模拟计算。构建有限元模型的过程中,务必要对公路桥梁结构的测量数据和设计图纸做出充分地分析,并在构建的模型中摄入理想化的数据,以做科学地对照和比较。对于存在数据差异的情况,应组织技术人员予以调整和修改。
        2公路桥梁的常见病害问题
        公路桥梁的检测内容按分部工程类别划分,主要包含上部工程及桥面系、下部工程和小桥。检测项目通常包括:混凝土强度、钢筋保护层厚度、墩柱竖直度、结构尺寸、外观鉴定,对应的检测方法也有所不同。按发生的区域划分,桥梁病害主要分为两大类,即耐久性病害和受力性病害,耐久性病害通常发生在全部区域,受力性病害通常发生在主梁和其他受力构件。其中,荷载引起的裂缝是钢筋混凝土公路桥梁最常见的病害之一。荷载引起的裂缝通常包含两种,直接应力引起的裂缝和次应力引起的裂缝,直接应力引起的裂缝即设计、施工及运营阶段产生的裂缝,而次应力引起的裂缝通常由局部应力集中、预应力及温度等引起。由此可见,荷载试验检测的研究对桥梁养护工作有着重要的参考意义。
        3荷载试验在公路桥梁检测中的应用
        3.1明确荷载试验检测对象
        在桥梁养护中有效应用荷载试验检测需要首先明确具体目标和对象,促使后续检测分析工作具备更强的目的性。结合桥梁检测工作进行分析,其往往涉及到了经常检查、特殊检查以及定期检查三个不同类型,其中特殊检查是难度相对较大,但是重要性较为突出的组成部分,需要结合定期检查结果,详细分析判断桥梁工程项目中可能存在的一些隐患和问题,进而采取有针对性地检测方法进行评估,以便形成更为直观准确的结果。

荷载试验检测就是其中比较关键的手段,其可以较好评估判断桥梁结构的受损程度,测定其承载力,进而判断相应桥梁工程项目是否可以投入使用。一般而言,在桥梁养护中应用荷载试验检测主要涉及到了以下几个类型:首先,如果相应桥梁工程项目不存在完整的资料文件,设计图纸以及竣工资料缺失,在后续养护工作开展前就需要进行荷载试验检测,以明确桥梁结构性能,判断其是否需要进行该方面的养护处理;其次,如果相应桥梁结构在长期应用过程中出现了严重的承重构件受损问题,整体结构承载能力很可能受到严重影响的桥梁,也需要借助于荷载试验检测予以评估判断;另外,如果桥梁工程项目的通行条件发生变化,相应允许超重车辆的范围出现了调整,则需要借助于荷载试验检测进行评估,研究是否需要借助于养护方法予以结构加固处理;最后,如果桥梁工程项目在后续存在改建或者是结构修复、加固等现象,也需要借助于荷载试验检测进行评估,判断其是否能够投入运用。
        3.2公路桥梁检测中的动载试验
        动载试验检测主要就是检测通车之后公路桥梁的受力情况和桥梁的共振性能,通过动载试验可以为公路桥梁提供相关的科学数据,为后期的公路桥梁养护的提供保养标准。动载试验主要包括跑车试验、脉动试验和跳车试验三部分的工作。(1)跑车试验。跑车试验的主要就是让汽车在桥面上通行,进而观察车辆在通行过程中对桥梁结构产生的震动性以及加速行驶后所产生的震动作用,相关的监测人员对产生的震动影响情况进行综合分析,从而得出结果。(2)脉动试验。脉动试验主要是检测公路桥梁结构在本身脉动频率下的影响作用。脉动试验的过程中是不需要任何车辆和外在因素的参与的,这样做的目的也是为了不干扰公路桥梁的检测工作,保证检测数据的准确性。但是相应的脉动试验对环境因素的要求较高,需要保证环境的绝对安静,准确检测到公路桥梁的自振频率,确保结果数据相对可靠。(3)跳车试验。跳车试验主要是检测公路桥梁的结构在车辆的冲击作用下所产生的变化系数。具体的试验流程就是先让车辆在一定高度的跳板位置上启动,高度一般确定在15cm左右。在此基础上,对公路桥梁的震动情况进行测量分析,从而确定公路桥梁结构在不同冲击系数下的震动效果,也可以明确不同冲击系数对桥梁整体结构的影响作用。
        3.3静载试验
        (1)对于静载试验来说,相应的试验对象务必具备以下特点:施工质量存在严重的问题,并且在运营期间出现了较多的病害。(2)确定试验荷载通常情况下,在确定荷载试验的过程中,一般应对桥梁结构在设计以及预期内产生的各类数据实施分析,以从中得到荷载内力的控制线;与此同时还应确保荷载与控制荷载的处理采取同样的方式,而在求取试验荷载的过程中,其中对内力影响的相关因素应重点关注。另外需要注意的是,为了能够确保试验取得最佳的执行效果,一般试验荷载所产生的效应务必控制在能够限定的范围内。(3)静载试验结构的分析以及桥梁结构静载试验的评价,通常是借助于校验系数的指标来具体进行的。具体来说,就是通过某一检测点静载的实测值与理论值的比值来表示。当系数未1时,即代表二者数值的统一和吻合,而如果系数小于1,则说明结构有着较为稳定优良的工作性能,反之则说明其工作性能较差。
        结语
        综上所述,荷载试验这项检测手段不但可以应用于刚竣工的公路桥梁建设项目中,而且对一些建设年代较长的公路桥梁也可以进行试验评估,可以科学准确地为公路桥梁的维修保养工作提供数据支持和结构依据,是公路桥梁质量安全检测的最直接方法。
        参考文献:
        [1]周立.公路桥梁荷载试验检测在桥梁养护中的作用探讨[J].冶金与材料,2019,39(6):135-136.
        [2]刘大洋,黄福伟,张朋,等.公路桥梁荷载试验应变数据异常分析[J].公路与汽运,2018(1):141-144.
        [3]周春辉.论公路桥梁荷载试验检测的方法[J].黑龙江交通科技,2017,40(10):122-123.
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