荷载试验在公路桥梁检测中的应用
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【摘要】随着我国国民经济不断发展，交通运输事业已得到快速发展，对我国社会经济发展及人们生活水平的提高发挥了巨大推动作用。公路桥梁是交通运输事业开展的基石，对其展开准确地、有效地检测是为公路桥梁运营安全提供保证的基础工作内容。在对公路桥梁进行检测时，经荷载试验可对公路桥梁的承载能力与整体受力性能予以科学地、准确地评价，从而为公路桥梁检测工作的准确性提供保障，为其安全性评估提供有力参考。
【关键词】荷载试验；公路桥梁检测；应用效果
伴随着我国社会经济的飞速发展，公路桥梁也相应发展起来，从而更好的促进我国国民经济的快速发展。为了更好的对竣工的公路桥梁进行验收，或者是对建筑成功的公路桥梁运营承载力进行评定，相关工作人员应通过荷载实验对其进行相应的检测。公路桥梁中的荷载实验为一项较为复杂但是细致的工作，并且其技术含量较高，涉及较广泛的面。该种方法对于桥梁整体受力性的设计及规范要求具有显著、直接的效果。一般情况下，桥梁公路荷载试验包括动载试验以及静载试验两种。
一、荷载试验概述
荷载试验为一种可靠以及直观的公路桥梁检测方法，该种检测方法在对旧桥梁公路进行评定检测时，其主要是对公路桥梁工作不明确的状态况下对其进行评定以及研究。一般情况下，桥梁公路荷载试验包括动载试验以及静载试验两种。其中，静载试验的主要作用为将静力荷载施加在桥梁公路中，从而较好的对桥梁及公路结构进行检测，同时确定试验荷载对桥梁及公路结构的影响，该种影响主要包含应变和挠度等。在相似条件下对比分析理论值及实测值，进而将校验系数当做衡量标准和指标参数，对公路桥梁的实际状况及实际承受力进行相应的评估。在对公路桥梁的实际承受力进行评定时，应通过富含理论的方法对其进行科学的、合理的计算，若公路桥梁结构较为复杂时，相关工作人员应对其建立有限元模型。所谓的有限元模型为依据公路桥梁结构现场测量数据以及设计图纸建立的，该种建立中隐藏了大量的简化以及理想化数据。若实际测量结果同模型计算结果之间出现一定的差异时，相关共组人员应及时、正确修改有限元模型。对其修正时可以通过动载试验检测结果进行，修正对象为有限元模型中的物理学参数、几何参数以及约束条件，进而使得有限元模型的动力特性同试验相结果。
二、荷载试验对象
一般情况下，旧桥公路为荷载试验的对象。特殊情况中部分新桥也需通过荷载试验进行检测等等。
（一）公路桥梁缺乏施工设计及施工资料；
（二）公路桥梁设计不符合设计要求或者是质量较差的公路桥梁；
（三）公路桥梁竣工后，运营时出现较为较大的病害现象，因此，对其承载能力产生较为严重的影响；
（四）公路桥梁具有较高的质量，且在其运营时承载力也较好，但是相关人员想进一步提高该公路桥梁的承载能力；
（五）一些特殊承载能力要求的公路桥梁。
三、公路桥梁动载试验
依据不同的测试目的，可以将公路桥梁动力荷载试验分为跑车试验、跳车试验或者是脉动试验等几种。
（一）跑车试验
跑车试验在公路桥梁上主要是对汽车在公路桥梁上运行时，其给公路桥梁结构的强迫振动响应和激励后车辆行驶后振动衰减状况进行相应的测试。
（二）跳车试验
跳车试验即为冲击试验，该种测试主要是指汽车在跨过高度为15厘米的跳板后，对汽车附加质量给公路桥梁结构带来的衰减振动影响的测量，进而很好的分析公路桥梁振动性质，确定公路桥梁的冲击系数等等。
（三）脉动试验
在公路桥梁面上没有受到汽车行驶或者是其他因素带来的周期性干扰力影响时，或者是没有风以及地面等微振环境因素影响下，公路桥梁本身受到的激励为平稳的各态历经宽带随机激励。固有的频率附近振动为影响公路桥梁结构的主谐量，此时可通过脉动测试对公路桥梁结构固有频率进行确定。
四、静载试验
（一）选定静载试验中内力或者是位移的控制
一般情况下荷载试验孔为外观检测中施工质量较差、存在较多缺陷或者是出现较为严重病害并且其计算受力极为不利的孔以及墩等等。不同类型的桥型需实施不同的加载实验，如，对于简支梁的桥梁结构，其主要控制截面及内容为主梁跨中截面正弯矩及挠度或者是梁端斜截面剪力；对于连续梁的梁桥结构，其要控制截面及内容为支点负弯矩、边跨梁端剪力、边跨1/4L正弯矩以及挠度、中跨跨中正弯矩及挠度；对于悬臂梁的桥梁结构，其主要控制截面及内容为支点负弯矩、梁端剪力、锚固跨最大正弯矩以及挠度、挂孔主梁跨中弯矩以及挠度、悬臂端挠度；对于拱桥的桥梁结构，其主要控制截面及内容为拱脚弯矩、1/4L（3/8L）弯矩以及挠度、拱顶弯矩以及挠度；对于钢架桥的桥梁结构，其主要控制截面及内容为墩底弯矩、墩顶水平位移、边跨1/4L正弯矩及挠度、中跨跨中正弯矩及挠度；对于悬索桥的桥梁结构，其主要控制截面及内容为塔脚截面内力以及主缆内力；对于斜拉桥的桥梁结构，其主要控制截面及内容为索力、塔脚内力、塔顶水平位移、支点沉降、中跨跨中弯矩以及挠度等等。
（二）确定试验荷载
在对试验荷载进行确定之前，首先应将公路桥梁结构中设计或者是期望荷载中控制截面产生的最不利的值进行计算，将其合值当做截面控制荷载，同时将其荷载内力影响线进行计算；之后，在允许的实验条件中选用同控制荷载相似的荷载，通过对其内力影响线中最为不利的荷载进行计算，确定荷载试验。为了可以让试验效果中试验荷载结构主要控制截面效应同设计荷载效应想接近，可通过试验荷载效率系数对其进行表示，其系数控制在0.80—1.05之间。
（三）分析评价静载试验结果
公路桥梁结构中主要评价指标为校验系数η。一般情况下，校验系数η指在某一点，静载试验值同理论计算值之间的比值。当η为1时，证明静载试验值同理论计算值全部相符合；当η小于1时，证明该公路桥梁结构工作性能较为良好，且其具有安全储备；当η大于1时，证明该公路桥梁结构工作性能较差，其没有足够的安全储备。通常情况下，公路桥梁结构不同，其校验系数也不进相同。如，钢筋混凝土板桥其应变校验系数为0.20—0.40，挠度校验系数为0.20—0.50；钢筋混凝土梁桥其应变校验系数为0.40—0.80，挠度校验系数为0.50—0.90；预应力混凝土桥其应变校验系数为0.60—0.90，挠度校验系数为0.70—1.00；圬工拱桥其应变校验系数为0.70—1.00，挠度校验系数为0.80—1.00。
五、结束语
伴随着我国经济的迅速发展，公路桥梁事业得到快速的发展，该事业的发展为我国国民经济的发展提供较好的条件，促进经济健康快速的发展。为了更好的对竣工的公路桥梁进行验收，或者是对建筑成功的公路桥梁运营承载力进行评定，相关工作人员应通过荷载实验对其进行相应的检测。公路桥梁工程中的荷载实验为一项比较复杂、细致的工作，并且该种试验具有较高的技术含量，其涉及面也较为广泛。基于这种现象的出现，荷载试验在公路桥梁检测中具有显著效果，其作用不可替代。一般情况下，公路桥梁中主要采用的为动载试验和静载试验。目前，公路桥梁工程中出现的主要问题为怎样有效、精细的通过荷载试验对该结构的承载水平以及出现的损伤状况进行识别，同时通过这一识别，可以对公路桥梁中出现的损伤状况采取有效的措施，进而有效提高公路桥梁的使用寿命以及其承受能力，进而促进我国交通事业健康快速的发展。