中鐵九局集團（tuán）工程檢測試驗有限公司，遼寧 110000 王智（zhì）博*
摘 要：伴隨（suí）著社會經濟的（de）快速發展，人們的生活水平（píng）也得到了相應的提高。社會中關於安全方麵（miàn）的問題越來（lái）越
被重視，安全問題不僅關係到生命（mìng）安全還有財產安全。公路橋梁（liáng）一直以來都是我國交通網中的（de）重（chóng）要部分，隨著我國公
路橋（qiáo）梁的快速建設，使得我國交通運輸業在高速發展，成為了經濟發展的（de）基本保障。公路（lù）橋梁的使用年限很長，要麵
對的（de）自然環境因素也很複雜，加上公路橋梁（liáng）可能因為施工不規範，導致質量不達標的問題，發生了越來越多的公路橋
梁事故（gù）。因此除了日常的維護修養之外，為了行車安全，進行定期的（de）檢測（cè）尤為重要，進而確保公路橋梁的（de）穩定運行。
本文（wén）中（zhōng）我們對公路橋梁（liáng）檢測中（zhōng）的荷載試驗進（jìn）行簡單的（de）分析研究。
關鍵詞：公路橋梁；檢測；荷載試驗（yàn）；應用分析（xī）
一、前（qián）言
由於我國的經（jīng）濟（jì）發展需要，對於（yú）基礎建設的發展（zhǎn）也是最好的時機，公路橋梁是基礎建設發展的基本。公路橋梁的
質量關係到其承受能（néng）力，對於人們來說直接跟生命財產安（ān）全相關。通常（cháng）來說公路（lù）橋梁在長時間的使（shǐ）用情況下，承載能
力會發生不同程度的變化，這些變化極有可能進（jìn）一步發展（zhǎn）下去（qù）造成重大的安全事（shì）故，所以需（xū）要定期對公路橋梁進行安
全方麵的檢查，提高（gāo）橋梁的安全性。荷載試（shì）驗是較為理想的檢測辦法（fǎ），該試驗較為繁瑣（suǒ）且（qiě）細致，對於技術方麵的要求
相對要高一（yī）些，同時還需要其他方麵的知識，通過荷載試驗進行的檢查試驗具有（yǒu）較高的說服（fú）力，在各行業中（zhōng）的認可度（dù）
也較高。荷載試驗對於公路橋梁的受力情（qíng）況有一個較為直觀的評價，更有利於檢測公（gōng）路橋梁的受（shòu）力性能。
二（èr）、荷載試驗的（de）分類
荷載試驗是檢測公路（lù）橋梁質量的重（chóng）要試驗方法，能夠客觀可靠的（de）展示結果。在正常（cháng）的情況下，荷載試驗由（yóu）靜（jìng）載試
驗和動載試驗兩個方麵的內容構成。靜載試驗主要是增加公路橋梁的（de）靜載，以便更好地檢測公路橋梁結構，確定荷載
試驗對公路橋梁結構的影響，檢測其撓度（dù）和應變情況()@。通過理論值（zhí）與（yǔ）實測值在相似條件下的對比分析，以結果數據
係數為標準和指標，更可靠地評價公路橋梁的實（shí）際情況和（hé）承載力。在對實際公路橋梁進（jìn）行承載力評估時，麵對複雜（zá）的
公路橋梁結構，需要結（jié）合相關理論進行計算。先建立出模型結構，最後找到問題的所在，從而公路（lù）的修複和橋梁的加
* 通訊作者：王智博，男，漢族，)+,+ 年（nián） ) 月，就職（zhí）於（yú）中鐵九局集團工程檢測試驗有限公司（sī），現（xiàn）為公司橋隧結構
室工程師（shī），本（běn）科。研究方向：工程實（shí）體檢測技術。國際建築學·2019 第1卷 第2期
建築環境與設備
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固提供可靠的保障（zhàng）。
動載試驗主要是通過模擬公路橋梁在使用（yòng）中（zhōng）能夠承受的壓力、衝擊力和共振力。這些（xiē）力來自於過往車輛和自然環
境等因素，在這種狀（zhuàng）態（tài）下（xià）檢（jiǎn）測到公路橋梁結構的變化和對外力的抵抗力(-@。通過動載試驗，可以更好地檢（jiǎn）測在用公路（lù）
橋梁的實際（jì）使用性能，了解（jiě）公路橋（qiáo）梁（liáng）的特點，掌握公路橋梁受（shòu）力情況的變化，合理調整公路橋梁的使用和承載（zǎi），保證
公路（lù）橋梁的安全（quán）。
靜載試驗可（kě）以檢測橋梁（liáng）構造的工作（zuò）狀態和性能。動載試驗可以評價結構的實際受力性能（如（rú）表)所（suǒ）示）。
表1 靜載試驗效（xiào）率（lǜ）係數
測（cè）試斷麵
荷載工況
試驗荷載效（xiào）應（yīng）
設計荷載
效（xiào）率係數ηq
2-2斷麵
支點最不利剪力/kN
493
561
0.88
3-3斷麵
跨中最不利彎矩/（kN.m）
2388
2371
1.01
三、荷載試驗的目標選擇
進行荷載試驗的（de）目標對象一般都是建設時間較長（zhǎng）的老舊橋（qiáo）梁。因為這些公路橋梁投入使用的時間比較長，所以這
些公路橋梁的相關數（shù）據往（wǎng）往丟失或者需要重新監（jiān）測，最後根據實際的信息數據對老舊公（gōng）路橋梁進（jìn）行對應的（de）修複或者加
固工作。除此之外某些（xiē）特殊情況的新建公路橋（qiáo）梁也需要荷載試驗進行檢測，例如：第一，設計材（cái）料和施工材料不（bú）足（zú）的（de）
橋梁；第二，當時施（shī）工時因為各種原因造成橋梁質量差，最初的設計標準（zhǔn）遠遠沒有達到規定（dìng）要求；第三，公路橋梁在
使用的過程中發現了嚴重的病（bìng）害，影響承受（shòu）能力；第四，運行過程（chéng）中沒有任何問題，施工質量良好（hǎo），資（zī）料齊全，但是
想要（yào）在（zài）原有的（de）基礎上（shàng）進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的橋梁，由於（yú）新型技術和工藝的（de）
效果（guǒ）沒（méi）有得到應有的驗證（zhèng），所以（yǐ）對它（tā）們（men）的檢測不（bú）可或缺(/@；第六，針對特種車而建造或（huò）者改（gǎi）造的特殊公路橋梁。
除了以上所說的情況之外，也有部分橋梁由於修複、改進或者加固等特殊原因（yīn），甚至是為了驗證工程的效果所以
需要做檢（jiǎn）測工作（zuò），對公路橋梁進行測試（shì）或檢驗性質的荷載試驗。
四、公路橋梁檢測中荷載試驗的應用
（一）動載試驗在公路橋（qiáo）梁（liáng）檢（jiǎn）測（cè）中的應用
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（de）變化情況，從中獲（huò）得公路橋梁的相
關性能和結構強度數據（jù）。根據試驗要求的不同，可（kě）分把試驗（yàn）內容（róng）分為衝擊試驗、激振器強迫振動試驗和環境脈動激
勵試驗。
) 車輛衝擊試驗
車輛衝擊試驗可按照車輛激勵方式的不同（tóng）分為跑車試（shì）驗、製（zhì）動試驗、跳閘（zhá）試（shì）驗。跑車（chē）測試（shì）是指在公路橋上駕駛汽
車，測試車輛運行（háng）過程中公路橋梁結（jié）構的振動響應和行駛後振（zhèn）動衰減狀況，是動載試驗中檢測公路橋梁受力強迫振動
下對結（jié）構和性能試驗方法。跳車（chē）試驗主（zhǔ）要用於（yú）監測車（chē）輛衝擊下公路橋（qiáo）梁結構的變化和衝擊。試驗內容是在跨越高（gāo）度大
於)0FP的跳板後啟動試（shì）驗車（chē）。在這種情況下，測量橋梁結構的衰減振動（dòng）來測量路橋梁，在附（fù）加汽車質量（liàng）情（qíng）況下的衰減（jiǎn）
振動（dòng），確定橋梁的（de）衝擊係數，從而分析出橋梁結構的振動性質。在試驗中模擬車輛的（de）實際（jì）作用，有效（xiào）的掌握橋梁實際
承受能（néng）力更工作特性。
- 激振器強迫振動試驗
激（jī）振器強（qiáng）迫振動試驗（yàn）中需要的儀器多，在進行（háng）試驗時還需要申請專門的交通中斷，並且試驗的周期較長，因此該
試驗很少應用在公路橋梁荷載試（shì）驗中。但是該試驗可以激起橋梁的大幅度震動，獲得的參數全麵（miàn）且精度較高，可以更（gèng）
加全麵的掌握橋梁動（dòng）力特性，因此激振器強（qiáng）迫（pò）振動試驗對於新型橋梁的結構仍然具（jù）有特（tè）殊的意義。
/ 環境脈動激勵試（shì）驗
環境脈動激勵試驗主要是指在公路橋（qiáo）梁上沒有車輛行駛，或其他因素帶（dài）來周期性的幹擾力或環（huán）境（jìng）因素（sù）。公路橋（qiáo）梁
的激勵是穩定的，經曆了寬頻帶隨（suí）機激勵，以（yǐ）及結構響應的主攜（xié）量（liàng），從而通過脈動測試確定結構的固有頻率。環境脈
動激勵輸入與（yǔ）周圍激勵類別相關，不同的激勵源會因為（wéi）產生原因的不同，導致頻帶範圍和幅度大小的不同。比如說汽
車引起（qǐ）的脈動幅度大小（xiǎo）不超過1-P2V- ，頻帶範圍在1a,1+]；而風荷載的頻帶範（fàn）圍則是1a)1+]。很多橋梁現場的環境
激（jī）勵源（yuán）難以確（què）定，因為可能會存在多個激（jī）勵源的（de）影響。因（yīn）此在理論分析中，往往會把環境激勵輸入近似（sì）的看作是隨機
噪聲。
（二）靜載試驗在公路橋梁檢測中的應用
在公路橋（qiáo）梁檢測中，靜載試驗是另一項主要的試驗（yàn）。靜載試驗是公（gōng）路橋梁的基礎試驗，對於橋（qiáo）梁結構而言，其
承載能力主要是靜載，橋梁結構所承受的靜載主要來自橋梁的自重，因此橋梁的靜載（zǎi）能力對橋梁穩定性起著重要的建築環境與設備
2019 第1卷 第2期·國際建築學
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作用(5@。為了保證檢測（cè）結構的準確性，需要通過設置多點來進行檢（jiǎn）測，檢測的內容相對較（jiào）多，必須把（bǎ）所有對象進（jìn）行重
點檢測，像所測結構的強度和穩定等等，這些性能會對工程的正常運（yùn）營有著（zhe）重要的影響。由於對（duì）所有的橋梁全部進（jìn）
行檢測（cè）是不現實（shí）的，所（suǒ）以它所麵對的主要目標還是那些出現了（le）不良現象，或者出現不良現象前（qián）兆（zhào）的公路橋梁。通過
對這些（xiē）橋梁進行監測找到問題（tí）所（suǒ）在，繼（jì）而加固橋梁。
) 靜載試驗的（de）準備階（jiē）段
靜載試驗開始前，首先應根據公路（lù）橋梁要求的檢測內容和橋梁周（zhōu）圍環境製定合理的試驗方案。根（gēn）據試（shì）驗過程中涉
及的細節和條件，製定詳細（xì）計劃、規（guī）範試驗所（suǒ）需的設備和材料。在選擇試驗技（jì）術人員和施工人員時，應選擇有經驗的
人員，以確保試驗的準確性和安全性。提前做好公路橋梁相關資料的查閱來保證在實驗中對橋梁結構等基礎情況有足
夠的了解。技術人員在進行公路橋梁試驗（yàn）前，要確定公路橋梁靜力荷載試驗孔的選擇。在進行選擇時，結構對稱的公
路橋梁選擇具有（yǒu）代表性的孔進行實驗，同時也應該選擇不利點進行實驗檢測(0@。在（zài）搭建試驗支架和放樣工作中，進行
公路橋梁靜力試驗支架搭建時，根據現場的情況選擇簡單的搭建辦法，完（wán）成搭建工（gōng）作後進行橋梁和加載（zǎi）位置的放樣試
驗，並且要準備好照明安全、儀器以及通訊設施的準備工作。
- 進行安全準備
提前針（zhēn）對可能在靜載（zǎi）試驗中可（kě）能（néng）出現的安全問題。應事先（xiān）采（cǎi）取相應的預防措施，設置（zhì）專門的安全負責人，通過合
理布置安全設施，保證試驗過程中工作人員的安全問題（tí）。試驗計劃中應明確反映（yìng）安全防範措施和事故應急預案。
/ 確定試驗荷載
為了保證試驗成功，在試驗前試驗荷（hé）載的確定也是靜載試（shì）驗的必要準備。對試（shì）驗公路橋梁結（jié）構設計或控製斷麵產
生的不利值的計算，總和被視為截麵控製的（de）荷載。確定荷載試驗時荷載分布應排列整齊合理，以保（bǎo）證試驗檢測數據的
科學性和準確性(6@。在測試之前要對荷載進行大致預估，為了保證預估的準確性，需要在最不利的情況下進行計算內
力（lì）值，通過所得數據對荷載進行控製，得到對於的截麵內力（lì）數據。這樣通過控（kòng）製荷（hé）載，使得整個實驗在可控的情況下
完成。實際加載與設計（jì）的荷載（zǎi）通過係統進行表達，一般這個數值被限製在1,a)1的範圍（wéi）內。
5 選擇試驗的控製（zhì）截麵
一般來說橋梁的檢測對象，往往是那些看起來有（yǒu）問題和受力出現不良狀況的目標（biāo），為了能夠得到它們在靜載試驗
情況（kuàng）下的數據，有必要針對不同（tóng）的情況選擇不同的辦法進行測試（shì）。在測試施（shī）工質量得不到保證的橋跨和（hé）橋墩（dūn）時，計算（suàn）
受力是一個很複雜的過程，再加上結構類型的差異，因此（cǐ）需要選擇不同的實驗內容和截麵(7@（如表-所示）。
表2 幾（jǐ）種主要橋型（xíng）的（de）加載試驗截麵及內容
橋（qiáo）梁的結構類型（xíng）
控製內容以（yǐ）及截麵
懸索橋
主纜內力和塔（tǎ）腳（jiǎo）截麵以及內力撓（náo）度
懸臂梁
彎矩以和撓度和懸臂端撓度（dù）以及支（zhī）點負彎矩
斜（xié）拉橋
拉索力度和塔腳力度以及塔頂水平位移
連續梁
中跨跨中正彎矩和負彎矩以及邊跨梁端剪（jiǎn）力
簡支梁
梁（liáng）端斜（xié）截麵剪（jiǎn）力和撓度（dù）
鋼架橋
中跨跨中正彎矩正彎矩和水平位移以及（jí）墩底彎矩
0 靜載試驗的結果和分析
對於靜載試驗數據的分析和整理主要是從理論探索的方向進行的，也是對公（gōng）路橋梁結構進行技術評價和對試驗數（shù）
據進（jìn）行深入分（fèn）析的過（guò）程。橋梁機構靜載試（shì）驗計算有（yǒu）兩個指標（biāo）：一是有關規（guī）定的允許值，二是檢測點的實際值進行對比
分析（xī），是根據（jù）控製測點（diǎn）實測值和理論計算值進行對比分析。在進行公路橋梁的評價過程中，通常都是相關的係數來控
製。該係數是某個測點的實測值和理論值之間的對比值，如果係數為)的話，那兩（liǎng）者之間相同；如果係數（shù）小於)，說明
公路（lù）橋（qiáo）梁運行（háng）狀態（tài）良好，並具備（bèi）一定的安全儲備；但是如果這係統大於)的（de）話，那就說明存在問題，性能較差或是沒
有安（ān）全保證，需要進行加固改造(,@（如表/所（suǒ）示）。
表3 不同的公路橋梁結（jié）構的應力校驗係數（shù）和撓度校驗係（xì）數
橋梁類型（xíng）
應力校（xiào）驗係數
撓度校驗係（xì）數
鋼（gāng）筋混凝土（tǔ）橋（qiáo）板
0.20-0.40
0.20-0.50
鋼筋混（hún）凝土梁（liáng）橋（qiáo）
0.40-0.80
0.50-0.90
預應力混凝土橋
0.60-0.90
0.70-1.00
圬工拱橋
0.70-1.00
0.80-1.00國際建築學·2019 第1卷 第2期
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五、結語
綜上所述隨著社會的發展和進步，公路橋梁行（háng）業（yè）也在不斷壯大。為了保證公路橋梁的運營（yíng）安全，確保人們的出現
安全，需要加大對於公（gōng）路（lù）橋梁的檢測力度。從目前的實際（jì）情況來（lái）看，公（gōng）路橋梁的（de）荷載（zǎi）試驗工作艱苦又繁瑣，需（xū）要檢測
人員具有非（fēi）常高並且牢固的（de）理論（lùn）知識和豐（fēng）富的實踐經驗，除此（cǐ）之外還（hái）要具備提高自身學習能力（lì）不斷學習的意識，隻有
這樣（yàng）才能確保公路橋梁試驗檢測工作的可靠與準確。
