摘要：城市橋梁檢測是維護其使用安全和設計壽命的先決條件。對結構新穎、隱蔽工程較多的橋梁進行承載能力檢測，是竣工驗收時對橋梁工程內在質量進行評判時最直接和有效的方法和手段。對現役城市橋梁進行承載能力檢測，可以給城市橋梁使用狀況和承載能力的評價提供數據參數，了解掌握城市橋梁結構的承載情況，找出城市橋梁結構的實際安全儲備，避免在日常使用中產生災難性后果。本文對城市橋梁承載能力檢測的含義、目的及方法進行了系統的闡述，志在為城市橋梁的管理維護者提供理論借鑒和指導。

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　　城市橋梁檢測是維護其使用安全和設計壽命的先決條件，即通過對城市橋梁技術狀況及缺陷和損傷的性質、部位、嚴重程度及發展趨勢的檢查和測定，搞清其出現缺陷和損傷的原因和機理;分析和評價既存缺陷和損傷對城市橋梁質量和使用承載能力的影響，為城市橋梁的維護與加固提供可靠的技術數據和依據。城市橋梁檢測通常包括城市橋梁的表觀檢查、城市橋梁結構材料的損害檢測、城市橋梁承載能力的檢測和城市橋梁的健康度檢測。其中，城市橋梁承載能力檢測是城市橋梁檢測的關鍵之舉、重中之重。

　　一、城市橋梁承載能力檢測的含義

　　城市橋梁承載能力的檢測，即通過分析計算、荷載實驗和實物調查，測出橋梁結構的動力特性，結合實際交通情況，進行城市橋梁結構對比分析，檢驗出城市橋梁的實際承載能力，從而評定城市橋梁的安全承載能力的檢測活動。主要包括對橋梁結構的強度、穩定性及耐久性、地基和基礎、橋梁結構的剛度要求、裂縫等項目的檢測。

　　二、城市橋梁承載能力檢測的目的

　　全國每年都有一大批結構新穎、雄偉壯觀、形式多樣的橋梁建成，無論在橋梁單跨跨度、結構復雜程度和施工技術難度方面，我國橋梁建設技術水平已進入世界先進之列。隨著科學技術的進步，橋梁結構的設計方法和設計理論都有了根本性的變化，然而影響橋梁工程質量的許多不確定因素仍然存在，對于建成后的橋梁工程質量，人們更希望了解和掌握其使用性能和效果。對那些影響較大、結構新穎、隱蔽工程較多的橋梁進行承載能力檢測，是竣工驗收時對橋梁工程內在質量進行評判時最直接和有效的方法和手段。同時亦為設計理論、施工技術總結積累經驗，為橋梁建設的整體水平提高創造條件，為今后橋梁的養護管理提供科學依據。對現役橋梁進行承載能力檢測，可以給橋梁使用狀況和承載能力的評價提供數據參數，了解掌握橋梁結構的承載情況，找出橋梁結構的實際安全儲備，避免在日常使用中產生災難性后果。有明顯質量衰退或有較嚴重病害和損傷的橋梁、需提高承載能力及使用功能的橋梁、需通行特種荷載的橋梁、缺失技術資料和安全運營資料的橋梁、發生意外事故并經技術處理后的橋梁和運營條件發生較大變化的橋梁，在正常使用前必須進行承載能力檢測，確保城市橋梁的使用安全。

　　三、城市橋梁承載能力檢測的方法

　　城市橋梁承載能力的檢測方法包括分析計算法、荷載實驗法以及實物調查比較法。眾所周知，分析計算與實際工程是具有一定差別的，必須通過經驗系數折算評定出橋梁的安全承載能力，再運用相似模擬等靜載實驗和動載實驗對橋梁結構的工作狀態進行測試，從而推斷橋梁結構在荷載作用下的工作狀態和使用能力。因此，城市橋梁承載能力檢測的三種方法是相輔相成、互為一體。

　　(一)分析計算法。

　　分析計算法包括經驗系數折算和理論計算兩個部分。經驗系數折算是以城市橋梁原有設計荷載等級為基礎，同時考慮橋梁損壞程度，材料老化程度，橋面行駛條件，實際交通情況，橋梁建造使用期限等因素，經過廣泛的調查研究確定出各項對應的系數，從而折算出城市橋梁的安全承載能力。理論計算是當原橋荷載等級不清楚，或上述的各種系數較難確定時，應用結構計算理論，估算出橋梁結構可能承受的最大外力;然后再與實際檢定的荷載相比較，從而判定出城市橋梁安全承載能力的方法。

　　分析計算法通常按兩個步驟進行。

　　一是對被檢定的橋梁結構進行資料搜集、現狀檢查、材質與地基的檢驗;

　　二是運用橋梁結構計算理論及有關的經驗系數對檢查所得的有關資料和檢驗測量結果進行分析計算，從而評定出橋梁的安全承載能力。此法應注意的問題是:荷載計算應根據實際荷載，即采用需通過的荷載等級進行驗算;材料強度以實測結果為準;應正確地把結構的缺陷估計到計算中去。

　　(二)荷載試驗法。

　　城市橋梁結構荷載試驗是對橋梁結構加載工作狀態進行直接測試的一種檢定手段，是對橋梁結構性能最直觀，最可靠的檢測方法，按施加荷載的類型可分為靜載試驗和動載試驗兩種，我國在這方面有成熟的方法或標準。

　　橋梁結構靜載試驗是通過對某項結構響應(位移，應變或應力等)實測值與理論計算值的對比，得到該項響應的校驗系數，從而對橋梁的結構性能進行評價。通過橋梁靜載試驗可以直接了解橋梁結構承載情況，驗證橋梁結構設計理論和計算方法，確定和判斷橋梁結構實際的承載能力。

　　橋梁結構靜載試驗通常按三個步驟進行。

　　一是按照橋梁的設計荷載等級，根據荷載的最不利位置，布置靜載(通常是載重汽車);或者根據橋梁結構的控制內力確定荷載及其位置，對橋梁結構進行加載。

　　二是對加載后橋梁結構的靜位移、靜應變、靜轉角等荷載響應進行測試。

　　三是根據測試結果推斷橋梁結構在荷載作用下的工作狀態和使用能力。

　　此法應注意的問題是: 隨著當前高新技術傳感器的出現，可以實現橋梁結構響應的高精度量測，但試驗前應先對橋梁結構的加載量進行估算。如果原橋的病害較大，初步判定其承載能力較低，則加載量可先低一點，逐步加載;若需要進行超載試驗，可逐步提高加載量，但要謹慎小心，注意觀察。靜載試驗的加載量一般為設計荷載的0.8～1.0倍。

　　橋梁結構動載試驗是應用理論分析與試驗測試結合的科學方法解決橋梁振動問題的必要手段，是城市橋梁檢測工作中的重要環節，是動力測定評價方法的基本測試項目，其對橋梁使用狀況和承載能力的評價提供了重要的數據參數。城市橋梁檢測中，動載試驗的內容主要是結構動力特性和動載響應的試驗與分析，量測的主要部位是結構動力效應最大構件的動應力及動變形的控制截面。

　　橋梁結構動載試驗通常按四個步驟進行。

　　一是采用重載車輛行駛等動載沖擊或環境激振等加荷方式;

　　二是通過采集設備獲得橋梁結構的振動響應信號;

　　三是分析處理采集到的響應信號，獲取橋梁結構的頻率、模態等動力特性參數;

　　四是通過動力特性參數的變化，對橋梁結構進行損傷識別與性能評價。此法應注意的問題是:橋梁的模態參數要準確。橋梁的模態參數是整個結構振動系統的基本特性，它是進行結構動力分析所必須的參數，其結果不僅可以用來分析結構動載作用下的受力情況，而且對橋梁承載能力狀況評定提供重要指標。

　　(三)實物調查比較法。

　　實物調查比較法是在對被檢定橋梁進行相當長期觀測的基礎上，根據通過的車輛荷載，測定橋梁各主要部位的撓度(跨中或產生撓度最大處)、應變、應力、裂縫開展情況等數據，然后對這些數據進行統計分析，從而得出橋梁可以承受的荷載等級。實物調查比較法是根據實際交通情況來檢定橋梁承載能力的動態求法，對不同的橋梁構件，承載能力的表達方式也不僅相同。例如對于受軸向力為主的單元可采用軸力的標準，而對受彎構件則需采用彎矩(或彎矩和剪力的聯合)作為判據。就目前來說，Taly提出的承載能力評估方法是比較合理的。

　　其分析步驟如下:

　　一是分析各橋梁構件在設計活載下的最大彎矩、剪力、軸力、變形等;

　　二是計算各橋梁構件的恒載內力(包括彎矩、剪力、軸力、變形等);

　　三是基于各橋梁構件的真實截面特性以及設計規范所給定的指標計算各單元的承載能力;

　　四是計算各橋梁構件的活載承載能力(由步驟3和步驟2的計算值相減即可);

　　五是步驟4和步驟1的計算值之比即可作為各單元的承載能力評價指標。

　　此法應注意的問題是: 實物調查比較法以普通的結構分析和現行的設計規范為基礎，結合實橋檢測的結果進行評估，易為評估者接受和理解，但在對結構失效模式的判斷上，以及對結構非線性的處理上仍存在很大的困難。還有必要對設計準則調整、安全系數取值、結構損傷確定及分析方法選擇等做進一步的研究。

　　參考文獻：

　　1.《橋梁檢測與維修加固》

　　2.《公路工程現場檢測新技術》