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夜幕下，24輛（40噸/輛）總重960噸的加載車齊聚太原南中環(huán)橋，在300米的主橋上，上演了一場跌宕起伏的橋梁荷載試驗。
橋梁荷載試驗分靜、動載試驗，分別于5月26日、27日凌晨開始。靜載試驗時，24輛加載車，分3批，每批8輛按照事先規(guī)劃好的特定位置一字排開，在橋面重復(fù)14次荷載，檢測橋梁的“骨密度”。動載試驗時，2輛加載車在南北橋面上，同速同步同向來回行駛，以檢驗橋梁的“心率”是否正常，振動頻率有無發(fā)生異常。此次荷載試驗共耗時兩個夜晚，給南中環(huán)橋進行了一次徹底的“核磁”大體檢。
4月20日，本報曾以“拍胸片、觀膚色、量身高、測骨齡……橋梁這樣體檢真是長知識了”為題，詳細報道了南中環(huán)橋前期實施的無縫隙、全覆蓋花式“大體檢”。作為太原市首批21座正接受全面“體檢”的橋梁之一，此次南中環(huán)橋的荷載試驗也備受大家關(guān)注。5月25日夜晚至27日清晨，山西晚報記者兩次實地探訪橋梁“核磁共振”大檢查的全過程。
23時30分正式封橋
25日21時30分，太原市南中環(huán)橋面上依然車來車往，四川交大工程檢測咨詢有限公司40余名工作人員已全部到位，做荷載實驗前的最后準備工作。
“封路之前，先做一些輔助性工作，檢查每條數(shù)據(jù)采集、傳輸線路是否暢通，電腦運行是否正常，各個智能采集儀器是否正?？煽??！蹦现协h(huán)橋項目技術(shù)負責(zé)人、高級工程師方彬介紹，荷載試驗類似于給人做“骨密度”檢測，是通過加載試驗，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)整體的施工質(zhì)量與受力性能，評估橋梁的承載能力和安全性能，對橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用性能、強度、剛度、裂縫等各項指標做出全面的評價，并為今后橋梁的養(yǎng)護、維修、加固、改造提供科學(xué)依據(jù)。
方彬手里拿著一沓厚厚的荷載試驗方案，借著橋面微弱的光線，不時翻看著。他說，“橋梁現(xiàn)場荷載試驗是一項復(fù)雜、系統(tǒng)的工程，有效組織與合理安排是保證試驗順利進行的關(guān)鍵。前期，我們做了很多準備工作，現(xiàn)在一切準備就緒?！?/p>
25日23時30分，南中環(huán)橋正式封路，喧鬧的橋面瞬間安靜了下來。
“馬上布置車輛加載輪位，速度要快！”“在斜拉桿上，布設(shè)好傳感器，注意安全！”“檢查好各個點位的儀器是否正常?！币宦暵曁柫钕拢蠹腋骶透魑?，各工作面全面鋪開。他們手持鋼卷尺、油漆等工具，在橋面上布置著輪位；在高空作業(yè)車的助力下，兩名工作人員將無線索力測試儀穩(wěn)穩(wěn)安裝在10多米高的斜拉桿上；電腦前，測試人員仔細調(diào)試、復(fù)核儀器上的各種數(shù)據(jù)；東岸引橋上，工作人員引導(dǎo)著加載車輛安全停靠。大家各自忙碌著。
據(jù)了解，靜載試驗是加載車停放在結(jié)構(gòu)受力最不利的截面進行加載，通過對結(jié)構(gòu)靜態(tài)應(yīng)力、靜態(tài)位移、索力、裂縫等參數(shù)的測定，了解橋梁結(jié)構(gòu)截面的應(yīng)力分布、梁體的撓度、主拱圈橫豎向位移、支座的水平位移、拉索索力等指標，據(jù)此判斷橋梁結(jié)構(gòu)在靜載作用下的工作狀態(tài)。
“如果按一般私家車1.2噸的重量計算，一輛40噸的加載車相當(dāng)于30余輛私家車的重量；24輛加載車就相當(dāng)于近800輛私家車聚集在一起?！狈奖蚋嬖V山西晚報記者，當(dāng)晚的靜載試驗，準備了24輛、總重達960噸的加載車。按照預(yù)先設(shè)定的位置，加載車停好后，工作人員在30分鐘內(nèi)，及時采集、分析各個測點的數(shù)據(jù)。
24輛加載車開啟靜載試驗
經(jīng)過近1個小時的緊張工作，26日零時30分，南中環(huán)橋靜載試驗正式開始！在橋東側(cè)的24輛加載車已靜候多時，等候“號令”。
首先出場的是16輛加載車，它們從橋的兩側(cè)駛出，左右各8輛，分兩排，一字排開停在輪位上。此時，各個點位的工作人員迅速開始采集數(shù)據(jù)。
1分鐘、2分鐘、3分鐘……寬敞的橋面上，大家聚精會神地專注于自己的工作，時間仿佛停止了一般。
方彬介紹，靜載試驗需要通過梁體撓度、梁體應(yīng)力、主拱圈橫豎向位移、主拱圈應(yīng)力、主副吊桿及斜拉桿索力、梁端位移等數(shù)據(jù)的采集，判斷橋梁結(jié)構(gòu)的強度、剛度是否滿足設(shè)計及規(guī)范要求。在南中環(huán)橋主橋主梁、主拱圈、主吊桿、副吊桿、斜拉桿上，分別布設(shè)有變形、應(yīng)力、索力、位移等傳感器及靶標，以實時采集、測試各測點的數(shù)據(jù)?？梢哉f，靜載試驗的監(jiān)測點涉及橋梁的方方面面，實現(xiàn)全覆蓋。
山西晚報記者現(xiàn)場看到，各小組人員認真記錄著梁體撓度數(shù)據(jù)、梁體應(yīng)力數(shù)據(jù)、主拱圈橫豎向位移數(shù)據(jù)、主拱圈應(yīng)力數(shù)據(jù)、主副吊桿及斜拉桿索力數(shù)據(jù)、梁端位移數(shù)據(jù)。密密麻麻的數(shù)據(jù)一一呈現(xiàn)著橋梁結(jié)構(gòu)自身的體征、反映出橋梁結(jié)構(gòu)自身的健康狀況。
荷載試驗過程中，大家仔細觀測橋梁的結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)裂縫及初始裂縫，并標明裂縫出現(xiàn)的位置、方向、長度、寬度及卸載后閉合的情況。他們沉浸在繁瑣的工作中，忘記了此刻已是凌晨時分，喧鬧的城市一片沉寂。
“梁體及主拱圈應(yīng)變數(shù)據(jù)采集完畢，數(shù)據(jù)正常！”“梁體撓度數(shù)據(jù)采集完畢，數(shù)據(jù)正常！”“主拱圈位移數(shù)據(jù)采集完畢，數(shù)據(jù)正常！”“索力采集數(shù)據(jù)完畢，數(shù)據(jù)正常！”“梁端位移數(shù)據(jù)采集完畢，數(shù)據(jù)正常！”……30分鐘后，在一聲聲匯報中，首個加載工況順利結(jié)束。
“為了檢驗橋梁在設(shè)計荷載下的承載力，橋梁荷載試驗方案按最不利工況控制進行設(shè)計計算?！狈奖蛘f，此次荷載試驗，他們根據(jù)南中環(huán)橋橋梁結(jié)構(gòu)特點及受力特性，設(shè)計了14個中載、偏載試驗工況（含合并工況），當(dāng)晚要完成全部加載試驗工作。
稍作休息，第二個加載工況繼續(xù)上演。24輛加載車全部上陣，加載的點位已從橋東移至橋中央。最終，經(jīng)過14個加載工況，實現(xiàn)橋梁的全覆蓋試驗。
從封橋那刻起，經(jīng)過近6個半小時的“瘋狂作戰(zhàn)”，南中環(huán)橋主橋靜載試驗畫上了圓滿句號。26日6時整，在“各封道小組注意，全面放開各封道路口、恢復(fù)交通”的指令下，橋面恢復(fù)了往日的熱鬧，新的一天開始了！
8輛加載車雨中上演動載試驗
26日23時30分，南中環(huán)橋動載試驗在淅淅瀝瀝的雨中拉開帷幕，8輛加載車演繹不同時速下的同速同步同向行駛。
“相比前一晚的靜載試驗，動載試驗相對輕松一些?！弊鳛槟现协h(huán)橋荷載試驗總指揮，太原市城市橋梁安全排查檢測工程第二標段項目經(jīng)理張璜雙眼布滿血絲。
他說，橋梁是有其固有頻率的，動載試驗就像檢測橋梁的“心率”，包括跑車試驗和跳車試驗兩項內(nèi)容。其主要測試橋梁的動應(yīng)變、動位移、自振頻率、豎向與橫向振幅，了解橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性、振動特征（振幅、頻率、模態(tài)振型、阻尼比）等，判斷橋梁結(jié)構(gòu)在動載作用下的工作狀態(tài)。
首先進行的是跑車試驗，主要測試主梁、主拱圈結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)和沖擊系數(shù)。試驗現(xiàn)場，兩輛加載車分列南北車道，以5公里/小時、10公里/小時、20公里/小時、30公里/小時、40公里/小時、50公里/小時、60公里/小時的速度，同速同步同向通過南中環(huán)橋。
完成7個時速的試驗后，27日凌晨3時，跳車試驗開始。該實驗主要測試主梁、主拱圈結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)和沖擊系數(shù)。工作人員在橋梁結(jié)構(gòu)跨中位置放置了木質(zhì)跳車板，兩輛加載車以5公里/小時、10公里/小時、15公里/小時、20公里/小時的速度，同速同步同向碾壓跳車板，通過南中環(huán)橋。
“跳車試驗是橋梁動載試驗中比較重要的一種試驗方法，它可以模擬橋面受損（坑槽、坑洞）的情況下，車輛在橋面跳躍時的實際情況，評估橋梁在動態(tài)荷載下的響應(yīng)特性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等方面的性能?！睆堣榻B，通過跳車試驗，可以獲得橋梁在車輛跳躍時的動力響應(yīng)和沖擊系數(shù)等數(shù)據(jù)，進而對橋梁的設(shè)計和施工進行優(yōu)化和改進，提高橋梁的安全性和穩(wěn)定性，確保橋梁在使用過程中的安全性和可靠性。
張璜說，正常的荷載試驗對橋梁結(jié)構(gòu)無影響，但其方案與實施過程必須遵循科學(xué)、嚴謹、安全的原則，熟悉荷載試驗流程，對試驗方案反復(fù)推敲。試驗過程中，應(yīng)做到實時監(jiān)測、及時反饋，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，必要時終止加載。
總之，橋梁荷載試驗是保證橋梁安全性能的重要手段，能夠為橋梁的安全性能和使用壽命做出科學(xué)的評估，為橋梁的養(yǎng)護、維修、加固、改造提供科學(xué)依據(jù)。
27日6時許，歷經(jīng)兩個夜晚的奮戰(zhàn)，南中環(huán)橋荷載試驗基本完成。之后，他們將繼續(xù)完成匝道橋的荷載試驗。
山西晚報記者 薛建英
