试议桥梁检测中的静载试验

摘要：桥梁静载试验时检测桥梁结构承载能力普遍采用的手法，通过对桥梁控制截面进行加载所得到的应力和挠度结果与理论计算结果进行对比，便能评定结构的承载能力，本文对桥梁静载试验的方法进行了系统的研究和归纳。 关键词：桥梁；静载试验；检测

中图分类号：k928.78 文献标识码：a 文章编号： 前言

随着国民经济持续快速的发展，我国交通运输事业迎来一个辉煌灿烂的时代。自1998年我国第一条高速公路建成通车，截止到2006年底全国高速公路通车总里程已达4.万千米，其中公路桥梁总数已达50万座，并计划在2030年建成总规模约8.5万千米的国家高速公路网。全国每年都有一大批结构新颖、雄伟壮观、形式多样的桥梁建成，并且无论在桥梁单跨跨度、结构复杂程度和施工技术难度方面，我国桥梁建设技术水平已进入世界先进行列。相对于其他基础设施，公路桥梁造价高、投资大、社会效益和影响巨大。桥梁工程是生命线工程，为了确保桥梁的安全性和耐久性，适应公路运输载重量不断发展的需求，充分利用我国现有公路桥梁的承载能力，使之能继续安全地为公路运输事业服务，必须对现有桥梁和新建桥梁的承载力做出客观、真实、准确的评价，为桥梁竣工验收和桥梁正常运营养护提供技术依据，为设计理论、施工技术总结积累经验，为我国桥梁建设的整体水平提高创造条件，为今后桥

梁的养护管理提供科学依据。 桥梁静载试验的目的和意义

在桥梁处于改造养护的时期，为了保证桥梁工程的质量以及通行能力，对桥梁实行静载试验是最为直接有效的方法。静载试验是使试验荷载在指定位置对桥梁进行加载，测试桥面的挠度、桥梁控制截面的应力增量．根据简支板桥的基本理论，在试验前计算出各控制截面的内力影响线，并根据影响线的具体形状和规范规定的荷载试验效率，确定各种工况下所需加载车辆的荷载大小和在桥面上具体布置．并计算各工况下该桥的内力、应力和挠度等作用效应，按照规范所规定的各项容许指标，验算试验荷载作用下结构的承载力是否达到要求，判定结构的施工质量、运营安全度。因此，静载试验作为桥梁结构试验中最大量、最常见的基本试验，成为了解结构性能的重要手段，在评价桥梁承载能力方面有非常重要的作用。 二、桥梁静载试验的准备工作

桥梁荷载试验能否顺利进行，取决于前期准备工作是否到位，在荷载试验进行前的准备工作包括：

1搜集与试验桥梁相关的技术资料，包括设计图纸、原始施工试验记录资料、试验桥梁的养护与维修记录等相关技术资料。 2在进行荷载试验前，必须对桥梁的外观进行检测，以确定桥面系裂缝的分布状况，对支座及主要结构承重构件表观状况进行详细观察，并作好观测记录。外观检查主要是用肉眼观察桥梁是否有裂缝、混凝土的剥落、钢筋外露与锈蚀、构件破坏、变形等．通过对

空心板、桥台、支座、盖梁、桥墩、栏杆等构件外观检查没有发现明显的问题且整体性较好．桥面铺装层较平整，部分位置有裂纹，伸缩缝构造不合适，桥面伸缩缝处开裂，防撞栏杆没有按设计要求设计，没有设置上部护栏．

3运用有限元分析软件对设计荷载作出验算，所得到的结果与规范作对比，验证拟加荷载作用下的理论内力是否符合要求，并以此作为制定加载和量测方案的依据，合理布置测点，以真实反映桥梁在最不利荷载作用下所产生的挠度和应力。

4在荷载试验开始前架设工作脚手架、设置测量仪表支架、测点放样及表面处理、布置测试元件、安装调试测量仪器仪表等。 5进行混凝土强度检测，需要对公跨铁立交桥空心板、桥梁墩台等部位进行了检测。采用中型回弹仪，对各测区混凝土弹击16个点，计算平均回弹值时，从16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值，采用余下的10个回弹值计算算术平均值。检测出各测区的混凝土回弹值后，再将同一部位的各测区回弹值取平均值，得到各部位的回弹平均值，考虑新建桥梁，混凝土碳化深度取0㎜，再按国家行业标准《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》对回弹平均值进行修正，得到混凝土强度推定值。 三、试验截面的计算

桥梁静载试验须要客观地评价结构的承载能力与使用性能，同时还须考虑费用、时间等制约因素的影响。因此，必须从全桥中选择最合理的截面进行试验，以得到理想的结果。对于常见桥型，控制

截面的数量多少取决于准确地绘制出内力包络图的需要，控制截面最不利活载内力计算的一般方法是先求出该截面的各类影响线，然后进行影响线加载，再按照车道数、冲击系数及车道折减系数计算出该截面的最不利荷载内力。影响线计算的理论基础是荷载横向分布理论，通过使用荷载横向分布系数将结构空间的内力和变形问题转化为平面问题，从而进行计算。

作为桥梁的鉴定荷载试验，试验荷载原则上应尽量采用与试验控制荷载相同的荷载，但由于受到种种原因的影响，实际的试验荷载很难与试验控制荷载相同，为保证试验效果，试验荷载一般采用静载试验效率系数进行控制。静力试验荷载的加载效率系数按下式计算。 式中：

ηq — 静力试验荷载效率系数；

sstar— 试验荷载作用下，检测部位变形或内力、应力的计算值； s— 设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力、应力的计算值： μ — 设计取用的冲击系数。

在进行静载试验时，简支梁桥的控制截面一般取中跨跨中截面及l/4截面的弯矩及剪力。连续梁桥的控制截面则一般选取中跨跨中截面、l/4截面、中支点截面、边跨（次边跨）跨中截面的弯矩、剪力。连续刚构桥由应变确定的控制截面一般为中跨跨中截面、中支点截面、近中支点的边跨跨中截面的应变，必要时可增加l/4截面的应变。连续刚构桥变形观测内容为各跨支点沉降，各跨l/4、

跨中、3l/4截面的挠度。 四、静载试验结果分析

在进行荷载试验后，通过对试验数据和理论计算值的对比分析，便可以得出桥梁结构的受力性能，以检验桥梁结构承载能力是否合乎标准。具体分析方法是将结构位移、应变等实测值与理论计算值进行比较，分别绘出结构在最不利荷载工况作用下主要控制截面测点的荷载位移(p—△)曲线、及此工况下控制截面下的荷载应变(p—e) 曲线进行对比分析，最后绘出最不利荷载下控制截面的横向分布曲线，并记录好结构裂缝分布及发展状况。此三条曲线所代表意义如下：

1荷载—位移(p—△)曲线

荷载与位移的关系能从总体上说明结构的基本状态和工作性质，荷载—应变曲线斜率越大，则所反映的结构刚度也愈大。根据荷载—位移曲线的形状与特征点，可以研究试验结构的工作状态，在试验曲线形状发生特别变化的地方，一定与结构中某些特殊的现象相联系，再利用其它实测资料进行综合分析，即可全面把握试验结构的受力行为。

2荷载—应变(p—p)曲线

绘制荷载—应变曲线能够反映结构是处于弹性，还是处于弹塑性工作阶段，同时也能反映某些局部现象如结构开裂与否以及节点的工作状态等。 3横向分布曲线

利用沿桥梁横截面方向将各测点在各级试验荷载作用下实测挠度值连接起来的挠度曲线，可以进行横向分布系数的计算，进而验证所采用的横向分布计算理论的合理性。 结束语

桥梁荷载试验是对新建桥梁竣工验收和已建桥梁运营时进行承载力评定的重要手段，也是检测桥梁整体受力性能是否满足设计和标准规范要求，评定桥梁承载能力及安全性最直接和最有效的办法。桥梁静载试验的评价指标有两个方面：其一是控制测点的实测值应小于相应的理论计算值，即校验系数小于１并在相应的范围内；其二是控制测点的实测值应满足规范规定的允许值。 参考文献

[1]王建华，孙胜江.桥涵工程试验检测技术[m].北京：人民交通出版社，2004.

[2]刘自明，王邦楣.既有桥检测评估的若干要点[j].桥梁建设，2002

[3]李亚东.既有桥梁评估初探[j].桥梁建设，1997（3）：18- 21. [4]宋博琪，傅红丽，马秀君，等.桥梁的静载与动载试验[j].公路，2002