橋梁靜載試驗研究

駱浩光

（廣東省航運規(guī)劃設計院工程檢測中心，廣東 廣州510000）

橋梁靜載試驗研究

駱浩光

橋梁檢測是橋梁安全，日常維護的重要依據(jù)，橋梁靜載試驗可以對橋梁結構的靜力位移、靜力應變、裂縫等參數(shù)進行測試，從而對橋梁在靜力荷載作用下的承載能力及工作性能進行檢驗。本文通過實際的工程案例簡要介紹橋梁靜載試驗的荷載布置，工況設計，提供一些檢測中常用的參數(shù)和判定法則，為以后類似的橋梁檢測工程提供參考。

橋梁檢測 靜載 試驗

1.工程概況

為全面了解和掌握橋梁的實際工作狀態(tài)及考察其承載能力，通常采用橋梁的靜載試驗進行評估，通過測定橋梁結構的應力、應變和撓度變形從而掌握橋梁中難以理論計算的實際受力狀態(tài)、承載能力，另外還可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)檢查中較難發(fā)現(xiàn)的隱蔽病害，對橋梁結構的安全評估做出全面客觀的評價，同時為后期的維修養(yǎng)護、加固改建提供參考。

峽口蘭夏橋位于東莞市東城區(qū)榴花東街至東江大道路段上。橋梁總長為62m，跨徑組合為20.5m+21m+20.5m，橋面總寬6.6m，總體橫向布置為：0.5m（護欄）+5.6m（車行道）+0.5m（護欄）。該橋上部形式為整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土簡支T型梁，單跨共設置4片T梁，梁端支點處梁高175cm，跨中梁高為125cm；下部結構形式為雙柱式橋墩、重力式橋臺；橋面采用鋼筋混凝土鋪裝層，該橋的設計荷載為“汽車—20級”。

2.靜載試驗

2.1 試驗內容與目的

靜載試驗是將靜止的荷載作用于橋梁的指定加載位置，利用儀器采集橋梁的靜力位移應變、裂縫等參數(shù)，從而對橋梁結構在荷載作用之下的工作性能及其使用能力作出評估。靜載試驗的意義在于：通過對具有代表性橋跨的靜載試驗，對橋梁結構的靜力位移、靜力應變、裂縫等參數(shù)進行測試，從而對橋梁在靜力荷載作用下的承載能力及工作性能進行檢驗。

檢測內容主要為：檢測橋跨跨中截面在試驗荷載下的靜應變；檢測橋跨支點、跨中、四分點等截面在試驗荷載下的靜撓度；檢測橋跨橋墩在試驗荷載下的豎向變位。

2.2 檢測方案

為了獲得結構試驗荷載與變位及應力關系的連續(xù)性和防止結構意外損傷，加載方式為逐級遞加到最大荷載，然后逐次卸載到零級荷載。加載位置與加載工況確定的主要方式是：采用荷載等效的原則實施，在滿足試驗荷載效率的前提下對加載工況進行適當優(yōu)化，每一加載工況以某一檢驗項目為主，必要時可兼顧其他檢驗項目。

加載中的試驗工況加載階段為：工況1，在檢測跨跨中附近加載一臺重約350kN的重車，車頭朝向1#墩，車前軸與跨中線重合，車身外緣距護欄0.6m。工況2，移動工況1中的重車，車頭朝向1#墩，使車前一個后軸與跨中線重合，車身外緣距護欄0.6m。工況3，移動工況2中的重車，車頭朝向1#墩，使車后軸距離跨中線3.4m，車身外緣距護欄0.6m；另加一輛約350kN的重車，車頭朝向2#軸，與前一輛車對稱于跨中線布置。卸載階段：將橋面上所有車輛依次撤離。

若加載過程中，發(fā)生下列情況之一時應中途終止加載：控制測點應力或內力值超過計算值，并且達到或超過按規(guī)范安全條件所要求的控制應力或內力值時；控制測點變位，如豎向撓度等超過設計允許值時；結構構件出現(xiàn)受力損傷或局部發(fā)生損壞，影響橋梁承載能力和正常使用時。

2.3 試驗結果評定

檢測橋跨在試驗荷載下各撓度測點的計算撓度值、實測撓度值及兩者的比較分別見表2所示，各由表1可知，在工況3試驗荷載作用下，檢測橋跨跨中主要測點（B3#、B3-1#、B3-2#）的撓度校驗系數(shù)ζ在0.46～0.58之間，撓度校驗系數(shù)均小于1，滿足《評定規(guī)程》中關于橋梁主要測點靜載試驗校驗系數(shù)的要求。

表1 試驗工況下各斷面撓度的實測值和計算值比較（mm）

在各級試驗荷載作用下，檢測橋跨各應變測點的理論應變值、實測應變值跨中截面主要測點（Y1#～Y3#）的應變校驗系數(shù)ζ在0.36～0.46之間，能夠滿足《評定規(guī)程》關于校驗系數(shù)的要求。

試驗結束前對試驗橋跨進行了殘余變形和殘余應變觀測，主要測點的相對殘余變位及相對殘余應變均未超過20%，檢測橋跨的殘余變形和應變值均能滿足《評定規(guī)程》中關于橋梁主要測點相對殘余變位和應變的要求，表明結構處于彈性工作狀態(tài)。在試驗過程中，未見肉眼可觀測到的新裂縫出現(xiàn)，既有裂縫未見明顯擴展，能夠滿足《評定規(guī)程》中關于橋梁在試驗荷載作用下裂縫限值的要求。在試驗過程中，檢測橋跨的橋墩未產(chǎn)生可觀測到的沉降變位，能夠滿足《評定規(guī)程》中關于橋梁在試驗荷載作用下基礎發(fā)生沉降變位的要求。

綜上所述：該橋靜力工作性能良好，各項試驗檢測指標均能夠滿足《評定規(guī)程》的要求，在試驗過程中，未見肉眼可觀測到的新裂縫出現(xiàn)，既有裂縫未見明顯擴展，試驗橋跨的橋墩未產(chǎn)生可觀測到的沉降變位。橋梁的承載能力和正常使用性能均能滿足“汽車—20級”荷載等級的要求。

3.結論

經(jīng)過現(xiàn)場的應變點檢測、殘余變形和殘余應變觀測，峽口蘭夏橋的承載能力和正常使用性能均能滿足“汽車—20級”荷載等級的要求。本文通過實際的工程案例簡要介紹橋梁靜載試驗的荷載布置，工況設計，提供一些檢測中常用的參數(shù)和判定法則，為以后類似的橋梁檢測工程提供參考。

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1007-6344（2015）04-0336-01

駱浩光（1986-），男，廣東廣州人，大學本科，助理工程師，從事橋梁檢測與監(jiān)測工作