立交桥梁静荷载试验的探讨

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中图分类号：U448.17文献标识码： A 文章编号：

摘要:近年来，桥梁工程的建设在我国得到了飞速发展，但是桥梁在整体受力性能和承载能力方面也受到广泛关注。因此，桥梁检测是保证桥梁安全运营的重要手段。本文就结合工程实例，探讨静荷载试验在桥梁检测中的相关内容，包括试验设计及试验注意事项等，并对试验结果作相应的分析，为研究桥梁检测提供了参考。

关键词:立交桥梁；静载试验；设计；试验结果；注意事项

Abstract: in recent years, the construction of the bridge engineering in China obtained the rapid development, but Bridges in overall force performance and carrying capacity of the attention. Therefore, the bridge is to guarantee the safety operation test bridge the important means. This paper is combined with the engineering practice, this paper discusses the static load test for bridge test in the relevant content, including experimental design and test points for attention, and the test results of the corresponding analysis for bridge test research provides reference.

Keywords: interchange bridge; The static load test; Design; Test results; note

随着社会经济的发展和科学技术的进步，越来越多雄伟壮观、形式多样的的桥梁建成，然而影响桥梁工程质量的许多不确定因素仍然存在，对于建成后的桥梁工程质量，人们更希望了解和掌握其整体受力性能和承载能力。因此，桥梁结构的检测是对桥梁工程内在质量进行评判时最直接和有效的方法和手段。

1 工程概况

某立交桥上跨的B匝道桥分为两种形式，直线部分采用20m跨径的预制简支板桥，小半径曲线部分采用20m长度的现浇钢筋混凝土连续梁桥，梁高均采用90cm。匝道跨线桥共340m，简支梁220m，分为两联；连续梁为120m，即6孔一联。简支梁的下部结构采用双柱式盖梁形式，其柱间距与简支梁相同，柱径为1．3m，桩径为1．5m，桩基按摩擦桩进行设计。

该立交桥连续梁的下部结构，采用双柱无盖梁式。设计荷载:汽车―超20，挂车―120。设计净高:机动车的设计净高为5m。匝道最小平曲线半径:65m。该立交桥静荷载试验跨选在14号～16号墩之间进行，该处为连续曲梁。

2 静载试验

2.1 现场静载试验各工况中测点分布

2.1.1 工况布置

在B匝道桥14号～16号墩间两个桥跨进行静载试验，试验工况主要包括连续梁跨中附近最大正弯矩截面A―A加载试验下的工况A―A和连续梁支墩附近最大负弯矩截面B―B加载试验工况B―B。截面车辆均匀布置。

2.1.2 测点布置

测点布设在桥梁结构试验项目中的最不利位置。本试验挠度测点主要布置在梁跨的1/4，1/2和3/4位置等处，在试验各截面底部下缘均匀布置4个挠度测点。在每个应力测试截面A―A下缘均匀布置7个应力观测点，边部两侧距下边缘10cm处共布置2个应力观测点。

2.2 现场静载试验方法

2.2.1 基于空间有限元模型分析

理论计算运用空间梁单元模型进行内力分析，以最不利弯矩内力值确定相应的加载工况，确定试验荷载。计算模型见图1，弯矩内力值及影响线见图2。

图1 连续曲梁部分空间模型截图

图2 支墩负弯矩内力影响线（单位：kN.m）

2.2.2 静载试验设计

(1)试验荷载设计

a．静载试验中确定荷载基本原则。本静力试验荷载过程中均采用重量约400kN的载重测试车辆。所需车载重量由满足公式中所确定原则经过等效换算而得到，其具体的重量大小偏离最多不超过设计标准的上下1kN。μ为规范采用的冲击系数。

0.80≤η=Sstate/[(1+μ)S]≤1.05

本次静载试验过程中所确定的加载工况的计算弯矩值、试验中测得的弯矩值以及采用的具体相应荷载效率系数见表1。

表1 静荷载试验中加载参数列表

b．静载试验具体程序步骤。过程中应注意选择在周围环境温度浮动不大及测试实体温度较稳定的时间段内进行静力荷载试验，试验前一般需将交通阻断，在合适情况下荷载试验一般于21时之后开始进行，在荷载试验进行时应测量周围环境和结构体的温度，确定是否超过试验的允许值，作为评定最终承载能力的依据。

开始前将加载测试车辆准确称重，浮动范围大小不超过上下1kN～2kN，然后整齐排列在距测试结构体100m远的位置停靠；在进行正式加载试验前，需要在各个所确定的试验工况截面处施行预加载，时间应在15min以上，来确定结构是否处于正常工作状态以及检查试验测试系统装置和试验组织是否正常。

静力试验中需按提前安排好的方案进行分级加载，当测试车辆荷载驶入指定的位置停稳，待稳定10min之后，工作人员尽快抄录试验数据，并进行多次读数，来保证测试过程准确可靠。

当读数后数据的差值变化较小时，可以确定结构体现在已处于稳定态。

(2)静载试验过程中数据采集

应力测试采用在试验截面粘贴混凝土应变计来测试混凝土应变与应力。结构挠度测试采用机械式百分表进行数据采集，通过铁丝垂直连接到百分表上。

(3)静载试验过程中主要数据处理

试验过程中，数据的采集是关键，主要是测量采集各类数据、应力、挠度等，并及时将实测控制数据及应力、挠度等换算处理，并与试验中预先计算好的模型设计值进行全方位比较，以判断静力荷载下的结构工作状态和承载力。

3 静载试验结果

3.1 挠度测试结果

试验荷载作用下部分测试梁体挠度实测值与计算值具体数据见表2。可以清楚看出，A―A工况加载时结构挠度校验系数维持在0．51～0．90之间，B―B工况加载时结构挠度校验系数维持在0．54～0．85之间，基本符合试验方法中所确立的0．50～0．90范围，桥跨结构抵抗变形能力满足设计要求。

表2 桥梁静载中挠度测点模型计算与实际测量结果表

3.2 应力测试结果

试验荷载作用下部分测试梁体应力实际测量值与模型计算值具体数据见表3。由此可以详细的看出静力荷载下的应力结构校验系数在0．63～0．92之间，部分测试数值稍微大于试验方法建议的0．40～0．80的合理范围，桥跨结构强度满足之前设计要求。

表3 应力测点模型计算与实际测量值结果比较表

4 注意事项

1)为正确判定桥梁的实际承载能力，试验荷载工况应选择在桥梁结构的最不利受力位置。各荷载工况可参照界面变形(内力)影响线进行，设计中主要荷载工况须重点体现。

2)在桥梁静载试验过程中，应时刻注意车辆的合理移动、加载时间及加载效率之间的关系，通过缩短荷载时间及较小的运动来达到最大的期望值。在试验开展之前还要注意试验对于交通状况的影响，尽早与相关部门作出合理的安排。

5 结束语

综上所述，桥梁静载试验是复杂而细致的工作，为判断桥梁结构实际承载能力，为桥梁今后的养护、维修及加固改造提供重要的参考价值。因此，检测工作者必须明确实验目的，遵循一定的程序，减少检测中主观性，并采用科学先进的量测手段，进行严密的准备和组织工作。只有这样才可能达到预期的目标，为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。

参考文献

[1] 高怀志 王君杰,桥梁检测和状态评估研究与应用[J]世界地震工程，2010，06

[2] 王有志 张宏同 徐鸿儒等,在用钢筋混凝土梁式桥的安全性评估[J]水运工程，2009，22