浅谈公路桥梁静力荷载试验检测
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摘要 桥梁承载能力鉴定的主要途径是荷载试验。荷载试验是鉴定桥梁承载能力的一种最直接、最有效的方法。其包括静力荷载试验与动力荷载试验两部分。一般只做静载试验，必要时增做动载试验，提供辅评定指标。本文就侧重静力荷载试验进行详细的阐述。
中图分类号U44 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0174-02
公路桥梁结构性能检测对其结构及部件的工作性能所存在的缺损状况进行详细检测、试验、判断，是对桥梁的专门检验。结构承载能力（强度、刚度、稳定性等）鉴定是结构性能鉴定的主要内容，包括承载能力检测与承载能力评价两方面。出现以下情况之一需对桥梁进行结构性能鉴定：
1）桥梁主要承重构件的材料缺损严重影响结构的承载能力；
2）桥梁的荷载等级需要提高；
3）桥梁需要通过超重车辆；
4）桥梁经过重大的加固改建后需要验收。
公路桥梁的静力荷载试验（静载试验）――将静止荷载作用于桥梁上指定位置，以便测试出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。一般以缓速行驶到桥上特定载重级别的车辆荷载作为静载，在某些情况下也可施加荷重（堆置铁块、水泥、预制块件、水箱等）或者以液压千斤顶装置施力等方式来模拟车载，以达到试验目的。
1 桥梁静载试验的方案
1.1 加载方案
当加载分级较为方便时，一般按最大控制截面内力平均分为3~4级。当使用重车加载，车辆的加载、卸载、称重有困难时也可分为2~3级。当前期工作不充分，或桥梁状况较差时，应尽量增多加载分级。如限于条件而加载分级较少时，应在每级加载时，使车辆逐辆缓缓驶入预定的加载位置，以确保试验安全。分级加载,最好每级加载后卸载，也可逐级加载达最大荷载后再逐级卸载。
加载时间要求―为减少温度变化对静载试验的影响，加载试验时间以晚10时至早6时为宜。当采用加卸载迅速的车辆进行试验时，亦可安排在白昼温差较小的时段。
加载物可选用装载重物的汽车或平板车，或就近利用施工机械车辆。采用车辆加载便于调运和加载布置，加卸载迅速。采用车载既能作静载试验又能作动载试验。加载也可采用重物，按控制荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在架上堆放重物或设置水箱进行加载。若加载仅为满足控制截面内力要求，也可采用直接在桥面堆放重物或设置水箱加载。重物加载准备工作量大，加卸、载所需周期较长，交通中断时间亦较长，且试验时温度变化对测点的影响较大，因此宜安排在夜间进行。
加载物应进行称重，可直接称重，由体积换算成重量，也可根据车辆出厂规格确定空车轴重，再根据装载重物的重量及其重心将其分配至各轴，称重误差最大不得超过5%。
加载方案最重要的工作是根据桥梁现有的状况进行结构分析计算。加载的总量与加载位置即要保证桥梁的绝对安全，又要能测试出桥梁的实际受力和变形状况。对于新建桥梁加载的效率系数一般为0.8~1.05。对于旧桥加载多少不能一概而论，具体应参考《公路旧桥承载力评定》。
1.2 检测方案
公路桥梁荷载试验主测点包括应变测点和位移（挠度）测点，分布在结构受力和变形较大的部位，如弯矩最大、挠度最大、主应力最大的部位。测点的布设如图1所示。
依据桥梁调查、检验工作的深度，综合考虑结构特点和桥梁状况等，可加设测点，测点布置如表1所示。
2 桥梁静载试验的准备
2.1 试验孔（墩）的选择
多孔桥若结构相同，跨径相等，可选择1~2个具有代表性的孔（墩）作加载试验。选择时应综合考虑该孔（墩）计算受力是否最不利，该孔（墩）施工是否质量较差，缺陷较多或病害较严重，该孔（或墩）是否便于搭设脚手架与设置测点，是否在试验时便于加载等。
2.2 搭设试验支架
试验支架应根据测试断面、测试内容进行搭设。支架搭设要因地制宜、就地取材，需方便观测仪表的设置、需保证安全。当桥下净空较高不便设置固定脚步手架时，可采用轻便活动吊架。随着生产的发展，桥梁检测车的应用越来越广泛，有取代支架的趋势。
2.3 试验位置放样
静载试验前应在桥面上对加载位置和测点位置进行放样。
2.4 其它
其他工作包括准备试验的安全设施、提供电照明设施、通讯联络设施。若检测时需要交通管制的，应根据需要提前申报、准备。
3 桥梁静载试验的仪器设备
桥梁静载试验时需测结构的反力、应变、位移、倾角、裂缝等物理量。静载试验前应首先对测试值进行理论分析估计，选择仪器的精度与量测范围从而选择适当的仪器进行量测。测试仪器按其工作原理可分为机械测试仪器、电测仪器、光测仪器等等。常用仪器有百分表，千分表，位移计，应变仪，应变计（应变片），精密水准仪，经纬仪，倾角仪，刻度放大镜等等。
4 试验过程
首先依测点位置实施打磨找平，清洗干净，再粘贴应变片，并作防潮处理，焊接电线；接线；将所有测点编号接入接线箱。
为了排除测试过程中大气温度变化带来的影响，每一断面设置处于同一温度场而不受加荷影响的补偿应变片，一并接入接线箱。
接线联机后，进行试调工作，检查各个应变片，电路通畅，处于良好的可靠状态。开始进行预压，进一步检查应变片读数，反应正常、灵敏，一切无误后，正式按工况位置加载试验。
试验中为尽可能减少混凝土流变特性的影响，采用加载到位后，关闭汽车发动机，持续5min以上，待数据完全稳定之后再进行记录；卸载后10min以上，再进行一次重复加载，以便使结构恢复弹性变形，消除塑性残余变形。
在正式加载前先以一辆车应进行预压，以检验设备是否正常，一切反应良好后卸载，10min后进行正式加载。加载为分级试加，以防意外。
每一个工况重复3次，若前两次读数基本相同时，亦可不重复第三次。使每一工况获取可靠的数据。
5 桥梁静载试验的报告
试验报告是荷载试验的重要内容。在试验资料整理、分析基础上，提交桥梁静载试验报告,内容如下：
1）试验概况：介绍试验桥的结构形式、构造特点、施工概况。对于鉴定性试验，应说明在施工或设计中存在的技术问题，以及其对承载能力的影响等。对于科研性试验，应说明研究中需解决的问题；
2）试验的目的：介绍桥梁静载实验应达到要求与应完成的任务；
3）试验方案设计：确定测试项目、测试方法，仪器配备、测点布置；说明试验荷载情况、加载的情况；
4）试验过程：桥梁静载试验的起止日期，试验各阶段详细情况描述，试验日志等；
5）试验记录摘记：将有代表性的实测数据、以表格或曲线的形式表达出来；
6）试验结果与分析：按桥梁结构静载试验项目，将理论计算值、实测值以及有关的参考限值进行对比、分析，说明理论、实践值的符合程度，从中推断桥梁结构所具有的实际承载能力、抗裂性及安全度等。从试验中所发现的新问题。从现场检查的综合情况，说明试验结构的施工质量。对于科研性试验，还要从综合分析中说明设计计算理论的正确程度和实用程度，以及尚待解决的问题。通过实践，有所创新，甚至总结出相关分析的简化计算公式；
7）桥梁承载能力的技术评价：根据综合分析的结果，得出最后的技术结论，对桥梁承载能力做出科学的评价。同时根据问题，提出桥梁养护加固建议；
8）经验及教训：对试验中的成功经验及不足之处做出客观总结。
6 结论
综上所述，桥梁静载试验的目的是检验桥梁结构设计与施工质量，验证桥梁结构设计理论和计算方法，直接了解桥梁结构承载情况，借以判断桥梁结构实际承载能力，为桥梁养护、维修及加固改造提供基础技术资料，充实与发展桥梁养护技术，由此可见进行公路桥梁荷载试验检测是十分必要的。
参考文献
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