关于桥梁静载试验评定与分析研究

摘要：桥梁的静载试验是指按照事先设计的方案，将标准设计的静止负荷物等效作用在桥梁结构的指定位置，观测桥梁结构的静力应变、静力位移等一系列的实验项目，然后根据有关的规则评价指标，判断桥梁的承重能力并推算在某负载下的工作性能。本文首先阐述了桥梁静载试验的涵义、方法，然后结合具体事例说明如何进行，并说明如何对结果进行评定分析，得出结论并进行了总结与展望。

关键字：桥梁，结构，静载试验，数据分析

中图分类号：K928.78 文献标识码：A 文章编号：

概述

桥梁静载试验是对桥梁结构工作状况进行测量的有效手段，是指按照事先设计的试验方案，将静止的等效负荷作用施加在桥梁的某个特定位置上，通过专业工具专业手段测量桥梁结构在此静力作用下发生的应变、位移、沉降、裂缝等一系列相关数据。

静载试验一般是通过特定的加载设备在实现加载作用的，比如车辆或者其他标准的等效负荷物，加载过程一般是从零开始逐渐分级递加，一直到预定的负载为止。静载试验不仅是桥梁性能的重要检测手段，也是其他很多桥梁测试的基础。

桥梁的静载试验主要是为了解决以下几种问题：

检验桥梁结构设计的是否合理，检验施工质量是否符合标准。

对桥梁的工作特性详细了解，由此判断桥梁的承重情况、安全性、可靠性等。

对现有的桥梁结构学的理论、计算方法进行验证，进一步完善现有的桥梁设计建设理论，积累实践资料

静载试验的详细工作流程

静载试验的工作流程主要分成四个部分：

设计与准备阶段：此阶段的任务是确定试验目的，详化测试要求。首先，要派遣专业人员实地考察桥梁的架构特性等，然后对桥梁的结构图纸、施工档案等文件进行准确的理论计算与分析。然后再根据得到的资料详细设计试验过程，如有需要，还应加上必要的材料学、力学等性能测试，有针对性地拟定出严密准确的试验方案，并且开展试验前的其他各项的准备工作。

根据计划进行静载试验：按照设计的方案，对桥梁进行加载试验，并通过各种测量仪器进行详细观测，取得实验数据。此过程是整个静载试验工作的核心部分。

试验资料的处理：主要工作是对第二部取得的实验数据计算分析，需要计算的参数一般包括：结构挠度、测点应力、截面应力、主应力、荷载横向分布影响线以及残余变形值等参数，根据实际情况或删或减。

对桥梁性能分析：主要是在对试验资料的计算整理后，根据具体的规格要求，按照一定的算法格式，对桥梁结构的刚度、强度、抗变能力等方面的情况分析研究，得到预期结果。

静载试验实例分析

桥梁概述

某跨江大桥设计负载为汽车-超20，挂-120，人群荷载设计集度为3.76kN/。整个大桥全长958m，桥面宽度为35m，其中有宽1m的中央分隔带。主桥采用的是三跨预应力砼连续刚构，长249m，设计上采用的是上下行分离，主梁采用三向预应力砼单箱单室截面，主桥墩采用双矩形薄壁空心墩，分离式承台，钻孔灌注桩基础。

荷载试验

该工程即将验收，该试验采用的是基本荷载试验，荷载的效率取值范围初步定为0.85-1.05。采用三种不同截面工况进行加载，分别为边跨弯矩最不利截面（工况一），中跨根部截面（工况二）与中跨跨中截面（工况三），加载值选用等效弯矩，加载试验中使用了7辆汽车，单重为400kN，总重为2800kN,以此作为荷载标准进行试验。

在试验前采用MIDAS CIVIL软件计算，按照设计标准，求出了三个不同截面的最大设计弯矩，并且求出了依照实际荷载分布位置的各截面的试验弯矩，得到的结果是：工况一的设计值为13587kN·m,实验值为12323kN·m，效率为90.7%；工况二的设计值为60000kN·m，实验值为55740kN·m，效率为92.9%；工况三的设计值为16170kN·m，实验值为14731kN·m，效率为91.1%。

观测与试验

观测点主要是沿着主桥的外延栏杆位置布置了44个观测位置，用2个精密水准仪观测桥梁结构的挠度变化；并且在工况一的位置布置了14个观测点，在工况二的位置布置了18个观测点，主要来观测应变变化与分布。

观测点布置完之后，就进行了加载试验，试验主要时间选在夜间，在此情下，观测过程温度有较强变化，最大温差约为10度，这么做的目的也是为了在测试荷载的时候引入温度状况。主要过程就是将标准加载物称重之后，停靠在离桥梁较远的地方，测试之前将所有仪器清零，每级加载前，汽车在准备位置停靠，稳定15分钟，然后每隔5分钟记录一次数据，如果相隔两次的读数差距小于10%，则认为结构稳定。每种工况满载之后，应保持负载稳定25分钟，再进行记录测量，而且当标准荷载全部离开桥面之后，应让其恢复至少半小时，再进行应变与残余变形的测量。

结果分析

经过上述步骤测量之后，各个观测点的数据取平均值，在挠度测量中，实际观测计算结果与理论值的比值在0.719-0.877之间，残余挠度的测量结果中，挠度残余与实际挠度的壁纸在0.017-0.089之间，可以认为满足规范要求的。而在应变观测中，实际测量的弹性应变值与理论结果的比值在0.768-0.854之间，而残余应变与测量应变的壁纸在0.079-0.096之间，按照标准，可以认为本次试验的结果满足了规范要求。

总结与展望

本文主要介绍了桥梁静载试验的工作过程，测量方法，并通过实例来说明在实际测量中应注意的问题，例如温差等要素，并且对实验数据进行了说明，得出了可靠的结论。目前，桥梁静载试验是评定桥梁承载能力的最成熟的方法，不仅技术易于实现，而且结果也是简洁明了。

参考文献

【l】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】章关永. 桥梁结构试验[M ]. 北京: 人民交通出版社, 2002.

【3】公路桥梁荷载试验规程（征求意见稿）. 北京: 中华人民共和国交通运输部, 2012.