公路桥梁静力荷载试验技术研究

摘要：在对公路桥梁的承载能力进行核实和鉴定时，最有效也 最常用的一个方法就是进行荷载试验。其试验分为静力荷载试验与动力荷载试验，通常以静力荷载为主。通过桥梁抽检跨静力荷载试验，可以了解抽检跨结构内力、变形情况、实际工作性能与工程质量，并且以此为依据对桥梁的实际承载能力进行评估。本文在介绍静力荷载试验项目的基础上，对公路桥梁的静力荷载试验技术进行了探析，以供参考。

关键词：公路桥梁；荷载试验；技术

中图分类号：X731文献标识码： A

引言

随着公路交通事业迅速的发展，人们对桥梁的使用性能也提出了较高的要求，桥梁的安全检测是一项极其重要工作，桥梁安全检测中的重点则是判别桥梁承载能力是否满足通行要求，尤其是对于一些缺乏设计资料、结构受力不详不便验算或对根据检验及计算结果综合判断的桥粱承载能力有疑问的旧桥，静力荷载试验则更为必要。桥梁静力荷载试验是把静止的荷载作用在桥梁上的指定位置，以便于测试出结构的静位移、静应变以及裂缝等等，从而以此推断在荷载作用下桥梁结构使用能力和工作状况的试验。其目的是检验桥梁结构设计和施工质量；直接了解桥梁结构承载情况，借以判断桥梁结构实际的承载能力；验证桥梁结构设计理论；积累科学技术资料，充实以及发展桥梁计算理论和施工技术。

一、试验项目

就试验目的而言，旧桥静力荷载试验项目大体上分为两类：一种是测定荷载横向分布特性的单点加载试验；另一种为鉴定桥梁承载能力的加载试验。因此加载试验项目安排应抓住重点，不宜过多。

二、实验步骤和要求

1.实验准备工作

实验前要根据试验目的制定详细的试验计划和实施方案，明确加载方案、确定测点位置、加载控制技术及安全措施、试验程序与进度等内容。

1.1 仪器仪表的选择

在根据观测项目需要选择仪表仪器的时候，应当从实际需要出发选择适合测试精度要求的仪器仪表，但同时，也需要注意环境条件，以避免盲目的追求精度。仪器仪表需要有足够的量程、其规格型号也要保持一致，在测点较多的时候，适宜使用电测仪表。

1.2 选择试验孔

确定试验孔(墩、台)应根据结构受力最不利、结构技术状况较差或病害多而严重、便于搭设脚手架和设置测点以及加荷方便等原则进行。一般要结合桥梁检查和验算工作进行。对于多孔结构，还需考虑病害或问题的种类及结构上的不同等因素，具体确定能反映出桥梁整体性能的孔跨。

1.3 检查架与仪器架的搭设

为方便观测仪表与裂缝，检查架必须应以方便、经济、安全为原则，且检查架和仪表架间完全脱离，不干扰测点附属的设施，不影响仪表与测点的工作。在桥下净空高不便设置固定检查架的时候，可以采用轻便的活动吊架。另外，在搭设仪表架时还需留心观测点的防雨措施和避免阳光直接照射等。

1.4 测量部位与测点选择

测量部位与测选择应在满足试验目的的前提下，测点数量与布置必须充分、足够，测点宜少不宜多，以便试验工作重点突出；测点位置必须有代表性，以利计算分析；应布设一定数量的校核测点，以保证测虽数据可靠。此外，测点的布置对试验工作应是安全和方便的。

2.加载方案

2.1 分级加载

为掌握桥梁结构应变或变位随加载内力增加的变化关系和防止结构意外损坏，试验荷载需逐级增加，分级加载最好在每级加载后卸载，也可逐级加载达最大荷载后再逐级卸载。一般来说，按最大控制截面内力平均分为3~4级。在使用重车加载，车辆的加载、称重卸载、有困难的情况下，也可分为2~3级。在前期工作不充分、桥梁状况较差的情况下，加载分级应尽量增多。若限于条件而加载分级较少的时候，为确保试验的安全，应当在每级加载的时候，让车辆逐辆慢慢驶入预定的加载位置。

2.2 加载物选择

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。加载物应进行称重，可直接称重，由体积换算成重量，也可以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%。

2.3 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。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。

3.数据观测

3.1观测项目

桥梁观测项目主要有结构的最大挠度、结构最大拉、支座沉降、压应力和中性轴位置、支座附近截面的主拉应力、活动支座的变化以及裂缝的出现和扩展状况等。在荷载作用下桥梁的变形分成两类：一类为整体变形，是指变形能反映结构的整体工作状况，比如挠度、支座位移等；另一类称为局部变形，是反映结构的局部工作状况，例如纤维变形、裂缝和局部挤压变形等。在确定观测项目时，首先要考虑结构的整体变形，因为它能概括结构工作的全貌，也能反映结构任何部分的异常变形或局部损坏。局部变形同样很重要，其能反映结构的抗裂性能，又是推断结构实际状况和极限强度的主要指标，因此，观测项目相测点位置应满足分析与推断结构工作状态的要求。

3.2 观测方法

3.2.1 位移测量

位移测量的方法大致有两类：一类是接触式测量，常见的方法是机械测量法和电测法，通过各种类型的挠度计、百分表和位移传感器具观测和记录结构位移变化；另一类是非接触式测设，多采用光学测量仪器，通过精密水准仪、高精度经纬仪、摄影经纬仪、立体座标仪和计算机等观测和记录结构位移变化。

3.2.2 应变测量

应变测量分为两种情况，即桥梁结构主应力方向未知、已知情况。前者是经常遇到的，比如在有突变或截面形状不规则的位置。在测定这些部位的平面应力状态的时候，一般按一定直角坐标系均匀布点，每点按三个方向布设成一个应变花形式。通过干分表、杠杆引伸仪、钢筋应力计、应变片、手持应变仪、电阻应变仪和应变花等观测及记录结构应变情况。

3.2.3 裂缝观测

通常而言，裂缝观测主要是依靠目力辅以刻度放大镜，而有时也用应变计来测定裂缝的出现、沿受力主钢筋方向连续布置电阻应变片、开裂荷载等。应变计(片)连续布置的长度不小于30倍主筋直径或者2~3个计算裂缝间距。

3.3测读要求

为保证数据真实准确，应尽量避免环境因素干扰。所有测点读数时间要做到基本相同，加裁前均需进行预加载读数，以后每次加卸载后立即读数一次，并在结构变形稳定后，进入下一级荷载前再读数一次。对于结构变形最大的测点，需每隔5min测读一次，直至读数稳定。每次测渎时，应同时记录周围的气象资料如温度、湿度等。

3.4资料整理、分析与评定

试验完成后要对试验资料进行认真整理、系统分析分析和客观评定。以既有桥梁结构资料和实验观测数据为依据，对桥梁结构进行承载力、刚度、裂缝等方面分析，从而综合确定桥梁承载能力及桥梁等级状况。

结语

总而言之，桥梁静力荷载试验作为判别桥梁承载能力的有效手段，其试验是基于桥梁使用状况与历史资料，并采集现场试验数据，进而通过计算验证，可以准确把握桥梁承载能力和现实结构状况。因此，这也需要我们不断的对其技术进行分析和研究，从而进一步的完善及提高公路桥梁的静力荷载试验技术。

参考文献

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