桥梁静载试验研究

2015-06-28骆浩光

四川水泥 2015年4期

骆浩光

（广东省航运规划设计院工程检测中心，广东广州510000）

桥梁静载试验研究

骆浩光

桥梁检测是桥梁安全，日常维护的重要依据，桥梁静载试验可以对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参数进行测试，从而对桥梁在静力荷载作用下的承载能力及工作性能进行检验。本文通过实际的工程案例简要介绍桥梁静载试验的荷载布置，工况设计，提供一些检测中常用的参数和判定法则，为以后类似的桥梁检测工程提供参考。

桥梁检测静载试验

1.工程概况

为全面了解和掌握桥梁的实际工作状态及考察其承载能力，通常采用桥梁的静载试验进行评估，通过测定桥梁结构的应力、应变和挠度变形从而掌握桥梁中难以理论计算的实际受力状态、承载能力，另外还可以发现常规检查中较难发现的隐蔽病害，对桥梁结构的安全评估做出全面客观的评价，同时为后期的维修养护、加固改建提供参考。

峡口兰夏桥位于东莞市东城区榴花东街至东江大道路段上。桥梁总长为62m，跨径组合为20.5m+21m+20.5m，桥面总宽6.6m，总体横向布置为：0.5m（护栏）+5.6m（车行道）+0.5m（护栏）。该桥上部形式为整体现浇钢筋混凝土简支T型梁，单跨共设置4片T梁，梁端支点处梁高175cm，跨中梁高为125cm；下部结构形式为双柱式桥墩、重力式桥台；桥面采用钢筋混凝土铺装层，该桥的设计荷载为“汽车—20级”。

2.静载试验

2.1 试验内容与目的

静载试验是将静止的荷载作用于桥梁的指定加载位置，利用仪器采集桥梁的静力位移应变、裂缝等参数，从而对桥梁结构在荷载作用之下的工作性能及其使用能力作出评估。静载试验的意义在于：通过对具有代表性桥跨的静载试验，对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参数进行测试，从而对桥梁在静力荷载作用下的承载能力及工作性能进行检验。

检测内容主要为：检测桥跨跨中截面在试验荷载下的静应变；检测桥跨支点、跨中、四分点等截面在试验荷载下的静挠度；检测桥跨桥墩在试验荷载下的竖向变位。

2.2 检测方案

为了获得结构试验荷载与变位及应力关系的连续性和防止结构意外损伤，加载方式为逐级递加到最大荷载，然后逐次卸载到零级荷载。加载位置与加载工况确定的主要方式是：采用荷载等效的原则实施，在满足试验荷载效率的前提下对加载工况进行适当优化，每一加载工况以某一检验项目为主，必要时可兼顾其他检验项目。

加载中的试验工况加载阶段为：工况1，在检测跨跨中附近加载一台重约350kN的重车，车头朝向1#墩，车前轴与跨中线重合，车身外缘距护栏0.6m。工况2，移动工况1中的重车，车头朝向1#墩，使车前一个后轴与跨中线重合，车身外缘距护栏0.6m。工况3，移动工况2中的重车，车头朝向1#墩，使车后轴距离跨中线3.4m，车身外缘距护栏0.6m；另加一辆约350kN的重车，车头朝向2#轴，与前一辆车对称于跨中线布置。卸载阶段：将桥面上所有车辆依次撤离。

若加载过程中，发生下列情况之一时应中途终止加载：控制测点应力或内力值超过计算值，并且达到或超过按规范安全条件所要求的控制应力或内力值时；控制测点变位，如竖向挠度等超过设计允许值时；结构构件出现受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载能力和正常使用时。

2.3 试验结果评定

检测桥跨在试验荷载下各挠度测点的计算挠度值、实测挠度值及两者的比较分别见表2所示，各由表1可知，在工况3试验荷载作用下，检测桥跨跨中主要测点（B3#、B3-1#、B3-2#）的挠度校验系数ζ在0.46～0.58之间，挠度校验系数均小于1，满足《评定规程》中关于桥梁主要测点静载试验校验系数的要求。

表1 试验工况下各断面挠度的实测值和计算值比较（mm）

在各级试验荷载作用下，检测桥跨各应变测点的理论应变值、实测应变值跨中截面主要测点（Y1#～Y3#）的应变校验系数ζ在0.36～0.46之间，能够满足《评定规程》关于校验系数的要求。

试验结束前对试验桥跨进行了残余变形和残余应变观测，主要测点的相对残余变位及相对残余应变均未超过20%，检测桥跨的残余变形和应变值均能满足《评定规程》中关于桥梁主要测点相对残余变位和应变的要求，表明结构处于弹性工作状态。在试验过程中，未见肉眼可观测到的新裂缝出现，既有裂缝未见明显扩展，能够满足《评定规程》中关于桥梁在试验荷载作用下裂缝限值的要求。在试验过程中，检测桥跨的桥墩未产生可观测到的沉降变位，能够满足《评定规程》中关于桥梁在试验荷载作用下基础发生沉降变位的要求。

综上所述：该桥静力工作性能良好，各项试验检测指标均能够满足《评定规程》的要求，在试验过程中，未见肉眼可观测到的新裂缝出现，既有裂缝未见明显扩展，试验桥跨的桥墩未产生可观测到的沉降变位。桥梁的承载能力和正常使用性能均能满足“汽车—20级”荷载等级的要求。