公路桥梁荷载试验应变数据异常问题及对策

孙虎平

（西安市政设计研究院有限公司，陕西 西安 710061）

一、公路桥梁荷载试验测评概述

桥梁是道路跨越江河湖泊建造的人工构造物，结构体系包括拱式桥、悬索桥等。梁式桥结构简单，在工程中应用广泛。简支T梁桥在中小跨径桥梁中应用普遍，桥型受力特点不同，简支梁桥通常为静定结构，在竖向荷载下不会产生水平反力；T梁桥截面高度较大，T梁较宽的翼缘板可发挥混凝土耐压优点，预支简支T梁结构可在工厂内大规模生产。桥梁荷载试验即在桥上施加荷载测试工况，检测内容包括控制截面最大应变等。

为真实地评定桥梁结构技术状况，必须全面检测桥梁结构病害程度。检查方式按照检查范围与用途分为经常检查与特殊检查。桥梁承载力能够反映结构抗力与荷载效应的关系，评定桥梁承载力的目的是了解结构承载性能，维持现有桥梁安全并满足荷载要求。

动静载试验可以掌握桥梁结构性能。桥梁结构振动响应对使用者舒适性影响复杂，目前对动载试验测得振幅等参量尚无全面评价指标体系。原位荷载试验是公路桥梁承载力评定常用方式，当前主要通过静载试验方式测评公路桥梁承载力。公路桥梁结构静载试验分为科研性与生产检定试验，试验对象可以是原位检测实桥或组成桥梁构件。公路桥梁具有多种型式，应结合病害严重度，按技术可行、测试可靠的原则设计静载试验方案。梁静载试验主要为验证桥梁结构计算理论，积累工程技术经验，验证结构的可靠性。公路桥梁评定是对桥梁使用功能的综合评价，可鉴定旧桥是否具备设计方案的功能。由于涉及评定方法与标准，公路旧桥评定的过程较为复杂。

由于我国现行公路桥梁承载力测评标准发布时间较早，已不能满足荷载试验需要，因此公路桥梁静载试验得到广泛应用。预设明确的试验目的、落实严密的组织，是做好桥梁检测的前提，能为施工质量检验提供完整的试验资料。由于受到技术资料缺乏等多种因素的制约，目前桥梁荷载试验尚未达到满意结果。根据现有公路桥梁建设发展趋势，完善有关标准规范可以为评定公路桥梁承载力提供科学依据。

二、公路桥梁荷载试验应变数据异常分析

公路桥梁荷载试验常见数据异常现象包括试验前数据漂移，试验中应变绝对值变动，卸载后数据残余较大等。公路桥梁荷载试验应变数据异常的原因主要包括环境和应变片等因素。其中，环境防潮措施不完善会导致应变数据偏小。

图1 某连续钢构桥箱梁应变测点布置

表1 某连续钢构桥箱梁应变测试结果

表2 某高速公路桥梁1#箱梁挠度数据结果

应变片的黏贴工艺可能会导致应变数据隐藏。某连续钢构桥荷载试验中，顶板布置了4个应变观测点，1#～4#应变测点受潮应变数值较小，仅靠应变片电阻值不能判断试验桥梁承载力。如果采集系统地线接触不良产生静电干扰，应变数据也会产生较大漂移。

结构缺陷是引起应变数据异常的主要原因，混凝土表面蜂窝麻面等病害降低结构承载力是常见结构缺陷。混凝土材质表面黏结密实度会影响应变测试数据准确性。

显式裂缝肉眼可见，应避开一定距离布置变测点，跨缝黏贴应变片可能导致其直接损坏。预应力构件试验后，无法通过肉眼观察裂缝，满载在0.03mm内需借助观测仪。试验截面存在裂缝应变数据异常表现为满载时缝隙较大，校验系数大于1，以及应变片黏贴在裂缝附近。某高速公路桥梁上部结构为预应力连续箱梁，需对偏内外侧工况进行加载试验。

1#、2#、3#应变测点在偏内外侧工况下截面应变校验系数大于1,断面附近发现不连续横向裂缝。1#、2#、3#应变片跨缝黏贴，4#测点距离裂缝较近，应关注隐式裂缝引起的应变数据异常。

三、桥梁荷载试验应变数据异常控制措施

公路桥梁荷载试验系统严密，试验结果准确性受到诸多因素影响，如理论分析假设、检测人员素质等，通过优化应变片黏贴工艺等措施可以减小荷载试验应变数据异常。

底基层形成光滑平面后黏贴应变片，避免与环氧树脂出现气泡。检查应变片黏贴质量合格后，在应变片外采用环氧树脂隔潮。黏贴人员技术水平影响黏贴质量，工具式应变计降低黏贴工艺的影响，主要优点体现在结构封装，降低对黏贴人员技术的依赖。参数校验是分析应变数据的重要手段，读取频谱多反映结构整体刚度性能。

严格的试验程序可以有效避免应变数据异常。应根据材料性能合理布置应变测点，通过重复试验分析数据异常原因。如仍然无法解决数据异常情况，则需校验截面挠度及应变数据，应变数据可反映局面应力，频谱数据可反映整体结构刚度。

四、结语

本文阐述了公路桥梁结构承载力评定的意义，介绍了静力荷载试验标准，并根据荷载试验程序分析了相关影响因素。通过分析静力荷载试验，梳理了影响试验结果准确性的因素，采取相应方法避免对试验结果的影响；分析了公路桥梁荷载试验常见应变数据异常原因，总结了降低应变数据异常发生概率的措施。