摘要：桥梁工程建设的质量直接决定整座大桥的使用寿命，甚至可能对人们的安全造成威胁，所以为了保证桥梁工程的质量，不仅要加大施工质量管理，更要实行静载试验，这是检验桥梁工程整体质量的必要措施，同时也是最有效的方法。
关键词：桥梁检测； 安全评定； 静载试验；
1 荷载试验检测目的及内容
对桥梁进行静载试验，可以检测桥梁的整体受力能力以及承载力是否符合施工要求，达到符合工程规范的目的。而且，桥梁荷载试验工作所包含的内容较其他工作更为复杂。因此，要想为桥梁检测出力，首先应该清楚了解荷载试验的具体目的，在此基础上进一步制定试验内容以及计划等。本次施工地点位于某省东郊，且相邻铁路线。
静载试验的开展包含多项与桥梁结构相关的因素，例如桥梁变形、桥梁裂缝、挠度等。通过静载试验，不仅可以分析得知桥梁整体的结构强度，而且还可以得知桥梁的承载能力，了解桥梁的使用寿命以及安全性能等。
静载试验主要包含以下几项测定：（1）对桥梁结构的静态应变量进行测量；（2）分别测量竖向以及水平静态位移量，在此基础上推算出桥梁的实际内力值和挠度值等。此数值的计算可以对桥梁结构状态好坏有更具体的判断，从而及时了解桥梁结构的好坏，消除桥梁建设中存在的安全隐患。
2 试验准备
2.1 试验孔的选择
在试验孔的选择上，首先应该加大对存在缺陷较多的桥孔的检查力度，其次挑选出适宜搭设支架的桥孔，以便于后期试验的顺利进行，最后经过相关监督部门批准后，在此基础上将连续梁段作为主桥，同时规定试验孔的孔数为8。
2.2 脚手架和测试支架的选取
在施工过程中，各设备要保证不能相互影响，其中脚手架和测试支架的设置要分开进行，防止影响试验的顺利进行。此外，为了保证桥梁的坚固性，要以钢管作为脚手架和测试支架的原材料。
2.3 静载试验加载位置的确定
此位置的确定要以等效荷载原则为基础，在此基础上确定具体布置位置，进一步保证试验的准确性。
2.4 车辆称重
在此实验中，车辆称重是决定此实验能否顺利进行的关键因素，对荷载试验的结果起着决定性作用。首先用称重台分别对试验中包含的车辆进行称重，其次保证车辆的前后轴轴重与标准轴重≤5%即可。
3 加载方案与程序
3.1 确定荷载试验工况
（1）连续梁主桥。荷载试验工况主要包含支点截面最大负弯矩等。除此之外，又因为连续梁主桥的横向刚度较大，且为单箱单室截面，所以当遇到连续梁主桥时，车辆荷载布置状况应该以对称型为布置结构。
（2）简支梁引桥。主要用偏载以及正载2种方法对简支梁桥进行检测，这2种布置情况，可以很好地检测整体桥梁的结构性能，进一步保证检测的顺利进行。
（3）其中动载试验的过程相对比较容易操作，整个试验过程共用到2台30t的车辆，这2辆车辆行驶过试验桥孔的速度分别为10、20、30、40km/h，为了确保此车辆的刹车以及跳车均可以正常工作，采用1辆30t的重车对其进行检测，从而确保车辆行驶的安全性。加载试验计算值及荷载效率如表1所示。
表1 加载试验计算值及荷载效率
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3.2 试验荷载的确定
（1）控制荷载。为了保证桥梁的荷载符合设计需求，需要对桥梁截面进行相关计算，又因为此次试验中所用的车辆荷载为20t以及30t，而控制荷载与该荷载存在出入，不具有一致性，所以为了进一步消除试验结果中存在的偏差，具体荷载大小要根据试验需求以及试验效率系统进行控制，避免因为试验效率控制不合格对试验结果造成影响。
（2）静载加、卸载程序。为了保证加载的安全性以及可实施性，静载加载要采用缓慢的速度进行，并对桥梁的结构应变以及荷载的变化及时了解，以保证试验结果的准确性。因此在本次试验中，加载过程不能一次进行完毕，整个过程共分为3级，对各级过程的控制力度要根据实际试验状况决定。在加缷载完毕后不能直接对数据进行测量读数，为了保证数据测量的准确性，需要停留15min，保证卸载完全后才可进行，其中最后一次读数，要在原来的时间基础上再加15min，这样不仅保证了结果的准确性，而且也减少了变形现象的发生。
3.3 测点布置
其中桥梁的各挠度以及应变测点处应该适当增加测点的布置数量，通常在3处即可。此外，在截面跨中位置处，在原来基础上要再次将测点数量增加至（8.5±1.5）个。
3.4 静载试验仪器设备
（1）挠度测量仪器；（2）百分表、垂吊百分表、精密水准仪；（3）应变测量仪器；（4）电阻应变片、振弦式应变计、千分表应变计。
3.5 试验结果
为了避免试验结果出现误差，其中计算分析模式应力不能与实际桥梁存在较大误差，否则容易对试验结果造成影响，以16.5预应力预制空心板为例，因为预制板之间设置有钢筋，所以为了避免试验结果出现过大偏差，在计算时不仅要根据荷载分布理论进行计算，更要以铰接板法作为计算依据。经过分析可知，因为此桥面铺设的混凝土厚度较厚，为了保证混凝土不会出现开裂等现象，在装配式板时要按照刚接梁法对具体分布模式进行计算与规定。
因为实际荷载与半波正弦荷载存在一定差异，以及混凝土强度设计不具有一致性，所以要使计算结果更具有准确性。在计算过程中，首先要充分考虑由于混凝土弹性模量从而引起的数据变化，除此之外，由于车辆本身或者载重等情况而引起的数据变化并没有进行考虑，因此得出具体修正系数K为：
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本桥例中，经过具体分析以及计算后得知K1取0.95，而K2的选取与K1不同，其计算要根据具体施工情况进行计算，其中计算设计与实际弹性模量的比值为0.912，而K3数值的计算，要以铰接板法作为计算依据，最终得知此数值为0.948，经过具体分析重新计算后的数值与试验数值更为接近，如表2所示。
表2 修正前后计算结果与试验值比较
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3.6 试验结果与承载能力评定
3.6.1 试验结果评定方法
（1）校验系数。校验系数η的测定可以很好地反映桥梁的整体性能，它是对桥梁现状的一种体现，效验系数即是指实际测量值与计算值之间的比值。当校验系数≤1时，说明桥梁的承载能力达到要求，桥梁的建设更具有安全性；当校验系数>1时，说明桥梁的承载能力并没有达到要求，没有达到理论设计要求所规定的桥梁承载力，此时桥梁在使用过程中存在较大的安全隐患。此外，校验系统的数值不能过小，如果数值偏小，可能会导致试验结果出现较大的误差，在一定程度上将桥梁的结构模型变得过于简单化，从而忽略了桥梁的质量。最佳系数范围为（0.75±0.25），此时不仅能够符合理论设计要求，还可以保证桥梁的建设质量达到规范。
（2）理论值和实测值关系曲线。桥梁荷载试验的进行主要用于对桥梁进行实时监测，从而保证桥梁的安全性，而理论性与实测值的关系曲线，可以很好地反映出桥梁的工作状态，如果2条曲线走势一致，则说明此桥梁的状态良好，相反如果两条曲线走势不同，则说明此桥梁的工作状态不佳，且存在一定的安全隐患。
（3）相对残余应变（挠度）。此数值越小，说明桥梁的工作状态越好；相反，如果数值越大，则说明桥梁结构被破坏，或者出现变形等现象。其中，规范规定残余应变的数值应≤20%，如果数值过大，就要对桥梁进行仔细检查，观察是否出现损坏等。
（4）工况1偏心荷载作用下的挠度测试。结果如表3所示。
表3 截面各测点实测挠度与理论计算值对比表
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（5）工况2居中荷载作用下的挠度测试。结果如表4所示。
工况2各测点挠度校验系数在0.367～0.760之间，介于预应力混凝土桥梁挠度校验系数常值0.6～0.9之间。各测点的相对残余变形<5%，说明桥梁结构处于良好的弹性工作状态。
表4 截面各测点实测挠度与理论计算值对比表
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3.6.2 试验结果分析
荷载试验的结果是对整体桥梁承载能力的体现，通过结果的显示，可以对桥梁的工作状态以及承载能力作出及时判断，从而判定其是否符合设计要求。
通过以上测量结果得知，采用振弦式应变计与千分表应变计更符合设计需求，因为这2种计算数值与实际桥梁建设数值更具有一致性，而且具有一定的规律性，虽然这种测量方式相对比较复杂且繁琐，但是在所有测量方式中，其更具有准确性。
4 结论
由以上分析试验得知，此桥梁结构目前状态良好，且弹性状态以及结构强度等均符合设计要求，尚未发现任何安全隐患，所以可以投入使用。但是为了保证桥梁的质量，后期对桥梁进行日常检查以及养护工作是必要的，同时及时掌握桥梁的工作状态，如果发现存在质量问题，要及时提出修整措施，从而进一步保障桥梁的正常运营。
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论文作者:张继成1,蒋静2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：桥梁论文; 荷载论文; 挠度论文; 数值论文; 结构论文; 系数论文; 截面论文; 《基层建设》2019年第27期论文;