摘要：桥梁荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检定手段，试验的目的、任务和内容通常由实际的生产或科研需要所决定。桥梁现场荷载试验是桥梁结构试验中最基本的试验，包括静载试验和动载试验两种．静载试验是结构试验中最大量、最常见的基本试验，一般可以通过重力或其他类型的加载设备来实现和满足加载要求．静载试验是了解结构特性的重要手段，具有直观、可靠的特点，不仅可以直接解决结构的静载问题，而且在进行结构动力试验时，一般也要先进行静载试验，以测定结构有关的特性参数。为此，在接下来的文章中，将围绕预应力混凝土桥梁的静载检测方面展开详细分析，希望能够给相关人士提供重要的参考价值。
关键词：预应力；混凝土；桥梁；静载检测
引言
文章主要分析了某预应力混凝土空心板桥的静载试验过程，试验结果及数据分析表明该试验方法简单有效，能够充分评估梁体的整体抗弯性能，可以为同类桥梁的检测评估工作提供有益借鉴．
1.试验桥梁概况
该桥上部结构为10m跨装配式预应力混凝土空心板，分为南北两幅，每幅桥宽12m，由12块空心板组成，桥梁净宽11m，桥梁横断面如图1所示。
图1.桥梁横断面示意图：
该空心板按照JTJ023－85《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》设计，经前期桥梁外观检测，该桥梁的病害情况较为严重。由于客观原因所限，原桥的详细设计与竣工资料未获得。在征得业主同意后，采用目前工程界公认的比较可靠的桥梁静载试验方法，在南半幅桥梁上进行相应的静载试验。
1.2桥梁静载试验目的
静载试验是使试验荷载在指定位置对桥梁进行加载，测试桥面的挠度、桥梁控制截面的应力增量。根据简支板桥的基本理论，在试验前计算出各控制截面的内力影响线，并根据影响线的具体形状和规范规定的荷载试验效率，确定各种工况下所需加载车辆的荷载大小和在桥面上具体布置。并计算各工况下该桥的内力、应力和挠度等作用效应，按照规范所规定的各项容许指标，验算试验荷载作用下结构的承载力是否达到要求，判定结构的施工质量、运营安全度。根据《公路旧桥承载能力鉴定方法》中的规定，静载试验荷载一方面应保证结构的安全性，另一方面又应要求能够充分满足结构的承载能力。根据相关技术规程及试验桥梁结构的实际特点进行桥梁静载试验，主要达到以下几个目的：第一，测定该装配式预应力空心板桥在试验荷载作用下的截面应变及挠度；第二，观测该空心板桥在试验过程中裂缝的发展变化情况；第三，对该空心板桥的实际承载能力进行评定，为加固设计与施工提供试验依据。
2.桥梁静载试验
2.1试验的准备和组织
图2.试验车辆平面尺寸
第一，试验人员的组织。根据试验目的、试验要求和现场工作条件，试验人；第二，试验车辆的选择。由于该桥依据JTJ023－85《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》设计，其设计荷载等级为汽－超20，挂－120。其中，汽－超20级车队中重车为（30+2×120+2×140）kN，该重车总吨位为550kN，主车为（60+2×120）kN，该主车吨位为300kN。根据该桥实际的病害状况、桥跨布置及静载试验目的等技术要求，确定采用2辆相同的载重约300kN的东风自卸载重汽车进行桥梁静载试验。试验车辆平面轴距尺寸如图2所示，其中1号试验车前轴重54kN，后轴重246kN；2号试验车前轴重66kN，后轴重234kN。1号试验车南侧布置，2号试验车北侧布置。
第三，荷载试验工况的确定。由于该桥详细的原始设计与竣工资料未获得，经初步计算[1]，考虑了6种荷载试验工况：①荷载工况1———偏载情况下，跨中截面弯矩最不利；②荷载工况2———偏载情况下，1/4跨截面弯矩最不利；③荷载工况3———偏载情况下，支点剪力最不利；④荷载工况4———中载情况下，跨中截面弯矩最不利；⑤荷载工况5———中载情况下，1/4跨截面弯矩最不利；⑥荷载工况6———中载情况下，支点剪力最不利。第四，主要仪器检测及设备。现场采集设施、设备仪器主要有数字式电阻应变仪、应变片、百分表、放大镜、卷尺、数码相机及其他需用的设备与工具。第五，应变、挠度及裂缝监控。①应变监控：分别于该桥南幅每块空心板跨中和1/4跨处粘贴电阻应变片，并于试验过程中采用数字式电阻应变仪进行应变监控；②挠度监控：搭设工作平台，并分别于该通道桥南幅每块空心板跨中、1/4跨及两端支座处布设百分表，并于试验过程中采用机读或人读的方式进行挠度监控；③裂缝观测：试验过程中，指定人员随时观察结构各部位可能产生的新裂缝、破损及不正常响声等，及时报告试验指挥人员，以便采取相应措施[2]。
2.3试验荷载及荷载工况
理论上，不论是弯矩、剪力还是轴力都要在其对应的最不利位置进行加载试验．但在实际处理过程中，可以通过理论计算对这些最不利的加载情况进行合并，以提高试验的效率．根据确定的控制设计的主要指标，参照内力影响线对相应的截面进行最不利的试加载，在保证试验荷载效率达到0.8～1.05之间，确定实际试验的加载车辆，根据控制设计的主要指标并考虑采用分级加载，达到最大荷载后，然后逐级卸载，达到校核前面逐级加载的效果
2.3试验结果
经过实际实验可以得出，该桥横向分布与设计状态相比，其荷载横向分布能力大幅度降低。其中，跨中和1/4跨横向分布的差异，应与沿桥梁纵向板间铰缝的状态有关；支点处挠度的变异，除与支点处铰缝的工作状态有关外，伸缩缝的影响也应考虑在内[3]。
2.4总结
首先，静载试验结果表明，静载试验桥梁各板间连接处于不良工作状态，横向分布不均匀，应采取必要的措施进行处理，以提高车辆荷载的横向分布能力；其次，静载试验结果表明，在试验荷载作用下，桥梁结构基本仍处于线弹性状态，其安全性要求仍可满足．但考虑到目前高速公路普遍存在的超载、超限问题，应采取必要的结构加固措施；再次，桥梁静载试验结果也从一定程度上表明，桥梁的荷载横向分布能力大幅度降低，并导致桥梁结构整体刚度的降低，即使桥梁结构的安全性仍能得到满足，但其使用性要求（如变形）已经不能得到满足；最后，通过桥梁静载试验，对桥梁安全性综合评价结果进行验证，结果表明，采用该基于桥梁结构外观检查、检测桥梁安全性的综合评定方法，评价结果较符合桥梁结构的实际状况，便于工程应用。
结论
简而言之，桥梁荷载试验是对新建桥梁竣工验收和已建桥梁运营时进行承载力评定的重要手段，也是检测桥梁整体受力性能是否满足设计和。同时，桥梁静载试验的评价指标有两个方面．其一是控制测点的实测值应小于相应的理论计算值，即校验系数小于１并在相应的范围内；其二是控制测点的实测值应满足规范规定的允许值[4]。
参考文献：
[1]回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].2018．
[2]公路钢筋混凝上及预应力混凝上桥涵设计规范JDGT62[S].2017．
[3]张劲泉．公路旧桥承载能力评定方法及工程实例[M].北京：人民交通出版社，2017．
[4]Ｒ．克拉夫，Ｊ．彭津．结构动力学[M].王光远译．北京：科学出版社，2018
论文作者:陈玺峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：荷载论文; 桥梁论文; 结构论文; 工况论文; 挠度论文; 预应力论文; 截面论文; 《基层建设》2019年第7期论文;