贵州省交通科学研究院股份有限公司 550008
摘要:随着现有城市化规模的不断扩大，桥梁工程的需求量也随着不断增加，因为原有道路的客观存在，对于新建的桥梁工程，在施工难度以及施工要求上都一定会提高到一个新的程度上去，我们对于桥梁静动载试验检测结果的关注程度肯定也随之提高。为了进一步加强对桥梁结构检测的评估，文章将就桥梁结构静载试验检测评估进行探讨。
关键词：静载试验；桥梁结构；检测评估
1 静载试验原理概述
静载试验是将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置而测试结构的静应变、静位移以及其它试验项目，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力。结构的变形及其变形曲线能够表征结构的总的工作性能指标。通过试验荷载作用下的桥梁变形情况，判断桥梁的工作性能。对于试验的断面内力及断面应力分布的测量，一般是通过应变测定来实现，因此，精确地测定应变值，对于结构受力状态的正确分析是非常重要的。该静载试验主要测试主梁和桥塔各控制截面或构件的最大内力和挠度，并根据弯矩包络图、挠度包络图和影响线，确定其内力和挠度的最不利位置。
2 工程概况
本工程案例的桥梁为跨径16.05+52.48+7.37（m）的刚架拱桥，中跨的净跨径为50m，矢跨比为1/8。本桥上部结构为现浇钢筋混凝土刚架结构，中跨刚架拱桥的实腹段底部为二次抛物线，其它杆件均为直杆件；桥面采用整体现浇，桥面板厚度为20cm；下部结构为人工挖孔桩基础加墩台结构。
3 静载试验方案
本项目静载试验根据结构受力特点及桥梁的病害特征，试验内容为以下两方面：①桥梁整体受力性能试验；②主要控制截面承载能力试验，承载能力试验主要包括应变与挠度测试。试验前制定科学可行的试验方案，试验进行荷载加载和判断，从而获得试验荷载作用下结构的挠度与应变，以实测结果与设计理论值进行对比分析，看其校验系数是否满足规范要求。
4 静载试验结果与分析
4.1应变分析
在各级试验荷载作用下，A截面各测点的实测应变见表1。
表1 A截面各级试验荷载作用下应变分析表（拉应变为正，单位：με）
从表1中的实测数值可知，各测点应变的卸载相对残余均小于20％，满足试验规范要求，说明在试验荷载作用下A截面处于弹性工作状态；各跨缝测点卸载残余应变均较小，说明在试验荷载作用下拱片下缘的钢筋处于弹性工作状态。主拱片应变分析：在最大级试验荷载作用下1#拱片下缘测点的平均应变为179με，2#拱片下缘测点的平均应变为267με；若根据截面弯矩的荷载效率进行推算，则A截面荷载效率达到设计弯矩的1.00时1#、2#拱片下缘的应变分别为232με、444με，应变明显偏大，说明跨中部位实腹段主梁下缘开裂较为严重且承受了较大的拉力，荷载的压力线严重偏离了拱轴线，刚架拱片（主拱肋）的受力状态较差（这与横系梁开裂较为严重也有一定的关系），在长期运营荷载作用下桥梁结构可能存在安全隐患，为了保证结构安全及使用耐久性，建议对拱片（主拱肋）进行加固处理。
横系梁应变分析：在各级试验荷载作用下，A截面两侧7#、8#横系梁下缘裂缝处测点的实测应变均较大；在最大级加载工况下各测点的实测应变分布在566～1390με之间，换算成钢筋应力为113.2～278.0MPa之间，活载应力幅较大，钢筋的受力性能较差，在汽车荷载长期作用下钢筋发生疲劳破坏的可能性较大。从裂缝宽度来看，在试验荷载作用下横系梁下缘裂缝宽度的扩展在0.08～0.21mm之间，试验加载之前测点部位裂缝的宽度在0.15mm以上，在试验荷载作用下裂缝的总宽度已远大于Ⅱ类环境下钢筋混凝土构件裂缝宽度的限值要求———0.20mm。由上可知，A截面两侧7#、8#横系梁下缘钢筋的受力性能较差、在汽车荷载长期作用下钢筋发生疲劳破坏的可能性较大，在试验荷载作用下横系梁下缘裂缝的总宽度已远大于规范限值要求。综上所述，横系梁的受力状态较差，降低了各拱片之间的横向连接强度，在长期荷载作用下可能会影响结构的承载能力甚至危及桥梁的使用安全，为了保证结构安全及使用耐久性，建议对横系梁做加固处理。
4.2挠度分析
由表2中实测数值可知，各测点的实测挠度残余均很小，相对残余满足试验规范要求，说明在试验荷载作用下结构处于整体弹性工作状态。在最大级试验荷载下A截面的实测挠度平均值为12.55mm，按结构不开裂计算的理论值为9.06mm，实测值较理论值大，校验系数已超过规范允许值，说明横系梁及实腹段主梁等构件开裂后对桥梁的整体刚度有一定的影响。
5 个人建议
在现有的桥梁静动载的试验检测结果的基础上，可否增加有特定障碍的情况下，行车动载试验，因为介于以往节假日高速公路行车情况异常拥挤的情况，时常发生堵车事件;正常行车过程当中，难免出现个别车辆损害等突发状况，通过充分考虑各项可能造成的后果，从而完善桥梁静动载试验检测结果的可参照性。
对参与或者用于桥梁静动载试验检测的试验检测数据或车辆，可以根据现有的施工条件或者施工现场的实际情况进行调整，例如:在桥梁静动载试验检测过程当中有更加适用的仪器设备出现时，应尽量予以投入使用，一方面可在一定程度上提高结果精度、另一方面最大程度上提高整体桥梁静动载试验检测结果的可参照性。
可参照性只是一个整体情况的集中表现，我们更大程度上，应当对桥梁静动载试验检测结果有一个更加透彻的分析，从中得出更加行之有效的报告结果，从而指导以后的桥梁类工程相关静动载试验检测工作，将该项试验检测工作的必要性完美的挖掘出来。
结束语：
通过进行科学有效的静载试验能够达到良好效果。静载试验实施阶段，通过对桥梁结构的应力、应变及挠度测试，能够充分掌握荷载作用下，桥梁状态究竟如何，这样才能实现桥梁安全判定，营运安全方面才能得到充分保障。
参考文献：
[1]王宝梁,郑七振,赵玲娴,赵荣欣.基于荷载试验的桥梁结构检测与性能评估[J].钢结构,2015,02:11-15+103.
[2]陈睿.静载试验在公路桥梁检测中的分析应用[J].广东交通职业技术学院学报,2015,01:24-27.
论文作者:唐正宇,朱先学
论文发表刊物:《基层建设》2016年5期
论文发表时间:2016/6/27
标签：荷载论文; 桥梁论文; 应变论文; 结构论文; 挠度论文; 截面论文; 作用下论文; 《基层建设》2016年5期论文;