摘要：静载试验检测是桥梁健康状况分析中使用最多、最常见的一种方法。本文对桥梁静载试验的程序、试验孔跨选择、测试截面选择、测点布置和荷载选择及加载方式等进行了说明，也对有限元理论分析原则进行了简要介绍，阐明了试验数据与理论数据对比分析的方法，对根据静载试验数据分析桥梁健康状况提供了参考。
关键词：静载试验；测试截面；加载方式；桥梁健康状况
0引言
随着国民经济和科学技术的不断提高，我国基础建设事业得到了飞速发展，这些也为桥梁的发展建设提供了很好的发展机遇。其中，桥梁又是交通运输的重要组成部分，在我国的经济和社会发展中发挥着重要的作用。然而，桥梁在运营期间因受自然灾害或使用荷载不当等因素的影响，桥梁结构的安全性与耐久性将降低，甚至出现桥毁人亡的事故。因此，清楚的了解桥梁的健康状况是保证桥梁正常运营的前提，而静载试验作为一种重要的桥梁检测手段，在评定现有桥梁的实际承载能力、建立和积累桥梁技术资料、推动和发展旧桥评定理论及新桥设计理论等方面都有着重要的意义。
1 桥梁荷载试验的意义
桥梁的荷载试验分为静载试验和动载试验，其目的是评定新建桥梁和已建桥梁承载能力，检验其是否满足设计和标准规范的要求，作为交工验收和维修加固的依据，同时建立和积累必要的技术资料，为指导后续桥梁建设及养护提供经验数据，完善并修正设计理论。
2 桥梁静载试验
桥梁的静载试验是指按照预定的试验目的与试验方案，将静止的荷载作用在桥梁的指定位置上，观测桥梁结构的应变、静力位移、裂缝等参量，然后根据有关规范和规程指标，判断桥梁结构在荷载作用下工作性能及承载能力。
（1）静载试验的一般程序
静载试验通常分为试验准备阶段（包括桥梁结构考察和试验方案设计阶段）、加载试验与观测阶段、测试阶段的分析与总结阶段等。
（2）试验对象选择
在能客观评定桥梁机构承载能力和使用性能前提条件下，为尽可能的节省试验费用和试验时间，要科学合理的选择试验孔。对多孔简支梁桥和多联连续梁桥等结构型式与跨度相同的多孔桥跨结构，可选择具有代表性的一孔（联）或几孔（联）进行加载试验；对于结构型式不相同的多孔桥跨结构，应按不同的结构型式分别选取具有代表性的一孔（联）或几孔（联）进行试验；对于结构型式相同但跨度不同的多孔桥跨结构，应选取跨度最大的一孔（联）或几孔（联）进行试验；对于悬臂梁桥和连续刚构桥应根据全桥受力状况综合考虑选取试验孔；对于预制梁，应根据不同跨度及制梁工艺，按照一定的比例进行随机抽查试验。
（3）测试截面选择
根据经验，各混凝土梁桥桥型荷载试验时常采用的内力或位移控制截面如表1所示。
表1 梁式桥梁荷载试验内力或位移控制截面位置选定
对于运营中的桥梁还应该对全桥裂缝情况详细检查，根据实际情况选择一定数量的有代表性的裂缝量测加载前后的裂缝宽度、长度随荷载发展变化情况。
（4）试验荷载及加载方式
为保证试验效果，在选择试验荷载的大小和加载位置时采用静载试验效率 进行控制。一般情况下，对于较旧桥 宜控制在0.95~1.05之间，对于新桥 宜控制在0.80~1.00之间，以对试验桥梁结构做一次较为彻底的检测，摸清桥梁状况，消除事故隐患。
同时，为了加载安全和了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化关系，对桥梁荷载试验应根据各主要工况分级进行。
3 理论分析
在进行桥梁静载试验前必须建立结构有限元计算模型，进行静力分析，然后根据分析结果决定静载试验加载方案及参考点的位置，然后将模型计算结果与实际静载试验数据进行分析比较。
理论分析通常采用有限元软件分析，以荷载试验的角度看，有限元模型应在满足精度要求的基础上尽量简便、宜操作。有限元模型应满足：l）模型计算的理论数据应与结构在健康状态下的实测数据吻合良好；2）模型误差引起的理论数据的不确定性要远小于由实际参数变化引起的实测数据变化，即模型误差不能掩盖实际参数的变化；3）有限元模型的自由度大小要适当。
4 试验结果分析
（1）校验系数
校验系数ζ是评定结构工作状况，确定桥梁承载能力的一个重要指标，实测结构校验系数ζ是试验的实测值与理论计算值的应变或挠度之比：ζ＝S实测/S理论，它反映结构的实际工作状态，一般情况ζ不应大于1。
（2）实测值和理论值的关系曲线
由于理论的变形（或应变）一般按线性关系计算，如果测点实测弹性变形（或应变）与理论验算值成正比，其关系曲线接近于直线，说明结构处于良好的弹性工作状况。
（3）残余比
残余比（δ）是量测的残余变形值（Sp）与量测的总变形（Stot）的比值。正常运营的桥梁应无残余变形，突然出现残余变形，说明该桥受到严重损伤或某处截面进入弹塑性。测点在控制荷载工况作用下的残余比越小，说明结构越接近弹性工作状况，例如钢筋混凝土桥梁一般要求残余比不大于0.20。当残余比大于规定值时，应在评定时，酌情降低桥梁的承载能力。
（4）抗裂性
在试验荷载作用下，裂缝宽度及长度不应超过相关规范所规定的允许值。
通过对实测校验系数、实测和理论值的关系曲线、残余比和抗裂性等各项指标，即可综合评定试验桥梁结构的使用性能与工作状态。
5 结语
基于静载试验数据分析桥梁健康状况需要严谨的试验数据和可靠的理论分析，静载试验加载过程仍受到环境荷载的影响，同时受理论模型简化的影响，理论数据与试验数据往往存在较大的差异，静载试验用于评定桥梁健康状况需要积累较多的试验和理论经验，仍需要探索各种因素和简化模型对试验检测方法的适用性。
参考文献：
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论文作者:温嘉栋
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/16
标签：桥梁论文; 荷载论文; 结构论文; 理论论文; 残余论文; 数据论文; 模型论文; 《基层建设》2017年5期论文;