摘要：伴随我国交通运输事业的快速发展，给公路桥梁结构性能提出了更高的要求。但因超载重载现象的长期存在，导致桥梁结构性能不断下降，如何做好桥梁加固与维修工作显得尤为重要。在运营桥梁结构力学性能及承载能力检测中，静动载试验最为有效，为此，决定在本工程选用静动载试验进行检测。
关键词：公路桥梁；荷载试验；动载试验
一、桥梁静态试验与结构性能分析
1、静态试验程序
1.1加载位置与加载工况
在最大限度提升试验效率的基础上，需保证加载位置设置、加载车总量合理，且在加载车最少的情况下，实现结构荷载试验效率最优化，从而达到缩短试验时间，节省资源的目的。根据工程现状，需先对40mT梁桥梁边梁1/2截面抵抗最大正弯矩与抗弯刚度的偏心加载试验进行检验，在桥梁合理位置设置实际加载车辆。
1.2主要技术指标
在进行载荷试验前，必须对加载车辆的技术参数进行准确的标定，如前后轴之间的距离和车辆的总重量等。
1.3试验荷载分级
根据相关技术规范要求，将40mT梁桥控制结构截面的最大内力或位移划分为4~5级进行荷载试验。若条件不足，可分为3级进行负荷试验。根据现场的具体情况，40mT梁桥偏心荷载工况可分为6级，1/2截面对称荷载工况可分为4级。
1.4试验时间
为了避免温度变化对试验结果的影响，可以在夜间进行试验。
1.5车辆荷载预先加载
预加载可以在试验开始前进行。一般可选择试验最大荷载的20%~30%对1/2截面的40mT梁桥进行预加载。预加载前应详细检查各种准备工作，如仪器的使用、加载是否安全、人员是否到位等。
1.6加载时间间隔
经过一段时间后，结构位移将逐渐稳定，然后可以进行下一阶段的加载。根据现行评估程序的要求，当出现下列情况时，可以停止加载(表1)。
表1 停止加载情况表
2、桥梁静载试验结果
根据现行桥梁试验评估规定，分析处理试验数据，可获得桥梁静载试验结果。
2.1试验效率
经试验表明，40mT梁桥梁试验实际静载试验效果与设计要求相符，由此说明，在此次静载试验中结构的控制截面工作性能得到了充分反映，具有较高试验效率。
2.2桥梁结构工作状态评定
在试验效果与设计要求相符的前提下，可对桥梁结构工作状态进行评定，通过观测试验桥梁结构挠度、应变与裂缝情况，可对测试结构工作状态进行评定。
1)评定桥梁承载力。根据《评定规程》要求，在1．00以下控制挠度与应变检验系数，经试验可见，本桥梁满载情况下，桥梁结构1/2截面挠度测点校验系数在0．88～0．91，1/2截面应变测点校验系数同样在1．00以下，均值在0．32～0.73，多数点校验值均在规定范围(表2)内，只有少数测点过低，则表明此试验检测桥梁结构安全储备良好，整体来讲，在汽车－20设计荷载要求下，本桥梁试验截面承载力良好，可满足要求。
表2 桥梁校验系数常值表
2)评定桥梁结构相对残余挠度或应变。在残余应变或挠度中《评定规程》要求，主要控制测点在0.20以下或等于0.20。经试验可见，卸载后1/2截面测值最大挠度测点相对残余挠度均值在0．19～0．27，则相对残余应变均值在0．05～0.21，则表明与要求相符。
2.3抗裂性分析
在试验前及试验中，未发现有开裂现象存于各片主梁、横隔梁底面或侧面位置，则表明桥梁抗裂性良好，与《评定规程》要求相符。
2.4桥梁结构刚度
按照《评定规程》要求，L/600为钢筋混凝土和预应力混凝土桥主梁1/2截面挠度限值，因本工程为40mT梁桥梁，则1/2截面挠度限值为4000/600=6．67cm。通过试验可见，满载条件下，2．039cm为偏心加载边梁1/2截面竖向挠度最大值，相比限值，该值较低，则表明试验刚度与要求相符。
三、桥梁动态试验与结构性能分析
1、桥梁动态试验程序
1.1脉动试验
当桥面交通负载测试,如车辆和行人,或在桥随机振动源的情况下,可以根据桥梁的结构动态测试系统,振动产生的微小的随机加载时间历史的反应,称为风荷载,加载流程,等等,通过结构脉动日历数据分析,动态特性可以得到桥的自振频率。
1.2跑车试验
试验时可选择1~2台30t车辆进行试验。在不同行驶速度下，桥梁截面将以匀速通过试验。当驱动转速激振力基本接近试验桥梁结构的固有频率时，振动响应值最大。根据本项目的实际情况，跑车速度可选择15、20、25、30、35公里/小时。
1.3跳车试验
同样以30t车辆为试验车辆标准，试验前，先将垫木(0．15m厚)设置到主桥跨中位置，试验中，车辆后轮自该垫木下落，通过车辆对桥梁产生的瞬时冲击，引发上下振动，利用结构动力测试系统，即可获取1/2截面位置动挠度最大值，并根据该值获取其相对应的激振频率。
1.4刹车试验
以20km/h的速度由30t试验车匀速向1/2截面位置行驶，行至此处急刹车，此时将对桥梁产生一定冲击，通过动力测试系统，可取得测点动挠度最大值。
根据工程实际情况，本文选用DH5922型测试系统，并配置相应的动态传感器，通过振动时程曲线，可获取试验桥梁结构动力特性参数，如自振频率、阻尼比与冲击系数等。
2、桥梁动载试验结果分析评定
2.1基频
本桥梁基频理论计算值为2．4912Hz，经检测实际值为2.9293Hz，对比上述二值，实测值大于理论计算值，则说明结构实际振动频率在理论计算值以上，表面结构刚度与设计要求相符。如表3所示。
表3 结构基频理论计算值与试验测试值的对比 表4 桥梁结构冲击系数试验结果及与理论值的对比
2.2阻尼比
经检测，0．0813为桥梁试验跨结构实测阻尼比，与经验值相比较大，则表明桥梁结构加固后，可改善其抗振性能。
2.3冲击系数
桥梁理论冲击系数为1．1742，经检测，1.0289为本桥梁实测冲击系数，如表4所示。相比两者，实测值较小，则表明此桥梁动力性能与设计要求相符。
结束语
在桥梁运营通车整个过程中，往往会受各类外部因素的影响，如设计因素、施工质量、自然条件等，出现不同程度的病害，导致桥梁结构承载力下降。为此，可通过不同结构补强措施加固桥梁工程受损构件，从而实现局部或全部结构部位承载力的提升。本文以40m预应力混凝土T型截面简支梁粘贴钢板加固后的结构性能为研究对象，在桥梁构件基本力学性质现场检测工作的前提下，对某公路桥梁实施了桥梁结构静动载荷载试验，通过分析评价，为进一步论证大桥结构性能现状提供了可靠的依据。
参考文献
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［2］马超，孙韦．评述桥梁荷载试验的步骤及要点［J］．公路交通科技(应用技术版)，2013(7)．
［3］王方鑫．公路桥梁荷载试验检测在桥梁养护中的作用［J］．南方农机．2017(14)．
论文作者:潘鑫鑫
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/9/21
标签：桥梁论文; 结构论文; 截面论文; 挠度论文; 荷载论文; 加载论文; 系数论文; 《基层建设》2019年第20期论文;