吉林大学 建设工程学院 道桥工程系 长春 130026
摘要：随着城市的快速发展，城市立交桥发展迅猛。在立交桥服役的过程中，需要对桥梁的承载能力进行评定，此时，试验方案就显得尤为重要。本文以某立交桥为工程实例，对其试验方案进行研究，明晰了试验的目的及主要内容，对桥梁动静载试验具有指导作用。本文着重对动静载试验的流程进行了分析，对编制同类桥梁试验检测方案具有参考意义。
关键词：立交桥 试验方案 承载能力
1检测目的和依据
为判断桥梁的承载能力是否满足设计要求，需对桥梁进行荷载试验。通过对桥梁的荷载试验，目的主要包括：
1、检验桥跨结构的实际承载能力、结构变形及抗裂性能是否满足有关技术规范要求，并结合理论计算分析结果，科学评定桥梁结构目前的技术状态，综合评价桥梁目前的承载能力状况；
2、完善桥梁养护管理系统档案资料，为桥梁后期养护管理和维护加固提供可靠的数据及依据。
进行荷载试验，获得桥梁结构的静动力特性，内容包括测试截面测点的应力值、挠度值、裂缝变化值与结构校验系数值、主要测点的相对残余应变、主要测点的最大动应力及应力动态增量、桥梁结构的主要振型及相应的自振频率与阻尼比等；
2项目概况
本次桥梁检测内容包含：原立交桥两侧新建加宽桥梁及新建框构桥。原立交桥两侧拼宽，原桥采用17孔19.5m简支T梁，桥宽18.2m。加宽后桥梁总体跨径布置为（15×19.5）m+（2×9.75）m+（1×13）m，本次项目只针对新建加宽桥梁部分进行检测，（15×19.5）m段新建加宽桥梁上部采用装配式预应力混凝土后张空心板，加宽后桥面宽度为31.5m，其中旧桥宽度14.38m，两侧新建加宽部分各8.54m，采用桥面连续，下部为弧线形盖梁+方形墩（带凹槽）+扩大基础。（2×9.75）m段为现浇板连续梁，桥面宽度为31.5~34.42m，旧桥宽度14.38m，剩余宽度部分为加宽新建桥梁，下部采用方形墩（带凹槽）接扩大基础。（1×13）m段新建加宽桥梁上部采用现浇板，桥面宽度为52.42m，旧桥宽度14.38m，两侧各加宽10m和8.98m，桥台采用桩接盖梁，桩基按嵌岩桩设计。框构桥规模为14+10m两孔连续式框构，框构桥分为两节，每节长14m，中间设置3cm沉降缝，通行净高不小于4.5m。
3静载试验基本原则及测试方法
为了通过静载试验在具备切实可行的条件下达到既定的目的，静载试验遵循如下原则：
⑴试验跨选取。静载试验为了达到试验目的，按照相关试验规范规定，一般选择桥梁结构中受力最不利、施工质量相对不够好、缺陷较多且施工记录不完备的桥跨结构进行加载试验，以检测桥梁的结构性能。
⑵采用各控制截面内力、各控制点变形等效的原则，计算各试验工况下的实际加载车辆数量和加载位置，但由于静载试验使结构本身受力，在试验过程中必须严格控制其尺度，即所加荷载大小和位置既能合理的反映出结构的损伤特性，又不会超过规定的容许值，不会对桥梁结构造成新的损伤。
⑶静载试验效率系数 不宜过小，否则不能反映出桥梁在设计荷载下的工作性能，同时也不宜过大，以防结构局部损坏。实际荷载试验时，试验效率系数控制在0.95< <1.05之间。同时应密切注意相应的其它相应值也不超限。
为了满足鉴定桥梁承载能力的要求，试验荷载工况的选择应依据反映桥梁结构的最不利受力状态的原则来进行。依据本次工程特点，选取简支梁跨中、连续梁边跨跨中、中跨跨中及支点截面的弯矩最不利作为试验工况，静载试验项目如表1所示。
表1 静载试验加载项目表
4测试方案
4.1荷载布置
试验时按试验荷载效应与设计荷载效应等效的原则，对各测试截面活载内力进行有限元电算分析。可根据实际情况并考虑到车辆来源、组织和调配方便来确定试验荷载（采用汽车荷载移动加载）。
4.2试验规则
⑴静力加载持续时间
再次加、卸载的持续时间取决于结构最大变位测点达到稳定标准所需要的时间，实际观测时，一般不少于15分钟。
⑵终止加载的控制条件
测试过程中若发生下列情况应立即终止加载。
1.控制测点应力已达到或超过用弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时；
2.控制测点变位(或挠度)超过规范允许值时；
3.裂缝长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时；
4.发生其他破坏时，如预应力筋崩断、混凝土压碎、墩台桥墩偏位超过规范允许值以及支座损坏等影响桥梁承载能力或正常使用时。为了确保安全，在第一级加载后，对最大变位点、最大应变点进行连续观测。
5动载试验
5.1试验目的
桥梁结构的动力特性，只与结构本身固有性质有关，而与荷载等其他条件无关，是桥梁结构振动系统的基本特性。桥梁结构是一个多变量的复杂系统，当结构的物理特性发生变化时(如开裂、尺寸变化、材料力学性能变化时)不但静力特性(变形、应力、裂缝等)发生变化，而且动力特性也发生变化，这一变化对于现状评估有重要意义。
通过动力荷载试验以及结构固有模态参数的实桥测试，了解桥跨结构的动力特性以及各控制部位在使用荷载下的动力性能，除了可用来分析结构在动荷载作用下的受力状态外，还可验证或修改理论计算值，并作为结构设计的依据，为大桥以后的运营养护管理提供必要的数据和资料。
5.2测试内容
结构的自振频率、振型及阻尼系数；
5.3试验项目及方法
脉动试验是指在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的情况下，测定桥跨结构由于桥址处风荷载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起的桥跨结构微小振动响应。
脉动试验通过采用高灵敏度的拾振器和放大器测量结构在环境激励下的振动，然后进行自谱分析，求出结构自振特性。通过对拾振器拾取的响应信号进行自谱分析，可确定桥梁的自振频率分和振型。
6结论
通过对该立交桥试验检测方案的研究，明晰了试验的目的及主要内容，对桥梁动静载试验具有指导作用。本文着重对动静载试验的流程进行了分析，对编制同类桥梁试验检测方案具有参考意义。
参考文献
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[3]徐显利.公路桥梁试验检测技术及应用研究[J].中国标准化,2017(12): 232-233.
论文作者:薛彦杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第23期
论文发表时间:2018/10/1
标签：桥梁论文; 荷载论文; 结构论文; 目的论文; 立交桥论文; 宽度论文; 应力论文; 《基层建设》2018年第23期论文;