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摘要:近年来,在我国经济高速发展的状况下,交通行业与建筑行业都取得了十分显著的发展成果,而路桥工程就是其中的一个重要项目,但在路桥工程量持续增加的状态下却时常出现安全隐患,这主要是由于施工操作不够规范所导致的。随着我国道路工程建设事业的发展,桥梁在道路工程建设中发挥的作用也越来越大,这也给桥梁的质量提出更高的要求。而桥梁检测是确保桥梁安全稳定运营的重要技术手段之一。在当前的桥梁检测中静载试验是应用最广泛的检测手段,其可真实反映桥梁的承载能力和工作状态。针对某桥梁工程实际情况，在简述桥梁荷载试验主要目的的基础上，对桥梁结构静载试验内容及方法进行深入分析，以此为类似桥梁工程的试验检测工作提供理论参考。
关键词:桥梁检测;静载试验
0引言
桥梁检测是保证桥梁安全运行的关键所在,在项目落实过程中需要做好实验检测工作,按照检测流程进行。静载试验是检测的重要步骤,能了解桥梁的实际工作状态和承载力,为其提供可靠的应变数据。以静载试验检测重要性为基础,结合具体情况,对实验内容进行分析。
1工程概况
某桥梁为跨越河道而建设，河道宽度为20m左右，河道南岸地势相对较缓，北岸则较陡。桥梁上部结构为预应力混凝土连续空心板，1联构造，先简支后连续;桥梁总长84．84m，高度的最大值为18．3m。下部结构为柱式墩与桩基，桩径D120，桩基直径为D150。桥台为柱式台。桥梁的主要技术标准见表1。
2桥梁荷载试验的目的
(1)采取现场加载试验措施和对试验观测结果进行分析，验证桥梁的设计和施工质量，明确工程是否可靠，并为后续的质量评价及质量验收提供可靠的技术依据。
(2)掌握结构所处工作状态，根据计算分析结果，评价结构在设计荷载条件下的各项工作性能，确认结构能否保持稳定。
(3)对所按照的设计理论、采取的计算方法及设计过程中各项假定是否合理、正确进行验证，为后续相同类型桥梁工程的设计与施工工作提供参考依据。
(4)为后续桥梁正常使用及维修、管理等工作提供参考依据。
3桥梁结构静载试验
3．1外观检查
桥梁的外观检查在向有关部门进行调查的基础上结合现场调查。在试验开始前，对测试截面对应的结构进行全面的外观检查，确定各部位具体状况，尤其是对后续试验结果会产生明显影响的实际问题，包括结构裂缝、损坏与锈蚀等，同时在试验时动态关注实际变化，对支座是否产生偏位及破损进行检查;试验中与完成后，还要对加载后产生较大变化的部位实施深入调查。
3．2试验项目
为对桥梁质量及安全性与可靠性进行检测，为质量验收提供依据，现确定下列试验内容和项目，对应以下四种工况。
工况一:1#跨跨中最大正弯矩，横桥向偏载，将与0#台中心线相距9．98m的位置作为控制截面。
工况二:1#跨跨中最大正弯矩，横桥向中载，将与0#台中心线相距9．98m的位置作为控制截面。
工况三:2#跨跨中最大正弯矩，横桥向中载，将与1#墩中心线相距10m的位置作为控制截面。
工况四:1#、2#跨间支点负弯矩，横桥向偏载，将1#墩柱作为控制截面。
3．3荷载效率
静载试验是指对桥梁结构受静力荷载后产生的变形和内力进行测量，明确结构所处状态是否和预期相符，检验结构各项性能，包括刚度与强度，是一种直接且准确的检测方法。按照相关荷载标准，在测试截面内力影响线基础上，根据最不利位置，以加载所用荷载的参数为依据实施布载，对截面受到荷载后的内力进行计算，这一计算结果和按照设计荷载得出的理论内力结果之比即为荷载效率。采用荷载效率可确定出试验过程中的最大荷载，其计算公式如下所示：
式(1)中，Sstat表示检测部位受试验荷载后产生变形及内力实际计算结果;S表示检测部位受设计荷载后产生变形及内力实际计算结果;δ表示设计过程中确定的动力系数。在现有资源基础上，试验过程中使用分析和计算软件开展理论分析和计算。在进行实际的荷载试验过程中，对于试验效率系数，一般在0．80～1．05范围内取值。
3．4加载车辆
以荷载效率和设计弯矩值等为依据，考虑加载车辆主要来源和试验过程中加载车辆需要调头等实际影响因素，在试验过程中，需要对车辆进行编号、配重与过磅，确保车辆的轴重可以满足试验要求，同时在试验时避免产生较大变化。在试验中，各个工况需要的加载车辆配置数量，需要将受到标准活载时的各工况实际情况进行换算。通过计算分析后，可以得出每个不利工况下的荷载效率。加载车辆的总轴重为300kN，前、后轴重分别为60kN和240kN，轴距为4．0m，前、后轮距均为1．8m。
3．5加载与卸载流程
(1)预载在正式开始加载以前，使用两辆加载车于待测桥跨表面进行反复通行，共两次，以此对桥跨处实施预压，目的是消除所有非弹性变形。完成预压以后，现场无关人员立即退场，做好所有准备工作后，开始第一次读数，即空载读数。(2)加载与卸载未得到荷载和变位之间的关系曲线，并避免结构产生意外损伤，结构加载应分3级进行，而卸载应分2次完成。加载工况当中，采用单次递增至最大荷载的方法，再进行2次卸载，直到荷载为零，然后对各级荷载条件下的控制参数发生的变化进行观测，数据采集过程中，对每级加载和卸载对应的数据进行记录。进行最后一次加载之前，需对结构实测结果和理论计算结果实施对比。至于加载与卸载时间，需要根据结构实际变位保持稳定后需要的时间为依据来确定。为使试验质量达到要求，在荷载试验过程中，气温变化不能超过5℃，尽量在结构温度可以保持稳定的限度内实施，每个工况前后温度变化应控制1℃以内。(3)测试方法与测点布置采用垂吊重物的方法，由百分表在空心板梁的底部对挠度参数进行实时观测，在必要的情况下，用水准仪同步观测挠度。
3．6资料整理
(1)资料修正
①测值:以仪表标定为依据对测量数据实施修正，如果实际影响因素对测值造成的影响不足1%，则可以不进行修正。②温度影响:因测试受温度的影响十分复杂，一般通过对加载时间的缩短，在温度保持稳定的时间内开始试验，以减小温度造成的影响。在需要的情况下，可通过综合分析对温度影响这一因素进行修正，也就是利用试验以前的实际观测数据，构建温度变化与应变、挠度等之间的变化曲线，再采用以下公式对温度修正实施计算
式(3)中，C表示修正量;l表示支点A和B之间的距离;x表示测点和支点A之间的距离;a表示支点A的沉降量;b表示支点B的沉降量。
(2)变位和应变计算
以量测数据为依据进行如下计算:
①总变位的计算公式为:Sl=Sl－Si;
②弹性变位的计算公式为:Se=Sl－Su;
③残余变位的计算公式为:Sp=Su－Si。
上式中，Si表示加载以前的测量值;Sl表示加载保持稳定时的测量值;Su表示卸载并保持稳定以后的测量值。
(3)应力计算
当处在单向应力状态时，对于测点的应力，需要采取以下计算公式确定
式(4)中，σ表示测点应力;E表示构件的弹性模量;ε表示测点应变测量结果。
(4)裂缝发展情况
①如果裂缝的数量较少，则可将观测结果作为依据来描述裂缝具体状况。
②如果裂缝的数量较多，则应选择具有良好代表性的结构进行裂缝展开图的绘制，在图上需要标注每个加载程序对应的裂缝宽度及长度，包括裂缝发展情况。
4结束语
桥梁检测是保证桥梁安全运行的关键所在,在项目落实过程中需要做好实验检测工作,按照检测流程进行。静载试验是检测的重要步骤,能了解桥梁的实际工作状态和承载力,为其提供可靠的应变数据。综上所述，通过静载试验，可以确定桥梁结构在受到静力荷载作用后的各项性能参数，再通过与设计要求的对比，确定桥梁结构能否达到稳定和安全，并为桥梁结构正常使用及维修、管理等实际工作提供参考依据。
参考文献:
［1］刘沛林，张天申，玄莹，等．行进加载试验替代静载试验的桥梁检测方法研究［J］．特种结构，2010，(2):70－75．
［2］姚响宇，张贤才，雷旺龙．基于静载试验的桥梁检测及安全性评价［J］．湖南工程学院学报(自然科学版)，2012，22(1):81－83．
［3］刘畔．静载试验在桥梁检测中的应用［J］．黑龙江交通科技，2012，(5):67－68．
论文作者:李君
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
标签：荷载论文; 桥梁论文; 加载论文; 结构论文; 工况论文; 过程中论文; 截面论文; 《防护工程》2019年第6期论文;