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【摘 要】荷载试验在中国桥梁建设中的地位越来越重要,桥梁结构荷载试验是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作。笔者介绍了桥梁荷载试验的目的以及主要内容,以供型桥梁设计以及荷载试验工作人员参考借鉴。
【关键词】桥梁;荷载试验;目的;主要内容
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2009)09-0275-01
荷载试验在我国桥梁建设中的地位越来越重要,桥梁结构荷载试验是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作。下文重点从荷载试验的目的、荷载试验的主要工作内容、荷载试验的准备工作3方面做具体分析。
1 荷载试验的目的
桥梁荷载试验分为静载试验和动载试验。桥梁荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检定手段。试验的目的、任务和内容通常由实际的生产需要或科研需要所决定。一般桥梁荷载试验的目的有:
1.1 检验桥梁设计与施工的质量
对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁,在设计施工过程中必然会遇到许多新问题,为保证桥梁建设质量,施工过程中往往要求做施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验,以检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范的要求,并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。
1.2 判断桥梁结构的实际承载力
旧桥由于构件局部发生意外损伤,使用过程中产生明显病害,设计荷载等级偏低等原因,有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及承载力、受力性能的下降幅度,确定其运营荷载等级。同时,旧桥荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。
1.3 验证桥梁结构设计理论和设计方法
对于桥梁工程中的新结构、新材料和新工艺,应通过荷载试验验证桥梁的计算图式是否正确,材料性能是否与理论相符,施工工艺是否达到预期目的。对相关理论问题的深入研究,往往也需要大量荷载试验的实测数据。
2 荷载试验的主要工作内容
桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作,应根据试验的目的进行认真的调查,必要时进行相关的理论分析,在此基础上周密地制定试验方案,对于所有可能出现的问题都要认真考虑并作出处理预案,制定切实可行的试验方案。荷载试验的主要内容为:
(1)明确荷载试验的目的;(2)试验准备工作;(3)加载方案设计;(4)测点设置与测试;(5)加载控制与安全措施;(6)试验结果分析与承载力评定;(7)试验报告编写。
一般,以上荷载试验内容主要包含在3个阶段:桥梁结构的考察和试验准备、加载试验与观测、测试结果的分析与评定。日前,桥梁的荷载试验应按我国现行的《人跨径混凝土桥梁的试验方法》、《公路桥涵设计规范》等进行。
3 荷载试验的准备工作
荷载试验正式进行之前应做好下列准备工作。
3.1 试验孔(或墩)的选择
对多孔桥梁中跨径相同的桥孔(或墩)可选1～3孔具有代表性的桥孔(或墩)进行加载试验。选择时应综合考虑以下因素:
(1)该孔(或墩)计算受力最不利;
(2)该孔(或墩)施工质量较差、缺陷较多或病害较严重;
(3)该孔(或墩)便于搭设,脚手架,便于设置测点或便于实施加载。
选择试验孔的工作与制定计划前的调查工作结合进行。
3.2 搭设脚手架和测试支架
脚手架和测试支架应分开搭设互不影响,脚手架和测试支架应有足够的强度、刚度和稳定性。脚手架要保证工作人员的安全、方便操作。测试支架要满足仪表安装的需要,不因自身变形影响测试的精度,同时还应保证试验时不受车辆和行人的干扰。脚手架和测试支架设置要因地制宜,就地取材,便于搭设和拆卸,一般采用木支架或建筑钢管支架。当桥下净空较大不便搭设固定脚手架时,可考虑采用轻便活动吊架,两端用尼龙绳或细钢丝绳固定在栏杆或人行道缘石上。整套设置使用前应进行试载以确保安全,活动吊架如需多次使用可做成拼装式以便运输和存放。
晴天或多云天气下进行加载试验时,阳光直射下的应变测点,应设置遮挡阳光的设备,以减小温度变化造成的观测误差。雨季进行加载试验时,则应准备仪器,设备等的防雨设施,以备不时之需。
桥下或桥头用活动房或帐篷搭设临时实验室安放数据采集等仪器、并供测试人员临时办公和看管设备之用。
3.3 静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排
静载试验前应在桥面上对加载位置进行放样,以便于加载试验的顺利进行。如加载工况较少,时间允许,可在每次工况加载前临时放样。如加载工况较多,则应预先放样,且用不同颜色的标志区别不同加载工况时的荷载位置。
静载试验荷载卸载的安放位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加卸载方便,离加载位置近—些,又要使安放的荷载不影响试验孔(或墩)的受力,一般可将荷载安放在桥台后一定距离处。对于多孔桥,如有必要将荷载停放在桥孔上,一般应停放在距试验孔较远处以不影响试验观测为度。
3.4 试验人员组织及分工
桥梁的荷载试验是一项技术性较强的工作,最好能组织专门的桥梁试验队伍来承担,也可由熟悉这项工作的技术人员为骨干宋组织试验队伍。应根据每个试验人员的特长进行分工,每人分管的仪表数目除考虑便于进行观测外,应尽量使每人对分管仪表进行—次观测所需的时间大致相同。所有参加试验的人员应能熟练掌握所分管的仪器设备,否则应在正式开始试验前进行演练。为使试验有条不紊地进行,应设试验总指挥1人,其他人员的配备可根據具体
4 结语
对桥梁结构承载能力最有效、最直接和最有说服力的还是桥梁荷载试验,其作用与效果亦是其他方法和手段无法替代的。因此,桥梁荷载试验是一件十分重要、严肃和有益的工作。
参考文献:
[1] 华强,贺国京,邹中权.大跨度桥梁荷载试验[J].山西建筑,2007(05).
[2] 李义军,Ian Mar Key.瑞士的桥梁荷载试验[J].华北水利水电学院学报,1992(01).
[3] 加谌润水,刘群安.公路桥梁荷载试验的作用与基本原则[J].公路交通科技(应用技术版),2006(05).
[4] 时玉平.基于荷载试验的混凝土桥梁承载力评定方法及加固技术研究[D].吉林大学,2004.
[5] 沈大元,强士中,武守信,等.既有桥梁承载力评定的方法[C].全国桥梁结构学术大会论文集(下册),1992.
【关键词】桥梁;荷载试验;目的;主要内容
中图分类号:U445 文献标识码:A 文章编号:1009-8283(2009)09-0275-01
荷载试验在我国桥梁建设中的地位越来越重要,桥梁结构荷载试验是对桥梁结构物进行直接加载测试的一项科学试验工作。下文重点从荷载试验的目的、荷载试验的主要工作内容、荷载试验的准备工作3方面做具体分析。
1 荷载试验的目的
桥梁荷载试验分为静载试验和动载试验。桥梁荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检定手段。试验的目的、任务和内容通常由实际的生产需要或科研需要所决定。一般桥梁荷载试验的目的有:
1.1 检验桥梁设计与施工的质量
对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁,在设计施工过程中必然会遇到许多新问题,为保证桥梁建设质量,施工过程中往往要求做施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验,以检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范的要求,并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。
1.2 判断桥梁结构的实际承载力
旧桥由于构件局部发生意外损伤,使用过程中产生明显病害,设计荷载等级偏低等原因,有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及承载力、受力性能的下降幅度,确定其运营荷载等级。同时,旧桥荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。
1.3 验证桥梁结构设计理论和设计方法
对于桥梁工程中的新结构、新材料和新工艺,应通过荷载试验验证桥梁的计算图式是否正确,材料性能是否与理论相符,施工工艺是否达到预期目的。对相关理论问题的深入研究,往往也需要大量荷载试验的实测数据。
2 荷载试验的主要工作内容
桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作,应根据试验的目的进行认真的调查,必要时进行相关的理论分析,在此基础上周密地制定试验方案,对于所有可能出现的问题都要认真考虑并作出处理预案,制定切实可行的试验方案。荷载试验的主要内容为:
(1)明确荷载试验的目的;(2)试验准备工作;(3)加载方案设计;(4)测点设置与测试;(5)加载控制与安全措施;(6)试验结果分析与承载力评定;(7)试验报告编写。
一般,以上荷载试验内容主要包含在3个阶段:桥梁结构的考察和试验准备、加载试验与观测、测试结果的分析与评定。日前,桥梁的荷载试验应按我国现行的《人跨径混凝土桥梁的试验方法》、《公路桥涵设计规范》等进行。
3 荷载试验的准备工作
荷载试验正式进行之前应做好下列准备工作。
3.1 试验孔(或墩)的选择
对多孔桥梁中跨径相同的桥孔(或墩)可选1～3孔具有代表性的桥孔(或墩)进行加载试验。选择时应综合考虑以下因素:
(1)该孔(或墩)计算受力最不利;
(2)该孔(或墩)施工质量较差、缺陷较多或病害较严重;
(3)该孔(或墩)便于搭设,脚手架,便于设置测点或便于实施加载。
选择试验孔的工作与制定计划前的调查工作结合进行。
3.2 搭设脚手架和测试支架
脚手架和测试支架应分开搭设互不影响,脚手架和测试支架应有足够的强度、刚度和稳定性。脚手架要保证工作人员的安全、方便操作。测试支架要满足仪表安装的需要,不因自身变形影响测试的精度,同时还应保证试验时不受车辆和行人的干扰。脚手架和测试支架设置要因地制宜,就地取材,便于搭设和拆卸,一般采用木支架或建筑钢管支架。当桥下净空较大不便搭设固定脚手架时,可考虑采用轻便活动吊架,两端用尼龙绳或细钢丝绳固定在栏杆或人行道缘石上。整套设置使用前应进行试载以确保安全,活动吊架如需多次使用可做成拼装式以便运输和存放。
晴天或多云天气下进行加载试验时,阳光直射下的应变测点,应设置遮挡阳光的设备,以减小温度变化造成的观测误差。雨季进行加载试验时,则应准备仪器,设备等的防雨设施,以备不时之需。
桥下或桥头用活动房或帐篷搭设临时实验室安放数据采集等仪器、并供测试人员临时办公和看管设备之用。
3.3 静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排
静载试验前应在桥面上对加载位置进行放样,以便于加载试验的顺利进行。如加载工况较少,时间允许,可在每次工况加载前临时放样。如加载工况较多,则应预先放样,且用不同颜色的标志区别不同加载工况时的荷载位置。
静载试验荷载卸载的安放位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加卸载方便,离加载位置近—些,又要使安放的荷载不影响试验孔(或墩)的受力,一般可将荷载安放在桥台后一定距离处。对于多孔桥,如有必要将荷载停放在桥孔上,一般应停放在距试验孔较远处以不影响试验观测为度。
3.4 试验人员组织及分工
桥梁的荷载试验是一项技术性较强的工作,最好能组织专门的桥梁试验队伍来承担,也可由熟悉这项工作的技术人员为骨干宋组织试验队伍。应根据每个试验人员的特长进行分工,每人分管的仪表数目除考虑便于进行观测外,应尽量使每人对分管仪表进行—次观测所需的时间大致相同。所有参加试验的人员应能熟练掌握所分管的仪器设备,否则应在正式开始试验前进行演练。为使试验有条不紊地进行,应设试验总指挥1人,其他人员的配备可根據具体
4 结语
对桥梁结构承载能力最有效、最直接和最有说服力的还是桥梁荷载试验,其作用与效果亦是其他方法和手段无法替代的。因此,桥梁荷载试验是一件十分重要、严肃和有益的工作。
参考文献:
[1] 华强,贺国京,邹中权.大跨度桥梁荷载试验[J].山西建筑,2007(05).
[2] 李义军,Ian Mar Key.瑞士的桥梁荷载试验[J].华北水利水电学院学报,1992(01).
[3] 加谌润水,刘群安.公路桥梁荷载试验的作用与基本原则[J].公路交通科技(应用技术版),2006(05).
[4] 时玉平.基于荷载试验的混凝土桥梁承载力评定方法及加固技术研究[D].吉林大学,2004.
[5] 沈大元,强士中,武守信,等.既有桥梁承载力评定的方法[C].全国桥梁结构学术大会论文集(下册),1992.