论文部分内容阅读
摘要：桥梁静载试验是分析桥梁特性的重要手段之一，论文简要分析了静载试验在公路桥梁中所能够解决的问题以及不同结构桥梁的加载工况，并对静载试验应该遵循的原则以及需要注意问题进行探讨说明。
关键词：桥梁；静载试验；规则；注意问题
Abstract: the bridge static test analysis is one of the important methods bridge characteristics, this paper briefly analyzes the static load test in the highway bridge to be solved in the problem of different structure of the bridge and loading condition, and of static load test should follow the principles and the attentions that problems are discussed.
Keywords: bridge; The static load test; Rules; Pay attention to problems
中图分类号：K928.78 文献标识码：A文章编号：
引言
静载试验是检验桥梁结构受力特征的最直接和最有效的手段和方法。桥梁静载试验是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上的指定位置，观测桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、沉降等参量的试验项目，然后根据有关规范和规程的指标、判断桥梁结构的承载能力以及荷载作用下的工作性能。
1 桥梁静载试验在工程中主要能够解决的问题
桥梁静载试验一般用来检测新建桥梁工程质量，在确定旧桥承载能力时也常常需要进行桥梁静载试验，静载试验经常用来解决以下几方面问题。
1.1检验桥梁结构的设计与施工质量，验证结构的安全性与可靠性。对于大、中跨度桥梁，要求在竣工之后，通过试验来具体地、综合地鉴定其工程质量的可靠性，并将试验报告作为评定工程质量优劣的主要依据之一。
1.2验证桥梁结构的设计理论与计算方法，充实与完善桥梁结构的计算理论与施工技术，积累科学技术资料。随着交通事业的不断发展，采用新结构、新材料、新工艺的桥梁结构日益增多，这些桥梁在设计、施工中必然会遇到一些新问题，其设计计算理论或设计参数需要通过桥梁试验予以验证或确定，在大量试验检测数据积累的基础上，就可以逐步建立或完善这类桥梁的设计理论与计算方法。
1.3 掌握桥梁结构的工作性能，判断桥梁结构的实际承载能力。目前，我国已建成了数万座各种型式的桥梁，在使用过程中，有些桥梁已不能满足当前通行荷载的要求，有些桥梁由于各种自然原因而产生不同程度的损伤与破坏，有些桥梁由于设计或施工差错而产生各种缺陷。对于这些桥梁，经常采用试验的方法，来确定其承载力和使用性能，并由此确定限载方案或加固改造方案，特别是对于那些原始设计施工资料不全的既有桥梁，通过静载试验确定其承载能力与使用条件就显得非常必要。
2静载试验荷载工况
为满足鉴定桥梁承载力的要求，荷载工况选择应反映桥梁设计的最不利受力状态，简单结构可选1～2个工况，复杂结构可适当多选，加载项目不宜过多，常见桥梁通常选用以下荷载工况。
2.1 简支梁桥
跨中最大正弯矩、支点最大剪力、桥墩最大竖向反力。
2.2 连续梁桥
主跨跨中最大正弯矩、主梁支点负弯矩、支点最大剪力、主跨桥墩最大竖向反力、边跨最大正弯矩。
2.3 悬臂桥梁（T型钢构桥）
支点最大负弯矩，锚固孔跨中最大正弯矩、支点最大剪力、挂梁跨中最大正弯矩。
2.4 无铰拱桥
跨中最大正弯矩、拱脚最大负弯矩、拱脚最大推力、L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩。
2.5 斜拉桥
主梁跨中最大正弯矩、主梁最大负弯矩、主塔塔顶顺桥向最大水平位移、斜拉索最大索力、主梁最大扰度，塔柱最大弯矩。
2.悬索桥
主梁控制截面最大弯矩，主梁扭曲变形，主梁控制截面位移或扰度、塔顶最大水平变位、塔柱底截面最大应力、主缆和吊索最大拉力。
3 静载试验中遵循的规则
桥梁静载试验应按照以下几方面原则进行:
3.1 静载试验原则上宜选择在气温变化不大于2℃和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行。试验过程中在量测试验荷载作用下结构响应的同时应相应地测量结构表面温度。静力加载试验宜在21:00至次日6:00这一时间段内进行。
3.2静载试验荷载持续时间，原则上取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间，只有结构变位达到相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。同一级荷载内，若结构变位最大的测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15%，或小于所用量测仪器的最小分辨值，即认为结构变位达到相对稳定。
3.3全部测点在正式加载试验前均应进行零级荷载读数，以后每次加载或卸载后应即读数一次，并在结构变位达到相对稳定后，进入下一级荷载之前再读数一次。对结构变位较大的测点，宜每隔5分钟观测一次，以观测结构变位是否达到相对稳定。
3.4若在加载试验过程中发生下列情况之一应立即终止加载试验：
（1）控制测点应力或内力值超过计算值并且达到或超过按规范安全条件反算的控制应力或力值时；
（2）控制测点变位超过规范允许值时；
（3）由于加载试验使结构出现非正常的受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载能力和今后正常使用时。
4 桥梁静载试验中注意问题：
4.1 采用载重汽车加载时，在施加试验荷载过程中，当某一加载工况接近满载时（大于满载量的80%），应将该工况后续加载车在试验测试桥跨的行车速度控制在10km/h以下；在卸载过程中，禁止多辆加载车同时启动。
4.2 试验前应对所选仪器进行系统检查，确保各仪器的完好，并在标定后，逐一编号登记。对静态测量，其测量误差不应大于预计量程的±5％，位移测量不大于±10％，动态位移不大于±15％。根据测点和测站的位置备好足够长度的导线，并应有一定的富余度，以用于导线意外损坏后的替换。
4.3 对试验方案中落实的车辆进行标定和编号。在有条件的地方用地磅分轴称出各车的总重、各轴的轴重；在无条件的地方，可利用压力传感器来测定各轴轴重。若条件允许，最好对各车的总重及各轴轴重进行调整。按分级加载工况用不同颜色的油漆在桥面上标出车位。
4.4 為保证结构的安全，要注意非测试断面的内力与挠度是否超限，必要时试验中增加支座、裂缝观察，混凝土的荷载滞后效应问题及各工况的混凝土的非线性残余变形。
小结
桥梁静载试验对试验条件以及周围环境要求都比较高，在进行荷载试验前应制定切实可行的试验方案，选择合理的加载方法，并且在试验过程中严格遵循实验原则才能使试验采集到的数据科学合理。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通部．公路桥梁加固施工技术规范JT6TJ23--2008．北京：人民交通出版社．2008
[2]公路旧桥承载能力鉴定方法.北京：人民交通出版社，1998.
关键词：桥梁；静载试验；规则；注意问题
Abstract: the bridge static test analysis is one of the important methods bridge characteristics, this paper briefly analyzes the static load test in the highway bridge to be solved in the problem of different structure of the bridge and loading condition, and of static load test should follow the principles and the attentions that problems are discussed.
Keywords: bridge; The static load test; Rules; Pay attention to problems
中图分类号：K928.78 文献标识码：A文章编号：
引言
静载试验是检验桥梁结构受力特征的最直接和最有效的手段和方法。桥梁静载试验是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上的指定位置，观测桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、沉降等参量的试验项目，然后根据有关规范和规程的指标、判断桥梁结构的承载能力以及荷载作用下的工作性能。
1 桥梁静载试验在工程中主要能够解决的问题
桥梁静载试验一般用来检测新建桥梁工程质量，在确定旧桥承载能力时也常常需要进行桥梁静载试验，静载试验经常用来解决以下几方面问题。
1.1检验桥梁结构的设计与施工质量，验证结构的安全性与可靠性。对于大、中跨度桥梁，要求在竣工之后，通过试验来具体地、综合地鉴定其工程质量的可靠性，并将试验报告作为评定工程质量优劣的主要依据之一。
1.2验证桥梁结构的设计理论与计算方法，充实与完善桥梁结构的计算理论与施工技术，积累科学技术资料。随着交通事业的不断发展，采用新结构、新材料、新工艺的桥梁结构日益增多，这些桥梁在设计、施工中必然会遇到一些新问题，其设计计算理论或设计参数需要通过桥梁试验予以验证或确定，在大量试验检测数据积累的基础上，就可以逐步建立或完善这类桥梁的设计理论与计算方法。
1.3 掌握桥梁结构的工作性能，判断桥梁结构的实际承载能力。目前，我国已建成了数万座各种型式的桥梁，在使用过程中，有些桥梁已不能满足当前通行荷载的要求，有些桥梁由于各种自然原因而产生不同程度的损伤与破坏，有些桥梁由于设计或施工差错而产生各种缺陷。对于这些桥梁，经常采用试验的方法，来确定其承载力和使用性能，并由此确定限载方案或加固改造方案，特别是对于那些原始设计施工资料不全的既有桥梁，通过静载试验确定其承载能力与使用条件就显得非常必要。
2静载试验荷载工况
为满足鉴定桥梁承载力的要求，荷载工况选择应反映桥梁设计的最不利受力状态，简单结构可选1～2个工况，复杂结构可适当多选，加载项目不宜过多，常见桥梁通常选用以下荷载工况。
2.1 简支梁桥
跨中最大正弯矩、支点最大剪力、桥墩最大竖向反力。
2.2 连续梁桥
主跨跨中最大正弯矩、主梁支点负弯矩、支点最大剪力、主跨桥墩最大竖向反力、边跨最大正弯矩。
2.3 悬臂桥梁（T型钢构桥）
支点最大负弯矩，锚固孔跨中最大正弯矩、支点最大剪力、挂梁跨中最大正弯矩。
2.4 无铰拱桥
跨中最大正弯矩、拱脚最大负弯矩、拱脚最大推力、L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩。
2.5 斜拉桥
主梁跨中最大正弯矩、主梁最大负弯矩、主塔塔顶顺桥向最大水平位移、斜拉索最大索力、主梁最大扰度，塔柱最大弯矩。
2.悬索桥
主梁控制截面最大弯矩，主梁扭曲变形，主梁控制截面位移或扰度、塔顶最大水平变位、塔柱底截面最大应力、主缆和吊索最大拉力。
3 静载试验中遵循的规则
桥梁静载试验应按照以下几方面原则进行:
3.1 静载试验原则上宜选择在气温变化不大于2℃和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行。试验过程中在量测试验荷载作用下结构响应的同时应相应地测量结构表面温度。静力加载试验宜在21:00至次日6:00这一时间段内进行。
3.2静载试验荷载持续时间，原则上取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间，只有结构变位达到相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。同一级荷载内，若结构变位最大的测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15%，或小于所用量测仪器的最小分辨值，即认为结构变位达到相对稳定。
3.3全部测点在正式加载试验前均应进行零级荷载读数，以后每次加载或卸载后应即读数一次，并在结构变位达到相对稳定后，进入下一级荷载之前再读数一次。对结构变位较大的测点，宜每隔5分钟观测一次，以观测结构变位是否达到相对稳定。
3.4若在加载试验过程中发生下列情况之一应立即终止加载试验：
（1）控制测点应力或内力值超过计算值并且达到或超过按规范安全条件反算的控制应力或力值时；
（2）控制测点变位超过规范允许值时；
（3）由于加载试验使结构出现非正常的受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载能力和今后正常使用时。
4 桥梁静载试验中注意问题：
4.1 采用载重汽车加载时，在施加试验荷载过程中，当某一加载工况接近满载时（大于满载量的80%），应将该工况后续加载车在试验测试桥跨的行车速度控制在10km/h以下；在卸载过程中，禁止多辆加载车同时启动。
4.2 试验前应对所选仪器进行系统检查，确保各仪器的完好，并在标定后，逐一编号登记。对静态测量，其测量误差不应大于预计量程的±5％，位移测量不大于±10％，动态位移不大于±15％。根据测点和测站的位置备好足够长度的导线，并应有一定的富余度，以用于导线意外损坏后的替换。
4.3 对试验方案中落实的车辆进行标定和编号。在有条件的地方用地磅分轴称出各车的总重、各轴的轴重；在无条件的地方，可利用压力传感器来测定各轴轴重。若条件允许，最好对各车的总重及各轴轴重进行调整。按分级加载工况用不同颜色的油漆在桥面上标出车位。
4.4 為保证结构的安全，要注意非测试断面的内力与挠度是否超限，必要时试验中增加支座、裂缝观察，混凝土的荷载滞后效应问题及各工况的混凝土的非线性残余变形。
小结
桥梁静载试验对试验条件以及周围环境要求都比较高，在进行荷载试验前应制定切实可行的试验方案，选择合理的加载方法，并且在试验过程中严格遵循实验原则才能使试验采集到的数据科学合理。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通部．公路桥梁加固施工技术规范JT6TJ23--2008．北京：人民交通出版社．2008
[2]公路旧桥承载能力鉴定方法.北京：人民交通出版社，1998.