橋梁靜載試驗(yàn)研究

駱浩光

（廣東省航運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院工程檢測(cè)中心，廣東 廣州510000）

橋梁靜載試驗(yàn)研究

駱浩光

橋梁檢測(cè)是橋梁安全，日常維護(hù)的重要依據(jù)，橋梁靜載試驗(yàn)可以對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，從而對(duì)橋梁在靜力荷載作用下的承載能力及工作性能進(jìn)行檢驗(yàn)。本文通過實(shí)際的工程案例簡(jiǎn)要介紹橋梁靜載試驗(yàn)的荷載布置，工況設(shè)計(jì)，提供一些檢測(cè)中常用的參數(shù)和判定法則，為以后類似的橋梁檢測(cè)工程提供參考。

橋梁檢測(cè) 靜載 試驗(yàn)

1.工程概況

為全面了解和掌握橋梁的實(shí)際工作狀態(tài)及考察其承載能力，通常采用橋梁的靜載試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，通過測(cè)定橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和撓度變形從而掌握橋梁中難以理論計(jì)算的實(shí)際受力狀態(tài)、承載能力，另外還可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)檢查中較難發(fā)現(xiàn)的隱蔽病害，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估做出全面客觀的評(píng)價(jià)，同時(shí)為后期的維修養(yǎng)護(hù)、加固改建提供參考。

峽口蘭夏橋位于東莞市東城區(qū)榴花東街至東江大道路段上。橋梁總長(zhǎng)為62m，跨徑組合為20.5m+21m+20.5m，橋面總寬6.6m，總體橫向布置為：0.5m（護(hù)欄）+5.6m（車行道）+0.5m（護(hù)欄）。該橋上部形式為整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土簡(jiǎn)支T型梁，單跨共設(shè)置4片T梁，梁端支點(diǎn)處梁高175cm，跨中梁高為125cm；下部結(jié)構(gòu)形式為雙柱式橋墩、重力式橋臺(tái)；橋面采用鋼筋混凝土鋪裝層，該橋的設(shè)計(jì)荷載為“汽車—20級(jí)”。

2.靜載試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)內(nèi)容與目的

靜載試驗(yàn)是將靜止的荷載作用于橋梁的指定加載位置，利用儀器采集橋梁的靜力位移應(yīng)變、裂縫等參數(shù)，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用之下的工作性能及其使用能力作出評(píng)估。靜載試驗(yàn)的意義在于：通過對(duì)具有代表性橋跨的靜載試驗(yàn)，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等參數(shù)進(jìn)行測(cè)試，從而對(duì)橋梁在靜力荷載作用下的承載能力及工作性能進(jìn)行檢驗(yàn)。

檢測(cè)內(nèi)容主要為：檢測(cè)橋跨跨中截面在試驗(yàn)荷載下的靜應(yīng)變；檢測(cè)橋跨支點(diǎn)、跨中、四分點(diǎn)等截面在試驗(yàn)荷載下的靜撓度；檢測(cè)橋跨橋墩在試驗(yàn)荷載下的豎向變位。

2.2 檢測(cè)方案

為了獲得結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載與變位及應(yīng)力關(guān)系的連續(xù)性和防止結(jié)構(gòu)意外損傷，加載方式為逐級(jí)遞加到最大荷載，然后逐次卸載到零級(jí)荷載。加載位置與加載工況確定的主要方式是：采用荷載等效的原則實(shí)施，在滿足試驗(yàn)荷載效率的前提下對(duì)加載工況進(jìn)行適當(dāng)優(yōu)化，每一加載工況以某一檢驗(yàn)項(xiàng)目為主，必要時(shí)可兼顧其他檢驗(yàn)項(xiàng)目。

加載中的試驗(yàn)工況加載階段為：工況1，在檢測(cè)跨跨中附近加載一臺(tái)重約350kN的重車，車頭朝向1#墩，車前軸與跨中線重合，車身外緣距護(hù)欄0.6m。工況2，移動(dòng)工況1中的重車，車頭朝向1#墩，使車前一個(gè)后軸與跨中線重合，車身外緣距護(hù)欄0.6m。工況3，移動(dòng)工況2中的重車，車頭朝向1#墩，使車后軸距離跨中線3.4m，車身外緣距護(hù)欄0.6m；另加一輛約350kN的重車，車頭朝向2#軸，與前一輛車對(duì)稱于跨中線布置。卸載階段：將橋面上所有車輛依次撤離。

若加載過程中，發(fā)生下列情況之一時(shí)應(yīng)中途終止加載：控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)力或內(nèi)力值超過計(jì)算值，并且達(dá)到或超過按規(guī)范安全條件所要求的控制應(yīng)力或內(nèi)力值時(shí)；控制測(cè)點(diǎn)變位，如豎向撓度等超過設(shè)計(jì)允許值時(shí)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)受力損傷或局部發(fā)生損壞，影響橋梁承載能力和正常使用時(shí)。

2.3 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定

檢測(cè)橋跨在試驗(yàn)荷載下各撓度測(cè)點(diǎn)的計(jì)算撓度值、實(shí)測(cè)撓度值及兩者的比較分別見表2所示，各由表1可知，在工況3試驗(yàn)荷載作用下，檢測(cè)橋跨跨中主要測(cè)點(diǎn)（B3#、B3-1#、B3-2#）的撓度校驗(yàn)系數(shù)ζ在0.46～0.58之間，撓度校驗(yàn)系數(shù)均小于1，滿足《評(píng)定規(guī)程》中關(guān)于橋梁主要測(cè)點(diǎn)靜載試驗(yàn)校驗(yàn)系數(shù)的要求。

表1 試驗(yàn)工況下各斷面撓度的實(shí)測(cè)值和計(jì)算值比較（mm）

在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下，檢測(cè)橋跨各應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的理論應(yīng)變值、實(shí)測(cè)應(yīng)變值跨中截面主要測(cè)點(diǎn)（Y1#～Y3#）的應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)ζ在0.36～0.46之間，能夠滿足《評(píng)定規(guī)程》關(guān)于校驗(yàn)系數(shù)的要求。

試驗(yàn)結(jié)束前對(duì)試驗(yàn)橋跨進(jìn)行了殘余變形和殘余應(yīng)變觀測(cè)，主要測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余變位及相對(duì)殘余應(yīng)變均未超過20%，檢測(cè)橋跨的殘余變形和應(yīng)變值均能滿足《評(píng)定規(guī)程》中關(guān)于橋梁主要測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余變位和應(yīng)變的要求，表明結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)。在試驗(yàn)過程中，未見肉眼可觀測(cè)到的新裂縫出現(xiàn)，既有裂縫未見明顯擴(kuò)展，能夠滿足《評(píng)定規(guī)程》中關(guān)于橋梁在試驗(yàn)荷載作用下裂縫限值的要求。在試驗(yàn)過程中，檢測(cè)橋跨的橋墩未產(chǎn)生可觀測(cè)到的沉降變位，能夠滿足《評(píng)定規(guī)程》中關(guān)于橋梁在試驗(yàn)荷載作用下基礎(chǔ)發(fā)生沉降變位的要求。

綜上所述：該橋靜力工作性能良好，各項(xiàng)試驗(yàn)檢測(cè)指標(biāo)均能夠滿足《評(píng)定規(guī)程》的要求，在試驗(yàn)過程中，未見肉眼可觀測(cè)到的新裂縫出現(xiàn)，既有裂縫未見明顯擴(kuò)展，試驗(yàn)橋跨的橋墩未產(chǎn)生可觀測(cè)到的沉降變位。橋梁的承載能力和正常使用性能均能滿足“汽車—20級(jí)”荷載等級(jí)的要求。

3.結(jié)論

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)變點(diǎn)檢測(cè)、殘余變形和殘余應(yīng)變觀測(cè)，峽口蘭夏橋的承載能力和正常使用性能均能滿足“汽車—20級(jí)”荷載等級(jí)的要求。本文通過實(shí)際的工程案例簡(jiǎn)要介紹橋梁靜載試驗(yàn)的荷載布置，工況設(shè)計(jì)，提供一些檢測(cè)中常用的參數(shù)和判定法則，為以后類似的橋梁檢測(cè)工程提供參考。

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1007-6344（2015）04-0336-01

駱浩光（1986-），男，廣東廣州人，大學(xué)本科，助理工程師，從事橋梁檢測(cè)與監(jiān)測(cè)工作