靜載試驗在簡支梁橋檢測中的應用及分析

王弘謀（重慶市市政設計研究院，重慶 400020）

靜載試驗在簡支梁橋檢測中的應用及分析

王弘謀
（重慶市市政設計研究院，重慶 400020）

橋梁靜載試驗是簡支梁橋質量檢測的重要方法，本文以實際工程擬定了不同荷載工況下的靜載試驗方案，通過荷載試驗結果與理論計算結果進行對比分析，提出了對簡支梁橋的施工質量和安全度檢測有益的結論，為同類橋梁的試驗檢測提供了參考。

簡支梁橋；靜載試驗；加載方法；撓度

引言

近年來我國公路建設發展迅速，其中，橋梁建設的比重逐漸增大，而簡支梁橋因具有結構簡單、架設便捷、造價低廉等特點成為應用最廣泛的橋型之一。橋梁靜載試驗是指根據工程特點預先制定試驗方案，然后把靜荷載作用在橋梁上的設計位置，通過測量橋梁結構在靜荷載作用下各控制截面的位移、應變、應力及結構變形等試驗項目，來判定橋梁結構的實際承載能力與設計值的偏差。在梁段施工前對單梁的靜載試驗及在橋梁建設完成后對全橋的靜載試驗是檢測橋梁的施工質量、安全性是否滿足規范及設計方案的常用手段，同時，靜載試驗也是檢測橋梁性能及其工作狀態最直接、最有效的試驗方法。

1 工程概況

某簡支箱梁橋設計橋型為12跨，每跨30m。上部結構采用預制小箱梁吊裝就位，結構形式上橋面連續，沿橋梁橫斷面，由6片預制小箱梁組成，中箱4片，邊箱2片，主梁均采用C50預應力混凝土結構。該簡支梁橋的設計汽車荷載為公路Ⅰ級，人群荷載為3.5kN/m2，地震動峰值加速度采用0.05g，設計基準期為100年。

在開始進行靜載試驗前用橋梁分析軟件把橋梁各構件離散為不同的單元，通過分析橋梁結構的幾何特性，建立了梁格法簡支箱梁橋模型，每個小箱梁用一個縱向構件模擬，有橫梁或橫隔板的位置采用橫向構件模擬。有限元分析模型如圖1所示。

圖1 簡支梁橋有限元模型

2 靜載試驗加載方法

按照橋梁設計相關資料對結構進行分析，擬定靜力加載試驗的荷載大小、加載車輛布置、測點布置等加載方法。

(1) 根據橋梁結構的特點分析確定需要檢測的內容。

(2) 根據理論計算結果確定相應的橋梁控制截面，在控制截面位置貼應變計或應變片，設置撓度觀測點。

(3) 根據靜載試驗各荷載工況下的加載車輛數，確定車輛加載位置，然后在試驗中測量應力、應變、撓度等數據。

2.1 加載車輛布置

在靜載試驗中一般采用標準汽車荷載進行加載，車輛荷載布置如圖2所示，在本次試驗中采用4輛車進行不同荷載工況下的加載。靜載試驗中各工況所需要得加載車輛數，應根據設計標準活荷載產生的某工況下最不利效應值換算得到。

2.2 撓度測點布置

根據現場實際情況和靜載試驗方案，確定撓度測點在橋面上的布置位置，測點分別設置在每跨的跨中和支座位置處。順橋向測點布置如圖3所示。

圖2 車輛荷載布置圖

圖3 撓度測點順橋向布置圖

3 試驗分析

3.1 撓度測試結果

不同荷載工況下3#跨的撓度測試結果如表1所示，表中的撓度值以向下為正，為靜載試驗加載后的增量，撓度校驗系數η等于實測撓度值與理論計算值的比值。

表1 撓度實測值與計算值的比較結果

從表1可以看出，3#跨的實測最大撓度為6.41mm，小于理論計算值10.18mm，得出的最大撓跨比為L/4680，小于規范要求的L/600。不同荷載工況下測點的撓度校驗系數η≤1.0，滿足規范要求，而且橋梁結構處于彈性工作狀態。

3.2 應力測試結果

不同荷載工況下3#跨主梁的應力測試結果如表2所示，表中的應力值以受拉為正，實測應力值為靜載試驗加載后的增量。

表2 應力實測值與計算值的比較結果

從表2可以看出，3#跨的跨中底板實測最大拉應力為3.28MPa，小于理論計算值 5.58MPa。不同荷載工況下測點的撓度校驗系數η≤1.0，滿足規范要求，而且橋梁結構的抗彎剛度滿足規范要求。

4 結束語

通過對簡支梁橋進行的靜載試驗，可以得到如下結論：

(1) 在靜力試驗加載過程中，測試橋跨未出現異常現象。

(2) 靜力試驗加載下，測試跨的實測最大撓度為 6.41mm，最大撓跨比小于規范要求的L/600。撓度測試結果表示出橋梁結構處于彈性工作狀態，結構剛度滿足規范要求。

(3) 靜力試驗加載下，測試跨的跨中底板實測最大拉應力為3.28MPa，不同荷載工況下測點的撓度校驗系數η≤1.0，滿足規范要求。控制截面附近的箱梁底板及腹板未出現裂縫情況，橋跨結構的抗裂性滿足規范要求。

橋梁靜載試驗通過制定不同荷載工況下的試驗加載方案，測試控制截面的應力、應變及撓度等數據，利用荷載試驗結果與理論計算結果進行對比分析，從而判定橋梁結構的施工質量與通行能力。橋梁靜載試驗為簡支梁橋的日常性檢查、觀測和安全保障等工作提供了科學依據，可以作為同類橋梁試驗檢測的參考。

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TU7

B

1007-6344（2016）06-0082-01

王弘謀（1986.02—）男，漢，四川資陽人，碩士，工程師，主要從事公路橋梁工程方面的科研及設計工作。