靜載試驗在現代橋梁檢測工作中的應用

劉錢

摘 要：通過定期開展橋梁檢測工作，可以掌握橋梁結構的承載性能及承載狀態下的使用性能，有利于確保橋梁使用的安全性。靜載試驗是檢測工作中比較常用的一種檢測方法。文章以靜載試驗的應用價值為切入點，著重就其在現代橋梁檢測工作中的應用進行深入探討。

關鍵詞：靜載試驗；橋梁；檢測；應用

中圖分類號：U446.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0179-02

Abstract： Through carrying out the bridge inspection work regularly， the bearing capacity of the bridge structure and the service performance under the bearing state can be grasped， which is helpful to ensure the safety of the use of the bridge. Static load test is a commonly used testing method. Based on the application value of static load test， the application of static load test in modern bridge detection is discussed in this paper.

Keyword： static load test； bridge； detection； application

在城市化進程快速推進的今天，現代橋梁工程項目越來越多，同時結構承受的荷載也越來越大。為了確保橋梁結構具有良好承載性能，增強其使用的安全性，就必須要做好相應的質量檢測工作。靜載試驗作為一種常用的橋梁檢測方法，可以對橋梁的承載性能以及使用性能進行直觀測定，這對于防范橋梁結構破壞具有重要現實意義。

1 現代橋梁檢測中靜載試驗的應用價值

在現代橋梁檢測中應用靜載試驗的目的是按照規定的試驗方案，在橋梁指定位置上設置靜止荷載，對橋梁結構的沉降值、裂縫、靜力應變值和位移值等進行測定，之后對橋梁結構在荷載作用下的使用性能以及承載性能進行判斷。為了確保靜載試驗結果的可靠性，通常會采用現場實橋檢測的方式來進行檢測。根據檢測部位的不同，可以將橋梁靜載試驗劃分成下部試驗和上部試驗，其中下部試驗主要面向于橋梁基礎、橋臺和橋墩；上部試驗主要面向斜拉橋、懸索橋、拱橋和剛構橋等。

2 現代橋梁檢測中靜載試驗的應用策略

2.1 前期準備規劃階段

為了確保在現代橋梁檢測工作中順利開展靜載試驗，需要先仔細地收集設計方面、施工方面、監理方面、養護與維修方面、試驗方面以及交通流量等相關的技術資料。其次，要做好橋梁結構的現狀檢查工作。比如，橋梁承重結構有無存在裂縫、漏筋、開裂或鋼筋銹蝕等情況，或者試驗橋梁混凝土是否存在支座沖刷或碳化剝落情況等。再次，需要采用專門的分析軟件，結合設計規范和設計圖紙等對橋梁結構設計內力進行計算，同時結合荷載加載重量、位置和等級，在各級荷載作用下橋梁結構測點的應變和位移等反應情況進行計算，以便后續將其與實測值之間進行對比分析。然后，需要科學制定靜載試驗方案，包括確定靜載試驗測試內容、加載和觀測方案，同時需要準備好有關的儀器儀表等檢測儀器，必須要確保所設計靜載試驗方案具有很強的可操作性和全面性。最后，做好靜載試驗的現場準備工作，具體包括布置測試元件，安裝調試測量儀表和儀器，搭設靜載試驗操作中的工作腳手架，安排照明和通訊等，以便為后續的靜載試驗奠定堅實基礎。

2.2 加載與觀測階段

在前期準備工作完畢后，即可正式進行靜載試驗操作，具體操作要點包括如下幾個環節，即：

（1）選擇靜載試驗對象。為了確保靜載試驗檢測的質量，增強其代表性，需要先合理地選擇靜載試驗對象，要點如下：對于結構型式和跨度相同的橋梁結構，選擇其中具有代表性的一孔或幾孔；對于結構型式不相同的，需要依據不同結構型式，分別選擇各結構型式中具有代表性的一孔或幾孔；對于結構型式保持一致，但是結構跨度不同的情況，選擇其中跨度最大的一孔或幾孔開展試驗；對于預制梁，需要結合不同的制梁工藝和跨度，依據一定的比例來開展隨機抽查試驗。此外，在選擇實驗墩臺或試驗孔的時候，要選擇最不利受力狀態、缺陷或破損最為嚴重以及便于測點布置或腳手架搭設的位置。

（2）開展理論分析計算。該環節主要是計算試驗橋跨的試驗荷載效應和設計內力，具體包括設計圖紙和荷載，計算試驗橋跨結構計算模型，設計內力荷載效應以及控制截面等。無論是對于簡支梁、連續梁橋和連續剛構橋，還是T型鋼構、拱橋、斜拉橋、懸索橋，均主要涉及到設計內力、應變觀測和變形觀測三個主要測定內容，具體的變形觀測位置需要結合橋梁型式來合理確定。比如，對于簡支梁而言，變形觀測位置主要為跨中（3/4L）、支點（L/4）；T型鋼構的變形觀測內容主要包括懸臂端部的撓度、墩頂截面位移、水平和轉角等。

（3）設計靜載加載方案。加載是靜載試驗開展中一個最為重要的環節，主要包括選用加載設備，確定加載和卸載程序，加載持續時間確定三方面主要內容。

首先，在選用加載設備的過程中，常用的主要包括重物（圖1）、車輛荷載和專門的加力架。在采用重物加載的過程中，一般主要采用水箱、沙包、預制塊或鑄鐵塊等，并且需要采用逐級增加的加載方式，主要適用于現場單片梁試驗加載檢測，缺點是耗費比較長的加載時間。

在選用車輛加載的時候，要嚴格做好加載車輛的稱重工作，確保計算值和實際車輛荷載之間的誤差控制在5%，同時要盡量選擇接近于標準車的加載車輛，對車軸距離進行嚴格控制。

其次，在確定加載和卸載程序環節，為了確保荷載變化和變形、應變之間保持連續曲線關系，需要科學確定加載和卸載程序，具體包括確定加載和卸載的流程、速度以及分級荷載值（一般不少于4級，最小不小于3級，尤其是在測定開裂荷載等特殊情況時候需要進行更加細分）等。此外，在加載和卸載環節中，需要做好預加載和監測工作等。

最后，在確定加載時間的過程中，要采取恰當的溫度補償措施來減少溫度對橋梁結構帶來的影響，一般適宜在晚上22時到次日凌晨6時。

（4）確定靜載觀測內容。在靜載試驗中，觀測內容主要包括變形、應變、撓度、裂縫、制作墩臺以及其他情況，其中變形劃分為整體變形和局部變形，前者主要是對橋梁結構整體性能的反映，如梁的轉角和撓度等；后者主要是對橋梁結構局部情況的反映，具體包括纖維變形和裂縫等。

（5）布置靜載試驗測點。為了確保靜載試驗測點布置的質量，需要遵從適量、必要以及觀測便捷等原則開展。比如，在布置的時候，要有計劃性和目的性，不可設置過多，選擇具有代表性且便于觀察的控制截面，同時靈活運用結構對稱互等原理來分析和校核數據。比如，在現代橋梁結構檢測過程中，靜載試驗的應變測定貼片位置就可以按照圖2所示進行展示。

（6）選擇靜載測試儀器。常見的主要包括有刻度的放大鏡、千分表、位移計、應變片和靜態電阻應變儀等等。為了確保靜載測試儀器選擇的質量，需要確保其測試精度滿足規定要求，且在適當的環境條件下進行合理選擇，盡量采用同一類型的儀器，減少不同種類的選擇。

2.3 分析與總結階段

在確定好加載和卸載程序后，需要嚴格按照規定流程來進行加載，同時需要做好相應的記錄和匯報工作，及時對結構是否存在問題進行判斷，尤其是要指派專業人員檢查橋梁結構中的薄弱環節以及加載期間是否存在異常問題。然后根據所監測到的試驗測定數據和計算出的理論值，判斷實際的測定情況。

3 結束語

總之，靜載試驗是現代橋梁檢測中常用的一種檢測方法，可以對橋梁結構承載性和使用性能進行校核。需要注意的是，在靜載試驗開展過程中要嚴格按照規定流程和規范，科學制定試驗方案，確保充分發揮其檢測作用，避免現代橋梁結構出現破壞等問題。

參考文獻：

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