靜載試驗在橋梁檢測工作中的應用

林水華

（浙江晟鴻建設有限公司，浙江 金華 322000）

近年來，橋梁工程發揮著越來越重要的交通運輸作用。與普通的道路工程相比，橋梁工程的結構多樣，其在施工過程中常常面臨著各種復雜的施工環境條件，一些橋梁工程施工中，存在著不規范的施工行為等，使得橋梁工程存在著一些質量缺陷。而橋梁檢測工作的進行可以實現對橋梁的綜合評估。靜載試驗是一種有效的檢測方式，可以使得有關人員能夠及時發現橋梁存在的質量缺陷，保障橋梁檢測鑒定的科學性，為橋梁管理提供了重要的數據支持。

1 橋梁檢測中的靜載試驗目的和意義

1.1 對新建橋梁進行鑒定

在我國經濟社會快速發展的過程中，各種新建橋梁工程項目逐步增多，對這些新建橋梁而言，必須應用靜載實驗的方式，進行橋梁的綜合檢測。通過靜載試驗，能夠獲得新建橋梁的各種數據指標，將這些試驗所獲得的數據結果與橋梁的前期設計數據加以對比，判斷其是否符合橋梁工程的質量標準。橋梁靜載試驗檢測工作的進行，使得一些工程管理部門，可以根據這些數據，對新建橋梁實施必要的管理與養護，使得新建橋梁的相關技術指標符合工程的要求。因此，靜載試驗實現了對新建橋梁的客觀鑒定。

1.2 對在使用中橋梁實際承載力進行鑒定

在我國現有的交通網絡體系內，還包含了大量的早年修建的橋梁工程，這些橋梁工程修筑的時間較早，由于受到當時技術條件的限制，其承載力相對較小。這些早期橋梁在當前背景下，其承載力已經無法滿足安全通行的要求，經由相應的靜載試驗，有關部門與人員能夠根據試驗結果，獲得橋梁的承載力指標。根據承載力數值分析，如果其承載力遠遠無法滿足通行的需求，需進行必要的加固、改建。橋梁工程作為重要的交通設施，除了要做好日常的維護與養護管理以外，還需要定期做好靜載試驗，實現橋梁的綜合檢測與評定，預防橋梁使用中存在的各種問題。

2 靜載試驗的內容和重點

2.1 確定結構類型

在靜載試驗過程中，由于橋梁存在著側向撓度、扭曲變形的結構變化，需要在靜載試驗開始之前，根據橋梁的具體情況，確定橋梁的結構類型。靜載試驗進行中，對于橋梁跨度的要求相對較高，有關試驗人員需要結合橋梁工程的具體情況，做好支座的實時監測，確定下沉值，最終獲得橋梁的最大撓度、變形值。靜載試驗還需要做好截面應力的控制，盡量避免截面應力對撓度的橫向與縱向影響，保障試驗結果的準確性。

2.2 記錄截面應力

靜載試驗中，對截面應力指標有著相對嚴格的要求，試驗人員需要在檢測過程中，加強偏載特性的分析。在高度的設定上需要以橋梁工程的具體情況為基礎，保障測試點布設的科學性，尤其是要做好上下邊緣、截面突變處的測試點布設。

2.3 數據監測

在橋梁檢測過程中，為了保障靜載試驗數據的完整性與準確性，在靜載試驗過程中，有關人員需要加強數據監測。比如，在儀表數據的讀取與記錄階段，往往采用人工讀取的方式，做好相關數據的記錄。靜載試驗階段，橋梁工程可能會出現一些不同程度的裂縫，此時，要求有關的試驗人員充分考慮這些工程的設計密度值，對于一些重點區域，要做好檢查。如果橋梁結構中存在裂縫，試驗人員要做好裂縫長度與寬度的記錄，分析裂縫的大致走向。靜載試驗過程中，由于裂縫會受到載荷的影響，會出現裂縫的擴展，此時，需要觀察試驗過程中裂縫的擴展方向、大小。如果在靜載試驗中，出現了新的裂縫，需要進行裂縫形成原因的分析。靜載試驗過程中，最為關鍵的是對加載時間的控制，加載時間往往需要在5min以上，保障試驗檢測結果的有效性。

2.4 進行過程控制

靜載試驗過程中，有關試驗人員需要嚴格掌握其試驗流程，嚴格執行各項流程與規范。對于橋梁工程中所涉及的相對薄弱的區域，需要做好監測數據的分析。加載控制階段，需要做好各個階段的控制，充分分析應力值與理論值的變化趨勢，由于二者存在著一定的區別，試驗人員需要對撓度值與最大值加以分析，進而獲得撓度校正系數、應變系數。過程控制還要求在殘余值的設計階段，對比彈性與變形值的差異性。

3 現代橋梁檢測中靜載試驗的應用策略

3.1 前期準備規劃階段

橋梁工程中，為保障靜載試驗的順利進行，需要做好前期的準備工作，良好的前期準備工作可以保障靜載試驗的順利進行，保障靜載試驗結果的準確性與有效性。前期準備工作主要從以下方面來實施：（1）收集相關的橋梁工程資料，這些資料包含了設計、施工、監理、試驗、通行量的相關技術指標與數據。（2）針對橋梁的結構與通行現狀，做好相應的分析與研究，比如現有橋梁是否存在裂縫、結構破壞問題。（3）應用專門的橋梁分析軟件，以橋梁工程的設計要求、圖紙為基礎，進行現有橋梁結構內力的計算。此外，還需要根據橋梁荷載加載重量、位置與等級，比較各種不同的荷載作用下橋梁存在的應變與位移值。（4）根據橋梁工程的具體情況，制定完善的靜載試驗方案，使得該方案可以作為后期靜載試驗的重要參考。在靜載試驗方案中，要包含試驗內容、加載與觀測要求，并要明確指出需要使用的設備與儀器，保障加載試驗方案能夠符合橋梁工程的實際情況，具有可行性與可操作性。（5）做好現場準備工作，現場設備儀器就位準確。

3.2 加載與觀測階段

（1）選擇靜載試驗對象。橋梁工程靜載試驗過程中，為保障試驗結果的準確性，需要在橋梁工程中進行試驗對象的選擇。在試驗對象的選擇上，需遵循以下要點：①如果橋梁工程的結構與跨度都相同，只需要從其中選擇具有典型性的一孔或者幾孔；②如果橋梁工程存在結構上的差異，需選擇各個結構條件下的一孔或者幾孔作為試驗對象；③如果結構相同，跨度不同，此時往往將跨度最大的一孔或者幾孔作為試驗對象；④如果橋梁為預制梁，在試驗過程中，需要考慮制梁工藝、跨度的差異性，依據試驗的相關要求，實施隨機抽查試驗。在試驗孔與墩臺的選擇上，往往選擇缺陷與破損相對嚴重、受力最不均衡的部位。

（2）開展理論分析計算。理論分析計算主要是要對試驗橋跨的試驗荷載效率與設計內力加以計算。在實際的計算過程中，有關人員要根據夠工程設計圖紙、荷載來計算。由于橋梁結構相對多樣，在計算的過程中，需要結合橋梁的具體情況，保障計算的準確性。比如簡支梁、連續橋梁、連續剛構橋、斜拉橋、懸索橋，在計算過程中，都需要進行設計內力、應變觀測與變形觀測的計算。不同的橋梁工程中，其應變觀測與變形觀測的位置、內容也存在差異性，比如，簡支梁的變形觀測主要位于跨中與支點之間，而T型鋼構橋梁的變形觀測需要對懸臂撓度、墩頂截面位移等內容加以觀測。

（3）設計靜載加載方案。靜載試驗中，加載是其中的關鍵環節，為保障加載的有效性，有關試驗人員需要根據橋梁工程的具體情況，制定完善的靜載加載方案，對加載設備、加載與卸載程序、加載持續時間等加以科學確定。具體來說，主要從以下方面進行：①加載設備。一般情況下，常用的加載設備主要是重物（見圖1）、車輛荷載與加力架。重物加載過程中，一般選用的是水箱、沙包、預制塊，采用逐級增加的加載方式，這種重物加載方式往往適用于現場單片梁加載，與其他加載方式相比，其耗時較長。車輛加載過程中，尤其是要保障車輛稱重的準確性，將誤差控制在合理的范圍內，加載過程中，需要對車軸距離加以控制。②加載與卸載程序。在加載試驗過程中，加載與卸載程序的確定能夠保障荷載變化、變形與應變之間的連續曲線變化關系。加載與卸載的程序包含了流程、速度與分級荷載值的確定。③加載時間。加載時間對于試驗結果有著直接的影響。

圖1 靜載試驗中加載的重物示意圖

（4）確定靜載觀測內容。靜載試驗下，其觀測內容較多，涉及應變、變形、撓度、裂縫。變形主要包含了局部變形與整體變形，局部變形主要反映的是橋梁局部結構的變形，而整體變形反映著橋梁的整體性能。

（5）布置靜載試驗測點。靜載試驗過程中，為保障試驗結果的準確性，試驗人員需要對試壓點加以科學布置，嚴格根據橋梁的具體情況，保障試驗測點的數量、位置都符合工程的具體情況。試驗點布置時，要遵循適量的原則，盡量選擇有代表性的位置，使得在該測點，試驗人員能夠直接根據結構互等原理來進行相關數據的核對。

3.3 分析與總結階段

在橋梁靜載試驗中，當確定最終的加載與卸載程序以后，有關試驗人員要嚴格根據此程序來執行靜載試驗。在試驗過程中，由于包含的試驗內容相對較多，必須對各種試驗內容與數據加以記錄，及時根據這些試驗數據來分析橋梁存在的結構性問題。如果根據試驗結果得到橋梁存在著結構性問題，需要及時指派專人對結構薄弱部位加以檢查。此外，如果在加載過程中存在著數據異常情況，要及時加以處理。

4 結束語

在橋梁工程中，靜載試驗的進行實現了橋梁質量與安全問題的檢測，通過試驗結果的分析，有關人員能夠充分采取必要的措施，及時處理這些問題，保障橋梁工程的質量。因此，工程管理部門在日常的工作中，必須做好橋梁靜載試驗，保障橋梁檢測的完整性，促進橋梁功能的實現。