基于梁格法的橋梁荷載試驗研究

黃旭旭

摘? 要：為了及時發現橋梁結構存在的問題，確保其承載性能、穩定性等滿足使用要求，或者對現有橋梁結構現狀進行有效評估，離不開有效評估方法與手段的應用。文章以梁格法為研究對象，基于工作實踐重點探討了其在橋梁荷載試驗中的應用機理、流程與要點。

關鍵詞：梁格法;橋梁荷載試驗;應用

中圖分類號：U446 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）33-0064-02

Abstract： In order to find the problems of bridge structure in time， ensure its bearing performance and stability can meet the use requirements， or effectively evaluate the current situation of bridge structure， the application of effective evaluation methods and means is indispensable. This paper takes grillage method as the research object and focuses on its application mechanism， process and key points in bridge load test based on working practice.

Keywords： grillage method; bridge load test; application

隨著我國交通運輸事業的蓬勃發展，已建與在建的橋梁工程項目不斷增多，其運行安全性與重要性日益凸顯。為了對已建或新建橋梁工程的質量進行評定與檢驗，就必須要采取切實可行的荷載試驗。其中梁格法是當前檢測橋梁結構穩定性與承載性等方面中非常常用的一種試驗檢測方法，尤其適用于上部橋梁結構質檢，投入成本相對較低，并且非常便于使用。

1 橋梁荷載試驗中梁格法的應用機理及作用

所謂的梁格法，是采用一個等效梁格來對上部結構進行模擬，將分散在箱梁、梁式或板式等不同結構類型當中的每一區段之內的相應抗扭剛度與彎曲剛度等使用性能集中在最鄰近的等效梁格之內，實際結構的縱向剛度和橫向剛度則可以分別集中在縱向梁格構件之中和橫向梁格構件之中。從這個角度來講，梁格法主要是運用了等效理論與原則，具體表現如下：針對原型結構而言，在構建等效的梁格承受同種荷載作用條件下會表現為恒等的撓曲，所以針對任何一個梁格之中的扭矩、剪力與彎矩等都可以相應地等價于所構建梁格所代表實際結構的部分內力。如此一來，即可實現利用梁格法完成荷載試驗檢測的目標。

同理，在橋梁結構質量檢測實踐中，同樣可以采用梁格法對橋梁結構構件的強度、承載性與剛度等性能進行檢測，對確保橋梁結構質量具有非常重要的檢測價值。比如，通過有效地運用梁格法開展橋梁荷載試驗，可以對試驗荷載作用下橋梁結構的控制截面撓度與應力進行有效地測定，將它們同相應的理論計算值進行比較分析之后，可以更加準確地評價當時橋梁結構的工作狀態與使用性能;針對關鍵部位的受載變形（變位）、應變（應力）等進行分析，并綜合分析結構的使用功能或者本身性能是否滿足有關的設計要求和規定進行仔細、全面地測評，進而可以為后續橋梁工程的運營提供一些必要的技術依據，同時也可以為后續橋梁的使用維護及運營管理提供最原始的資料。

2 橋梁荷載試驗中梁格法的應用流程及要點

2.1 科學劃分梁格網格

在橋梁荷載試驗中運用梁格法期間，可以首先借助剛度等效原則來科學劃分梁格，具體可以結合結構形式以及布筋方向進行科學確定。在劃分梁格網格期間，為了確保后續梁格法的應用質量，必須要提前明確其基本的劃分原則，具體如下：

（1）在設置縱向梁格期間，一般需要同腹板、T梁、空心板梁與小箱梁等一些原型縱向構件進行重合，且不同的縱梁中性軸位置同樣需要保持良好的一致性，避免因為中性軸位置本身存在高差問題而使縱向結構出現了附加彎矩，進而可能會因為各縱梁出現了不等的縱梁彎曲變形而使得整個橋梁上部結構出現了不連續的變形問題。

（2）在設置橫向梁格期間，需要結合橋梁結構的實際情況進行科學確定。比如，在橫隔板處設置橫向梁格期間，要保持橫隔板中心和橫向構件之間保持重合;其他部位則需要相應地設置橫向虛擬梁格，保證相應的設置間距控制在縱向梁格間距之內，一般要小于1/4反彎點之間距離，每跨通常需要相應地劃分為4～6段，必要的時候還可以劃分成更多段來確保整個橫向梁格劃分的科學性與合理性，增加其整體的精度，這主要是由于更加密集的網格分布方式可以增加結構的整體連續性。

（3）基于斜交梁格本身的受力特性可知，在劃分斜交橋梁期間要盡可能地保持其同結構配筋以及力的作用方向保持良好一致性。如果斜交角本身小于20°，那么適宜采用圖1（a）所示的斜交網格;在橋面本身比較窄且具有比較大的斜交角期間，劃分的梁格要盡可能地同圖1（b）所示的設計強度線之間保持良好的平行性;在橋面的寬度比跨度更大的時候，適宜采用圖1（c）所示的梁格劃分方式，保持可以更好地利用劃分的梁格來開展荷載試驗，為后續荷載試驗有效開展做好鋪墊。

2.2 明確荷載試驗加載方式

在確定橋梁結構形式及類別的基礎上，為了可以順利地開展荷載試驗，有必要提前明確荷載試驗的基本加載方式。而在確定荷載試驗加載位置與工況荷載的過程中，一般可以采取荷載試驗效率開展有效確定與控制，具體的荷載試驗效率依據具體的計算公式進行確定，力求可以對橋梁主結構本身的受力變形狀態與工程質量是否滿足相應的設計要求與規定進行充分評價，相應的荷載試驗效率計算公式如下：