付彩霞

摘要：为保证桥梁工程运行质量，满足车辆通行需求，必须详细检测与判定桥梁运营状态，真正掌握桥梁实际荷载能力，减少不必要的经济损失。静载试验是评估桥梁质量最有效、最方便的一种检测技术，通过静载试验，可以更直观地测量桥梁各部件的受力情况，对桥梁存在的危险性进行定量和定性分析。

关键词：高速公路;静载试验;工程概况

一、工程概况

某高速公路桥梁工程全长803m，桥跨组合：（1）南引桥：（3x25）+（4x25）+（3x25+18）=268m;（2）主桥：73+130+73=276m;（3）北引桥：（27+30+27）+（4x25）+（3x25）=259m。其中主桥长276m，为连续梁结构体系，墩顶设盆式支座，属于全预应力构件。20.5m为主桥宽度，两侧为2.25x2m的人行道和栏杆，中间为行车道，为16m。本桥梁属于双向四车道，采用 C55混凝工作为主桥箱梁梁体结构。

本桥梁建成通车时间约6年，按照现行规范规定，应全面检查桥梁的健康状态、承载能力，为桥梁后期管理和养护提供可靠保障。此次桥梁检测采用静力荷载试验方法，在一定荷载作用下，了解本桥梁重要位置的应变、变形情况，测定控制截面的应力分布规律，从而获取桥梁结构的实际承载能力。

二、静载试验分析

（一）检测设备准备

按照桥梁检测项目内容，需提前配备检测仪器设备，如精密水准仪、应变测量系统、回弹仪、应变片、振弦应变计等。按照国家规定，检定所有设备的精度保证满足规范要求。

（二）静载试验

（1）活載内力计算

本工程主桥为三跨全预应力连续梁结构，276m长，采用C55混凝工作为主桥箱梁梁体结构材料。据调查发现，本桥采用GKPZ（Ⅱ）抗震型盆式橡胶支座作为主桥支座，测试的主要项目包括三部分，即连续箱形梁桥跨结构的边跨、中跨跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩。

（2）加载程序

为避免结构意外损伤，获取桥梁结构试验荷载和变位、应力关系的连续性，需按照逐级加载的方式进行静力荷载试验，待加载至最大荷载后，在卸载到“0”。在确定加载位置和加载工况时，在满足试验荷载效率的前提下，要尽量减少加载车辆数量，并对加载工况进一步简化，减短试验时间。

（3）静载试验加载概况

本工程试验荷载以重载车为准，采用三级加载和1级卸载的方式用于跨中正弯矩工况，采用四级加载和1级卸载用于墩顶负弯矩工况。试验加载程序如下：

第一，待加载车辆过磅称重之后，便可在桥外停放，需在2%以内控制称重结果和计算试验荷载值之间的偏差。

第二，加载前，待准备工作完成后，便可调节所有测量仪表读数，为“0”，并做第一次空载读数。

第三，分阶段、分级进行试验加载。

第四，待各级汽车荷载驶入指定区域就位之后，稳定15min，需对第一次加载后的读数进行准确记录，10min后，再次进行第二次加载读数记录，相比所读数值，保证两次读数差小于其5%，以此确保结构变化稳定。

第五，若出现下面任何一种情况，均需停止加载。如下：①相比计算值，控制测点应力或内力值大于该值时，需终止加载;②控制测点变位，相比设计允许值，竖向挠度等大于该值，需终止加载;③若结构构件已发生局部损坏或受力损伤，将对桥梁承载力等造成不利影响，因此，需终止加载。

（4）加载具体位置

第一，对中跨跨中（A-A截面）。跨中试验截面正弯矩最大处为A-A截面。分别进行三级加载和1级卸载。加载时，第一级沿试验跨桥面布设4辆40t加载重车;第二级沿试验跨桥面布设8辆40t加载重车;第三级沿试验跨桥面布设10辆40t加载重车。卸载时，从试验桥跨撤离所有加载车辆。

第二，对支座（B-B截面）。跨中试验截面负弯矩最大处为B-B截面。分别进行四级加载和1级卸载。加载时，第一级沿试验跨桥面布设4辆40t加载重车;第二级沿试验跨桥面布设8辆40t加载重车;第三级沿试验跨桥面布设10辆40t加载重车。第四级沿试验跨桥面布设14辆40t加载重车。卸载时，从试验桥跨撤离所有加载车辆。

第三，边跨控制截面（C-C截面）。边跨控制试验截面正弯矩最大处为C-C截面，分别进行三级加载和1级卸载。加载时，第一级沿试验跨桥面布设4辆40t加载重车;第二级沿试验跨桥面布设6辆40t加载重车;第三级沿试验跨桥面布设8辆40t加载重车。卸载时，从试验桥跨撤离所有加载车辆。

（5）试验荷载及加载效率

按照相关规范要求，根据荷载效率，进行桥梁静力试验的最大荷载计算，公式如下：

η=St/Sd（1+μ）

其中，静力荷载效率可由η表示;

试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值可由St表示;

设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值可由Sd表示;

设计取用的动力系数可由1+μ表示。

根据要求，0.95～1.05之间为η值范围，结合Midas/Civil桥梁分析软件，按照上述加载、卸载方式，可获取表1的各控制截面荷载效应（弯矩）情况。

由表1可见，荷载效率η范围为0.97～1.05，可满足0.95～1.05的规范值要求。

（三）测点布置

第一，挠度测点布设。沿纵向将挠度测点分布桥梁测试跨桥面的跨中、支点和L/4部位。在桥面铺装层上利用螺钉固定测点，采用二等水准仪测量主梁结构竖向变形，0.1mm为水准测量精度。本工程以N3型精密水准仪为准，在测试桥跨外设基准点。

第二，应变测点布设。采取外贴应变片等测量截面应力（应变），此次主要采用应变采集模块+DH3819采集系统进行应变数据采集，并辅助DT85G与弦式应变计。本工程共设33个应变测量传感器。

三、测试结果及分析

（一）八八截面

第一，挠度测试结果分析。试验荷载下通过对比各挠度的理论挠度值和实测挠度值，可得0.75～1.02为各中跨测点的实测弹性挠度值和理论计算挠度值之间的比值，即校验系数，该比值可满足规范要求。由此说明，本桥梁结构具有良好的荷载一变形性能，桥梁结构静力刚度符合规范规定。

第二，应变测试结果分析。各级试验荷载工况作用下，可获取0.80～0.95为各应变测点的实测应变值和对应的理论计算值的比值，即校验系数，可满足规范要求。说明相比理论状况，本桥梁的实际状况较好。

（二）B-B截面

第一，应变测试结果分析。各级试验荷载工况作用下，可获取0.76～0.88为各应变测点的实测应变值和对应的理论计算值的比值，即校验系数，可满足规范要求。说明相比理论状况，本桥梁的实际状况较好。

第二，残余变形。试验结束前观测了桥跨的残余变形情况，发现-24με为最大应变值，-2με为相应的残余应变值。0.08为残余应变和最大应变的比值，相比试验规范的0.20，残余变形值可满足规范要求。由此说明，当桥梁卸载之后，结构位移可以很快恢复，相比其他受弯构件，桥跨结构弹性恢复速度正常，桥跨结构弹性反应性能良好，符合相关规定。

（三）C-C截面

第一，挠度测试结果分析。试验荷载载位作用下，0.81～0.96为各测点实测弹性挠度值和理论计算挠度值的比值，即校验系数，可满足相关规定。说明本橋梁结构具有良好的荷载变形性能，其静力刚度可达到规定要求。

第二，应变测试结果分析。各级试验荷载工况作用下，0.85～0.99为各应变测点实测应变值和对应的理论计算值的比值，可满足要求。

四、结束语

综上所述，随着经济的迅速发展，我国桥梁事业也取得了显著的成绩。大量新材料、新工艺、新设备广泛用于桥梁建设。在推进桥梁工程建设行业快速发展的同时，也带来了很多新的问题，尤其是桥梁结构理论、设计、施工等方面。而桥梁结构检测技术的进一步发展，为判断桥梁结构承载力、使用性能等提供了可靠的依据。因此，必须重视静载试验在桥梁检测中的应用效果，提高检测技术水平，推进我国桥梁事业可持续发展。

参考文献：

[1]李波.高速公路箱梁静载试验检测技术研究[J].百科论坛电子杂志，2018（14）：175.