桥梁单梁荷载试验

吴旭东

(贵州省交通建设工程咨询监理有限公司检测中心，贵州贵阳550008)

桥梁单梁荷载试验

吴旭东

(贵州省交通建设工程咨询监理有限公司检测中心，贵州贵阳550008)

针对目前桥梁单梁荷载试验过程中存在的问题，文章以实际工程案例分析了桥梁单梁荷载试验的理论依据、试验准备以及试验数据信息资料的获取方法，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

桥梁单梁荷载试验;预应力混凝土连续箱梁工程;预制梁板

1 桥梁单梁荷载试验理论依据

相关研究表明，桥梁单梁荷载试验的理论是提高试验方法作用效果的关键。因此，桥梁工程建设人员要将明确各梁横向分布系数计算方法以及结构内力计算方式，作为合理控制荷载大小以及测点分布适用性的理论依据。首先，桥梁结构的分析计算要在试验前按照设计图纸对桥梁结构和预制梁板建立理论计算模型，并进行结构分析计算，以确定荷载试验方法。这里计算的主要作用对象为包括:测点布置、加载位置、试验荷载的重量等。其次，预制梁板横向分布系数的计算依照设计图纸计算出待测预制梁板的截面几荷特征值，如面积、截面抗弯(抗扭)惯矩、中性轴位置等，然后根据预制梁板间的横向连接形式，选用适当的横向分布系数计算方法，如G－M法、刚性横梁法、铰接板法等，计算出预制梁板的横向分布系数。最后，对于试验内力的确定，研究人员先要确定待检测预制梁板所属桥梁结构的位置，依照设计荷载等级计算出该桥跨控制截面内力，结合试验梁板的的横向分布系数，确定荷载试验加载的控制内力，从而反算出试验荷载的重量及加载位置。

2 桥梁单梁荷载试验准备

2.1 确定试验预制梁板

对于预制梁板的试验确定，试验准备人员要根据文件规定的抽检频率进行抽检。此过程，要求试验准备人员严格按照《贵州省公路桥梁荷载试验实施细则(试行)》中的要求，即以分层抽样的方式来选取具有代表性的预制构件。此外，预制梁板荷载试验抽取范围应覆盖不同原材料、不同预制工艺以及不同跨径的预制构件。对于同一预制场大批量生产的梁，以不超过300片且不超过3个月的同类型预制梁板为一批，且每批采用随机抽样的方法抽检不少于1片。对于预制梁板性能质量的控制，试验准备人员可通过检测，以保证其试验结果的稳定性。具体就是根据相关规范要求，通过荷载试验来检验其实际的承载能力。对于出现质量缺陷的预制梁板，应在处理完成后再进行一次荷载试验验证，以确定其实际承载力满足试验要求。

2.2 试验前预制梁板的准备

在对预制梁板进行荷载试验前，应单独设置临时支座，把梁体架设在临时支座上，保证梁体离开地面30～50 cm左右，以方便在梁板底部粘贴应变片和位移传感器。试验梁体应单独架设，确保梁体无连接装置连接周围梁体或其它物体，确保试验梁体单独受力。临时支座应在支座中心线处，由于试验荷载较大，临时支座应采用强度较高的材料制成(如混凝土块)，或直接放置桥梁设计的支座型号，且临时支座顶面应水平、清洁。应在梁体的支座处两侧设置稳固可靠的斜撑，保证梁体在加载时不会产生滑动或者倾覆。斜撑应与地面可靠连接。可在梁体底部支座处、1/4、1/2、3/4处预埋钢板，使位移传感器的磁性表座能够紧密贴合在钢板上，确保位移传感器能够与梁底垂直架设，保证位移传感器在合适的量程范围内。

2.3 测点布置

测点布置就是确定应变测点的位置，具体试验准备人员应在预制梁板的1/4跨、跨中、3/4跨截面布置应变测点。其中1/4与3/4截面下缘的应变测点布置，要不少于2个应变测点，1/2截面布置也不能少于2个应变测点，而侧面则应布置5个应变测点。值得注意的是，应变测点的测试方向与测试截面的主要受力方向一致。具体布置情况，如图1所示。

图1 应变测点截面布置示意图

3 桥梁单梁荷载试验数据信息获取、试验过程及结果分析

3.1 数据信息获取及中止条件

在试验过程中，为保证试验数据的真实可靠，每级加载后，必须持荷5～10 min后方可读数，且应每隔30 s应读数一次，当测量数据稳定后方进行下一级加载。相关研究表明，中止试验条件主要体现在留个方面，即试验预制梁板存在混凝土破碎、剥落问题;试验预制梁板的应变值或挠度值超过理论计算值;试验预制梁板的支座、基础出现破坏和异常沉降;试验预制梁板有大量新裂缝产生，或既有裂缝继续扩张、延展现象;发生其他威胁人员安全或影响试验正常进行的问题以及试测试仪器出现异常。

3.2 试验过程

(1)试验数据的处理

当桥梁单梁荷载试验的数据处理作用于弹性结构工作阶段时，得出测值的准确性可通过加载后的读数减去初读数。这样一来，当试验完成后，根据桥单梁荷载试验的观测项目以及相关的记录表格内容，就能计算出各级荷载作用下所产生的数值。试验人员就能根据各个观测项目数值找出具有单梁荷载代表性的数据内容，从而最终计算出桥梁单梁荷载试验过程所产生的相关数值。值得注意的是，在进行测值计算过程中，试验数据处理人员要注重应力计算、测值修正以及挠度计算的准确性。在测值修正方面，试验数据处理人员可根据各类设备仪表所标定的结果进行实际的数据修正工作。例如，根据机械式仪表标出的校正系统;电测仪器标定的率定系数以及灵敏系数;电阻应变仪器观测导线电阻所得出的影像因素结果等。通常情况下，设备仪器仪表产生的测量误差具有一定系统性规律，因此，其可在进行桥梁单梁荷载试验前通过控制仪器设备使用状态，来进行解决控制。

(2)试验结果评定

当出现下列情况之一时，应判定预制梁板承载能力不满足要求:即主要测点静力荷载试验校验系数大于1;主要测点相对残余变位或相对残余应变超过20%以及试验荷载作用下裂缝扩展宽度超过表－1的限值，且卸载后裂缝闭合宽度小于扩展宽度的2/3。

4 结束语

综上所述，桥梁单梁荷载试验准备工作要通过确定试验预制梁板、试验前预制梁板准备以及测点布置，来为荷载试验的进行提供便利。对于荷载试验数据信息的获取，可通过保证试验数据的真实可靠以及中止条件，来完善试验过程。

［1］陈毅.单梁荷载试验中值得商榷的几个问题［J］.建筑监督检测与造价，2014，(4):53－56.

［2］陈向阳，檀威.空间梁格模型与平面单梁模型计算简支梁桥内力比较分析［J］.湖南交通科技，2015，(4): 117－121.

［3］邓守国.预制小箱梁承载力极限荷载试验理论计算方法探讨［J］.四川水泥，2016，(8):293－294+204.

U442

C

1008－3383(2017)04－0099－01

2016－12－10

吴旭东(1985－)，男，重庆酉阳人，工程师，主要从事工程检测工作。