桥梁静载试验方法研究

李延存

（通辽市交通工程局，内蒙古 通辽 028000）

1 概述

1.1 静载试验概况

静载试验是了解结构特性的重要手段，不仅用它来直接解决结构的静力问题，就是在进行结构动力试验时，一般也要先进行静载试验，以测定结构有关的特性参数。它的最大优点是加载设备相对来说比较简单，荷载可以逐步施加，还可以随时停止仔细观察结构变形的发展，给人以最明确和清晰的概念。

桥梁结构的静载试验按照不同的试验目的和条件，又可分为破坏性试验和非破坏性试验。本文涉及的静载试验属于非破坏性整体试验，目的在于检验结构强度及刚度的安全性。

1.2 工程概况

静载检测桥梁由主桥及两侧引桥组成：主桥桥型为支承体系独塔斜拉桥，跨径布置为100 m+100 m=200 m；主梁为钢箱梁，梁高2.5 m；桥塔为钢塔，塔高80 m；斜拉索采用空间索面。主桥两侧各300 m引桥，引桥采用跨径30 m的预应力现浇连续箱梁，全桥总长800 m。道路等级为城市主干路，双向六车道。

2 静载试验方法

2.1 试验对象、工况设置及测试内容

2.1.1 试验对象的选择原则

（1）该跨段在构造上受力较不利点。

（2）该跨段所处的位置便于设置测点，试验时便于加载。

（3）选择该典型跨段进行试验，其试验结果基本可以代表同类桥跨的结构状况。

2.1.2 工况设置及测试内容

根据以上原则并结合现场检测条件，选择引桥第一跨和第二跨以及主桥作为试验对象，见表1。

2.2 静载试验测点布置

2.2.1 应变测点布置

试验时对控制截面进行应变测试，使用应变片及应变计进行测量。主桥钢箱梁共设置26个应变测点，引桥共设置15个应变测点，如图1和图2所示。

2.2.2 挠度测点布置

挠度测量采用百分表进行，全桥共布置15个百分表测点，如图3和图4所示。

2.2.3 主塔位移测点布置

采用全站仪对上、下游侧主塔塔柱顶部的纵桥向偏位进行测试，如图5所示。

2.2.4 索力测试

采用频谱分析法对斜拉索索力进行测试，这种方法利用临时紧固在拉索上的高灵敏度传感器拾取斜拉索在环境激振下的脉冲信号，经过滤波、放大后进行谱分析，根据频谱图来确定缆索的自振频率，进而求得索力。

表1 工况设置及测试内容

图1 主桥截面应变测点布置图（单位：mm）

图2 引桥截面应变测点布置图（单位：mm）

图3 主桥挠度测点布置图（单位：mm）

图4 引桥挠度测点布置图

图5 主塔塔顶水平纵向测点布置图（单位：mm）

该项目索力测量工作内容如下：

（1）自重作用下，对全桥共计48根斜拉索进行索力测试。

（2）最不利斜拉索LS-05’和LS-06’（上、下游）的索力测量。

2.3 加载效率

根据委托方检测要求，该次试验荷载现场检测结果按现行设计荷载进行等效布载。

对设计标准活载计算的各种试验项目的最不利效应值进行等效换算，确定所需的试验荷载、加载车辆和轮位。对于验收性荷载试验的静载试验荷载效率η满足《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T 233—2015）规定的要求，即

式中：ηq为静力试验荷载效率；Ss为静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力、应力或变位的最大计算效应值；S为检算荷载产生的同一加载截面内力、应力或变位的最不利效应计算值；μ为按规范取用的冲击系数值。

3 结语

（1）各工况试验荷载作用下，对应控制测试截面应变测点、挠度测点及主塔偏位测点校验系数均满足《城市桥梁检测与评定技术规范》规定的要求，应变、挠度及偏位相对残余均小于20%，桥梁混凝土结构未见明显肉眼可见裂缝，钢箱梁控制截面未见明显异常变形，说明该桥现阶段结构强度和刚度均满足规范要求，结构处于弹性工作状态。

（2）设计荷载作用下最不利斜拉索在相应静力荷载工况试验荷载作用下的拉应力测试分析结果表明，试验荷载作用下，所检斜拉索最大拉应力增量为254 kN，安全系数为4.06～5.01。在恒载作用下对48根斜拉索进行索力测试，测试结果表明，斜拉索拉力实测值与理论计算值偏差在-9.9%～9.7%。