静载试验在现代桥梁检测工作中的应用

刘钱

摘 要：通过定期开展桥梁检测工作，可以掌握桥梁结构的承载性能及承载状态下的使用性能，有利于确保桥梁使用的安全性。静载试验是检测工作中比较常用的一种检测方法。文章以静载试验的应用价值为切入点，着重就其在现代桥梁检测工作中的应用进行深入探讨。

关键词：静载试验；桥梁；检测；应用

中图分类号：U446.1 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）29-0179-02

Abstract： Through carrying out the bridge inspection work regularly， the bearing capacity of the bridge structure and the service performance under the bearing state can be grasped， which is helpful to ensure the safety of the use of the bridge. Static load test is a commonly used testing method. Based on the application value of static load test， the application of static load test in modern bridge detection is discussed in this paper.

Keyword： static load test； bridge； detection； application

在城市化进程快速推进的今天，现代桥梁工程项目越来越多，同时结构承受的荷载也越来越大。为了确保桥梁结构具有良好承载性能，增强其使用的安全性，就必须要做好相应的质量检测工作。静载试验作为一种常用的桥梁检测方法，可以对桥梁的承载性能以及使用性能进行直观测定，这对于防范桥梁结构破坏具有重要现实意义。

1 现代桥梁检测中静载试验的应用价值

在现代桥梁检测中应用静载试验的目的是按照规定的试验方案，在桥梁指定位置上设置静止荷载，对桥梁结构的沉降值、裂缝、静力应变值和位移值等进行测定，之后对桥梁结构在荷载作用下的使用性能以及承载性能进行判断。为了确保静载试验结果的可靠性，通常会采用现场实桥检测的方式来进行检测。根据检测部位的不同，可以将桥梁静载试验划分成下部试验和上部试验，其中下部试验主要面向于桥梁基础、桥台和桥墩；上部试验主要面向斜拉桥、悬索桥、拱桥和刚构桥等。

2 现代桥梁检测中静载试验的应用策略

2.1 前期准备规划阶段

为了确保在现代桥梁检测工作中顺利开展静载试验，需要先仔细地收集设计方面、施工方面、监理方面、养护与维修方面、试验方面以及交通流量等相关的技术资料。其次，要做好桥梁结构的现状检查工作。比如，桥梁承重结构有无存在裂缝、漏筋、开裂或钢筋锈蚀等情况，或者试验桥梁混凝土是否存在支座冲刷或碳化剥落情况等。再次，需要采用专门的分析软件，结合设计规范和设计图纸等对桥梁结构设计内力进行计算，同时结合荷载加载重量、位置和等级，在各级荷载作用下桥梁结构测点的应变和位移等反应情况进行计算，以便后续将其与实测值之间进行对比分析。然后，需要科学制定静载试验方案，包括确定静载试验测试内容、加载和观测方案，同时需要准备好有关的仪器仪表等检测仪器，必须要确保所设计静载试验方案具有很强的可操作性和全面性。最后，做好静载试验的现场准备工作，具体包括布置测试元件，安装调试测量仪表和仪器，搭设静载试验操作中的工作脚手架，安排照明和通讯等，以便为后续的静载试验奠定坚实基础。

2.2 加载与观测阶段

在前期准备工作完毕后，即可正式进行静载试验操作，具体操作要点包括如下几个环节，即：

（1）选择静载试验对象。为了确保静载试验检测的质量，增强其代表性，需要先合理地选择静载试验对象，要点如下：对于结构型式和跨度相同的桥梁结构，选择其中具有代表性的一孔或几孔；对于结构型式不相同的，需要依据不同结构型式，分别选择各结构型式中具有代表性的一孔或几孔；对于结构型式保持一致，但是结构跨度不同的情况，选择其中跨度最大的一孔或几孔开展试验；对于预制梁，需要結合不同的制梁工艺和跨度，依据一定的比例来开展随机抽查试验。此外，在选择实验墩台或试验孔的时候，要选择最不利受力状态、缺陷或破损最为严重以及便于测点布置或脚手架搭设的位置。

（2）开展理论分析计算。该环节主要是计算试验桥跨的试验荷载效应和设计内力，具体包括设计图纸和荷载，计算试验桥跨结构计算模型，设计内力荷载效应以及控制截面等。无论是对于简支梁、连续梁桥和连续刚构桥，还是T型钢构、拱桥、斜拉桥、悬索桥，均主要涉及到设计内力、应变观测和变形观测三个主要测定内容，具体的变形观测位置需要结合桥梁型式来合理确定。比如，对于简支梁而言，变形观测位置主要为跨中（3/4L）、支点（L/4）；T型钢构的变形观测内容主要包括悬臂端部的挠度、墩顶截面位移、水平和转角等。

（3）设计静载加载方案。加载是静载试验开展中一个最为重要的环节，主要包括选用加载设备，确定加载和卸载程序，加载持续时间确定三方面主要内容。

首先，在选用加载设备的过程中，常用的主要包括重物（图1）、车辆荷载和专门的加力架。在采用重物加载的过程中，一般主要采用水箱、沙包、预制块或铸铁块等，并且需要采用逐级增加的加载方式，主要适用于现场单片梁试验加载检测，缺点是耗费比较长的加载时间。

在选用车辆加载的时候，要严格做好加载车辆的称重工作，确保计算值和实际车辆荷载之间的误差控制在5%，同时要尽量选择接近于标准车的加载车辆，对车轴距离进行严格控制。

其次，在确定加载和卸载程序环节，为了确保荷载变化和变形、应变之间保持连续曲线关系，需要科学确定加载和卸载程序，具体包括确定加载和卸载的流程、速度以及分级荷载值（一般不少于4级，最小不小于3级，尤其是在测定开裂荷载等特殊情况时候需要进行更加细分）等。此外，在加载和卸载环节中，需要做好预加载和监测工作等。

最后，在确定加载时间的过程中，要采取恰当的温度补偿措施来减少温度对桥梁结构带来的影响，一般适宜在晚上22时到次日凌晨6时。

（4）确定静载观测内容。在静载试验中，观测内容主要包括变形、应变、挠度、裂缝、制作墩台以及其他情况，其中变形划分为整体变形和局部变形，前者主要是对桥梁结构整体性能的反映，如梁的转角和挠度等；后者主要是对桥梁结构局部情况的反映，具体包括纤维变形和裂缝等。

（5）布置静载试验测点。为了确保静载试验测点布置的质量，需要遵从适量、必要以及观测便捷等原则开展。比如，在布置的时候，要有计划性和目的性，不可设置过多，选择具有代表性且便于观察的控制截面，同时灵活运用结构对称互等原理来分析和校核数据。比如，在现代桥梁结构检测过程中，静载试验的应变测定贴片位置就可以按照图2所示进行展示。

（6）选择静载测试仪器。常见的主要包括有刻度的放大镜、千分表、位移计、应变片和静态电阻应变仪等等。为了确保静载测试仪器选择的质量，需要确保其测试精度满足规定要求，且在适当的环境条件下进行合理选择，尽量采用同一类型的仪器，减少不同种类的选择。

2.3 分析与总结阶段

在确定好加载和卸载程序后，需要严格按照规定流程来进行加载，同时需要做好相应的记录和汇报工作，及时对结构是否存在问题进行判断，尤其是要指派专业人员检查桥梁结构中的薄弱环节以及加载期间是否存在异常问题。然后根据所监测到的试验测定数据和计算出的理论值，判断实际的测定情况。

3 结束语

总之，静载试验是現代桥梁检测中常用的一种检测方法，可以对桥梁结构承载性和使用性能进行校核。需要注意的是，在静载试验开展过程中要严格按照规定流程和规范，科学制定试验方案，确保充分发挥其检测作用，避免现代桥梁结构出现破坏等问题。

参考文献：

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[3]彭仙安.桥梁静载试验检测技术之我见[J].建筑工程技术与设计，2014（18）：105-106.