荷载试验加载方案设计的安全性分析

田俊 唐宝利 贺小军

摘  要：桥梁荷载试验通常是一种非损伤性试验，其在桥梁结构的承载力测试中起着至关重要的作用。所以我们要做到在整个试验过程中，桥梁结构是安全的。目前采用加载效率去控制加载是否有效，但是在实际操作过程当中，往往会出现测试截面的加载效率在安全范围之内，其它控制截面会出现加载效率不在规范要求范围之内。基于这种情况，文章结合工程实例，对试验方案设计中的加载方案设计进行安全分析，在规范要求范围内，不断增大某一测试控制截面的加载效率，有些控制截面出现不同程度的超限问题。该结论能为荷载试验加载方案设计提供参考依据。

关键词：荷载试验;加载效率;控制截面

中图分类号：U441+.2 文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）15-0079-03

Abstract： Bridge load test is usually a kind of non-destructive test， which plays an important role in the bearing capacity test of bridge structure， so we should make the bridge structure safe in the whole test process. At present， the loading efficiency is used to control whether the loading is effective or not， but in the actual operation process， the loading efficiency of the test section is often within the safe range， and the loading efficiency of other control sections is not within the scope required by the specification. Based on this situation， this paper analyzes the safety of the loading scheme design in the test scheme design with an engineering example， and increases the loading efficiency of a certain test control section in the range required by the code. Some control sections have different degrees of overrun problems. This conclusion can provide a reference for the design of load test loading scheme.

Keywords： load test; loading efficiency; control section

桥梁的静荷载试验通常是一种非损伤性试验，用于检测某一截面的挠度、应力或者应变。所以需保证静荷载试验整个加载的动态过程中桥梁结构的安全性，以及制定合理有效的加载方案。从而需保证桥梁每一控制截面产生的相应均在安全可控的范围内[1]-[3]。由当前研究情况可知，车辆加载动载与静载试验是工程上较为普遍使用的方法。此方法目前存在的亟待解决的问题是怎样能够高效准确的利用所测试得到的数据进行结果分析得知桥梁结构的损伤程度以及承受荷载的能力，从而评估桥梁结构的可靠度以及使用寿命，达到适时进行维护的目的。就桥梁荷载试验自身来讲通常是在不妨碍交通的情况下进行的，所需时间短，方便快捷，以便有效地评估桥梁的承载能力。但是，目前我国很多检测单位通常是根据规范使用车辆进行分级加载并通过控制其每一级加载车的荷载量级实现安全加载从而进行桥梁静载试验的。规范所指出的加载方式是针对于某一个控制截面，所以其所谓的安全加载也只是针对于该控制截面。如此，对于只有一个控制界面的桥梁结构部件采用规范所给加载方式是完全可行的，但是当有两个及两个以上控制截面时，该加载方式不能够保证每一个控制截面都处于安全状态。在拱桥检测的加载过程中，某一侧拱脚正弯矩加载很大程度上会导致另一侧的负弯矩超过其承载能力极限状态[4]。在不等跨连续桥梁加载过程，若所采用不合理的加载方式测试其中一个控制截面将会导致其他控制截面承载超限。

就此而言，为保证加载过程的安全性，只采用分级加载并不能满足要求，而应当在分级加载的基础上对全桥的所有测试截面均进行实时控制。当测试控制截面采用不同分级加载的情况下，分析其他控制截面是否出现超限的问题。本文结合工程实例，以不等跨连续梁桥为例，在中、边跨跨径差距较大时易产生对主要测试截面进行加载而其他截面加载效率超限值的问题进行对比分析。

2 控制截面加载效率对比分析

通过对测试截面进行加载，看其它控制截面是否超限，把各个荷载工况下不同加载次数下加载效率对比分析如图3所示，并对其进行对比分析总结。

由图3可知：

（1）当中跨跨中截面和L/4为控制截面时，随着测设截面加载效率增加时，边跨跨中截面和L/4截面出现超限问题，其他控制截面都处于安全状态。其中中跨跨中截面加载时，当η=0.98时，边跨跨中截面和L/4截面都超了14%，η=1.03时，边跨跨中截面和L/4截面都超了18%;跨中L/4截面加载时，当η=1.05时，边跨跨中截面和L/4截面都超了9%。

（2）当边跨跨中截面和L/4为控制截面时，随着控制截面加载效率增加时，中跨跨中截面和L/4截面均出现超限问题，其他控制截面处于安全状态。其中边跨跨中截面加载时，η=0.97时，中跨L/4截面超了14%，η=1.03时，中跨跨中截面和L/4截面分别超了5%和22%;边跨L/4加载时，当η=0.97时，中跨L/4截面超了3%，η=1.03时，中跨L/4截面超了10%。

（3）当控制截面处于内支点时，其他控制截面的家在效率会随处在测试中控制截面加载效率的增加而增加，当内支点截面加载时，本身截面的弯矩效应是处于安全状态，其它控制截面的弯矩效应也处于安全状态。

3 结论

本文以三跨連续梁桥为例，对连续梁桥的加载方案进行分析研究，得到以下结论：

（1）对于不等跨连续梁桥进行加载方案设计时，当测试截面进行加载时，只考虑本身截面的弯矩效应是不够的，同时还的兼顾其它控制截面的弯矩效应。

（2）对测试截面进行加载时，其它测设截面的加载效率随着测设制截面加载效率的增加而增加。

（3）对测试截面进行加载时，除了支点截面，其它截面都出现不同程度的超限问题。

我们在做荷载试验加载方案设计时，只重视考虑测试截面的响应是不合理的，同时要兼顾其它控制截面的响应。本文得到的结论能为桥梁荷载试验加载方案设计提供参考依据。

参考文献：

[1]张劲泉.我国公路桥梁承载能力检测评定技术的现状与发展[J].公路交通科技，2006（S1）：53-55.

[2]刘思孟，刘国金，周建庭.基于内力控制兼顾挠度荷载效率的桥梁荷载试验布载方法研究[J].重庆交通学院学报，2005，24（1）：16-18.

[3]杨春侠，杨伟军，张建仁.基于验证荷载法的桥梁荷载试验失效风险分析述[J].长沙交通学院学报，2004，20（2）：25-29.

[4]刘利军.梁桥静载试验结果评定分析[D].西安：长安大学，2011.

[5]JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S].北京：中华人民共和国交通运输部.