公路桥梁静载试验

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1、公路桥梁静载试验我国是一个桥梁大国，新建和已建桥梁众多。精确有效地评估桥梁状态以确定其承载能力和可靠度水平具有重大的社会经济意义．桥梁静载试验可以直接测量桥梁结构特性，为桥梁结构的维护提供基础评价指标。关键词：桥梁；静载实验；位移；应变；裂缝；承载能力在桥梁结构的生命周期内发生的结构缺陷和损伤将不可避免地影响桥梁的使用性能。为此，在桥梁的寿命周期内需对桥梁的使用状况、缺陷及损伤进行全面检查，明确缺陷和损伤的性质、部位、严重程度及发展趋势，以便分析、评价缺陷及损伤对桥梁性能和承载力的影响。精确有效地评估桥梁的实际承载能力具有重大的社会经济价值：一方面它可以减少不必要的加固、维

2、修费用；另一方面，也可以确保交通基础设施的安全性能。桥梁静载试验2.1概述　　桥梁的静载试验是指按照预定的试验目的与试验方案，将静止的荷载作用在桥梁的指定位置上，观测桥梁结构的应变、静力位移、裂缝等参量，然后根据有关规范和规程指标，判断桥梁结构在荷载作用下工作性能及承载能力。　　(1)应变观测。首先由计算确定桥梁的控制截面，然后在主梁截面处粘贴振弦式应变计或电阻应变片测量其应变。由于混凝土材料自身的离散性及裂缝的影响，混凝土桥梁的应变测试结果可能不太理想。通过实测的应变值和理论建模分析计算值的对比，可得到桥梁结构的强度校验系数，该系数反映了桥梁结构实际强度与设计预计值的偏差

3、程度。　　(2)挠度观测。用百分表、精密水准仪或全站仪观测桥梁结构在荷载作用下的变形情况。通过实测变形和理论建模分析的对比，可得到桥梁的结构刚度校验系数，它反映了桥梁结构实际刚度与设计预计值的偏差程度。　　(3)裂缝观测。加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽的部位。试验方案　　(1)通过该桥施工设计图纸，按照桥梁的设计尺寸，采用桥梁博士梁单元建立有限元模型。　　　　图13上部结构有限元计算模型　　　　(2)通过建立的有限元模型，按设计的车道荷载制定荷载试验方案，计算并提取各工况下各控制截面在试验荷载作用下的应力和挠度，并对桥模型进行计算模态分

4、析。　　(3)按制定的荷载试验方案加载，实测各荷载工况作用下控制截面的应变、挠度，对数据进行处理分析并与理论值进行比较并判断该桥在静载作用下的实际承载力。桥梁静载试验结果与分析　　静载试验工况2按跨中最大弯矩计算的加载效率为82%，工况3按跨中最大弯矩计算的加载效率为86%。3.1应变测试结果与分析　　(a)1板应变测点数据　　　　　　(b)2板应变测点数据　　(c)3板应变测点数据　　　　　　(d)7板应变测点数据　　(e)8板应变测点数据　　　　　　(f)9板应变测点数据　　图2各应变测点读数在加/卸载过程中的变化情况　　由图2所示曲线可知，应变实测数据的变化趋势与理论

5、值基本一致。这表明桥梁结构在试验载荷的作用下弹性较好，可认为结构基本在弹性范围内工作；卸载后的测试数据可以看出，短期内的徐变作用不甚明显，结构总体混凝土质量良好。　　应变在加/卸载过程中的实测值均小于理论值，这说明预制装配式预应力钢筋砼空心板及铰缝联合工作的实际刚度较设计值为大，因此桥梁在实际运营时将偏于安全。3.2位移测试结果与分析　　对1/2跨、1/4跨、3/4跨和两端支点，计9个测点，如图3，共测读了5次高程，即加载前、工况1、工况2、工况3和卸载后的高程。扣除初读数后，实测数据如表7。　　表1挠度观测数据及理论值(mm)　　*表中实测值已扣除初读数，正数表示反拱，负

6、数表示下挠；　　由表1，实测挠度变化趋势与理论值变化趋势类似。工况1、2、3理论值变化较大时，实测值也有较大变化。测量数据可信。　　　　　图3挠度测点编号　　实测残余变形微小，再次应证结构处于良好的弹性状态。实测挠度小于理论值(不足理论值80%)，说明实际结构较有限元计算力学模型有更大的刚度与承载能力。实际结构偏于安全。　　裂缝发展状况　　工况1、工况2及工况3荷载施加过程中，对原有若干裂缝进行裂缝宽度测量，未发现有裂缝宽度值有读数显微镜可以测出的变化。可见，在最大试验荷载范围内(即工况2和工况3)，裂缝不随荷载的变化发展，裂缝与空心板的受力不相关联，是为施工裂缝。