中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
1 概述橋梁結(jié)構(gòu)荷載試驗(yàn)是橋梁結(jié)構(gòu)專業(yè)的一門基礎(chǔ)技術(shù)科學(xué)，它是對橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接測試的一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作。其主要任務(wù)是通過有計(jì)劃地對結(jié)構(gòu)物加載后的性能進(jìn)行觀測和對測量參數(shù)(如位移、應(yīng)力、振幅、頻率等)進(jìn)行分析，以便了解橋梁實(shí)際
工作狀態(tài)，了解病害產(chǎn)生的原因和對結(jié)構(gòu)的影響，對結(jié)構(gòu)物的工作性能作出評價以及對橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和使用條件作出正確估計(jì)，檢驗(yàn)其承載能力和使用性能。根據(jù)試驗(yàn)荷載作用性質(zhì)的不同，橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)可分為靜載試驗(yàn)和動載試驗(yàn)。橋梁靜力荷載試驗(yàn)是一種較直觀的評定橋梁承載能力的方法。靜載試驗(yàn)可布置較多的測點(diǎn)，便于較全面地分析結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)，檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，說明工程的安全度和可靠性。對于一般大、中跨徑的橋梁或者具有特殊研究目的的橋梁，通過試驗(yàn)來具體地、綜合地鑒定其工程質(zhì)量的可靠性，并將該試驗(yàn)報告作為評定工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)劣的主要技術(shù)文件和依據(jù)。
2 橋梁靜載試驗(yàn)重點(diǎn)分析
2.1 橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查為便于試驗(yàn)有的放矢、合理評定試驗(yàn)測試結(jié)果以及正確解釋試驗(yàn)現(xiàn)象，在試驗(yàn)前通過結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量檢查和對有關(guān)資料的搜集分析，以達(dá)到對試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的全面了解，并在這些工作的基礎(chǔ)上，才有針對性地設(shè)計(jì)出周密合理的試驗(yàn)方案，所以橋梁結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)查是進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)的重要環(huán)節(jié)。試驗(yàn)前，試驗(yàn)人員應(yīng)視試驗(yàn)實(shí)施的具體需要向業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理等有關(guān)方面搜集相關(guān)技術(shù)資料。包括：設(shè)計(jì)圖紙、計(jì)算書、變更設(shè)計(jì)和作為設(shè)計(jì)依據(jù)的有關(guān)技術(shù)資料等;施工和監(jiān)理日志、材料性能試驗(yàn)報告、施工觀測記錄、隱蔽工程驗(yàn)收記錄、各分項(xiàng)或分部工程驗(yàn)收報告、工程質(zhì)量事故檢查及其處理情況等。
2.2 試驗(yàn)成果分析與評定依據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)荷載試驗(yàn)項(xiàng)目，通過試驗(yàn)成果得出最后的技術(shù)結(jié)論，對試驗(yàn)結(jié)構(gòu)作出科學(xué)的評價，同時根據(jù)存在的問題，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)或者加強(qiáng)維修養(yǎng)護(hù)方面的建議，是進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)的直接目的。試驗(yàn)評價的兩個方面包括將實(shí)測值與相應(yīng)的理論計(jì)算值進(jìn)行比較說明理論與實(shí)踐二者的符合程度，并將控制測點(diǎn)的實(shí)測值與規(guī)范規(guī)定的允許值進(jìn)行比較，從而說明結(jié)構(gòu)所處的工作狀況，以及從試驗(yàn)中所發(fā)現(xiàn)的新問題。然而，評價一個橋的承載能力是否符合要求，還有兩個重要的指標(biāo)，裂縫是評價混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及其耐久性的主要標(biāo)志之一，主要評定受力裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展的狀態(tài)，試驗(yàn)荷載作用下裂縫寬度不應(yīng)超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的許可值，并且卸載后應(yīng)閉合到小于容許值的1/3。原有其他裂縫(施工的、收縮的溫度裂縫)，受載后不應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)容許寬度。另外，主要控制測點(diǎn)的相對殘余變位(或應(yīng)變)一般要求不大于20% ，當(dāng)殘余變位(或應(yīng)變)大于20%時，應(yīng)查明原因。且相對殘余變位(或應(yīng)變)越小，說明結(jié)構(gòu)越接近彈性工作狀況。若荷載試驗(yàn)結(jié)果不滿足上述任何一項(xiàng)條件，則應(yīng)認(rèn)為橋梁結(jié)構(gòu)不符合要求，必須查明原因，并采取適當(dāng)?shù)拇胧? 橋梁荷載試驗(yàn)難點(diǎn)分析3.1 試驗(yàn)控制荷載的確定試驗(yàn)控制荷載根據(jù)與設(shè)計(jì)作用(或荷載)等級相應(yīng)的活載效應(yīng)控制值或有特殊要求的荷載效應(yīng)值確定，以使控制截面產(chǎn)生最不利荷載效應(yīng)(內(nèi)力和變形)較大的荷載作為試驗(yàn)控制荷載。確定試驗(yàn)荷載大小和加載位置采用靜力荷載試驗(yàn)效率η進(jìn)行控制，靜載試驗(yàn)荷載效率公式如下：
s1——靜載試驗(yàn)荷載作用下，某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)的加載控制截面內(nèi)力或變位的最大計(jì)算效應(yīng)值;s——試驗(yàn)控制荷載產(chǎn)生的同一加載控制截面內(nèi)力或變位的最不利效應(yīng)計(jì)算值;u——沖擊系數(shù)。靜載試驗(yàn)荷載效率應(yīng)介于0.80～1.05之間，為了試驗(yàn)結(jié)果的有效性，新建橋梁試驗(yàn)荷載效率一般控制在0.85～1.05之間，舊橋試驗(yàn)荷載效率控制在0.8O～1.00之間。3.2 應(yīng)力(撓度)校驗(yàn)系數(shù)校驗(yàn)系數(shù)η是確定橋梁承載能力的一個重要指標(biāo)。一般要求η≤1。11值越小，橋梁結(jié)構(gòu)的安全儲備和承載能力越大。計(jì)算公式為：
應(yīng)變計(jì)測試結(jié)果一般為應(yīng)變值，人們關(guān)心的往往是應(yīng)力。對鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)來說，換算成混凝土應(yīng)力都有一個實(shí)際彈性模量的取值問題，而目前大多數(shù)荷載試驗(yàn)均取用規(guī)范給出的混凝土彈性模量，有時直接以應(yīng)變作為衡量指標(biāo)。4 工程實(shí)例某橋橋跨結(jié)構(gòu)為6×20m簡支轉(zhuǎn)連續(xù)箱梁，橋?qū)挒?0.65+10.95+0.65)m，該橋設(shè)計(jì)為雙車道，橫橋向由4片主梁組成，整體化現(xiàn)澆混凝土厚10cm，瀝青混凝土橋面鋪裝厚9em。橋梁下部結(jié)構(gòu)采用肋板臺、柱式墩、擴(kuò)大基礎(chǔ)。該橋于O7年建成，設(shè)計(jì)荷載為公路一I級，預(yù)制箱梁混凝土設(shè)計(jì)標(biāo)號為C50，橋梁總體布置圖如圖1：
橋梁表觀病害檢查主要針對承重構(gòu)件的開裂和損壞狀況，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)預(yù)制梁總體表觀狀況良好，表面平滑，無顯著受力裂縫。本次靜力試驗(yàn)荷載就某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目而言，其所需加載車輛的數(shù)量，是根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生的該試驗(yàn)項(xiàng)目如內(nèi)力、位移等的最不利效應(yīng)值按下式所定原則等效換算而得，由于該橋?qū)儆谛聵?，加載效率取值偏大：
測試結(jié)果如表2、表3所示，這里僅給出個別梁個別測點(diǎn)的測試結(jié)果，實(shí)測值均小于計(jì)算值，說明結(jié)構(gòu)現(xiàn)有承載能力和剛度能夠滿足公路I級荷載等級的要求。
各工況試驗(yàn)殘余變形較小，相對殘余應(yīng)變在20% 以內(nèi)，卸載后各測點(diǎn)讀數(shù)大多能回零，表明結(jié)構(gòu)仍處于彈性工作狀態(tài)。在試驗(yàn)荷載作用下未觀察到新裂縫開展。5 結(jié)語橋梁靜力荷載試驗(yàn)是檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)或?qū)嶋H承載能力的一種試驗(yàn)手段，本文結(jié)合實(shí)際提出了荷載試驗(yàn)實(shí)施中容易被忽視的重點(diǎn)和試驗(yàn)過程中的工作難點(diǎn)，并加以分析，為其他橋梁的荷載試驗(yàn)工作提供參考借鑒，從而達(dá)到更好的荷載試驗(yàn)效果。
