桥梁荷载试验要点评述与展望

桥梁荷载试验要点评述与展望

李松

云南交通土木工程检测研究中心云南昆明650500

摘要：桥梁荷载试验是对桥梁承载力进行综合性鉴定最直接、最有效的办法。本文分析了桥梁荷载试验类型，评述了实验要点，并提出今后桥梁荷载试验发展的新方向，希望能对桥梁荷载试验进一步的完善提供参考。

关键词：桥梁荷载；试验要点评述；展望

随着时间的推移，桥梁结构会受到不同程度的损伤，给交通运输造成很多事故隐患。为检验桥梁的承载能力、了解桥梁的工作性能，同时也为桥梁的正常运营、加固改造和养护管理提供依据，有必要对这些桥梁进行鉴定测试。另外，工程建设的质量越来越受到重视，新建桥梁的质量能否达到设计和规范的要求，也需要有相应的评定标准和方法对其进行评定，其中最有效、最直接的方法就是荷载试验。

1桥梁荷载试验分类

桥梁静载试验是将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置，测试结构的静力位移、静力应变、裂缝等参量，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作性能及使用能力；动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、行车响应等参量，从而判断桥梁结构的整体刚度、行车性能。

2桥梁荷载试验要点

2.1理论计算

2.1.1计算方法

近年来，随着计算机技术的发展，各种空间或平面的有限元分析软件层出不穷，桥梁结构理论计算通常采用各种应用软件来实现，对不同类型的桥梁应选择适合的计算软件。Midas/Civil、SAP2000、桥梁博士等有限元软件，专业性强，对于杆系模型的计算分析有较强的优势，适于宏观计算把握。而ANSYS、ALGOR等有限元软件，综合性强，对于板壳和实体模型的计算分析有较强的优势，适于结构的精细计算分析。

2.1.2桥面铺装、防撞护栏

在桥梁设计中，只将桥面铺装、防撞护栏等作为主梁的外部荷载（二期恒载）进行主梁的内力计算，而不考虑它们参与主梁抗力和提高结构整体刚度的作用。事实上，如果桥面铺装采用水泥混凝土，且与桥面板有很好的粘结，则铺装层的混凝土实际上是参与主梁受力的。另外，许多试验证明，钢筋混凝土防撞护栏能显著提高边梁的承载能力。在做桥梁荷载试验理论计算特别是动力特性分析时，一般会考虑桥面铺装及防撞护栏对结构质量的贡献，而其对结构整体刚度的影响由于缺乏可靠的理论依据通常忽略不计或是凭经验取定，这将直接影响计算结果。

2.1.3剪力滞效应

近年来，随着国内外专家学者对剪力滞研究的不断深入，剪力滞理论已日趋成熟和完善。研究表明，剪力滞效应除对箱梁结构的静力特性有影响外，对动力特性亦有一定的影响，例如在剪力滞效应的影响下，两跨、三跨连续箱梁结构的动力刚度有较大降低，固有频率计算值减小，这点需要引起足够的重视。

2.1.4其他

桥梁计算时通常还会遇到这样一些问题，例如桥梁计算跨径取值、支点处负弯矩值折减、梁格法中虚拟横梁刚度取值、材料强度、支座摩阻对结构受力的影

响等，如果这些问题不能得到较好的解决，也将对计算结果产生较大的影响。

2.2现场试验误差控制

现场试验是整个荷载试验工作的中心环节，所记录的各种观测数据和资料如挠度、应变、裂缝宽度、加速度时程曲线等将用于试验结果的分析和评定，现场

试验的成功与否将直接影响整个荷载试验工作。

2.2.1量测技术

量测技术、仪器设备、测试元件是桥梁结构试验的重要技术保障，量测技术的科学性、准确性直接关系到桥梁结构试验能否达到预期的目的。量测仪器的某些性能之间经常是互相矛盾的，如精度高的仪器，其量程较小；灵敏度高的，其适应性较差。因此在选用仪器时，应避繁就简，根据试验的要求来选用合适的仪器，灵活运用。例如对一些试验反应很小的桥梁，必须选择灵敏度较高的仪器进行量测。

2.2.2外界干扰

为减少温度变化对测试结果的影响，加载时间宜选在温度较为稳定的晚22：00～次日凌晨6：00之间进行，尤其是对于加载工况较多、加载时间较长的试验。为保证结构安全并最大限度地减少外来荷载及其他因素对荷载试验的影响，试验桥梁在荷载试验时应临时全封闭交通。

2.3结果分析

2.3.1数据处理

科学合理地处理数据有助于准确、客观地评价桥梁真实状况和实际承载能力。对实测数据中个别的可疑数据应仔细查找原因，科学地决定取舍。有时还需根据具体情况对试验数据进行修正，例如支点沉降的影响、仪器系统误差等。

2.3.2评价分析

评价分析是荷载试验的最后一环，必须做到客观、科学、认真谨慎。但目前对桥梁状态的评价缺乏统一的、有效的、量化的综合性指标，静载试验所得的校

验系数和残余变形（或残余应变）是评定桥梁结构工作状况的两个重要指标，但不能仅靠这两个指标来下结论，还要结合动测数据、裂缝宽度、桥墩沉降等多项指标进行综合评定。

3桥梁荷载试验的研究展望

3.1计算理论与方法的研究

桥梁计算理论经过不断的发展已经取得了重大的成果，计算的方式也越来越完善。但是在一些细致的问题上还有待进一步的优化发展。例如在对于特大桥梁受力研究的计算上，非线性问题的划分等问题都存在着一定的缺点。优化荷载试验方法，提升荷载试验工作效率，在一定程度上可以设置荷载试验的专业软件，增加计算模块。从而实现荷载试验的自动化发展，提升对实验数据的处理水平。

3.2改进测量方式

在目前对桥梁荷载试验测量方式技术还存在着待进一步的发展空间。为了能够在试验中获得更加准确的信息数据，有必要创新桥梁荷载试验方法，增强桥梁荷载试验的适应性，提升桥梁荷载试验的准确度，加强对实验仪器的研究创新。

3.3简化试验方法

在进行桥梁荷载试验过程中要涉及到大量的工作，对交通的影响也很大。如何简化试验方法，优化试验程序，准确快速的进行试验已经成为今后桥梁荷载试验发展的主要趋势。

桥梁荷载试验是一项复杂而细致的工作，不仅要求工作人员有丰富的现场经验，而且同时需要扎实的理论基础作为指导。只有把理论计算与实桥检测充分地结合起来，才能做好检测工作并取得满意的数据，才有可能对试验桥梁的真实状况和实际承载能力作出客观、准确的评估。

参考文献：

[1]谌润水，胡钊芳．公路桥梁荷载试验［M］．北京：人民交通出版社，2008.

[2]郑伟，姜书宝．关于公路桥梁荷载试验相关问题的讨论［J］．山西建筑，2009（10）.