桥梁静载试验检测技术

桥梁静载试验检测技术

唐得 王允通

山东科技大学 土木工程与建筑学院 山东青岛 266000

摘要：随着中国经济的快速发展，交通运输取得了前所未有的进步。质量检测是确保桥梁结构承载力的重要任务之一。通过定期进行桥梁检测工作，可以掌握桥梁结构的承载性能和承载工况下的性能，有利于保证桥梁的安全。静载测试是桥梁测试中常用的测试方法，是一种高效、准确、成本低的桥梁结构健康检测的荷载试验，可直接在桥梁结构加载进行，通过与理论计算值的对比分析，能够准确判断桥梁结构的运营状态。

关键词：桥梁; 静载试验; 桥梁检测

引言

随着我国桥梁建设的发展，其工程技术水平也在不断更新，桥梁具备的可承受力也在持续增高。静载荷试验是一种常用的桥梁检测方法，用于检测桥梁的整体机械性能是否符合现行设计标准和规范的要求，是一种判断承载性能及使用情况的直观方法，结合相关规定来制定试验方案，对静止荷载相关数据进行测量与计算，如桥梁结构的沉降值、裂缝等，以此分析桥梁结构的整体质量。这对于防止桥梁结构的破坏具有重要的现实意义。

1.静载试验检测技术简介

桥梁静载试验技术主要是指将竖向压力、水平推力等逐级施加在桩顶部，随着时间推移对桩顶部的水平位移及沉降等发生情况进行观测，进而判定单桩竖向抗压或水平承载力的试验方法。

2. 静载试验目的桥梁静载荷试验的主要目的

2.1对新建桥梁进行鉴定

在我国经济社会快速发展的过程中，各种新建桥梁工程项目逐步增多，对这些新建桥梁而言，必须应用静载实验的方式，进行桥梁的综合检测。通过静载试验，能够获得新建桥梁的各种数据指标，将这些试验所获得的数据结果与桥梁的前期设计数据加以对比，判断其是否符合桥梁工程的质量标准。桥梁静载试验检测工作的进行，使得一些工程管理部门，可以根据这些数据，对新建桥梁实施必要的管理与养护，使得新建桥梁的相关技术指标符合工程的要求。因此，静载试验实现了对新建桥梁的客观鉴定。

2.2 对在使用中桥梁实际承载力进行鉴定

在我国现有的交通网络体系内，还包含了大量的早年修建的桥梁工程，这些桥梁工程修筑的时间较早，由于受到当时技术条件的限制，其承载力相对较小。这些早期桥梁在当前背景下，其承载力已经无法满足安全通行的要求，经由相应的静载试验，有关部门与人员能够根据试验结果，获得桥梁的承载力指标。根据承载力数值分析，如果其承载力远远无法满足通行的需求，需进行必要的加固、改建。桥梁工程作为重要的交通设施，除了要做好日常的维护与养护管理以外，还需要定期做好静载试验，实现桥梁的综合检测与评定，预防桥梁使用中存在的各种问题。

3. 静载试验内容

静载试验的确定主要包括两个主要内容，即桥梁的承载力和工作状态。 在试验过程中，主要是通过对桥梁施加静载荷来实现，但为了使桥梁的承载能力更加明显、直观，需要测量相关的数据指标，包括桥梁上部主要承重结构的变形、应力、偏转角度、结构裂缝开展情况及梁体弹性恢复情况。在获得这些基础数据后，通过分析判断可以了解桥梁整体结构的强度和刚度是否满足设计要求，最后通过计算分析得到桥梁的实际承载力情况。具体而言，静载试验主要包括以下项目：

①桥梁纵向与横向的挠度变形指标，静载试验应测试各级静力荷载加载后各梁控制截面的挠度变形。支点位置必须布置挠度测点，准确测出支点沉降量，从而保证控制截面挠度准确性。另外，特殊结构桥梁还需要测量梁体偏转角度及水平位移情况。

②桥梁结构应力指标，静载试验应测试桥梁在各级静力加载情况下梁体控制截面应力分布。此外，应测试剪力控制截面剪切应力，并记录应力变化的过程和具体特征。

③测试桥梁和桥墩的参数，包括伸缩，转角和位移等。

④结构裂缝监测，在试验过程中，必须仔细观察梁体结构表面，观察是否有裂缝产生(预应力结构不允许出现结构受力裂缝)以及原有裂缝的开展情况，是否满足规范要求。

⑤荷载试验加载完成并卸载以后，记录挠度及应力测点的残余值，以便后期对相对残余变位或相对残余应变进行计算分析。

4.试验准备

4.1　试验孔的选择

在试验孔的选择上，首先应该加大对存在缺陷较多的桥孔的检查力度，其次挑选出适宜搭设支架的桥孔，以便于后期试验的顺利进行，最后经过相关监督部门批准后，在此基础上将连续梁段作为主桥。

4.2　脚手架和测试支架的选取

在施工过程中，各设备要保证不能相互影响，其中脚手架和测试支架的设置要分开进行，防止影响试验的顺利进行。此外，为了保证桥梁的坚固性，要以钢管作为脚手架和测试支架的原材料。

4.3　静载试验加载位置的确定

此位置的确定要以等效荷载原则为基础，在此基础上确定具体布置位置，进一步保证试验的准确性。

4.4　车辆称重

在此实验中，车辆称重是决定此实验能否顺利进行的关键因素，对荷载试验的结果起着决定性作用。首先用称重台分别对试验中包含的车辆进行称重，其次保证车辆的前后轴轴重与标准轴重≤5%即可。

5. 静载试验加载与观测阶段

（1）合理选择相关仪器。选择静载测试仪器的前提是能有效满足精确测量工作。技术人员根据不同的环境、作业情况等，在不同刻度的放大镜、千分表、位移计等多种测量仪器中进行合理选取[5]。

（2）对于不同施工类型的桥梁结构，应遵守适用性原则，科学、合理地选择静载试验对象，多是以桥梁的结构和跨度是否一致或存在差异作为目标。而后仍然遵守适用性原则对预制梁进行抽查试验，以制梁工艺和跨度是否存在差异为选取目标。

（3）以理论计算为基础，进行科学的分析，保证相关数据的准确性。该环节以设计和计算为主，严格对设计图纸及荷载相关数据进行解析。即便面对多种施工结构与形式不同的桥梁，其测定内容均以设计内力、应变观测和变形观测三方面为主，且不同的桥梁类型所使用的变形观测位置不同。

（4）在静载试验过程中，加载过程对静载试验的质量影响很大，技术人员要先选取加载设备并进行准备工作，在确认准备工作完成后，方可确定加载和卸载程序。车辆加载时，技术人员必须依据相关标准选取加载车辆，将相关数据与车辆荷载的数值差定为0.9%。加载时间段的确定需考虑温度的影响，如气温处于10～20°，通常会在22时至次日6时进行加载。

（5）静载观测复杂性较高，因其观测内容较多，使得该过程相对困难。因此相关技术人员通常对变形的观测工作进行细分，即整体变形和局部变形，分别观测桥梁结构的整体与局部，以此保证整个观测作业的完整性和科学性。

（6）布置静载试验测点，必须在相关准则指导下方可进行，即遵循科学、合理和便捷等原则，按照相关规范的规定进行操作，从而避免静载试验测点布置失误。同时技术人员的布置工作应具有预见性，保证每个测点的实用性和适用性。

6 结语

在桥梁工程中，静载试验的进行实现了桥梁质量与安全问题的检测，通过试验结果的分析，有关人员能够充分采取必要的措施，及时处理这些问题，保障桥梁工程的质量。因此，工程管理部门在日常的工作中，必须做好桥梁静载试验，保障桥梁检测的完整性，促进桥梁功能的实现。

参考文献：

[1] 付玲玲，彭博 静载试验在桥梁检测工作中的应用[ J ] . 交通世界 2019 年 10 月 ：102-103

[2] 林志 大桥静载试验检测技术及应用[ J ] . 中国高新科技 2019年（上）：71-73

[3] 林水华 静载试验在桥梁检测工作中的应用[ J ] . 发展与创新 2020年：239-240

作者简介

唐得(1995-)，男，汉族，山东省菏泽市人，研究生在读，山东科技大学土木工程与建筑学院2019级建筑与土木工程专业，研究方向为桥梁方向

王允通(1996-)，男，汉族，山东省济南市人，研究生在读，山东科技大学土木工程与建筑学院2019级建筑与土木工程专业，研究方向为桥梁方向