橋梁荷載試驗簡介

橋梁荷載試驗簡介廣州穗監(jiān)工程質(zhì)量安全檢測中心余海風結(jié)構(gòu)部2009.2一、橋梁荷載試驗的概念主要內(nèi)容二、橋梁荷載試驗的目的

三、荷載試驗的主要內(nèi)容四、橋梁荷載試驗的主要儀器設(shè)備

五、橋梁荷載試驗需要注意的主要問題

隨著公路運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，公路建設(shè)進入一個前所未有的大發(fā)展階段，我國依靠自己的力量，建成了不同結(jié)構(gòu)形式的大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等等，這些橋梁技術(shù)復雜，科技含量高，施工難度大，表明我國橋梁建設(shè)技術(shù)水平已經(jīng)邁入世界先進行列。這些大量新建橋梁，尤其是新型結(jié)構(gòu)特大橋，檢驗其施工質(zhì)量最有效、最直接的方法就是進行荷載試驗。同時隨著大量低等級公路市政橋梁被改建或者擴建，這些服役幾十年的橋梁能否繼續(xù)使用已經(jīng)成為管理決策部門關(guān)注的一件大事。

據(jù)統(tǒng)計，上世紀70年代以前修建的大量低標準橋梁已達到或者接近設(shè)計基準期，在各種不利因素的長期影響下橋梁結(jié)構(gòu)性能可能發(fā)生巨大的變化，有些橋梁已出現(xiàn)不同程度的損傷，甚至其承載能力已大大降低而逐漸演變成為危橋，對這類橋梁急需加以綜合評定，以便采取相應的技術(shù)改造措施或拆除重建等處理方案，而對現(xiàn)役橋梁結(jié)構(gòu)進行承載能力評定最有效最直接的方法也就是橋梁荷載試驗。

橋梁荷載試驗按荷載性質(zhì)分為靜載和動載試驗兩個部分：橋梁靜載試驗是將靜止的荷載作用在橋梁的指定位置上，檢測橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應變、裂縫、沉降等靜態(tài)參量的試驗項目，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范和規(guī)程的指標，判斷橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力以及在荷載作用下的工作性能。一、橋梁荷載試驗的概念

橋梁動載試驗則是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，測定橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比、動力沖擊系數(shù)、動力響應（加速度、動撓度）等動態(tài)參量的試驗項目，從而宏觀的判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度與運營性能。

橋梁荷載試驗又可根據(jù)測試對象的不同，分為現(xiàn)場橋梁試驗和室內(nèi)橋梁模型（或部件）試驗，前者多用于既有橋梁檢定，后者多用于重要的或新型橋梁的設(shè)計階段，必要時還可做模型或部件的破壞性試驗。

二、橋梁荷載試驗的目的

1）檢驗橋梁設(shè)計與施工質(zhì)量對于一些新建的大、中型橋梁或者具有特殊設(shè)計的橋梁，在設(shè)計施工過程中必然會遇到許多新的問題，為保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，施工過程中往往要求作施工監(jiān)控。在竣工后一般還要求進行荷載試驗，以檢驗橋梁整體受力性能和承載能力是否達到設(shè)計文件和規(guī)范的要求，并把試驗結(jié)果作為評定工程質(zhì)量優(yōu)劣的主要技術(shù)資料和依據(jù)。

2）判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力舊橋由于構(gòu)件局部發(fā)生意外損傷，使用過程中產(chǎn)生明顯病害，設(shè)計荷載等級偏低、原有設(shè)計資料遺失以及需要通過特種車輛等原因，都有必要通過荷載試驗判定構(gòu)件損傷程度及其承載力、受力性能的下降幅度，確定其運營荷載等級。同時，荷載試驗也是改建、加固設(shè)計的重要依據(jù)。3）驗證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和設(shè)計方法對于橋梁工程中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，應通過荷載試驗驗證橋梁的計算圖式是否正確，材料性能是否與理論相符，施工工藝是否達到預期目的。對相關(guān)理論問題的深入研究，往往也需要大量荷載試驗的實測數(shù)據(jù)。第一階段考察和準備階段第二階段加載試驗和觀測階段第三階段分析及總結(jié)階段

三、荷載試驗的主要內(nèi)容1、試驗孔（墩）的選擇對于多孔橋梁，一般同一跨徑選擇一孔（或墩）進行加載試驗。選擇時應綜合考慮以下因素：（1）該孔（或墩）計算受力最不利；（2）該孔（或墩）施工質(zhì)量較差、缺陷較多或病害較為嚴重；（3）該孔（或墩）便于搭設(shè)腳手架，便于設(shè)置測點或便于實施加載。選擇試驗孔的工作與制定計劃前的調(diào)查工作結(jié)合進行。第一階段考察和準備階段2、加載方案的制定

在選擇了加載孔（或墩）后，需進行具體加載方案的分析和計算，這是荷載試驗前期準備中最重要，也是最核心的部分。方案的制定主要包含如下的幾個方面：

（1）荷載試驗工況的確定

a）簡支梁橋

跨中正彎矩工況

1/4L最大正彎矩工況

支點最大剪力工況

橋墩最大豎向反力工況

b）連續(xù)梁橋主跨跨中最大正彎矩工況主跨支點負彎矩工況主跨橋墩最大豎向反力工況主跨支點最大剪力工況邊跨最大正彎矩工況

c）懸臂梁橋（T型剛構(gòu)橋）支點（墩頂）最大負彎矩工況錨固孔跨中最大正彎矩工況支點（墩頂）最大剪力工況掛孔跨中正彎矩工況d）無鉸拱橋跨中最大正彎矩工況拱腳最大負彎矩工況拱腳最大推力工況正負撓度絕對值之和最大工況e）剛架橋（包括斜腿剛架和剛構(gòu)-拱式組合體系）跨中截面最大彎矩工況柱腿截面最大應力工況支點附近截面最大應力工況（2）試驗荷載等級的確定

①控制荷載的確定為了保證試驗的效果，必須先確定試驗的控制荷載，控制橋梁設(shè)計的荷載有下列幾種：

a.汽車和人群（標準設(shè)計荷載）b.掛車或履帶車（標準設(shè)計荷載）c.需通行的特殊重型車輛分別計算以上幾種荷載對結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生的內(nèi)力（或變形）的最不利值，進行比較，取其最不利者對應的荷載為控制荷載。②靜載試驗效率的確定為了達到理想的試驗效果，一般要求加載試驗所用荷載根據(jù)設(shè)計標準荷載的最不利效應值進行等效換算，使試驗荷載在主要控制截面產(chǎn)生的計算效應與其相近，其接近程度一般用靜載試驗效率ηq來表示：交通部《公路舊圾橋承載志能力鑒健定方法其（試行筍）》要求顫靜載親試驗示效率ηq一般在0.頓80～1.舞05范圍孫內(nèi)，石試驗各效率見一般繳不宜或小于0.嫌95。對于病柔害比較鑒明顯的常舊橋，畜為確保議荷載試偽驗過程需中的安翅全，需墾按照相譯關(guān)規(guī)范帝對舊橋炒的承載系能力進提行檢算材，初步淺確定當跟前橋梁激結(jié)構(gòu)的奪承載力蒸，保證嚼試驗荷查載效應址不超過歉結(jié)構(gòu)承紡載力，長進而合前理確定共荷載試貴驗的靜華載試驗章效率系榜數(shù)。③靜載燃加載闖分級牲與控予制為了延加載后的安威全和斯了解嶺結(jié)構(gòu)亦應變晴和變與位隨搜荷載抵增加有的變喘化關(guān)券系，貪對橋席梁荷扇載試繩驗的發(fā)各試風驗工醉況的港加載設(shè)應分援級進暫行。芽一般煤可按私最大孝控制到截面猜內(nèi)力杠荷載究工況困均分船為4～5級，對情橋梁的兇調(diào)查和吹驗算工渾作不充持分或橋蓮況較差陽，應盡散量增多狹加載分峰級，必粗要可在琴加載車撫輛未到做達預定隔加載位驚置前分嶄次對控輛制測點兵進行讀頂數(shù)監(jiān)控土，以確鏟保試驗襖的安全裹。3、搭設(shè)拉腳手架棍和測試地支架腳手架煌和測試禍支架應睬該分開葛搭設(shè)互隱不影響作，腳手雙架和測澇試支架似應有足劣夠的強港度、剛株度和穩(wěn)脅定性。坦腳手架例應保證握工作人至員的安防全、方客便操作鑰。測試貞支架要朗滿足儀裕表安裝鴉的需要拿，且保嶼證在試李驗時不散受干擾塑。橋下山凈空較鐵高，不扛易搭設(shè)邪腳手架沖時可采歉用輕便尊活動吊妨架。如枯有需要國還須設(shè)鵲置遮擋種陽光的雖設(shè)備，誰雨季還黎須采取匆措施防醬雨防水型。4、靜夢載試歐驗加單載位邁置的負放樣華和卸飾載位狐置的典安排靜載該試驗杰前應首在橋桶面上呼對加按載位伐置進寄行放彎樣，預以便庭于加煙載試錄驗的頌順利蟲進行億。如鄉(xiāng)豐加載石工況字較多過，可昂預先淘放樣煎，且午標識誤工況晚名稱繡以區(qū)皆分不悟同加喊載工械況時威的荷眼載位待置。靜載試充驗荷載憤卸載的癢安放位以置應預摔先安排汽。卸載奧位置的未選擇既槳要考慮祝加卸載該方便，掉離加載爛位置近勸些，又齒要使安筒放的荷墨載不影像響試驗騰孔（或咽墩）的悶受力，位一般可粉將荷載還安放在門橋臺后戒一段距并離處。乳對于多霉孔橋，聯(lián)如有必膠要可將席荷載停樸放在橋刪孔上，堤一般應尺停放在呈距試驗偷孔較遠趣處以不窩影響試山驗觀測底為度。5、試坐驗人候員組繪織和核分工橋梁的殘荷載試委驗是一基項技術(shù)快性較強炭的工作咱，應組領(lǐng)織專門塞的橋梁嫁試驗隊兵伍來承朋擔，根灰據(jù)各試昏驗人員棚的特長哈進行分區(qū)工，每徹人分管稼的儀表彈數(shù)目除輩考慮便斑于進行庭觀測外本，應盡消量使每患人對分石管儀表杯進行一廳次觀測扶所需時賀間大致吊相同。方在試驗監(jiān)前，應歇對各儀刃器進行涼演練和瞞調(diào)試，簡試驗中備，設(shè)試蚊驗總指酷揮1人，其李它人員望的配備兔可根據(jù)事具體情緊況而定哨。6、其它己準備工緣瑞作加載試歲驗的安服全設(shè)施盲、供電塔照明設(shè)澡施、通激訊聯(lián)絡(luò)賀設(shè)施、釋橋面交仁通管制叮等工作漫應根據(jù)犯荷載試闊驗的需雜要進行修準備。在完成查準備工騾作后，得即可進服行試驗望加載和織觀測。攏加載試鹽驗應在據(jù)現(xiàn)場指步揮的統(tǒng)標一指揮鹿下有秩圾序進行濾，現(xiàn)場剪總指揮益應檢查怕不同分徹工的測修試人員藝是否各枝司其職栽，交通宏管理、幸加載（弓或司機淘）和聯(lián)佳絡(luò)人員鏈是否到待位，加乒載設(shè)備惕、通訊銜設(shè)備和苦電源（泄包括備書用電源仔）是否朝準備妥夾當，加羞載位置觸測點放租樣和測俊試儀器愉安裝是富否正確報。然后秀利用過亂往車輛熄對各測遠點進行厚預先演煩練，觀鐘察其規(guī)馬律性，詢使整個燭測試系銹進入正柱常工作雀狀態(tài)。潛然后記代錄氣候息天氣情勤況和試碗驗開始償時間，豈進行正糞式試驗跪。第二階扭段逗加載試臂驗和觀銀測階段通過知靜載斥試驗洽得到望的原游始數(shù)笛據(jù)、件文字約和圖義像描材述材肯料是該荷載豪試驗鐘最重罩要的多資料傲。雖耐然它夫們是抵可靠毫的，牽但這創(chuàng)些原惜始資咳料數(shù)寨量龐咽大，洞不直與觀，馳不能蹤蝶直接犯用于帆評定爪承載女能力臟，故觸進行艷承載時能力秋評定汗前必任須對就它們雕進行半分析牌處理籍，得鍛出直楊接進單行承艇載能辛力評悟定的劣指標潑，以冠滿足剩承載跨力評柴定的陜需要旬。第三倦階段描分析造及總尸結(jié)階蒼段動載試阿驗橋梁嘗結(jié)構(gòu)孫的動焦力荷簽載試洽驗是省研究花橋梁盈結(jié)構(gòu)房誠的自怨振特堪性和屆車輛劇動力非荷載餅與橋翻梁結(jié)娛構(gòu)的踩聯(lián)合渡振動眼特性避。這趣些測銜試結(jié)攪果是綱判斷園橋梁設(shè)結(jié)構(gòu)傲運營舒狀況瓶和承冶載特寸性的起重要房誠指標按。主本要試固驗項驗目包惜括：（1）橋梁紹結(jié)構(gòu)動拿力反應釘?shù)臏y定嶼，包括餡動位移叢、動應額力和沖暫擊系數(shù)撒等；（2）測棒定橋麗跨結(jié)雙構(gòu)的捏自振桌特性溪，包砌括自瞞振頻言率、圾振型蓄和阻辟尼特脹性等姻；（3）測幫定動竿荷載硬本身踐的動夜力特拜性，浪包括紛動力壁荷載寒的大捉小、蔽頻率沃及作歌用規(guī)臭律等采；（4）疲勞屢性能試花驗：主筆要測試刻結(jié)構(gòu)和予構(gòu)件的烘疲勞性絕能。動力膽荷載款試驗粗一般搜偏重度于1、2兩項，董對于鐵帖路橋梁輔，第3項要宗實測粥機車塘在橋魄上的驅(qū)制動艇力和峰與旅撓客舒解適度婦有關(guān)嫩的列灰車過英橋時息車橋值聯(lián)合趙振動鍋的動祝位移拜和動落應力曉的時葛程曲爭線，哥第4項一喝般只艦在實血驗室咬對橋撥梁構(gòu)他件進哲行疲董勞試涉驗。動力豆荷載狀試驗號一般膜主要耀通過刻跑車稅、跳悶車、處剎車中和脈取動試踐驗來強進行挪。（1）跑芹車：卷試驗亦車輛累以不弄同的認時速捧通過捐測試叛橋梁可；（2）跳抱車：繪在預億定激狐振位年置放敬置一換塊15c頌m高直角購三角木砌，試驗閉車輛以籃不同的恐速度行觸駛，后肺輪越過艱三角木蝦后立即品剎車；（3）剎層車：攝車輛救緊急帖制動飯；（4）脈動朗試驗：橋梁空配載工況轎下，受鐵風、地褲面微振旅等環(huán)境版因素的待影響，尸橋梁所綢受的激自勵是平芽穩(wěn)的各油態(tài)歷經(jīng)寇寬帶隨蔥機激勵鋒，結(jié)構(gòu)惕響應的炒主諧量豬，是在不其固有怎頻率附閃近的微社振動，