桥梁静载试验检测方法
作者：于锐
来源：《价值工程》2010年第24期
摘要:我国近年来公路桥梁建设发展迅猛,而质量是公路桥梁建设的永恒的主题。
该文综述了桥梁静载试验检测方法,及其主要工作内容和发展方向。
Abstract: Road and bridge construction in China develops rapidly in recent years and quality has always been the theme for highway bridge construction. The paper comprehensively discusses the bridge static load test methods and its main content and development direction.
关键词:桥梁;静载试验;检测
Key words: bridge;static load test;detect
中图分类号:TU19 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)24-0051-01
0引言
该桥位于陕西省渭南市,为渭潼高速公路线上的一座立交桥。
上部结构采用16+2×20+16m 预应力先简支后连续部分预应力空心板。
1静载试验
静载试验是使试验荷载在指定位置对桥梁进行加载,测试桥面的挠度、桥梁控制截面的应力增量。
静载试验需首先通过理论分析,在试验前计算出各控制截面的内力影响线,进行静力加载计算,然后根据静力计算结果与荷载试验结果进行比较,再结合原施工控制所获得成桥状态恒载应力以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符,并判定结构的施工质量、运营安全度。
它是检验桥梁结构实际性能如强度、刚度等的最直接、有效的方法。
试验荷载按照桥梁的静力试验活载内力与设计活载内力之比不小于0.85,且不大于1.05的原则确定。
一般而言,试验活载内力不小于设计活载内力的0.95。
试验时,需尽可能减少温度对测量结果的影响,同时,需注意分级加载。
1.1 应力观测
通过在主梁控制截面处粘贴振弦式应变计或电阻应变片测量结构的应力(应变)。
对于对称结,可选择半跨布置测点以节约试验所需人力和物力。
通过实测的应力和理论建模分析,可以得到强度校验系数:
Kq=△σe/△σt
其中,△σe为试验测得的应力差值;△σt为理论应力差值。
一般而言,要求桥梁结构各点的实测应力差均小于理论计算值,即结构强度校验系数小于1,表明桥梁结构满足强度要求,否则不满足设计要求。
1.2 变位观测
应变及位移观测可采用应变传感器量测桥梁结构各控制截面在荷载作用下的应变;同时可采用变形观测控制网观测桥梁变形,用精密水准仪或全站仪观测桥面在荷载作用下的变形情况。
通过实测变形和理论建模分析,可以得到桥梁的结构校验系数:
Kg=δe/δt
其中,δe为实测挠度值;δt为理论挠度值。
结构校验系数和强度校验系数一样,是评估桥梁承载力的重要参数之一。
如各点实测挠度值均小于理论计算值,即结构刚度校验系数小于1,表明桥梁结构的竖向静力刚度满足要求,否则不满足设计要求。
2荷载试验实施流程
2.1 试验荷载的确定原则
静力试验荷载采用载重汽车进行等效加载。
就某一检验项目而言,参照《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中的规定,桥梁荷载试验一般采用基本荷载,其中静力试验荷载的效率系数η取值范围为1.05≥η≥0.8。
在实际加载过程中,为了减少试验时间及简化工况的目的,在保证主要检验项目荷载系数满足要求的前提下,可适当减小某些项目的荷载效率系数。
2.2 理论计算
为准确进行荷载试验,试验前先进行理论计算。
本桥拟采用MIDAS程序进行结构静力计算、活载效应计算及相应的加载效率的计算。
在计算中,MIDAS采用了空间梁单元建立模型进行结构的内力分析和结构的应力应变分析,如空心板桥梁计算模型(见图1)。
试验加载车单车总重为30吨,轴重分配为6t、12t、12t。
2.3 加载工况
测试跨径为16m,与试验内容对应,分为两种工况,其一是按跨中截面最不利正弯矩布载(中载);其二是按跨中截面最不利正弯矩布载(偏载)。
具体工况为:
①工况一:最不利正弯矩布载(中载),2车。
②工况二:最不利正弯矩布载(偏载),2车。
2.4 静载试验效率
静载试验各工况最终加载效率,见表1。
2.5 分级加载控制
在正式加载前分级加载。
分级加载时,加载车加载顺序及位置应符合相关规定,卸载时车辆按照后上先下的原则进行。
3结论
从整个检测过程实测结果可以看出,桥梁的实际应力小于理论计算值,表明强度满足以及桥梁结构的竖向静力刚度满足要求设计要求。
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