通过桥梁静载试验来评定桥梁的使用性能与承载能力

通过桥梁静载试验来评定桥梁的使用性能与承载能力随着我国桥梁建设事业的飞速发展，新结构、新材料、新工艺日益增多。带来了许多实际的理论、设计、施工问题，成为桥梁检测的新课题，而桥梁结构检测的成果又进一步验证、发展和完善了桥梁设计计算理论、施工技术及其他实践问题。另一方面，桥梁检测也为既有桥梁结构使用性能和残余寿命的评估提供了科学的依据，可以说，随着生产实践的发展，桥梁检测日益显得重要，同时，桥梁建设事业的不断发展也对桥梁检测提出了更高的要求。实践表明，要搞好一次桥梁检测，为设计、施工、理论研究提供可靠和完整的试验资料和科学依据，并不是一件轻而易举的事情，必须明确实验目的，遵循一定的程序，采用科学先进的量测手段，进行严密的准备和组织工作才可能达到预期的目标。简单介绍一下辽宁省公路桥梁基本状况，如下：辽宁省公路桥梁基本状况截止2001年末，我省公路总里程为46603公里，桥梁总数为561610米/17706座。其中:国道4545公里，桥梁152603米/3186座；省道7321公里，桥梁134643米/3574座；县级路10277公里，桥梁127817米/4407座；乡级路23171公里，桥梁140171米/6195座；专用路1189公里，桥梁6376米/344座。桥梁配套率为94%。按技术等级分:特大桥49683米/55座，大桥139565米/772座，中桥160647米/2838座，小桥204055米/13682座。其中危桥10717延米，占总长1.9%，194座，占总数的1.1%。而目前，这个数值可能还要高。这就给我们提出了新的问题，如何快速、准确判断桥梁所处的状态，为管理部门提供可靠的依据。目前主要是用静载试验来判定桥梁的承载能力，本文简单的介绍一下静载试验。二、各种桥梁的桥型及常见的病害近年来我省重点对双曲拱桥、工字梁与微弯板组合梁、T型梁桥(有、无中横隔梁)、刚架拱桥、悬臂梁桥等典型桥梁进行了维修与加固，按病害与维修加固技术大体分两个方面，一是对这些桥型桥梁的通病的整治，二是对这些桥梁的个性病害的整治。1、常见的病害：上部包括:构件各种变形与受力裂缝；钢筋锈蚀引起砼剥落；长期荷载下梁体挠度超限；桥面塌陷；桥面加宽及各装配构件的纵缝构造；上部构造横向分布刚度不足，个别纵梁梁头破损整治；桥面漏水引起砼严重碳化；砼保护层剥落破损缺陷；装配构造的失效与过大的变形。下部包括：基础承载力不足；基础变形过大；台后土压力超限，前墙砼开裂，台后渗水，桥台砼冻胀变形。个性病害①.双曲拱：腹板开裂(横向)与立墙侧移错台；拱肋强度不足，拱肋拼装接头松弛与拱轴线变形；拱波纵向开裂，拱波横向与拱肋联结失效及拱波冲剪破坏桥面塌陷。②.工字梁与微弯板组合梁：工字梁梁端砼剪压破坏；工字梁马蹄砼剥落；微弯板砼纵横开裂；微弯板与工字梁联结脱离；微弯板纵向分块长度不等引起微弯板冲剪破坏，微弯板横隔梁断裂；工字梁、微弯板及桥面铺装三者连接分离。③.刚架拱：拱肋装配联结松弛，合拢封温度偏高，在低温状态下，拱轴线严重下沉，拱肋、拱波联结系梁断裂，拱波冲剪破坏，拱肋砼承载能力不足，拱脚变位。拱肋截面变化部位空洞效应引起应力集中，裂缝严重；拱肋预制安装过程形成大量施工裂缝；装配构件刚性联结，限止结构伸缩，导致结构局部开裂。④.T型梁：主梁抗剪能力不足，出现斜向裂缝；伸缩装置处桥面板砼较薄，刚度低，造成伸缩装置锚固失效，主梁横向联结方法不当，砼开裂及漏水，砼碳化；主梁砼蒸气养生不当，主梁砼耐久性降低及破损；无横隔梁，在重交通与大交通作用下荷载横向分配不均；砼T梁长期荷载下挠度超限；T梁钢板支座长期使用锈蚀，造成梁头砼破损；桥面连续构造不合理，抗冲剪能力较弱形成砼桥面破损。⑤.梁拱组合的中承式拱桥；主拱肋承受二次内力，恒载压力线远离拱轴线；吊杆安全保护构造不当，储备不足；梁拱组合桥采用拱式构造桥面系的破损影响；桥面系的伸缩构造；平面计算弊病。三、静载试验概述桥梁静载试验是按照预定的试验目的与试验方案,将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置上,观察桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参量的试验项目，然后根据有关规范和规程的指标，判断桥梁结构在荷载作用下的工作性能及使用能力。河桥梁静载袍试验可以除是生产鉴赚定性试验纤或科学研劣究性试验棚；可以是印组成桥梁丛的主要构顷件试验或器全桥整体绑试验；可致以是实桥肯现场检测狗或者是桥宴梁结构模掉型的室内运试验。为胜了能够较盐为客观地隶反映桥梁筝结构的工涛作性能，框桥梁检测惧多采用实晴桥现场检冶测。一般承地，桥梁体静载试验齐主要是解墙决以下问矮题。政四、静载申试验主要取解决的问傻题邪1疲、检验桥仰梁结构的兄设计与施绝工质量，缝验证结构球的安全性虽与可靠性槽。对于大卡、中跨度钓桥梁，都宵要求在竣颜工之后，夸通过试验泰来具体地荡、综合地坐鉴定其工勉程质量的尘可靠性，蕉并将试验予报告作为口评定工程缸质量优劣驼的主要依慨据之一。堡2阴、验证桥蛇梁结构的拘设计理论酷与计算方鹊法，充实姜与完善桥辽梁结构的巩计算理论尝与施工技碗术，积累编科学技术肠资料。随谋着交通事嗓业的不断危发展，采递用新结构泊、新材料药、新工艺辱的桥梁日汗益增多，位这些桥梁辰在设计、山施工中必坟然会遇到竞一些新问馋题，其设惰计计算理湖论或设计铅参数需要洽通过桥梁厕试验予以滨验证或确芹定，在大裙量试验检超测数据积限累的基础盯上，就可派以逐步建注立或完善戴这类桥梁车的设计理馋论与计算翅方法。象3纱、掌握桥胡梁结构的减工作性能紫。判断桥谨梁结构实协际承载能坐力。目前绕，我国已式建立了数章万座各种练型式的桥惕梁，在使段用过程中舌，有些桥匆梁已不能莫满足当前厘通行荷载嫂的要求，宜有些桥梁凶由于各种垫自然原因气而产生不灵同程度的塑损伤与破斜坏，有些遵桥梁由于纽设计或施售工差错而罚产生各种刊缺陷。对畏于这些桥勾梁，经常踢采用试验付的方法，微来确定其钉承载能力夏和使用性共能，并由霉此确定限京载方案或谣加固改造统方案，特虏别是对于西那些原始话实际施工疤资料不全体的既有桥盒梁，通过东静载试验本确定其承慧载能力与钳使用条件负就显得势邪在必行。西五、静载扣试验的主闯要环节喇根据实际快情况，必波须把握住味以下三个桃主要环节锡。都1诊、明确试偏验目的。朴抓住主要跑问题。桥朱梁静载试览验涉及到赵理论计算链、测点布誉置、加载缠、测试、霉数据分析纪整理多个淋方面。因断此，在进颤行试验之恶前一定要第明确试验补目的，预榆测试验桥第梁的结构猪行为。这谦样一来才自能有的放裹矢，合理玉的选择仪闭器仪表。茫准确的确锻定加载设缩备及加载盖程序，科倦学的布置驰测点及测逐试元件，康充分地利乓用有限的凡人力、物案力及其他它有利条件衡，采取各景种必要的幼手段，以奉达到预期港的试验效施果。坊2模、精心准昼备、严密丘组织。桥膨梁静载试蚀验由于观愉测项目比枝较多、测羞点多、不拉同仪器仪量表多，这毁就要求试晋验工作必迁须有严格误的组织，挡统一的指帽挥，并能皂够紧密配历合，协同懒作战。在哈正式试验邪之前，要渡做好充分铲的准备工吼作，对一朋些关键性翼的测试项宗目和测点已要考虑备电用的测试胁方法，注排意防止和瘦消除意味闹事故。大桐量试验证穗明，如果昂试验工作赖的某些环芹节考虑不芦周，轻者粱会使试验害工作不能歉顺利进行忽，严重的俗会导致整邀个工作的夸失败。奥3姓、加强测城试人员培暮训，提高双测试水平篇。参加测好试检测的磁工作人员冰，必须在喊试验之前怒，熟练地厨掌握仪器欲的性能、梁操作要领桂以及故障锡排除技术悬和技巧，分了解本次泳试验的目省的、试验济程序及测化试要求。鼠六、工程公实例档到目前为钥止，我参抖加了我现敞在所在的星单位（辽衰宁大通公不路工程有己限公司）奉对辽宁省酸的伍6絮座桥梁的揭静载试验千，受益匪任浅。试验湿的目的就埋是评定桥袖梁的承载竟能力及使逮用性能，鼓通过实验柔结果来评拼定该桥的政残余寿命歌及该桥是磁否需要加华固。我就仰拿其中注的贵1热座为例（描辽中境内珍沈环线某刊大桥）既某大桥位美于沈阳市笨辽中县境运内沈环线扩上，中心药桩号肚为易K227避+17忙6淹。该桥建节于怪197贴0适年。全桥坛共务3候9件孔，单孔段跨径沉为牲22.周2治米。桥梁残总长延为鸭870.祥8饶米。桥面奖净祸宽军7犯米，两侧限各设撕0.蜜7料5侵米的人行开道。主桥文上部结构睁钢筋混凝晃土豆T熄形梁，雪第栋1停孔～嫌第展6挤孔居有遵9存道横隔梁受，监第重7殃孔～岸第圈3虫9胆孔蹄有嘱5均道横隔梁扫，跨中截挑面高度前为夺1.3饲5伙米；下部涌结构为钢施筋混凝土逗双柱式墩证桩基础。嗓设计荷载鼠为霜汽搞-1揉3亦级，妖拖必-6剖0眨。该鹿桥置200高0舰年普查为绝二类桥述。穴200陈3艺年普查评牺定为三类垄桥。翠1弟、荷载试肌验下1豪）、加载障方式及挠找度布置伟本次试验浊挠度测点顽布置在第挖八孔跨中太底部丸、柱4革#奏梁单4郑分点触及进4纹#渐梁的支点误附近，和没第六孔跨燥中底部，绘详细布置努如下图。内2吓、荷载等剂级侵加载分级储：采用两续辆解放自假卸车分三醋级加载。嘱一级魂186.殖05房kN革、二级纽380.框15枝kN司、证三级箩480.翼65撞kN伏，相库当黎1.4伟2违倍攀195娘4嚷年寻汽幅-1排3夏加重车痕（姜338k价N贿）联，侦1.拳2竿倍兵197优2仙年轧汽冷-1锅5盘加重车绞（双400k从N还）唐，标0.8目0搏倍次195钩6库年设汽泪-1抓8扶加重车母（谱600k概N桶）秀。拨3刃、加载程锤序虑0猜—催—末186.肆05k春N蝶—赖—态0袖0目—偶—律380.纲15k于N稀—边—圾0父0束—樱—酱480.各65k灶N扰—耽—免0涂4鱼、车辆轴村距测量及震称重滋加载车前着轮轮化距折1.90竞m蝶、后轮轮仁距娱1.85灾m肆、前后轴桐距梦3.25肠m体，双后轴勤距潜1.25耳m蚊。各级荷粪载下车轮伯称重见下且表。味表燕1境吹害加载车辆野称重表覆加载等级另总重伸(训KN)旷车辆编号歉前轮重老(盯KN)鸟全轮重食(铜KN)既后双轮重沸(睡KN)追后单轮重泻(速KN)换第一级绑186.细05馒辽皂A539翼66堤32.9撇0猜87.9忠5砍55.0倾5油27.1债5阵辽恶A535圾66引37.6巩98.1鹊0弯60.5溜0吉29.9案5挥第二级逮380.碰15酒辽蓝A539惑66香58.8寺0乒207.社45咽148.陪65岭66.1泼5轮辽冲A535脱66简55.9抹0待172.狠70印116.是80默57.4鸟0完第三级牲480.扯65晌辽汽A539猎66超53.1允5窃233.挂50多180.底35璃87.2扩0扬辽铃A535距66栏54.7杀0竞247.麻15湖192.众45捷97.0取5对5项、挠度测特试结果便5.1辣习第笋6炭、未8萝孔跨中挠予度盗表炒2状摧孝错织各级荷载翁下辞第干6泪孔跨中挠坊度惊表欣距伞费贝单位览：弄mm握梁号桥荷载胸1#刚2#债3#默4#煮5#稍186.涨05KN捞实测值脆2.01型3个2.08绸2怒2.43秩2.66铲2.91餐计算值惩3.39茂3.51亏4.09把4.48沾4.90刘校检系数往0.59慎38席0.59陈32直0.59图41金0.59吉38仓0.59价39卫380.狠15KN组实测值借3.47艇4.37匪5.19舱5.67迹5.75奉计算值枣5.99岔7.54凝8.96岩9.78伍9.92誉校检系数膀0.57动93么0.57异96堵0.57蠢92庆0.57既98男0.57带96展480.励65KN夸实测值宋4.67界5.73按6.52认7.20轻6.55笨计算值顺8.23问10.1恰0肉11.4印9野12.6岗9摧11.5咬5未校检系数蜘0.56缠74曲0.56子73呀0.56凑75锹0.56炊74仰0.56乖71注：实线为实测值，虚线为理论计算值注：实线为实测值，虚线为理论计算值竭表厦3卸疼腊阅生各级荷载颈下吼第剖8侄孔跨中挠誉度奏表宣梨循战堡单位浙：讲mm垂梁号篇荷载慨1#辩2#刮3#桐4#数5#芹186.缸05KN渡实测值找1.08新1益2.96狠3贩3.04宵5温3.04熔5婶2.96斤5灾计算值症1.68阳1宪4.60奴8坑4.73拘5炕4.73叛5平4.61介1闻校检系数阻0.64据31派0.64顷31观0.64袭31捞0.64脚31攻0.64昌30卡380.利15KN伞实测值泼2.91梅0罚5.18秆0纱6.29知5锡6.31捕5雹6.19铅0爷计算值垃4.56领8.13型9.88父9.91帖9.71季校检系数闭0.63另82供0.63绪71形0.63叛71耳0.63即72康0.63读75星480.礼65KN炊实测值察3.96北0谱6.78络0截7.98疏5什7.83魂0盗7.54见7叙计算值且6.27凉6庆10.7经46醒12.6运56域12.4斑10霜11.9驰62臣校检系数青0.63布1爷0.63跌1节0.63红1虚0.63忠1威0.63都1注：实线为实测值，虚线为理论计算值注：实线为实测值，虚线为理论计算值始5.2亮完跨中横向慨分配枯表猪4顽涉架各级荷载妙下阴第笑6述孔各梁的捉横向分布粥系鹅数脆(钟单辆怒车缺)泄梁号驰荷载敞1#严2#绵3#棍4#夏5#独186.百05KN勿0.16苦64我0.17挤21拼0.20猫09考0.21搂99菜0.24榴06陕380.慰15KN房0.14邻19碗0.17趟87光0.21足23略0.23预19域0.23棒52价480.林65KN束0.15爪23凉0.18鄙68拼0.21聪26旨0.23守48梦0.21说36隶表莲5尺硬宣各级荷载圾下惜第款8絮孔各梁的隔横向分布嫩系数（单舟辆车）浪梁号申荷载爹1#办2#扔3#船4#线5#挡186.增05KN啊0.08久25达0.22冈62疏0.23确25奖0.23咏25蔽0.22唐64猪380.承15KN移0.10烧82坛0.19灶26捐0.23复41旬0.23压48侵0.23临02蛾480.喇65KN续0.11哲61步0.19酬88轧0.23江41况0.22震96否0.22湖13誓上表中数芽据的计彻算墓,肥是现场实存测值与跨滤中各百分煎表数值之背和的比值拜。规讨告论芦:砌①距.身第隶6法孔和张第吃8缎孔岁T返梁在汽车寇荷载作用窜时最大横趟向分配系细数分别蓄为请0.46谅9拴6塑和趋0.46苗8婶2左；最大挠创度分别丘为棋7.2m络m高和陆7.98喝5m引m般。可②冷.温从荷载与蠢挠度曲线鸽基本呈线砍性来看，枯表露明盛T伍梁正截面宰强度在盆汽舅-1爽3隐级荷载作骆用下是正加常的，该歪桥还有一分定的使用殖性能。怨③闪.初实测挠度败与其它类障似桥梁对袍比偏小，依横向分配伸系数也相钥对较小，胡说明该桥涛上部结构辈相对比较愚好。臭6浴、应变测莫试籍注：应变括测点布置闯在鞋第胸8蛇孔恼4蝶号梁距跨鞋中张20c挖m萝处钞，婚1酬#贞点布置在汤钢筋表面雾，其余布婆置在砼表戏面。德表吧6闻窗8-4喘#询梁手持应汤变仪测试计应变结果知表尖辩切爸忌舰单位山：庙με抱荷载怠点号垦第一级疑（哥186.暑05兄k冬N川）雨第二级钓（口380.膝15执kN何）醒第三级期（君480.岁65捆kN缎）胆1#燃（距底不面骆12c乒m锅）寺实测值其104珠99稿179同计算值煎70沸158鱼205脖校验系数府1.48羽5松0.62钩66恰0.87格3达1苦#年测点贴在袜钢筋表面润，测量数知据基本可蛇信。粘贴限在混凝土踪表面由于片存在裂缝绸，因此混伙凝土表面比的应变值千偏大不准膀确，表中他未列入。结论：黄1辅、该桥在占相当识于于1.4阴2肯倍套汽疗-1灭3辜级荷载下朴，最大挠斤度宝为老7.98循5m泛m郊，小机于择L/60笔0=36吓m间m摊，最大校滩验系数辅为钞0.64积3势，在规范瞎允许奋的株0.5里～材0.熟9奏范围内；财应变校验塘系数读为相0.87子3对接近于规吃范允许范锦围伸0.4浆～扛0.债8筹的上限值议，说明该铸桥现在满顽足汽老—那1芽3浸级荷载。驶2捕、该桥桥坐面系、人择行道系、据伸缩缝均俘已不同程工度损坏，晒尤其是个单别铰缝对凑应处桥面视已经漏空权，严重威犹胁着过往棉车辆的行缓车安全，抖随时都有恒造成交通蔬事故的可攀能。色3唇、边梁腹征板顺筋裂倦缝、空鼓药、钢筋外真