橋梁單梁荷載試驗

吳旭東

(貴州省交通建設工程咨詢監理有限公司檢測中心，貴州貴陽550008)

橋梁單梁荷載試驗

吳旭東

(貴州省交通建設工程咨詢監理有限公司檢測中心，貴州貴陽550008)

針對目前橋梁單梁荷載試驗過程中存在的問題，文章以實際工程案例分析了橋梁單梁荷載試驗的理論依據、試驗準備以及試驗數據信息資料的獲取方法，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。

橋梁單梁荷載試驗;預應力混凝土連續箱梁工程;預制梁板

1 橋梁單梁荷載試驗理論依據

相關研究表明，橋梁單梁荷載試驗的理論是提高試驗方法作用效果的關鍵。因此，橋梁工程建設人員要將明確各梁橫向分布系數計算方法以及結構內力計算方式，作為合理控制荷載大小以及測點分布適用性的理論依據。首先，橋梁結構的分析計算要在試驗前按照設計圖紙對橋梁結構和預制梁板建立理論計算模型，并進行結構分析計算，以確定荷載試驗方法。這里計算的主要作用對象為包括:測點布置、加載位置、試驗荷載的重量等。其次，預制梁板橫向分布系數的計算依照設計圖紙計算出待測預制梁板的截面幾荷特征值，如面積、截面抗彎(抗扭)慣矩、中性軸位置等，然后根據預制梁板間的橫向連接形式，選用適當的橫向分布系數計算方法，如G－M法、剛性橫梁法、鉸接板法等，計算出預制梁板的橫向分布系數。最后，對于試驗內力的確定，研究人員先要確定待檢測預制梁板所屬橋梁結構的位置，依照設計荷載等級計算出該橋跨控制截面內力，結合試驗梁板的的橫向分布系數，確定荷載試驗加載的控制內力，從而反算出試驗荷載的重量及加載位置。

2 橋梁單梁荷載試驗準備

2.1 確定試驗預制梁板

對于預制梁板的試驗確定，試驗準備人員要根據文件規定的抽檢頻率進行抽檢。此過程，要求試驗準備人員嚴格按照《貴州省公路橋梁荷載試驗實施細則(試行)》中的要求，即以分層抽樣的方式來選取具有代表性的預制構件。此外，預制梁板荷載試驗抽取范圍應覆蓋不同原材料、不同預制工藝以及不同跨徑的預制構件。對于同一預制場大批量生產的梁，以不超過300片且不超過3個月的同類型預制梁板為一批，且每批采用隨機抽樣的方法抽檢不少于1片。對于預制梁板性能質量的控制，試驗準備人員可通過檢測，以保證其試驗結果的穩定性。具體就是根據相關規范要求，通過荷載試驗來檢驗其實際的承載能力。對于出現質量缺陷的預制梁板，應在處理完成后再進行一次荷載試驗驗證，以確定其實際承載力滿足試驗要求。

2.2 試驗前預制梁板的準備

在對預制梁板進行荷載試驗前，應單獨設置臨時支座，把梁體架設在臨時支座上，保證梁體離開地面30～50 cm左右，以方便在梁板底部粘貼應變片和位移傳感器。試驗梁體應單獨架設，確保梁體無連接裝置連接周圍梁體或其它物體，確保試驗梁體單獨受力。臨時支座應在支座中心線處，由于試驗荷載較大，臨時支座應采用強度較高的材料制成(如混凝土塊)，或直接放置橋梁設計的支座型號，且臨時支座頂面應水平、清潔。應在梁體的支座處兩側設置穩固可靠的斜撐，保證梁體在加載時不會產生滑動或者傾覆。斜撐應與地面可靠連接。可在梁體底部支座處、1/4、1/2、3/4處預埋鋼板，使位移傳感器的磁性表座能夠緊密貼合在鋼板上，確保位移傳感器能夠與梁底垂直架設，保證位移傳感器在合適的量程范圍內。

2.3 測點布置

測點布置就是確定應變測點的位置，具體試驗準備人員應在預制梁板的1/4跨、跨中、3/4跨截面布置應變測點。其中1/4與3/4截面下緣的應變測點布置，要不少于2個應變測點，1/2截面布置也不能少于2個應變測點，而側面則應布置5個應變測點。值得注意的是，應變測點的測試方向與測試截面的主要受力方向一致。具體布置情況，如圖1所示。

圖1 應變測點截面布置示意圖

3 橋梁單梁荷載試驗數據信息獲取、試驗過程及結果分析

3.1 數據信息獲取及中止條件

在試驗過程中，為保證試驗數據的真實可靠，每級加載后，必須持荷5～10 min后方可讀數，且應每隔30 s應讀數一次，當測量數據穩定后方進行下一級加載。相關研究表明，中止試驗條件主要體現在留個方面，即試驗預制梁板存在混凝土破碎、剝落問題;試驗預制梁板的應變值或撓度值超過理論計算值;試驗預制梁板的支座、基礎出現破壞和異常沉降;試驗預制梁板有大量新裂縫產生，或既有裂縫繼續擴張、延展現象;發生其他威脅人員安全或影響試驗正常進行的問題以及試測試儀器出現異常。

3.2 試驗過程

(1)試驗數據的處理

當橋梁單梁荷載試驗的數據處理作用于彈性結構工作階段時，得出測值的準確性可通過加載后的讀數減去初讀數。這樣一來，當試驗完成后，根據橋單梁荷載試驗的觀測項目以及相關的記錄表格內容，就能計算出各級荷載作用下所產生的數值。試驗人員就能根據各個觀測項目數值找出具有單梁荷載代表性的數據內容，從而最終計算出橋梁單梁荷載試驗過程所產生的相關數值。值得注意的是，在進行測值計算過程中，試驗數據處理人員要注重應力計算、測值修正以及撓度計算的準確性。在測值修正方面，試驗數據處理人員可根據各類設備儀表所標定的結果進行實際的數據修正工作。例如，根據機械式儀表標出的校正系統;電測儀器標定的率定系數以及靈敏系數;電阻應變儀器觀測導線電阻所得出的影像因素結果等。通常情況下，設備儀器儀表產生的測量誤差具有一定系統性規律，因此，其可在進行橋梁單梁荷載試驗前通過控制儀器設備使用狀態，來進行解決控制。

(2)試驗結果評定

當出現下列情況之一時，應判定預制梁板承載能力不滿足要求:即主要測點靜力荷載試驗校驗系數大于1;主要測點相對殘余變位或相對殘余應變超過20%以及試驗荷載作用下裂縫擴展寬度超過表－1的限值，且卸載后裂縫閉合寬度小于擴展寬度的2/3。

4 結束語

綜上所述，橋梁單梁荷載試驗準備工作要通過確定試驗預制梁板、試驗前預制梁板準備以及測點布置，來為荷載試驗的進行提供便利。對于荷載試驗數據信息的獲取，可通過保證試驗數據的真實可靠以及中止條件，來完善試驗過程。

［1］陳毅.單梁荷載試驗中值得商榷的幾個問題［J］.建筑監督檢測與造價，2014，(4):53－56.

［2］陳向陽，檀威.空間梁格模型與平面單梁模型計算簡支梁橋內力比較分析［J］.湖南交通科技，2015，(4): 117－121.

［3］鄧守國.預制小箱梁承載力極限荷載試驗理論計算方法探討［J］.四川水泥，2016，(8):293－294+204.

U442

C

1008－3383(2017)04－0099－01

2016－12－10

吳旭東(1985－)，男，重慶酉陽人，工程師，主要從事工程檢測工作。