荷載試驗(yàn)加載方案設(shè)計(jì)的安全性分析

田俊 唐寶利 賀小軍

摘 ?要：橋梁荷載試驗(yàn)通常是一種非損傷性試驗(yàn)，其在橋梁結(jié)構(gòu)的承載力測(cè)試中起著至關(guān)重要的作用。所以我們要做到在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中，橋梁結(jié)構(gòu)是安全的。目前采用加載效率去控制加載是否有效，但是在實(shí)際操作過(guò)程當(dāng)中，往往會(huì)出現(xiàn)測(cè)試截面的加載效率在安全范圍之內(nèi)，其它控制截面會(huì)出現(xiàn)加載效率不在規(guī)范要求范圍之內(nèi)?；谶@種情況，文章結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)中的加載方案設(shè)計(jì)進(jìn)行安全分析，在規(guī)范要求范圍內(nèi)，不斷增大某一測(cè)試控制截面的加載效率，有些控制截面出現(xiàn)不同程度的超限問(wèn)題。該結(jié)論能為荷載試驗(yàn)加載方案設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：荷載試驗(yàn);加載效率;控制截面

中圖分類(lèi)號(hào)：U441+.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號(hào)：2095-2945（2019）15-0079-03

Abstract： Bridge load test is usually a kind of non-destructive test， which plays an important role in the bearing capacity test of bridge structure， so we should make the bridge structure safe in the whole test process. At present， the loading efficiency is used to control whether the loading is effective or not， but in the actual operation process， the loading efficiency of the test section is often within the safe range， and the loading efficiency of other control sections is not within the scope required by the specification. Based on this situation， this paper analyzes the safety of the loading scheme design in the test scheme design with an engineering example， and increases the loading efficiency of a certain test control section in the range required by the code. Some control sections have different degrees of overrun problems. This conclusion can provide a reference for the design of load test loading scheme.

Keywords： load test; loading efficiency; control section

橋梁的靜荷載試驗(yàn)通常是一種非損傷性試驗(yàn)，用于檢測(cè)某一截面的撓度、應(yīng)力或者應(yīng)變。所以需保證靜荷載試驗(yàn)整個(gè)加載的動(dòng)態(tài)過(guò)程中橋梁結(jié)構(gòu)的安全性，以及制定合理有效的加載方案。從而需保證橋梁每一控制截面產(chǎn)生的相應(yīng)均在安全可控的范圍內(nèi)[1]-[3]。由當(dāng)前研究情況可知，車(chē)輛加載動(dòng)載與靜載試驗(yàn)是工程上較為普遍使用的方法。此方法目前存在的亟待解決的問(wèn)題是怎樣能夠高效準(zhǔn)確的利用所測(cè)試得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)果分析得知橋梁結(jié)構(gòu)的損傷程度以及承受荷載的能力，從而評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)的可靠度以及使用壽命，達(dá)到適時(shí)進(jìn)行維護(hù)的目的。就橋梁荷載試驗(yàn)自身來(lái)講通常是在不妨礙交通的情況下進(jìn)行的，所需時(shí)間短，方便快捷，以便有效地評(píng)估橋梁的承載能力。但是，目前我國(guó)很多檢測(cè)單位通常是根據(jù)規(guī)范使用車(chē)輛進(jìn)行分級(jí)加載并通過(guò)控制其每一級(jí)加載車(chē)的荷載量級(jí)實(shí)現(xiàn)安全加載從而進(jìn)行橋梁靜載試驗(yàn)的。規(guī)范所指出的加載方式是針對(duì)于某一個(gè)控制截面，所以其所謂的安全加載也只是針對(duì)于該控制截面。如此，對(duì)于只有一個(gè)控制界面的橋梁結(jié)構(gòu)部件采用規(guī)范所給加載方式是完全可行的，但是當(dāng)有兩個(gè)及兩個(gè)以上控制截面時(shí)，該加載方式不能夠保證每一個(gè)控制截面都處于安全狀態(tài)。在拱橋檢測(cè)的加載過(guò)程中，某一側(cè)拱腳正彎矩加載很大程度上會(huì)導(dǎo)致另一側(cè)的負(fù)彎矩超過(guò)其承載能力極限狀態(tài)[4]。在不等跨連續(xù)橋梁加載過(guò)程，若所采用不合理的加載方式測(cè)試其中一個(gè)控制截面將會(huì)導(dǎo)致其他控制截面承載超限。

就此而言，為保證加載過(guò)程的安全性，只采用分級(jí)加載并不能滿(mǎn)足要求，而應(yīng)當(dāng)在分級(jí)加載的基礎(chǔ)上對(duì)全橋的所有測(cè)試截面均進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。當(dāng)測(cè)試控制截面采用不同分級(jí)加載的情況下，分析其他控制截面是否出現(xiàn)超限的問(wèn)題。本文結(jié)合工程實(shí)例，以不等跨連續(xù)梁橋?yàn)槔?，在中、邊跨跨徑差距較大時(shí)易產(chǎn)生對(duì)主要測(cè)試截面進(jìn)行加載而其他截面加載效率超限值的問(wèn)題進(jìn)行對(duì)比分析。

2 控制截面加載效率對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)測(cè)試截面進(jìn)行加載，看其它控制截面是否超限，把各個(gè)荷載工況下不同加載次數(shù)下加載效率對(duì)比分析如圖3所示，并對(duì)其進(jìn)行對(duì)比分析總結(jié)。

由圖3可知：

（1）當(dāng)中跨跨中截面和L/4為控制截面時(shí)，隨著測(cè)設(shè)截面加載效率增加時(shí)，邊跨跨中截面和L/4截面出現(xiàn)超限問(wèn)題，其他控制截面都處于安全狀態(tài)。其中中跨跨中截面加載時(shí)，當(dāng)η=0.98時(shí)，邊跨跨中截面和L/4截面都超了14%，η=1.03時(shí)，邊跨跨中截面和L/4截面都超了18%;跨中L/4截面加載時(shí)，當(dāng)η=1.05時(shí)，邊跨跨中截面和L/4截面都超了9%。

（2）當(dāng)邊跨跨中截面和L/4為控制截面時(shí)，隨著控制截面加載效率增加時(shí)，中跨跨中截面和L/4截面均出現(xiàn)超限問(wèn)題，其他控制截面處于安全狀態(tài)。其中邊跨跨中截面加載時(shí)，η=0.97時(shí)，中跨L/4截面超了14%，η=1.03時(shí)，中跨跨中截面和L/4截面分別超了5%和22%;邊跨L/4加載時(shí)，當(dāng)η=0.97時(shí)，中跨L/4截面超了3%，η=1.03時(shí)，中跨L/4截面超了10%。

（3）當(dāng)控制截面處于內(nèi)支點(diǎn)時(shí)，其他控制截面的家在效率會(huì)隨處在測(cè)試中控制截面加載效率的增加而增加，當(dāng)內(nèi)支點(diǎn)截面加載時(shí)，本身截面的彎矩效應(yīng)是處于安全狀態(tài)，其它控制截面的彎矩效應(yīng)也處于安全狀態(tài)。

3 結(jié)論

本文以三跨連續(xù)梁橋?yàn)槔瑢?duì)連續(xù)梁橋的加載方案進(jìn)行分析研究，得到以下結(jié)論：

（1）對(duì)于不等跨連續(xù)梁橋進(jìn)行加載方案設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)測(cè)試截面進(jìn)行加載時(shí)，只考慮本身截面的彎矩效應(yīng)是不夠的，同時(shí)還的兼顧其它控制截面的彎矩效應(yīng)。

（2）對(duì)測(cè)試截面進(jìn)行加載時(shí)，其它測(cè)設(shè)截面的加載效率隨著測(cè)設(shè)制截面加載效率的增加而增加。

（3）對(duì)測(cè)試截面進(jìn)行加載時(shí)，除了支點(diǎn)截面，其它截面都出現(xiàn)不同程度的超限問(wèn)題。

我們?cè)谧龊奢d試驗(yàn)加載方案設(shè)計(jì)時(shí)，只重視考慮測(cè)試截面的響應(yīng)是不合理的，同時(shí)要兼顧其它控制截面的響應(yīng)。本文得到的結(jié)論能為橋梁荷載試驗(yàn)加載方案設(shè)計(jì)提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]楊春俠，楊偉軍，張建仁.基于驗(yàn)證荷載法的橋梁荷載試驗(yàn)失效風(fēng)險(xiǎn)分析述[J].長(zhǎng)沙交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2004，20（2）：25-29.

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