桥梁荷载试验简介

桥梁荷载试验简介广州穗监工程质量安全检测中心余海风结构部2009.2一、桥梁荷载试验的概念主要内容二、桥梁荷载试验的目的

三、荷载试验的主要内容四、桥梁荷载试验的主要仪器设备

五、桥梁荷载试验需要注意的主要问题

随着公路运输事业的飞速发展，公路建设进入一个前所未有的大发展阶段，我国依靠自己的力量，建成了不同结构形式的大跨度悬索桥、斜拉桥、拱桥、连续刚构桥等等，这些桥梁技术复杂，科技含量高，施工难度大，表明我国桥梁建设技术水平已经迈入世界先进行列。这些大量新建桥梁，尤其是新型结构特大桥，检验其施工质量最有效、最直接的方法就是进行荷载试验。同时随着大量低等级公路市政桥梁被改建或者扩建，这些服役几十年的桥梁能否继续使用已经成为管理决策部门关注的一件大事。

据统计，上世纪70年代以前修建的大量低标准桥梁已达到或者接近设计基准期，在各种不利因素的长期影响下桥梁结构性能可能发生巨大的变化，有些桥梁已出现不同程度的损伤，甚至其承载能力已大大降低而逐渐演变成为危桥，对这类桥梁急需加以综合评定，以便采取相应的技术改造措施或拆除重建等处理方案，而对现役桥梁结构进行承载能力评定最有效最直接的方法也就是桥梁荷载试验。

桥梁荷载试验按荷载性质分为静载和动载试验两个部分：桥梁静载试验是将静止的荷载作用在桥梁的指定位置上，检测桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、沉降等静态参量的试验项目，然后根据相关规范和规程的指标，判断桥梁结构的承载能力以及在荷载作用下的工作性能。一、桥梁荷载试验的概念

桥梁动载试验则是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、动力冲击系数、动力响应（加速度、动挠度）等动态参量的试验项目，从而宏观的判断桥梁结构的整体刚度与运营性能。

桥梁荷载试验又可根据测试对象的不同，分为现场桥梁试验和室内桥梁模型（或部件）试验，前者多用于既有桥梁检定，后者多用于重要的或新型桥梁的设计阶段，必要时还可做模型或部件的破坏性试验。

二、桥梁荷载试验的目的

1）检验桥梁设计与施工质量对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁，在设计施工过程中必然会遇到许多新的问题，为保证桥梁建设质量，施工过程中往往要求作施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验，以检验桥梁整体受力性能和承载能力是否达到设计文件和规范的要求，并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。

2）判断桥梁结构的实际承载能力旧桥由于构件局部发生意外损伤，使用过程中产生明显病害，设计荷载等级偏低、原有设计资料遗失以及需要通过特种车辆等原因，都有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及其承载力、受力性能的下降幅度，确定其运营荷载等级。同时，荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。3）验证桥梁结构设计理论和设计方法对于桥梁工程中的新结构、新材料和新工艺，应通过荷载试验验证桥梁的计算图式是否正确，材料性能是否与理论相符，施工工艺是否达到预期目的。对相关理论问题的深入研究，往往也需要大量荷载试验的实测数据。第一阶段考察和准备阶段第二阶段加载试验和观测阶段第三阶段分析及总结阶段

三、荷载试验的主要内容1、试验孔（墩）的选择对于多孔桥梁，一般同一跨径选择一孔（或墩）进行加载试验。选择时应综合考虑以下因素：（1）该孔（或墩）计算受力最不利；（2）该孔（或墩）施工质量较差、缺陷较多或病害较为严重；（3）该孔（或墩）便于搭设脚手架，便于设置测点或便于实施加载。选择试验孔的工作与制定计划前的调查工作结合进行。第一阶段考察和准备阶段2、加载方案的制定

在选择了加载孔（或墩）后，需进行具体加载方案的分析和计算，这是荷载试验前期准备中最重要，也是最核心的部分。方案的制定主要包含如下的几个方面：

（1）荷载试验工况的确定

a）简支梁桥

跨中正弯矩工况

1/4L最大正弯矩工况

支点最大剪力工况

桥墩最大竖向反力工况

b）连续梁桥主跨跨中最大正弯矩工况主跨支点负弯矩工况主跨桥墩最大竖向反力工况主跨支点最大剪力工况边跨最大正弯矩工况

c）悬臂梁桥（T型刚构桥）支点（墩顶）最大负弯矩工况锚固孔跨中最大正弯矩工况支点（墩顶）最大剪力工况挂孔跨中正弯矩工况d）无铰拱桥跨中最大正弯矩工况拱脚最大负弯矩工况拱脚最大推力工况正负挠度绝对值之和最大工况e）刚架桥（包括斜腿刚架和刚构-拱式组合体系）跨中截面最大弯矩工况柱腿截面最大应力工况支点附近截面最大应力工况（2）试验荷载等级的确定

①控制荷载的确定为了保证试验的效果，必须先确定试验的控制荷载，控制桥梁设计的荷载有下列几种：

a.汽车和人群（标准设计荷载）b.挂车或履带车（标准设计荷载）c.需通行的特殊重型车辆分别计算以上几种荷载对结构控制截面产生的内力（或变形）的最不利值，进行比较，取其最不利者对应的荷载为控制荷载。②静载试验效率的确定为了达到理想的试验效果，一般要求加载试验所用荷载根据设计标准荷载的最不利效应值进行等效换算，使试验荷载在主要控制截面产生的计算效应与其相近，其接近程度一般用静载试验效率ηq来表示：交通部《公路旧圾桥承载志能力鉴健定方法其（试行笋）》要求颤静载亲试验示效率ηq一般在0.顿80～1.舞05范围孙内，石试验各效率见一般缴不宜或小于0.嫌95。对于病柔害比较鉴明显的常旧桥，畜为确保议荷载试伪验过程需中的安翅全，需垦按照相译关规范帝对旧桥炒的承载系能力进提行检算材，初步浅确定当跟前桥梁激结构的夺承载力蒸，保证嚼试验荷查载效应址不超过歉结构承纺载力，长进而合前理确定共荷载试贵验的静华载试验章效率系榜数。③静载燃加载闯分级牲与控予制为了延加载后的安威全和斯了解岭结构亦应变晴和变与位随搜荷载抵增加有的变喘化关券系，贪对桥席梁荷扇载试绳验的发各试风验工醉况的港加载设应分援级进暂行。芽一般煤可按私最大孝控制到截面猜内力杠荷载究工况困均分船为4～5级，对情桥梁的凶调查和吹验算工浑作不充持分或桥莲况较差阳，应尽散量增多狭加载分峰级，必粗要可在琴加载车抚辆未到做达预定隔加载位惊置前分崭次对控辆制测点兵进行读顶数监控土，以确铲保试验袄的安全裹。3、搭设拉脚手架棍和测试地支架脚手架煌和测试祸支架应睬该分开葛搭设互隐不影响作，脚手双架和测涝试支架似应有足劣够的强港度、刚株度和稳胁定性。坦脚手架例应保证握工作人至员的安防全、方客便操作钥。测试贞支架要朗满足仪裕表安装鸦的需要拿，且保屿证在试李验时不散受干扰塑。桥下山净空较铁高，不扛易搭设邪脚手架冲时可采歉用轻便尊活动吊妨架。如枯有需要国还须设鹊置遮挡种阳光的虽设备，谁雨季还黎须采取匆措施防酱雨防水型。4、静梦载试欧验加单载位迈置的负放样华和卸饰载位狐置的典安排静载该试验杰前应首在桥桶面上呼对加按载位伐置进寄行放弯样，预以便庭于加烟载试录验的颂顺利虫进行亿。如乡丰加载石工况字较多过，可昂预先淘放样煎，且午标识误工况晚名称绣以区皆分不悟同加喊载工械况时威的荷眼载位待置。静载试充验荷载愤卸载的痒安放位以置应预摔先安排汽。卸载奥位置的未选择既桨要考虑祝加卸载该方便，掉离加载烂位置近劝些，又齿要使安筒放的荷墨载不影像响试验腾孔（或咽墩）的闷受力，位一般可粉将荷载还安放在门桥台后戒一段距并离处。乳对于多霉孔桥，联如有必胶要可将席荷载停朴放在桥删孔上，堤一般应尺停放在呈距试验偷孔较远趣处以不窝影响试山验观测底为度。5、试坐验人候员组绘织和核分工桥梁的残荷载试委验是一基项技术快性较强炭的工作咱，应组领织专门塞的桥梁嫁试验队兵伍来承朋担，根灰据各试昏验人员棚的特长哈进行分区工，每彻人分管稼的仪表弹数目除辈考虑便斑于进行庭观测外本，应尽消量使每患人对分石管仪表杯进行一厅次观测扶所需时贺间大致吊相同。方在试验监前，应歇对各仪刃器进行凉演练和瞒调试，简试验中备，设试蚊验总指酷挥1人，其李它人员望的配备兔可根据事具体情紧况而定哨。6、其它己准备工缘瑞作加载试岁验的安服全设施盲、供电塔照明设澡施、通激讯联络贺设施、释桥面交仁通管制叮等工作漫应根据犯荷载试阔验的需杂要进行修准备。在完成查准备工骡作后，得即可进服行试验望加载和织观测。拢加载试盐验应在据现场指步挥的统标一指挥鹿下有秩圾序进行滤，现场剪总指挥益应检查怕不同分彻工的测修试人员艺是否各枝司其职栽，交通宏管理、幸加载（弓或司机淘）和联佳络人员链是否到待位，加乒载设备惕、通讯衔设备和苦电源（泄包括备书用电源仔）是否朝准备妥夹当，加羞载位置触测点放租样和测俊试仪器愉安装是富否正确报。然后秀利用过乱往车辆熄对各测远点进行厚预先演烦练，观钟察其规马律性，询使整个烛测试系锈进入正柱常工作雀状态。潜然后记代录气候息天气情勤况和试碗验开始偿时间，岂进行正粪式试验跪。第二阶扭段逗加载试臂验和观银测阶段通过知静载斥试验洽得到望的原游始数笛据、件文字约和图义像描材述材肯料是该荷载豪试验钟最重罩要的多资料傲。虽耐然它夫们是抵可靠毫的，牵但这创些原惜始资咳料数寨量庞咽大，洞不直与观，驰不能踪蝶直接犯用于帆评定爪承载女能力脏，故触进行艳承载时能力秋评定汗前必任须对就它们雕进行半分析牌处理籍，得锻出直杨接进单行承艇载能辛力评悟定的劣指标泼，以冠满足剩承载跨力评柴定的陕需要旬。第三倦阶段描分析造及总尸结阶苍段动载试阿验桥梁尝结构孙的动焦力荷签载试洽验是省研究花桥梁盈结构房诚的自怨振特堪性和届车辆剧动力非荷载饼与桥翻梁结娱构的踩联合渡振动眼特性避。这趣些测衔试结搅果是纲判断园桥梁设结构傲运营舒状况瓶和承冶载特寸性的起重要房诚指标按。主本要试固验项验目包惜括：（1）桥梁绍结构动拿力反应钉的测定屿，包括馅动位移丛、动应额力和冲暂击系数撒等；（2）测棒定桥丽跨结双构的捏自振桌特性溪，包砌括自瞒振频言率、圾振型蓄和阻辟尼特胀性等姻；（3）测帮定动竿荷载硬本身践的动夜力特拜性，浪包括纷动力壁荷载寒的大捉小、蔽频率沃及作歌用规臭律等采；（4）疲劳屡性能试花验：主笔要测试刻结构和予构件的烘疲劳性绝能。动力胆荷载款试验粗一般搜偏重度于1、2两项，董对于铁帖路桥梁辅，第3项要宗实测粥机车塘在桥魄上的驱制动艇力和峰与旅挠客舒解适度妇有关嫩的列灰车过英桥时息车桥值联合赵振动锅的动祝位移拜和动落应力晓的时葛程曲争线，哥第4项一喝般只舰在实血验室咬对桥拨梁构他件进哲行疲董劳试涉验。动力豆荷载状试验号一般膜主要耀通过刻跑车税、跳闷车、处刹车中和脉取动试践验来强进行挪。（1）跑芹车：卷试验亦车辆累以不弄同的认时速捧通过捐测试叛桥梁可；（2）跳抱车：绘在预亿定激狐振位年置放敬置一换块15c颂m高直角购三角木砌，试验闭车辆以篮不同的恐速度行触驶，后肺轮越过艰三角木虾后立即品刹车；（3）刹层车：摄车辆救紧急帖制动饭；（4）脉动朗试验：桥梁空配载工况轿下，受铁风、地裤面微振旅等环境版因素的待影响，尸桥梁所绸受的激自励是平芽稳的各油态历经寇宽带随葱机激励锋，结构惕响应的炒主谐量猪，是在不其固有怎频率附闪近的微社振动，