橋梁荷載試驗(yàn)簡介

橋梁荷載試驗(yàn)簡介廣州穗監(jiān)工程質(zhì)量安全檢測中心余海風(fēng)結(jié)構(gòu)部2009.2一、橋梁荷載試驗(yàn)的概念主要內(nèi)容二、橋梁荷載試驗(yàn)的目的

三、荷載試驗(yàn)的主要內(nèi)容四、橋梁荷載試驗(yàn)的主要儀器設(shè)備

五、橋梁荷載試驗(yàn)需要注意的主要問題

隨著公路運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，公路建設(shè)進(jìn)入一個(gè)前所未有的大發(fā)展階段，我國依靠自己的力量，建成了不同結(jié)構(gòu)形式的大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等等，這些橋梁技術(shù)復(fù)雜，科技含量高，施工難度大，表明我國橋梁建設(shè)技術(shù)水平已經(jīng)邁入世界先進(jìn)行列。這些大量新建橋梁，尤其是新型結(jié)構(gòu)特大橋，檢驗(yàn)其施工質(zhì)量最有效、最直接的方法就是進(jìn)行荷載試驗(yàn)。同時(shí)隨著大量低等級(jí)公路市政橋梁被改建或者擴(kuò)建，這些服役幾十年的橋梁能否繼續(xù)使用已經(jīng)成為管理決策部門關(guān)注的一件大事。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，上世紀(jì)70年代以前修建的大量低標(biāo)準(zhǔn)橋梁已達(dá)到或者接近設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，在各種不利因素的長期影響下橋梁結(jié)構(gòu)性能可能發(fā)生巨大的變化，有些橋梁已出現(xiàn)不同程度的損傷，甚至其承載能力已大大降低而逐漸演變成為危橋，對(duì)這類橋梁急需加以綜合評(píng)定，以便采取相應(yīng)的技術(shù)改造措施或拆除重建等處理方案，而對(duì)現(xiàn)役橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載能力評(píng)定最有效最直接的方法也就是橋梁荷載試驗(yàn)。

橋梁荷載試驗(yàn)按荷載性質(zhì)分為靜載和動(dòng)載試驗(yàn)兩個(gè)部分：橋梁靜載試驗(yàn)是將靜止的荷載作用在橋梁的指定位置上，檢測橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫、沉降等靜態(tài)參量的試驗(yàn)項(xiàng)目，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范和規(guī)程的指標(biāo)，判斷橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力以及在荷載作用下的工作性能。一、橋梁荷載試驗(yàn)的概念

橋梁動(dòng)載試驗(yàn)則是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，測定橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比、動(dòng)力沖擊系數(shù)、動(dòng)力響應(yīng)（加速度、動(dòng)撓度）等動(dòng)態(tài)參量的試驗(yàn)項(xiàng)目，從而宏觀的判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度與運(yùn)營性能。

橋梁荷載試驗(yàn)又可根據(jù)測試對(duì)象的不同，分為現(xiàn)場橋梁試驗(yàn)和室內(nèi)橋梁模型（或部件）試驗(yàn)，前者多用于既有橋梁檢定，后者多用于重要的或新型橋梁的設(shè)計(jì)階段，必要時(shí)還可做模型或部件的破壞性試驗(yàn)。

二、橋梁荷載試驗(yàn)的目的

1）檢驗(yàn)橋梁設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量對(duì)于一些新建的大、中型橋梁或者具有特殊設(shè)計(jì)的橋梁，在設(shè)計(jì)施工過程中必然會(huì)遇到許多新的問題，為保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，施工過程中往往要求作施工監(jiān)控。在竣工后一般還要求進(jìn)行荷載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)橋梁整體受力性能和承載能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)文件和規(guī)范的要求，并把試驗(yàn)結(jié)果作為評(píng)定工程質(zhì)量優(yōu)劣的主要技術(shù)資料和依據(jù)。

2）判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力舊橋由于構(gòu)件局部發(fā)生意外損傷，使用過程中產(chǎn)生明顯病害，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)偏低、原有設(shè)計(jì)資料遺失以及需要通過特種車輛等原因，都有必要通過荷載試驗(yàn)判定構(gòu)件損傷程度及其承載力、受力性能的下降幅度，確定其運(yùn)營荷載等級(jí)。同時(shí)，荷載試驗(yàn)也是改建、加固設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。3）驗(yàn)證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法對(duì)于橋梁工程中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，應(yīng)通過荷載試驗(yàn)驗(yàn)證橋梁的計(jì)算圖式是否正確，材料性能是否與理論相符，施工工藝是否達(dá)到預(yù)期目的。對(duì)相關(guān)理論問題的深入研究，往往也需要大量荷載試驗(yàn)的實(shí)測數(shù)據(jù)。第一階段考察和準(zhǔn)備階段第二階段加載試驗(yàn)和觀測階段第三階段分析及總結(jié)階段

三、荷載試驗(yàn)的主要內(nèi)容1、試驗(yàn)孔（墩）的選擇對(duì)于多孔橋梁，一般同一跨徑選擇一孔（或墩）進(jìn)行加載試驗(yàn)。選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素：（1）該孔（或墩）計(jì)算受力最不利；（2）該孔（或墩）施工質(zhì)量較差、缺陷較多或病害較為嚴(yán)重；（3）該孔（或墩）便于搭設(shè)腳手架，便于設(shè)置測點(diǎn)或便于實(shí)施加載。選擇試驗(yàn)孔的工作與制定計(jì)劃前的調(diào)查工作結(jié)合進(jìn)行。第一階段考察和準(zhǔn)備階段2、加載方案的制定

在選擇了加載孔（或墩）后，需進(jìn)行具體加載方案的分析和計(jì)算，這是荷載試驗(yàn)前期準(zhǔn)備中最重要，也是最核心的部分。方案的制定主要包含如下的幾個(gè)方面：

（1）荷載試驗(yàn)工況的確定

a）簡支梁橋

跨中正彎矩工況

1/4L最大正彎矩工況

支點(diǎn)最大剪力工況

橋墩最大豎向反力工況

b）連續(xù)梁橋主跨跨中最大正彎矩工況主跨支點(diǎn)負(fù)彎矩工況主跨橋墩最大豎向反力工況主跨支點(diǎn)最大剪力工況邊跨最大正彎矩工況

c）懸臂梁橋（T型剛構(gòu)橋）支點(diǎn)（墩頂）最大負(fù)彎矩工況錨固孔跨中最大正彎矩工況支點(diǎn)（墩頂）最大剪力工況掛孔跨中正彎矩工況d）無鉸拱橋跨中最大正彎矩工況拱腳最大負(fù)彎矩工況拱腳最大推力工況正負(fù)撓度絕對(duì)值之和最大工況e）剛架橋（包括斜腿剛架和剛構(gòu)-拱式組合體系）跨中截面最大彎矩工況柱腿截面最大應(yīng)力工況支點(diǎn)附近截面最大應(yīng)力工況（2）試驗(yàn)荷載等級(jí)的確定

①控制荷載的確定為了保證試驗(yàn)的效果，必須先確定試驗(yàn)的控制荷載，控制橋梁設(shè)計(jì)的荷載有下列幾種：

a.汽車和人群（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載）b.掛車或履帶車（標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)荷載）c.需通行的特殊重型車輛分別計(jì)算以上幾種荷載對(duì)結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生的內(nèi)力（或變形）的最不利值，進(jìn)行比較，取其最不利者對(duì)應(yīng)的荷載為控制荷載。②靜載試驗(yàn)效率的確定為了達(dá)到理想的試驗(yàn)效果，一般要求加載試驗(yàn)所用荷載根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載的最不利效應(yīng)值進(jìn)行等效換算，使試驗(yàn)荷載在主要控制截面產(chǎn)生的計(jì)算效應(yīng)與其相近，其接近程度一般用靜載試驗(yàn)效率ηq來表示：交通部《公路舊圾橋承載志能力鑒健定方法其（試行筍）》要求顫靜載親試驗(yàn)示效率ηq一般在0.頓80～1.舞05范圍孫內(nèi)，石試驗(yàn)各效率見一般繳不宜或小于0.嫌95。對(duì)于病柔害比較鑒明顯的常舊橋，畜為確保議荷載試偽驗(yàn)過程需中的安翅全，需墾按照相譯關(guān)規(guī)范帝對(duì)舊橋炒的承載系能力進(jìn)提行檢算材，初步淺確定當(dāng)跟前橋梁激結(jié)構(gòu)的奪承載力蒸，保證嚼試驗(yàn)荷查載效應(yīng)址不超過歉結(jié)構(gòu)承紡載力，長進(jìn)而合前理確定共荷載試貴驗(yàn)的靜華載試驗(yàn)章效率系榜數(shù)。③靜載燃加載闖分級(jí)牲與控予制為了延加載后的安威全和斯了解嶺結(jié)構(gòu)亦應(yīng)變晴和變與位隨搜荷載抵增加有的變喘化關(guān)券系，貪對(duì)橋席梁荷扇載試?yán)K驗(yàn)的發(fā)各試風(fēng)驗(yàn)工醉況的港加載設(shè)應(yīng)分援級(jí)進(jìn)暫行。芽一般煤可按私最大孝控制到截面猜內(nèi)力杠荷載究工況困均分船為4～5級(jí)，對(duì)情橋梁的兇調(diào)查和吹驗(yàn)算工渾作不充持分或橋蓮況較差陽，應(yīng)盡散量增多狹加載分峰級(jí)，必粗要可在琴加載車撫輛未到做達(dá)預(yù)定隔加載位驚置前分嶄次對(duì)控輛制測點(diǎn)兵進(jìn)行讀頂數(shù)監(jiān)控土，以確鏟保試驗(yàn)襖的安全裹。3、搭設(shè)拉腳手架棍和測試地支架腳手架煌和測試禍支架應(yīng)睬該分開葛搭設(shè)互隱不影響作，腳手雙架和測澇試支架似應(yīng)有足劣夠的強(qiáng)港度、剛株度和穩(wěn)脅定性。坦腳手架例應(yīng)保證握工作人至員的安防全、方客便操作鑰。測試貞支架要朗滿足儀裕表安裝鴉的需要拿，且保嶼證在試?yán)铗?yàn)時(shí)不散受干擾塑。橋下山凈空較鐵高，不扛易搭設(shè)邪腳手架沖時(shí)可采歉用輕便尊活動(dòng)吊妨架。如枯有需要國還須設(shè)鵲置遮擋種陽光的雖設(shè)備，誰雨季還黎須采取匆措施防醬雨防水型。4、靜夢(mèng)載試歐驗(yàn)加單載位邁置的負(fù)放樣華和卸飾載位狐置的典安排靜載該試驗(yàn)杰前應(yīng)首在橋桶面上呼對(duì)加按載位伐置進(jìn)寄行放彎樣，預(yù)以便庭于加煙載試錄驗(yàn)的頌順利蟲進(jìn)行億。如鄉(xiāng)豐加載石工況字較多過，可昂預(yù)先淘放樣煎，且午標(biāo)識(shí)誤工況晚名稱繡以區(qū)皆分不悟同加喊載工械況時(shí)威的荷眼載位待置。靜載試充驗(yàn)荷載憤卸載的癢安放位以置應(yīng)預(yù)摔先安排汽。卸載奧位置的未選擇既槳要考慮祝加卸載該方便，掉離加載爛位置近勸些，又齒要使安筒放的荷墨載不影像響試驗(yàn)騰孔（或咽墩）的悶受力，位一般可粉將荷載還安放在門橋臺(tái)后戒一段距并離處。乳對(duì)于多霉孔橋，聯(lián)如有必膠要可將席荷載停樸放在橋刪孔上，堤一般應(yīng)尺停放在呈距試驗(yàn)偷孔較遠(yuǎn)趣處以不窩影響試山驗(yàn)觀測底為度。5、試坐驗(yàn)人候員組繪織和核分工橋梁的殘荷載試委驗(yàn)是一基項(xiàng)技術(shù)快性較強(qiáng)炭的工作咱，應(yīng)組領(lǐng)織專門塞的橋梁嫁試驗(yàn)隊(duì)兵伍來承朋擔(dān)，根灰據(jù)各試昏驗(yàn)人員棚的特長哈進(jìn)行分區(qū)工，每徹人分管稼的儀表彈數(shù)目除輩考慮便斑于進(jìn)行庭觀測外本，應(yīng)盡消量使每患人對(duì)分石管儀表杯進(jìn)行一廳次觀測扶所需時(shí)賀間大致吊相同。方在試驗(yàn)監(jiān)前，應(yīng)歇對(duì)各儀刃器進(jìn)行涼演練和瞞調(diào)試，簡試驗(yàn)中備，設(shè)試蚊驗(yàn)總指酷揮1人，其李它人員望的配備兔可根據(jù)事具體情緊況而定哨。6、其它己準(zhǔn)備工緣瑞作加載試歲驗(yàn)的安服全設(shè)施盲、供電塔照明設(shè)澡施、通激訊聯(lián)絡(luò)賀設(shè)施、釋橋面交仁通管制叮等工作漫應(yīng)根據(jù)犯荷載試闊驗(yàn)的需雜要進(jìn)行修準(zhǔn)備。在完成查準(zhǔn)備工騾作后，得即可進(jìn)服行試驗(yàn)望加載和織觀測。攏加載試鹽驗(yàn)應(yīng)在據(jù)現(xiàn)場指步揮的統(tǒng)標(biāo)一指揮鹿下有秩圾序進(jìn)行濾，現(xiàn)場剪總指揮益應(yīng)檢查怕不同分徹工的測修試人員藝是否各枝司其職栽，交通宏管理、幸加載（弓或司機(jī)淘）和聯(lián)佳絡(luò)人員鏈?zhǔn)欠竦酱?，加乒載設(shè)備惕、通訊銜設(shè)備和苦電源（泄包括備書用電源仔）是否朝準(zhǔn)備妥夾當(dāng)，加羞載位置觸測點(diǎn)放租樣和測俊試儀器愉安裝是富否正確報(bào)。然后秀利用過亂往車輛熄對(duì)各測遠(yuǎn)點(diǎn)進(jìn)行厚預(yù)先演煩練，觀鐘察其規(guī)馬律性，詢使整個(gè)燭測試系銹進(jìn)入正柱常工作雀狀態(tài)。潛然后記代錄氣候息天氣情勤況和試碗驗(yàn)開始償時(shí)間，豈進(jìn)行正糞式試驗(yàn)跪。第二階扭段逗加載試臂驗(yàn)和觀銀測階段通過知靜載斥試驗(yàn)洽得到望的原游始數(shù)笛據(jù)、件文字約和圖義像描材述材肯料是該荷載豪試驗(yàn)鐘最重罩要的多資料傲。雖耐然它夫們是抵可靠毫的，牽但這創(chuàng)些原惜始資咳料數(shù)寨量龐咽大，洞不直與觀，馳不能蹤蝶直接犯用于帆評(píng)定爪承載女能力臟，故觸進(jìn)行艷承載時(shí)能力秋評(píng)定汗前必任須對(duì)就它們雕進(jìn)行半分析牌處理籍，得鍛出直楊接進(jìn)單行承艇載能辛力評(píng)悟定的劣指標(biāo)潑，以冠滿足剩承載跨力評(píng)柴定的陜需要旬。第三倦階段描分析造及總尸結(jié)階蒼段動(dòng)載試阿驗(yàn)橋梁嘗結(jié)構(gòu)孫的動(dòng)焦力荷簽載試洽驗(yàn)是省研究花橋梁盈結(jié)構(gòu)房誠的自怨振特堪性和屆車輛劇動(dòng)力非荷載餅與橋翻梁結(jié)娛構(gòu)的踩聯(lián)合渡振動(dòng)眼特性避。這趣些測銜試結(jié)攪果是綱判斷園橋梁設(shè)結(jié)構(gòu)傲運(yùn)營舒狀況瓶和承冶載特寸性的起重要房誠指標(biāo)按。主本要試固驗(yàn)項(xiàng)驗(yàn)?zāi)堪Юǎ海?）橋梁紹結(jié)構(gòu)動(dòng)拿力反應(yīng)釘?shù)臏y定嶼，包括餡動(dòng)位移叢、動(dòng)應(yīng)額力和沖暫擊系數(shù)撒等；（2）測棒定橋麗跨結(jié)雙構(gòu)的捏自振桌特性溪，包砌括自瞞振頻言率、圾振型蓄和阻辟尼特脹性等姻；（3）測幫定動(dòng)竿荷載硬本身踐的動(dòng)夜力特拜性，浪包括紛動(dòng)力壁荷載寒的大捉小、蔽頻率沃及作歌用規(guī)臭律等采；（4）疲勞屢性能試花驗(yàn)：主筆要測試刻結(jié)構(gòu)和予構(gòu)件的烘疲勞性絕能。動(dòng)力膽荷載款試驗(yàn)粗一般搜偏重度于1、2兩項(xiàng)，董對(duì)于鐵帖路橋梁輔，第3項(xiàng)要宗實(shí)測粥機(jī)車塘在橋魄上的驅(qū)制動(dòng)艇力和峰與旅撓客舒解適度婦有關(guān)嫩的列灰車過英橋時(shí)息車橋值聯(lián)合趙振動(dòng)鍋的動(dòng)祝位移拜和動(dòng)落應(yīng)力曉的時(shí)葛程曲爭線，哥第4項(xiàng)一喝般只艦在實(shí)血驗(yàn)室咬對(duì)橋撥梁構(gòu)他件進(jìn)哲行疲董勞試涉驗(yàn)。動(dòng)力豆荷載狀試驗(yàn)號(hào)一般膜主要耀通過刻跑車稅、跳悶車、處剎車中和脈取動(dòng)試踐驗(yàn)來強(qiáng)進(jìn)行挪。（1）跑芹車：卷試驗(yàn)亦車輛累以不弄同的認(rèn)時(shí)速捧通過捐測試叛橋梁可；（2）跳抱車：繪在預(yù)億定激狐振位年置放敬置一換塊15c頌m高直角購三角木砌，試驗(yàn)閉車輛以籃不同的恐速度行觸駛，后肺輪越過艱三角木蝦后立即品剎車；（3）剎層車：攝車輛救緊急帖制動(dòng)飯；（4）脈動(dòng)朗試驗(yàn)：橋梁空配載工況轎下，受鐵風(fēng)、地褲面微振旅等環(huán)境版因素的待影響，尸橋梁所綢受的激自勵(lì)是平芽穩(wěn)的各油態(tài)歷經(jīng)寇寬帶隨蔥機(jī)激勵(lì)鋒，結(jié)構(gòu)惕響應(yīng)的炒主諧量豬，是在不其固有怎頻率附閃近的微社振動(dòng)，