静载试验在桥梁检测工作中的应用

林水华

（浙江晟鸿建设有限公司，浙江 金华 322000）

近年来，桥梁工程发挥着越来越重要的交通运输作用。与普通的道路工程相比，桥梁工程的结构多样，其在施工过程中常常面临着各种复杂的施工环境条件，一些桥梁工程施工中，存在着不规范的施工行为等，使得桥梁工程存在着一些质量缺陷。而桥梁检测工作的进行可以实现对桥梁的综合评估。静载试验是一种有效的检测方式，可以使得有关人员能够及时发现桥梁存在的质量缺陷，保障桥梁检测鉴定的科学性，为桥梁管理提供了重要的数据支持。

1 桥梁检测中的静载试验目的和意义

1.1 对新建桥梁进行鉴定

在我国经济社会快速发展的过程中，各种新建桥梁工程项目逐步增多，对这些新建桥梁而言，必须应用静载实验的方式，进行桥梁的综合检测。通过静载试验，能够获得新建桥梁的各种数据指标，将这些试验所获得的数据结果与桥梁的前期设计数据加以对比，判断其是否符合桥梁工程的质量标准。桥梁静载试验检测工作的进行，使得一些工程管理部门，可以根据这些数据，对新建桥梁实施必要的管理与养护，使得新建桥梁的相关技术指标符合工程的要求。因此，静载试验实现了对新建桥梁的客观鉴定。

1.2 对在使用中桥梁实际承载力进行鉴定

在我国现有的交通网络体系内，还包含了大量的早年修建的桥梁工程，这些桥梁工程修筑的时间较早，由于受到当时技术条件的限制，其承载力相对较小。这些早期桥梁在当前背景下，其承载力已经无法满足安全通行的要求，经由相应的静载试验，有关部门与人员能够根据试验结果，获得桥梁的承载力指标。根据承载力数值分析，如果其承载力远远无法满足通行的需求，需进行必要的加固、改建。桥梁工程作为重要的交通设施，除了要做好日常的维护与养护管理以外，还需要定期做好静载试验，实现桥梁的综合检测与评定，预防桥梁使用中存在的各种问题。

2 静载试验的内容和重点

2.1 确定结构类型

在静载试验过程中，由于桥梁存在着侧向挠度、扭曲变形的结构变化，需要在静载试验开始之前，根据桥梁的具体情况，确定桥梁的结构类型。静载试验进行中，对于桥梁跨度的要求相对较高，有关试验人员需要结合桥梁工程的具体情况，做好支座的实时监测，确定下沉值，最终获得桥梁的最大挠度、变形值。静载试验还需要做好截面应力的控制，尽量避免截面应力对挠度的横向与纵向影响，保障试验结果的准确性。

2.2 记录截面应力

静载试验中，对截面应力指标有着相对严格的要求，试验人员需要在检测过程中，加强偏载特性的分析。在高度的设定上需要以桥梁工程的具体情况为基础，保障测试点布设的科学性，尤其是要做好上下边缘、截面突变处的测试点布设。

2.3 数据监测

在桥梁检测过程中，为了保障静载试验数据的完整性与准确性，在静载试验过程中，有关人员需要加强数据监测。比如，在仪表数据的读取与记录阶段，往往采用人工读取的方式，做好相关数据的记录。静载试验阶段，桥梁工程可能会出现一些不同程度的裂缝，此时，要求有关的试验人员充分考虑这些工程的设计密度值，对于一些重点区域，要做好检查。如果桥梁结构中存在裂缝，试验人员要做好裂缝长度与宽度的记录，分析裂缝的大致走向。静载试验过程中，由于裂缝会受到载荷的影响，会出现裂缝的扩展，此时，需要观察试验过程中裂缝的扩展方向、大小。如果在静载试验中，出现了新的裂缝，需要进行裂缝形成原因的分析。静载试验过程中，最为关键的是对加载时间的控制，加载时间往往需要在5min以上，保障试验检测结果的有效性。

2.4 进行过程控制

静载试验过程中，有关试验人员需要严格掌握其试验流程，严格执行各项流程与规范。对于桥梁工程中所涉及的相对薄弱的区域，需要做好监测数据的分析。加载控制阶段，需要做好各个阶段的控制，充分分析应力值与理论值的变化趋势，由于二者存在着一定的区别，试验人员需要对挠度值与最大值加以分析，进而获得挠度校正系数、应变系数。过程控制还要求在残余值的设计阶段，对比弹性与变形值的差异性。

3 现代桥梁检测中静载试验的应用策略

3.1 前期准备规划阶段

桥梁工程中，为保障静载试验的顺利进行，需要做好前期的准备工作，良好的前期准备工作可以保障静载试验的顺利进行，保障静载试验结果的准确性与有效性。前期准备工作主要从以下方面来实施：（1）收集相关的桥梁工程资料，这些资料包含了设计、施工、监理、试验、通行量的相关技术指标与数据。（2）针对桥梁的结构与通行现状，做好相应的分析与研究，比如现有桥梁是否存在裂缝、结构破坏问题。（3）应用专门的桥梁分析软件，以桥梁工程的设计要求、图纸为基础，进行现有桥梁结构内力的计算。此外，还需要根据桥梁荷载加载重量、位置与等级，比较各种不同的荷载作用下桥梁存在的应变与位移值。（4）根据桥梁工程的具体情况，制定完善的静载试验方案，使得该方案可以作为后期静载试验的重要参考。在静载试验方案中，要包含试验内容、加载与观测要求，并要明确指出需要使用的设备与仪器，保障加载试验方案能够符合桥梁工程的实际情况，具有可行性与可操作性。（5）做好现场准备工作，现场设备仪器就位准确。

3.2 加载与观测阶段

（1）选择静载试验对象。桥梁工程静载试验过程中，为保障试验结果的准确性，需要在桥梁工程中进行试验对象的选择。在试验对象的选择上，需遵循以下要点：①如果桥梁工程的结构与跨度都相同，只需要从其中选择具有典型性的一孔或者几孔；②如果桥梁工程存在结构上的差异，需选择各个结构条件下的一孔或者几孔作为试验对象；③如果结构相同，跨度不同，此时往往将跨度最大的一孔或者几孔作为试验对象；④如果桥梁为预制梁，在试验过程中，需要考虑制梁工艺、跨度的差异性，依据试验的相关要求，实施随机抽查试验。在试验孔与墩台的选择上，往往选择缺陷与破损相对严重、受力最不均衡的部位。

（2）开展理论分析计算。理论分析计算主要是要对试验桥跨的试验荷载效率与设计内力加以计算。在实际的计算过程中，有关人员要根据够工程设计图纸、荷载来计算。由于桥梁结构相对多样，在计算的过程中，需要结合桥梁的具体情况，保障计算的准确性。比如简支梁、连续桥梁、连续刚构桥、斜拉桥、悬索桥，在计算过程中，都需要进行设计内力、应变观测与变形观测的计算。不同的桥梁工程中，其应变观测与变形观测的位置、内容也存在差异性，比如，简支梁的变形观测主要位于跨中与支点之间，而T型钢构桥梁的变形观测需要对悬臂挠度、墩顶截面位移等内容加以观测。

（3）设计静载加载方案。静载试验中，加载是其中的关键环节，为保障加载的有效性，有关试验人员需要根据桥梁工程的具体情况，制定完善的静载加载方案，对加载设备、加载与卸载程序、加载持续时间等加以科学确定。具体来说，主要从以下方面进行：①加载设备。一般情况下，常用的加载设备主要是重物（见图1）、车辆荷载与加力架。重物加载过程中，一般选用的是水箱、沙包、预制块，采用逐级增加的加载方式，这种重物加载方式往往适用于现场单片梁加载，与其他加载方式相比，其耗时较长。车辆加载过程中，尤其是要保障车辆称重的准确性，将误差控制在合理的范围内，加载过程中，需要对车轴距离加以控制。②加载与卸载程序。在加载试验过程中，加载与卸载程序的确定能够保障荷载变化、变形与应变之间的连续曲线变化关系。加载与卸载的程序包含了流程、速度与分级荷载值的确定。③加载时间。加载时间对于试验结果有着直接的影响。

图1 静载试验中加载的重物示意图

（4）确定静载观测内容。静载试验下，其观测内容较多，涉及应变、变形、挠度、裂缝。变形主要包含了局部变形与整体变形，局部变形主要反映的是桥梁局部结构的变形，而整体变形反映着桥梁的整体性能。

（5）布置静载试验测点。静载试验过程中，为保障试验结果的准确性，试验人员需要对试压点加以科学布置，严格根据桥梁的具体情况，保障试验测点的数量、位置都符合工程的具体情况。试验点布置时，要遵循适量的原则，尽量选择有代表性的位置，使得在该测点，试验人员能够直接根据结构互等原理来进行相关数据的核对。

3.3 分析与总结阶段

在桥梁静载试验中，当确定最终的加载与卸载程序以后，有关试验人员要严格根据此程序来执行静载试验。在试验过程中，由于包含的试验内容相对较多，必须对各种试验内容与数据加以记录，及时根据这些试验数据来分析桥梁存在的结构性问题。如果根据试验结果得到桥梁存在着结构性问题，需要及时指派专人对结构薄弱部位加以检查。此外，如果在加载过程中存在着数据异常情况，要及时加以处理。

4 结束语

在桥梁工程中，静载试验的进行实现了桥梁质量与安全问题的检测，通过试验结果的分析，有关人员能够充分采取必要的措施，及时处理这些问题，保障桥梁工程的质量。因此，工程管理部门在日常的工作中，必须做好桥梁静载试验，保障桥梁检测的完整性，促进桥梁功能的实现。