張金鳳 同濟(jì)檢測(cè)（濟(jì)寧）有限公司

李 穎 山東東匯工程檢測(cè)鑒定有限公司

1 前言

公路橋梁的建設(shè)不僅能夠?yàn)槿藗兊娜粘３鲂刑峁┍憷€能夠促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的良性發(fā)展，因此，必須加大對(duì)公路橋梁的關(guān)注度。隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，人們對(duì)于公路橋梁建設(shè)質(zhì)量也提出了更高的要求，為了能夠確保工程項(xiàng)目建設(shè)的總體水平，必須對(duì)公路橋梁展開嚴(yán)格的試驗(yàn)檢測(cè)，以此保證工程項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的穩(wěn)步增長(zhǎng)。

2 公路橋梁靜載試驗(yàn)作用

我國(guó)目前已經(jīng)建造了具有國(guó)際水平的橋梁，同時(shí)也不斷涌現(xiàn)出較多的新型橋梁，橋梁荷載試驗(yàn)主要有以下兩個(gè)目的。

2.1 鑒定新建橋梁

將新建橋梁質(zhì)量評(píng)定工作落實(shí)到位，需要應(yīng)用有效的試驗(yàn)方法，對(duì)橋梁關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，之后通過得到的有關(guān)資料，客觀評(píng)定新建橋梁的質(zhì)量。通過試驗(yàn)檢測(cè)獲得的各項(xiàng)評(píng)定數(shù)據(jù)和結(jié)論，能夠保證工程項(xiàng)目建設(shè)的總體質(zhì)量，促進(jìn)交通工程建設(shè)的順利進(jìn)行。

針對(duì)新建橋梁進(jìn)行嚴(yán)格的評(píng)定，也能為后續(xù)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)提供可靠的數(shù)據(jù)支持，延長(zhǎng)公路橋梁使用壽命。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷增長(zhǎng)，越來越多的新型技術(shù)手段應(yīng)用到工程項(xiàng)目中，也在一定程度上促進(jìn)了公路橋梁檢測(cè)工作的順利發(fā)展，同時(shí)，也能夠更好地滿足新時(shí)代對(duì)于公路橋梁建設(shè)的具體要求。

2.2 鑒定既有橋梁承載力

以往建成的橋梁由于技術(shù)不如當(dāng)前，其設(shè)計(jì)的荷載難以適應(yīng)當(dāng)前交通發(fā)展的要求。需要根據(jù)目前交通需求，通過試驗(yàn)的形式了解橋梁實(shí)際承載力，且之后進(jìn)行加固改建。因此，檢測(cè)意義非常重要。

針對(duì)公路橋梁開展試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，通過靜載試驗(yàn)?zāi)軌蚋忧逦亓私庠摴こ添?xiàng)目具體的承載能力，防止由于長(zhǎng)時(shí)間受力過大而引發(fā)質(zhì)量問題，威脅到人們的正常出行。對(duì)于重要的橋梁而言，不但要對(duì)其進(jìn)行日常維護(hù)保養(yǎng)工作，每間隔幾年還要做全面測(cè)試鑒定。

車輛在行駛過程中會(huì)加大對(duì)路面的荷載，致使橋面出現(xiàn)斷裂坍塌的危險(xiǎn)。橋梁在運(yùn)行時(shí)，不可避免地會(huì)遭遇大雪以及雷電天氣，自然災(zāi)害、人為破壞以及沖擊荷載等，會(huì)在不同程度破壞橋梁的結(jié)構(gòu)。這就需要對(duì)受損橋梁進(jìn)行鑒定，了解橋梁的實(shí)際受損程度，進(jìn)而針對(duì)性地采取有效養(yǎng)護(hù)或是維修手段。

根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，判斷公路橋梁的承載力，從而對(duì)路面加以改造，經(jīng)過試驗(yàn)檢測(cè)獲得的數(shù)據(jù)，能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)提供可靠數(shù)據(jù)支持，還能夠?yàn)楹罄m(xù)的維護(hù)提供依據(jù)。所以，針對(duì)公路橋梁展開試驗(yàn)檢測(cè)具有非常重要的意義。

3 靜載試驗(yàn)檢測(cè)方法

利用靜載試驗(yàn)?zāi)軌虻玫綐蛄旱木唧w數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)值，對(duì)當(dāng)前橋梁抗裂性能、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度值以及剛度指標(biāo)進(jìn)行判斷，進(jìn)而能夠反映橋梁具體承載能力。開展試驗(yàn)檢測(cè)主要有以下幾項(xiàng)工作。

3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備

第一，認(rèn)真檢查靜載試驗(yàn)過程中使用的各種儀器設(shè)備，確保設(shè)備處于正常的運(yùn)行狀態(tài)，保證各項(xiàng)設(shè)備都能夠準(zhǔn)備齊全。在試驗(yàn)過程中使用到的設(shè)備，主要包括應(yīng)變測(cè)試儀器、鋼筋掃描儀、形變測(cè)試儀、回彈儀、鋼尺、鋼卷尺、電錘等，這些都是試驗(yàn)中必須用到的儀器設(shè)備。

第二，全面檢查靜載試驗(yàn)中使用到的各種圖紙，主要包含設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙以及后續(xù)的變更圖紙等。針對(duì)公路橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，需根據(jù)圖紙內(nèi)容確定應(yīng)變片的實(shí)際位置，然后認(rèn)真勘察靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)一步明確公路橋梁的具體組織結(jié)構(gòu)。只有這樣，才能夠保證靜載試驗(yàn)過程中各項(xiàng)數(shù)據(jù)都具備事實(shí)依據(jù)，保證相關(guān)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。

第三，在正式開始試驗(yàn)之前，還要做好工作人員的調(diào)配工作，確保每一個(gè)崗位都有專門負(fù)責(zé)人，保證靜載試驗(yàn)的順利進(jìn)行。

3.2 制定靜力加載方案

靜載試驗(yàn)過程中，確定加載方案也具有十分重要的意義。主要包含加載荷載量、持續(xù)時(shí)間、加載設(shè)備、卸載程序等，加載設(shè)備主要包括重物和加載車輛，一般重物有預(yù)制混凝土件、沙袋、水箱等。一般來說，主要應(yīng)用于樁基承載力的試驗(yàn)檢測(cè)中，能夠更好地滿足不同試驗(yàn)的具體要求。

車輛裝載試驗(yàn)主要將其用于成橋靜載試驗(yàn)中，保證軸距和荷載誤差控制在5%以下。試驗(yàn)檢測(cè)過程中，需要根據(jù)荷載總量使用分級(jí)加載的方式，確定好加載時(shí)間、加載量以及具體的卸載程序，保證應(yīng)變曲線的連續(xù)性。通常，分級(jí)加載應(yīng)不小于4級(jí)。

在卸載過程中，還應(yīng)該對(duì)整個(gè)環(huán)節(jié)加大監(jiān)管力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)檢測(cè)中存在的問題，防止影響到最終的結(jié)果。為了能夠盡量降低溫度對(duì)靜載試驗(yàn)產(chǎn)生的影響，會(huì)選擇22點(diǎn)～6點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這樣能夠?qū)⒂绊懡抵磷畹汀?/p>

3.3 控制荷載

公路橋梁實(shí)際運(yùn)行過程中，所承受的日常荷載主要包括人群汽車以及貨運(yùn)汽車等。確定這些荷載時(shí)，可以通過不同種類的荷載計(jì)算，確定公路橋梁的控制截面產(chǎn)生的荷載，從而計(jì)算出最不利內(nèi)力，這就是針對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí)需要控制的荷載強(qiáng)度。確定荷載大小以及具體的加載位置時(shí)，要認(rèn)真考慮靜載試驗(yàn)可能產(chǎn)生的效率，大部分值都應(yīng)該保證在0.8～1.05之間。

此外，試驗(yàn)過程中，季節(jié)因素也會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定影響。由于季節(jié)的變化開展靜載試驗(yàn)時(shí)，所得的數(shù)據(jù)通常會(huì)存在一定的誤差，季節(jié)、溫度等變化也會(huì)影響到試驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致最終的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。所以，針對(duì)公路橋梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡量選擇溫度和季節(jié)都相對(duì)比較穩(wěn)定的時(shí)候進(jìn)行檢測(cè)。

3.4 控制加載時(shí)間

橋梁靜載試驗(yàn)的過程中，需要嚴(yán)格把控加載時(shí)間，橋梁中荷載的施壓時(shí)間不超過5min，在加載時(shí)，要了解橋梁表面、試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)據(jù)的變化等。

3.5 監(jiān)控加載過程

進(jìn)行靜載試驗(yàn)時(shí)，要嚴(yán)格監(jiān)控整個(gè)試驗(yàn)過程，薄弱位置及結(jié)構(gòu)控制點(diǎn)是監(jiān)控的重點(diǎn)內(nèi)容，將檢測(cè)獲取的結(jié)果盡快傳遞給現(xiàn)場(chǎng)指揮人員，將其當(dāng)作控制加載的數(shù)據(jù)資料。另外，還要把計(jì)算結(jié)果和監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，查看檢測(cè)值并了解其變化情況，若有嚴(yán)重的問題，需要即刻暫停加載。完成靜載試驗(yàn)后，需要從下面三點(diǎn)上對(duì)試驗(yàn)獲取的結(jié)果展開分析。其一，對(duì)比分析理論值和實(shí)測(cè)應(yīng)變，查看兩者間的差別，若是差別很大，需要找出差別的原因。其二，對(duì)實(shí)測(cè)最大撓度值是否高于分析確定的區(qū)間展開分析，且將撓度校驗(yàn)系數(shù)、應(yīng)變系數(shù)等是否符合有關(guān)要求進(jìn)行分析計(jì)算。其三，分析撓度殘余值與設(shè)計(jì)要求相符與否，進(jìn)而判斷其恢復(fù)彈性變形能力。

3.6 試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)合工程項(xiàng)目建設(shè)的具體要求，完成靜載試驗(yàn)以后，應(yīng)分析試驗(yàn)所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)。針對(duì)試驗(yàn)結(jié)果展開分析時(shí)，可以使用數(shù)據(jù)分析和對(duì)比試驗(yàn)過程的實(shí)際狀況，判斷公路橋梁結(jié)構(gòu)能否滿足安全通車的具體要求。一般在靜載試驗(yàn)時(shí)，對(duì)于箱梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，主要以控制檢測(cè)系數(shù)為主。在實(shí)際操作過程中，必須嚴(yán)格按照工程項(xiàng)目建設(shè)的具體要求以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定檢測(cè)指標(biāo)。

4 橋梁靜載試驗(yàn)注意事項(xiàng)

由于項(xiàng)目系統(tǒng)自身具有特殊性，在應(yīng)用時(shí)期要重視注意事項(xiàng)，從當(dāng)前靜載試驗(yàn)管理方面著手，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)和評(píng)估工作落實(shí)到位。由于影響因素較多，需要根據(jù)流程來檢驗(yàn)與檢查。下面分析有關(guān)橋梁靜載試驗(yàn)的注意事項(xiàng)。

4.1 提前設(shè)定靜載試驗(yàn)指標(biāo)

在試驗(yàn)過程中若采用載重汽車加載設(shè)定，在設(shè)計(jì)橋梁加荷載時(shí)，需分析工況，卸載之后，防止同時(shí)啟動(dòng)多輛加載車。另外，還需要對(duì)其管理統(tǒng)一，編號(hào)與標(biāo)定所有車輛，在條件允許的情況下，稱重加載車輛。設(shè)定系統(tǒng)指標(biāo)的過程中，需要分析靜載測(cè)量指標(biāo)，結(jié)合設(shè)定值和誤差值要求，控制觀測(cè)點(diǎn)，由于位移測(cè)量系數(shù)改變，要控制測(cè)量誤差在5%左右，根據(jù)觀測(cè)站和觀測(cè)點(diǎn)位置，將導(dǎo)線準(zhǔn)備好，并控制其長(zhǎng)度，若導(dǎo)線被損壞，須及時(shí)更換，防止影響系統(tǒng)設(shè)定。

4.2 選定系統(tǒng)

分析試驗(yàn)檢測(cè)的具體要求，重點(diǎn)在于系統(tǒng)檢測(cè)。要使儀器完整性得以保證，必須登記標(biāo)號(hào)，若在條件允許的情況下，需將車輛的軸重以及總重計(jì)算出來。若是沒有條件，可通過壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整軸重之后，根據(jù)分級(jí)加載工況要求做標(biāo)記。鑒定新建橋梁質(zhì)量，能夠便于橋梁后續(xù)管理與使用。

5 案例分析

5.1 項(xiàng)目概況

簡(jiǎn)支橋梁的梁片基本為按批次生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，施工過程中常會(huì)遇到梁片預(yù)拱度不足、強(qiáng)度不足、構(gòu)件存放過久等問題，因此對(duì)梁片的質(zhì)量存在疑問。梁片的靜載試驗(yàn)可以直觀地反映梁片實(shí)際承載能力是否滿足設(shè)計(jì)要求。避免了橋梁架設(shè)、鋪裝完成后再實(shí)施成橋荷載試驗(yàn)，而試驗(yàn)結(jié)果不滿足要求的窘境。

但因施工現(xiàn)場(chǎng)的加載條件差異，梁片加載存在諸多不便利。在此就某工程項(xiàng)目2#橋的空心板靜載試驗(yàn)實(shí)例，探討以汽車荷載加載梁片靜載試驗(yàn)的方法。

2#橋橋梁上部結(jié)構(gòu)仍采用5m×20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支空心板，空心板橋的橫斷面布置7片，其中2片邊梁，梁高95cm，梁寬150cm；5片中梁，梁高95cm，梁寬124cm。梁板已經(jīng)施工完成，因客觀因素，梁板架設(shè)完成后未能及時(shí)進(jìn)行下一步施工。業(yè)主對(duì)該橋梁板質(zhì)量存疑，所以需要對(duì)該橋梁片進(jìn)行外觀、預(yù)拱度及靜載試驗(yàn)檢測(cè)。

5.2 靜載檢測(cè)加載方案

梁體外觀完好，未見明顯病害；梁體設(shè)計(jì)預(yù)拱度8mm，各梁實(shí)測(cè)預(yù)拱度在2mm～12mm之間，選取預(yù)拱度最小的梁體5-3#梁（中梁）進(jìn)行靜載試驗(yàn)。

（1）控制荷載計(jì)算。經(jīng)過對(duì)8.5m 橋?qū)捔浩贾玫暮奢d橫向分布分析，計(jì)算得到邊梁和中梁在恒載（二期）和活載（車道荷載）作用下的內(nèi)力，確認(rèn)20m簡(jiǎn)支空心板在橫斷面布置為10.0m 寬（0.5m 防撞墻+9.0m 車行道+0.5m 防撞墻）時(shí)，中梁跨中組合彎矩值最大，控制彎矩為1076.5kN·m。

（2）測(cè)點(diǎn)布置。根據(jù)簡(jiǎn)支梁橋受力特點(diǎn)并參照公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程，選取主梁的L/2截面作為應(yīng)變測(cè)試截面；選取測(cè)試梁片的L/4截面、L/2截面、3L/4截面作為撓度測(cè)試截面，并在支點(diǎn)位置設(shè)置支點(diǎn)沉降測(cè)點(diǎn)。

（3）等效荷載加載方案。經(jīng)過計(jì)算確定，荷載布置按照三軸汽車軸距單邊輪布置于試驗(yàn)梁上，采用總重約560kN 的三軸加載試驗(yàn)車，前軸重約112kN，中軸、后軸重均約為448kN；試驗(yàn)時(shí)僅總重的一半荷載加載在試驗(yàn)梁上，試驗(yàn)荷載總重為280kN，其中前軸重56kN，后軸重112kN。

5.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)梁體5-3#，在設(shè)計(jì)荷載等效加載作用下，底板應(yīng)變效驗(yàn)系數(shù)介于0.68～0.69 之間，撓度效驗(yàn)系數(shù)為0.65，實(shí)測(cè)的相對(duì)殘余應(yīng)變（撓度）均小于20%，滿足規(guī)范限值要求。試驗(yàn)前后對(duì)試驗(yàn)截面附近外觀進(jìn)行觀測(cè)，梁底無既有及新增裂縫。

5.4 加載方案分析

（1）方案優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)纹红o載試驗(yàn)一般采用加載物堆載或吊裝重物反力加載，此種加載方式加載準(zhǔn)備工作量大，加卸載周期較長(zhǎng)，重物堆放穩(wěn)定性及安全性也難以保證，加載成本較高。汽車加載方式在滿足試驗(yàn)效率的情況下，能有效彌補(bǔ)重物加載或吊裝反力加載的缺陷，是一種便利、快捷的加載靜載試驗(yàn)加載方式。

（2）方案缺點(diǎn)：①單梁靜載試驗(yàn)時(shí)，因橋面鋪裝未施工，加載車輛單軸重量需單獨(dú)驗(yàn)算梁頂板局部的承載能力，在滿足局部受荷要求后方可使用。②此種加載方案有一定局限性，因車輛橫向輪距固定，在橫向聯(lián)系為濕接縫連接的T梁或小箱梁時(shí)，車輛橫向雙輪不一定能恰好作用在梁體中軸線上，加之翼板截面較薄弱，故不建議使用此種加載方案。

（3）加載注意事項(xiàng)：①由于車輛軸距尺寸的變異性，加載方案制定應(yīng)按加載車輛實(shí)測(cè)的軸距和軸重進(jìn)行，加載過程中根據(jù)加載等級(jí)控制好輪位。②因車輛荷載軸重存在一定的偏差，需較平整的過磅場(chǎng)地，汽車需分別對(duì)前軸單輪、后（雙軸）單輪過磅。③加載車輛上橋時(shí)，橋面鋪裝及伸縮縫未施工，需對(duì)橋面伸縮縫及梁端接縫部位進(jìn)行鋪墊，保持橋面基本平整，橋面行車應(yīng)緩慢行駛，剎車時(shí)應(yīng)增大剎車距離。減小車輛荷載對(duì)梁體的豎向、縱向沖擊作用。

5.5 討論

以上結(jié)合空心板靜載試驗(yàn)，詳細(xì)分析了預(yù)制梁板加載方案的選擇。通過上述對(duì)比分析可知，汽車加載方案較重物堆載或吊裝反力加載的安全性、經(jīng)濟(jì)性及較高的加載效率。

單梁靜載試驗(yàn)汽車加載方案還是有較多前提條件的，需考慮局部應(yīng)力超限問題、荷載布置輪距問題、加載車輛在無鋪裝橋梁上的行車安全等。目前，汽車加載單梁的靜載試驗(yàn)并無相關(guān)明確規(guī)定，望各位同業(yè)人員采用汽車荷載加載單梁靜載試驗(yàn)時(shí)適時(shí)采用。

6 結(jié)束語

針對(duì)公路橋梁進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，靜載試驗(yàn)是最常用的檢測(cè)方式之一，能夠?qū)こ添?xiàng)目的承載力和結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷，從而確定橋梁的健康狀況，為后續(xù)的運(yùn)行維護(hù)提供可靠支持。