公路桥梁工程静载试验研究

1理论计算

本公路桥梁静载试验理论计算内容，重点针对桥梁横向分布系数，适用于本工程的计算方法为偏心压力法，以确定桥梁所需荷载大小及车辆布置方法。本次试验选用24t的自卸车，其前轴和后轴距离395cm，总量分别为8t和16t，1#、2#梁每梁安排两辆自卸车，且各梁的自卸车以纵向布置，经试验，得出1#、2#梁横向分布系数如下：1#梁：两辆自卸车贡献横向分布系数，偏载时为0.469和0.145，中载时为0.405和0.0875；2#梁：两辆自卸车贡献横向分布系数，偏载时为0.325和0.215，中载时为0.31和0.19。从以上试验数据看出，本桥梁车辆的横向分布系数中载时远小于偏载时，因此，确定本次试验只需要针对偏载时的情况进行。

2试验控制界面

为确保本次试验全面到位，在试验之前，必须布置好应变测点和挠度测点。其中应变测点的布置，笔者认为，运输工具的活荷载作用，主要通过桥面传递至预应力T梁上，包括拉力、剪力等在荷载应变，集中于跨中和支座的周围。因此，应变测点应布置在跨中和支座附近。其中，每跨的两片T梁均需将应变测点布置在其下缘位置，整个桥梁共布置36个。应变测点布置情况见图2。而挠度测点的布置，要考虑主体结构的型式，以及在荷载影响条件中的结构变形特征，紧扣桥梁的荷载工况进行布置，共布置了28个挠度测点（见图3）。

3试验荷载确定

在试验控制界面布置好之后，开始试验桥梁的承载力。试验荷载确定的原则为“等效”原则：（1）荷载条件中桥梁应力和设计荷载条件中桥梁应力相仿；（2）设计荷载作用中边梁受力在中梁应力之上。按照该原则，基于对称角度，重点进行一跨加载的计算[2]。具体方法为：1）车辆选用：自卸车4辆；2）轴距：395m；3）总重量：235.2kN(24t)，前后轴分别为78.4kN(8t)和156.8kN(16t)；4）计算条件：车辆荷载作用下，按最差条件布载，并选用2个车辆的技术指标，作为加载载位。通过试验荷载，在不同工况条件下，荷载效率系数为：边跨边梁跨中：上缘最大压应力的试验荷载效应为3.42MPa，设计荷载效应为3.44MPa，荷载效率0.994；下缘最小压应力的试验荷载效应为8.69MPa，设计荷载效应为8.65MPa，荷载效率1.005。中跨边梁跨中：上缘最大压应力的试验荷载效应为1.66MPa，设计荷载效应为1.68MPa，荷载效率0.988；下缘最小压应力的试验荷载效应为10.42MPa，设计荷载效应为10.38MPa，荷载效率1.004。从以上的荷载效率系数中不难看出：在试验荷载条件中，桥梁两跨的荷载，实际效应值与设计效应值相仿，其荷载效率大于80%，表示桥梁承载力达标。

4试验工况

参照图1，工况试验始于B联，再进行A联3跨工况的试验，共6跨，包括工况数量13个。在此选取其中前3个工况作为例子进行研究。工况1：在B联第3跨跨中上游交界位置，两辆用于试验的自卸车车并列停放，得出图4的工况。工况2：在B联第3跨跨中上游位置，选用4辆自卸车，分成两列，每列前后直线停放2辆，得出图5的工况。按照以上的方法，每次加载后，关闭自卸车5min，在桥梁恢复稳定之后，采集各项数据，在卸载10min后重新加载，最后确定各个梁号在不同工况条件下的实测值、计算值和检验系数，其中，A联最大挠度值在工况12，为6.02mm；B联最大挠度值在工况7，为4.89mm。2.5试验结果分析通过以上的静载试验，基本能够将桥梁结构承载力状态客观反映出来，进而判断桥梁的刚度、裂缝、强度和病害影响等。1）刚度分析。综合以上分析结果，可看出桥梁结构的挠度与刚度为反比关系，当自振频率在3Hz之上，桥梁刚度条件不佳，因此需要建立起桥梁刚度和阻尼比之间的关系，根据阻尼比的大小，调整结构耗散外部的输入能力，减缓结构的振动衰减速度。2）裂缝分析。桥梁承载力不足，外界荷载作用下，自然容易出现开裂情况，从本次桥梁承载力试验的结果特征，对桥梁的裂缝演变进行观测，发现桥梁结构在刚度不足时，存在诱发裂缝的可能性。其中要求在施工时，控制各个结构的裂缝产生，见表1。表1裂缝控制标准3）强度分析。根据各种卡条件下的应力检验系数大小可看出,大部分应力分布在0.5～0.9规范内，而且系数均小于1，说明整体桥梁结构的强度能够满足设计的要求，结构具备一定的安全储备。4）铺装层影响。桥面的铺装层，要考虑桥梁结构的受力影响，其应力和挠度的检验系数，在没有考虑铺装层时，分别大于0.1和0.2，在考虑铺装层之后，两个系数才在允许范围内，说明桥梁结构施工，必须重点兼顾铺装层的影响[3]。

5结语

通过研究，基本明确了案例公路桥梁工程施工时静载试验的方法，但考虑到不同公路桥梁工程施工时静载试验要求和条件的差异性，因此，以上方法在其他桥梁工程中应用时，需要紧扣具体桥梁工程静载试验的主客观情况，予以灵活地参考借鉴，并在实际施工中，提炼出更多有益的经验，作为本文的补充。