基于静载试验的单梁性能评估

基于静载试验的单梁性能评估

吕金浩

广州大学土木工程学院广东广州510006

摘要：桥梁荷载检测是通过荷载试验来检测桥梁结构的正常使用状态和承载能力是否符合设计要求，本文简单的介绍了静载试验检测某单梁的应变和挠度，通过实测数据与理论数据做出准确的评估该桥在荷载作用下的实际工作状态和承载能力。

关键词：静载试验单梁承载能力

一、引言

改革开放以来，在社会经济的快速发展下，我国交通事业也得到高速发展，桥梁的建设也急剧增大。桥梁在设计、施工，使用中可能会出现一些问题，导致不符合正常使用性能或承载能力性能，通过对新建后或使用中的桥梁做荷载试验，可以检测桥梁结构的工作性能是否符合设计要求。桥梁静载试验是通过测量在各种静力荷载工况下桥梁的各个控制截面的应变和结构的挠度值与相应理论值是否相符，以此检验结构的性能。

二、工程概况

本次检测的是预制单梁的静载试验，试验桥全长25m，设计荷载：城-A级，设计速度：30km/h，小箱梁及横梁混凝土强度等级均为C50。

三、检测目的

检测预制梁在设计荷载作用下的受力情况，检验设计计算和检测梁的吻合程度，了解预制梁的施工质量，建立和积累技术资料，并为以后桥梁的安全营运和维修加固积累资料。

四、静载试验

（一）试验荷载加载效率

根据施工现场条件选用局部均布荷载法，本次试验采用混凝土块加载。荷载试验的荷载值根据跨中最大弯矩等效方法确定。试验单梁内力设计值包括城-A荷载活荷载和桥面铺装及接缝恒载。按照《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01-2015）要求，交（竣）工验收荷载试验的静力荷载试验效率的取值范围在0.85~1.05之内。本次在试验荷载加载下效率如下表1。

表1静载试验荷载效率表

（二）应变测点布置

根据现场的工作条件，在梁体的跨中位置粘贴传感器8枚，量测梁体跨中截面在各级试验荷载作用下的应变情况。应变测点布置示意图如图1。

图1梁体跨中截面应变测点布置示意图

（三）挠度测点布置

根据现场工作条件，在试验跨的两端支座、L/4、L/2、3L/4跨位置梁底布置挠度观测点共5个，利用百分表测量截面的梁底，每个截面布置了1个百分表，支座处设置水准点检测支座沉降，用以观测试验梁在各级荷载作用下的挠度变化。挠度测点布置示意图如图2。

图2梁体跨中截面应变测点布置示意图

（四）试验程序

加载前进行预加载，预加载重量约150kN，正式实施试验加载，试验加载采用分阶段、分级加载程序进行，第一级共200kN，第二级累计加载300kN，第三级累计500kN，完成后一次卸载完毕。

若加载过程中，发生下列情况之一时应中途终止加载：

1．控制测点应力或内力值超过理论值，并且达到或超过按规范安全条件所要求的控制应力或内力值时；

2．控制测点变位，如竖向挠度等超过设计允许值时；

3．结构构件出现受力损伤或局部发生损坏，影响该梁承载能力和正常使用时。

本次静载试验，均加载至最后一级，然后卸载，中途未出现异常状况。

（五）试验结果

本次单梁静载试验部分实测应变与实测挠度的变化曲线如图3~6所示。

图3各级荷载作用下应变实测曲线

图4跨中梁底平均实测应变、理论应变与加载等级关系曲线图

图5跨中实测挠度、理论挠度与加载等级关系曲线图

图6沿梁跨测点实际挠度加载等级关系曲线图

由以上分析可知，本试验单梁跨静载试验的荷载效率、试验桥跨挠度和残余比、控制截面应变值和残余比均在正常范围内。试验过程中梁体表面未发现明显裂缝，桥梁竖向承载能力满足设计荷载的使用要求。所以本单梁结构各项工作性能稳定好，可靠度高。

五、结论

通过对桥梁进行静载试验检测，可以检验桥梁结构设计与施工质量，验证结构的安全性与可靠性，掌握桥梁结构的工作性能，判断桥梁结构的实际承载力，保证其正常使用，降低事故发生的可能性，为类似单梁提供参考依据。

参考文献

[1]郑凯.基于静载试验的桥梁结构检测评估[J].建材装饰，2016.(1)

[2]混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2015)[S].中国建筑工业出版社

[3]公路桥梁荷载试验规程(JTG/TJ21-01-2015)[S].人民交通出版社