荷载试验的流程及注意事项

荷载试验流程

本书所提及的荷载试验主要是指现场荷载试验，即是以桥梁交(竣)工验收或生产鉴定为目的。桥梁现场荷载试验是一项复杂、系统的工程，有效组织与合理安排是保证试验顺利进行的关键。试验组织者不仅应熟悉荷载试验流程，同时还应具备相关专业知识及组织协调能力，对试验的各个环节精心安排，认真做好各项应对工作，确保试验顺利实施并达到预期目的。

荷载试验一般可分为试验准备、现场实施和试验结果分析3个阶段。

试验准备阶段:主要有资料收集(设计与竣工资料、养护与维修记录等)、现场踏勘与外观检查(选取受力性能具有代表性的、易进行试验的桥跨结构及选择合适的量测仪器等)、试验方案制订与优化(选用加载车辆或加载重物、拟定加载位置等)等内容。

现场实施阶段:主要包括现场准备(测点与载位布置、仪器设备安装与调试等)、预加载试验(整个试验观测系统工作状况的检验与调试等)、正式试验(数据采集、判别与存盘、分级加载、实时监测等)等工作。

试验结果分析阶段:主要是根据实际加载载重与载位进行理论重计算分析、数据处理与分析、荷载试验报告编制等。

注意事项

桥梁荷载试验的对象是桥梁这种大型土木工程结构，其造价高昂、社会影响大，试验方案与实施过程必须遵循科学、严谨、安全的原则，对试验方案应反复推敲，对试验过程应做到实时监测、及时反馈、发现问题及时处理以及必要时终止加载。在国内曾发生过荷载试验过程中桥梁突然垮塌的事故，如北京顺义某人行悬索桥，如图1-1和图1-2所示。

                                                                                                     图1-1 桥梁连带加载车坠入河中                           图1-2 试验桥梁垮塌

因此，试验前应做好所有参加人员的组织与协调工作，根据试验规模及工作需要，合理组织安排人员，做到分工明确、沟通快捷。为保障桥梁结构的安全，在试验过程中应严格执行分级加载，按照既定的加载测读原则与相应终止条件进行加载。

试验荷载宜按照控制截面***内力或位移分成4~5级施加，若受条件所限时至少应分成3级施加，当试验加载车辆较多时应增加分级次数。分级加卸载不仅是为了保障安全，而且可以比较***地掌握试验桥梁结构实测力学响应(应变、挠度)与所加荷载之间的关系。

分级加载测读应遵循以下原则:

(1)分级加载只有在前一级荷载阶段内结构变位相对稳定后，才能进入下一级荷载加载。同一级荷载内，结构***变位测点在***的5min内的变位增量小于前一个5min变位增量的15%，或小于量测仪器的最小分辨率，即可认为结构变位达到相对稳定。每级荷载间隔时间，对于既有桥梁，分级加载的稳定时间不应少于5min，对尚未投入营运的新桥，***工况的分级加载的稳定时间不宜少于15min，同时为了避免环境因素的影响，每一加卸载周期所花费的时间不宜超过20min，各试验工况间间隔时间宜为20min。

(2)各级荷载施加完成后、裂纹、位移、应变观测点对典型部位在线实时监控，待所有数据稳定后、完成数据的采集与储存工作。

(3)每一级荷载施加后应观察结构的反应(应变、挠度、裂纹)，确定下一级荷载的施加方式(是否施加及施加位置)。

一般情况下，桥梁荷载试验加载终止条件如下:

(1)控制测点应力值已达到或超过用弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时。

(2)控制测点变位(或挠度)超过规范允许值时。

(3)由于加载使结构裂缝长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，宽度超出允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大影响时。

(4)发生其他破坏，如预应力筋崩断、混凝土压碎、桥墩偏位、支座损坏、变形过大并超过规范允许值等影响桥梁承载能力或正常使用时。

(5)桥体发出异常响声或其他异常情况时。

(6)斜拉索或吊索(杆)索力增量实测值超过计算时。

为了确保安全，在试验过程中应对结构试验响应***部位进行实时监测，同时应对主梁、支座、墩等部件的工作状况、裂缝扩展情况等进行监测。

此外，对于新建桥梁来说，需要通过预加载来消除非试验荷载引起的结构变形，而且对于尚未进行桥面铺装层施工的新建桥梁，进行荷载试验时还需要考虑桥面铺装这部分的受力影响。对于既有桥梁而言，在进行荷载试验前必须进行详尽的外观检查以及试验过程中严格的分级加载，以防止给结构形成新的损伤与安全隐患，造成意外发生。对于钢筋混凝土结构，还必须凿出钢筋用以测试试验荷载作用下钢筋的受力性能。当桥梁跨度较大、所需车辆较多时，应合理安排加载车摆放位置与顺序，以防止非加载桥跨或桥梁相近结构因加载车集中放置造成结构损伤与安全隐患。

就桥梁现场试验环境而言，荷载试验应在桥梁处于完全封闭的交通状态下实施:不仅是为了保障安全，而且对运用环境激励(地脉动)技术测试桥梁的动力特性尤为重要。对于缆索承重体系桥梁及高墩连续刚构桥，不宜在风级较高的情况下进行。为减少温度变化对试验造成的影响，荷载试验宜选择在22:00-6:00时间段进行，为避免试验桥梁周围环境给仪器设备带来影响，造成数据失真，应避免在有冲击、振动、强磁场等严重干扰测试效果的时段进行，同时应尽量避开高温、强光、强风、大浪、雨雪等恶劣环境条件。