锈蚀钢筋混凝土旧桥超限及极限荷载作用的现场破坏性试验研究

第26卷增刊II V ol.26 Sup.II 工程力学
2009年12 月Dec. 2009 ENGINEERING MECHANICS 213 文章编号：1000-4750(2009)Sup.II-0213-12
锈蚀钢筋混凝土旧桥超限及极限荷载作用的
现场破坏性试验研究
张建仁，*彭晖，张克波，郝海霞
(长沙理工大学土木与建筑学院，湖南，长沙 410004)
摘 要：长期的服役以及频繁的超限车载将引起桥梁的损伤及性能退化，这类型桥梁在远超过其设计荷载的超限车载及极限荷载作用下的力学行为及真实承载能力一直是国内外研究人员努力的重要科学问题。

进行实桥破坏性试验是进行这方面研究最直接有效地方法，但限于试验机会、成本、难度等原因这种试验开展很少。

该文利用湖南省长沙市一座服役43年的钢筋混凝土简支T梁桥拆除重建的机会对该桥实施了现场破坏性试验，利用千斤顶加载模拟超限状态下的两轴、三轴重车荷载，进行了超限车辆荷载作用下的既有梁桥受力性能的试验研究，考察了超限车载下钢筋混凝土旧桥的结构反应，分析了超限车载循环对结构损伤累积的影响。

在此基础上采用2台500t 千斤顶以跨中加载方式进行了整桥破坏性试验，研究了桥梁加载至破坏全过程的力学性能尤其是极限状态下的力学行为。

该文工作具有显著的创新性，将对桥梁设计理论的发展和既有桥梁承载力评估方法的研究起到重要的指导作用。

关键词：锈蚀；钢筋混凝土旧桥；超限车载；破坏性试验；力学性能
中图分类号：U446; U448.34 文献标识码：A
TEST STUDY ON OVERLOAD AND ULTIMATE BEHA VIOR OF OLD REINFORCED CONCRETE BRIDGE THROUGH DESTRUCTIVE TEST OF
CORRODED BRIDGE
ZHANG Jian-ren, *PENG Hui, ZHANG Ke-bo, HAO Hai-xia
(Changsha University of Science & Technology, School of Civil Engineering and Architecture, Changsha, Hunan 410004, China)
Abstract:Long time employment and frequent overload will result in structural damage and deterioration of bridges, therefore the overload and ultimate behavior of these bridges and their actual capacity are always important concerns of researchers worldwide. Although the actual bridge destruction tests are the most effective way to research in this field, the limitations of tests opportunities, cost and difficulties makes them seldom be carried out. This paper conducted a destruction test on a forty-three years old reinforced concrete simply supported T-beam bridge in Changsha City Hunan Province, when it was to be torn down for rebuilding. The experiment employed 8-12 hydraulic rams to simulate the over-load of the two-axle and three-axle trucks, to study the overload behavior of the bridge under simulated vehicle loads, and the damage accumulation resulting from the loading cycles was also analyzed. Furthermore, two 500t jacks were used to load the bridge till its destruction,
———————————————
收稿日期：2009-05-13
基金项目：国家自然科学基金项目(50878031)
作者简介：张建仁(1958―)，男，湖南人，教授，博士，博导，副校长，主要从事工程结构可靠度与结构耐久性评估研究(E-mail: JianrenZ@)；
*彭晖(1976―)，男，湖南人，副教授，博士，主要从事桥梁结构耐久性能与先进复合材料应用研究(E-mail: anchor1210@)；
张克波(1961―)，男，湖南人，教授，博士生，主要从事混凝土结构耐久性与桥梁检测加固技术研究(E-mail: zhangkblyx@)；
214 工程力学
and the mechanical performance of bridge during the whole process and the structure reaction in ultimate conditions were investigated. In this paper, some innovative work was made, which will contribute to the development of the design theory and the rating method of bridges.
Key words:corroded; old reinforced concrete bridge; over-limit vehicle load; destructive test; behavior
改革开放以来，随着国家经济的迅速发展，我国公路交通建设得到了长足的进步，与之相伴的是公路桥梁的建设也取得了令世人瞩目的成绩：2005年全长35.6km、主跨跨径1490m的润扬大桥建成通车，2005年底全长32.5km的第一座外海跨海大桥——东海大桥建成通车，2008年全长36km的世界最长跨海大桥——杭州湾大桥建成通车，截至2008年6月底我国主跨400m以上的桥梁已建成54座；主跨1000m以上的桥梁已建成6座，在建5座；已建的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥的最大跨径分别达到了330m、550m、1088m和1490m；未来还将建设的港珠澳大桥、琼州海峡跨海工程、渤海湾跨海工程等一批特大型桥梁将继续刷新世界桥梁建设记录。

这些桥梁的建设工作标志着我国正在实现由桥梁大国向桥梁强国的转变。

随着我国公路桥梁建设不断取得巨大成就以及人民生产生活对公路桥梁的依赖性持续提高，桥梁建设与运营安全控制的重要性正日益凸显。

桥梁是公路网络的咽喉要道，在国民经济及生活中扮演着十分重要的角色，桥梁的建造和维护是一个国家基础设施建设的重要部分。

一旦桥梁出现坍塌，造成的经济损失和灾害将十分巨大。

历史上多次重大的桥梁垮塌事故均造成了惨重的经济损失与人员伤亡，如1994年韩国汉江圣水大桥垮塌事故、1999年我国重庆綦江彩虹桥事故、2001年葡萄牙杜罗河大桥突然垮塌事故等。

虽然公路桥梁的建造技术、施工质量以及养护管理水平不断提高，但自然环境的侵蚀、材料的自然老化、日益增多的车辆及不断提高的车载等因素都时刻影响着桥梁的安全，近年来国内的桥梁垮塌事故仍然屡见不鲜，给我国的交通基础设施建设发展和人民生命安全保障造成了严重的不利影响。

就我国当前的具体国情而言，超限的车辆荷载也许已经成为公路桥梁安全的最大威胁之一。

对于公路桥梁而言，车辆荷载超限是指通过桥梁的汽车荷载超过了桥梁设计所能够承受的荷载水平。

我国公路桥梁设计载重标准经历了从汽-10、汽-13、汽-15、汽-20、汽-超20至新标准公路一级、二级的发展过程，目前我国的公路网络中有许多建于较早时期的钢筋混凝土旧桥，这些即有的钢筋混凝土桥梁是根据当时较低的通行荷载标准设计建造，设计载重标准在汽-20以下的桥梁占绝大多数，不少桥梁的设计车载按原标准仅为汽-10、汽-13，投入运营后由于各种原因又未采取足够的加固补强措施，因此该类旧桥的设计承载能力非常有限，远远小于目前公路客货运输的要求。

而目前载重货车的载货量已远远超过当年这些桥梁设计建造时的水平，这就使得这些桥梁在日常运营中持续承担着超过其设计承载能力的重车荷载，造成了实际上桥梁承受超限车载。

另一方面，由于种种原因当前的公路运输市场中存在着较为严重的无序竞争、恶性竞争，许多载重货车为降低运输成本，竞相装载远远超过公路、桥梁以及车辆自身额定载重量的货物，因此公路运输中许多车辆的车货总重量远远超过目前公路设计荷载水平，车辆超载超限运输的情况非常普遍。

还有不少重型货车为少缴或不缴过路过桥费用，选择行车路线不考虑线路上的桥梁是否有足够承载能力，使得许多设计荷载水平较低的桥梁承受着超限车载的作用。

车辆超限往往引起桥梁变形过大、严重开裂、刚度削弱、耐久性下降，严重超限甚至直接导致桥梁垮塌，如2004年辽宁省田庄台大桥垮塌、2006年甘肃省洮河大桥坍塌、2007年山西东柳林桥垮塌、以及今年6月29日发生的黑龙江省铁力市呼兰河西大桥垮塌等事故均为超限车载引起。

交通运输部的统计数据也反映出，由于车辆超限引起的桥梁垮塌事故呈逐年上升的趋势。

由此可见，车辆的超限运输已经成为了公路桥梁安全运营的最严重危害之一。

即使没有造成坍塌事故，使用期限内频繁的超限车载作用也将给桥梁造成一定损伤，这种损伤究竟对桥梁结构的结构行为、力学性能以及耐久性能产生多大的影响，是一个亟待解决的问题。

在超限车载下服役的桥梁其承载性能尤其是在进一步的超限车载作用下的结构反应，正在逐渐成为研究与工程人员关注的焦点。

工程力学 215
1 钢筋混凝土旧桥超限荷载影响
研究现状
西方国家的公路运输管理体制较为完善，车辆违规超限超载运输致使桥梁损伤的情况较少，因此国外围绕这一方向的研究大多针对于特殊情况下某一超限车辆或车队需要经过特定桥梁时对桥梁展开的力学性能研究[1―3]，但也有一些研究人员针对桥梁在超限车载下的结构反应和力学行为、超限车载所致损伤对桥梁力学性能的影响等方面进行了试验及理论研究。

1994年Azizinamini、Boothby 与Shekar[4]报告了他们以一座建于1938年的钢筋混凝土板桥(Slab bridge)为试验对象，所进行的钢筋混凝土旧桥超限车载作用试验研究。

作者设计了岩石锚杆作为反力提供装置，采用千斤顶模拟HS20型货车的车轮荷载，分别在该桥的连续跨与简支跨上进行了12个与17个工况的超限车载作用试验，并采用此种加载方法将这座板桥的两试验跨加载至破坏，得到了这种荷载分布下桥梁连续跨与简支跨的极限承载力。

试验结果表明，该桥在此类车轮荷载分布条件下的极限承载能力(每车道7.8倍HS20车载)远远高于根据规范评定得到的承载能力(每车道1.9倍HS20车载)。

1995年Beal与Takeshi[5―6]认为钢筋混凝土桥梁的损伤对其承载能力没有明显的影响。

该结论与一般理论所认为的损伤桥梁要比相应完好的桥梁承载力低一些有较大差异。

同年，Tanka对结构构件随机超载下的疲劳可靠度进行了理论分析。

1998年Burdette与Goodpasture[7]在他们所撰写的报告中指出，一般来说桥梁损伤将降低其承载能力。

同时该报告还指出，在计算钢筋混凝土桥梁的极限承载力时，非常重要的是应考虑多次超载作用引起的钢筋应变硬化。

通常情况下大多数钢筋混凝土桥梁构件均是适筋设计的，多次车载使受拉钢筋变形充分，从而使梁在破坏前进入应力硬化阶段，如此结构极限荷载反而较未遭受重车超载的桥梁构件有所提高，因此只有精确考虑应变硬化，分析结果方能精确。

国内的车辆超限问题早期相对较不严重，近年来由于运输市场管理、公路安全治理等各方面缺乏科学、规范、统一的体制，载重货车超载运输才逐渐成为桥梁安全的重大威胁。

目前国内在这一方面的研究才刚刚起步，1992年钱永久[8]为了评价既有钢筋混凝土桥梁对超重车辆和超设计荷载车辆的通行能力，进行了超限车载对损伤结构的模拟试验，作者根据试验结果声称：超载对裂缝形态、分布及高度、宽度有明显的影响。

超载损伤梁的裂缝出现较早，而且一旦出现就很快延伸至中和轴位置附近，形成主裂缝。

1997年邹小理等[9]针对基本循环荷载上加入随机超载序列的疲劳裂缝扩展问题，对随机超载下的疲劳寿命进行了分析计算，并研究了超载大小和发生强度对扩展寿命的影响。

孙晓燕、孙保沭[10]等针对评估桥梁结构构件超载所致损伤的动态法开展研究，通过对钢筋混凝土简支梁进行反复超载试验，测试了构件从完整到破损，以及不同超载幅值和次数对应损伤状态下的频率和阻尼比等模态参数，考查了其与构件承载力的关系，分析了频率和阻尼比随损伤状态不同的变化规律，并根据试验结果获得了频率和荷载等级关系的经验公式。

在此基础上，孙晓燕、黄承逵[11―12]等又以钢筋混凝土梁构件为实验对象，根据12根钢筋混凝土梁的超载试验，主要针对不同的预加荷载幅值和不同超载次数对不同配筋率的钢筋混凝土桥梁受弯承载力性能的影响进行研究，分析超载对钢筋混凝土梁桥受弯性能的影响规律，发现超载对桥梁构件承载力降低作用不显著，但是超载作用后的桥梁构件裂缝和挠度明显增大，从而导致正常使用性能降低，后期失效风险增大；并且结合9根实桥旧梁构件的受弯试验和5根新梁模型构件的受弯试验资料，提出了基于模型试验的理论分析与服役桥梁构件实际状态之间差异造成的评估难点解决方案。

基于桥梁构件在各级荷载下的挠度、应变和裂缝宽度等参数的研究分析，比较了各工况下的受弯承载力性能，提出了适用于超载运营的服役桥梁构件裂缝宽度影响系数，为精确评估服役桥梁的剩余承载力和耐久性提供了理论依据。

2 钢筋混凝土旧桥破坏性试验研究
现状
长时间服役后的钢筋混凝土旧桥其真实的受力性能尤其极限承载能力的确定是世界性的科学问题，是众多科研与工程人员仍在努力的研究方向[13―15]。

由于长时间服役所导致的结构损伤退化难以精确定量，整体结构与单个构件间的性能差异，实验室环境与现场条件的巨大差别，传统的分析方法与研究手段在实际桥梁的受力性能与承载潜力研究方面难以获得理想的研究结果，研究超限车载
216 工程力学
作用与极限荷载作用下的既有钢筋混凝土桥梁受力性能的最直接有效方法是进行实桥试验。

但超限车载和极限荷载将造成桥梁难以修复的损伤甚至是完全的破坏垮塌，因此试验对象难以获取(无法利用计划继续服役的桥梁)，并且这些试验费用高昂、代价巨大、实施难度大，因此即使是较为发达的西方国家这种试验也实施得非常少，目前仅有美国、加拿大、挪威等少数几个国家以实桥为对象进行过极为有限的超限车载作用与极限破坏试验。

1976年Jorgenson与Larson[16]以北达科他州一座服役10年的钢筋混凝土板桥为试验对象进行了旧桥破坏性试验研究，该桥为三跨、现浇、两车道的公路桥，试验结果表明该桥的实际极限承载力大大高于理论分析计算的结果，并且作者认为桥梁两侧的安全带(Shoulder)对桥梁抗弯刚度的贡献需要考虑。

1990年Bakht与Jaeger[17]对加拿大一座服役了40年的旧桥(Stoney Creek bridge)进行了考察极限状态力学性能为目的的破坏性试验，试验对象为单跨、两车道的类简支桥梁，上部结构由6片热轧型钢梁及覆盖其上的钢筋混凝土板组成，试验的主要目的包括考察桥梁在极限状态下的横向荷载分布模式、不同荷载水平下钢筋混凝土板与钢梁的组合性能等，试验加载的方式为素混凝土块跨中堆载。

作者通过试验发现，由于不是完全的简支结构，支座的约束条件对跨中弯矩有削弱影响，当结构达到极限状态时其横向荷载的分布有所改善，正常使用状态下钢与混凝土之间的粘结和摩擦使得钢梁与混凝土板之间存在着一定的组合作用，但极限状态下这一连接完全失效。

1992年Miller、Aktan与Shahrooz[18]等对俄亥俄州一座服役38年的钢筋混凝土板桥进行了破坏性的加载试验(见图1)。

该桥为两车道的三跨连续斜交板梁桥，桥梁与行车方向与桥墩成30o角。

试验之前的调查表明，服役过程中结构劣化严重，桥面混凝土显著破损并且钢筋外露，行车道两侧高出桥面的安全带混凝土剥落严重。

作者采用岩石锚杆(反力装置)与千斤顶组成的加载装置模拟一辆HS20-44型货车的后轮荷载，并在千斤顶与桥面之间浇筑了足够厚的混凝土垫块以使得作用于桥面的应力分布类似车轮荷载，试验过程中对该桥施加荷载直至桥梁剪切破坏。

试验结果表明：桥梁的几何形状与边界条件对结构力学性能及反应有显著影响；试验过程中边界条件的改变及受拉钢筋的屈服使得结构的传力路径发生了变化；桥梁劣化虽然未表现出对抗弯性能的显著影响，但却明显降低了结构的抗冲剪性能，作者进一步指出已有的结构分析方法低估了结构实际承载力。

图1 Miller 等进行的钢筋混凝土斜交板桥
破坏性荷载试验
Fig.1 Destructive test of reinforced concrete skew
bridge by Miller
1994年Aktan、Lee与Naghavi[19]对俄亥俄州两座服役长达80年的桁架桥进行了破坏性荷载试验。

两座桥均为木质桥面板的桁架结构，长度分别为42.3m和76.2m，两座桥梁状况均基本良好。

作者首先利用重车作为静力荷载进行了常规荷载试验，然后以岩石锚杆作为反力装置，采用电液伺服控制的千斤顶对桥梁进行加载直至结构破坏。

试验结果表明，当支座、桥墩及基础状况良好时，服役年限及表面状况对试验旧桥的力学性能影响较小，但部分支座出现了一定程度的破损，加载至破坏时结构未出现明显卸载现象，但两根斜腹杆产生了明显的屈曲。

2001年Tarek Alkhrdaji[20]等人对一座采用两种CFRP加固技术进行了补强的钢筋混凝土简支梁桥进行了破坏性加载试验(见图2)。

作为试验对象的三跨简支桥梁中的两跨分别采用体外粘贴CFRP片材以及表层嵌贴CFRP棒材两种加固技术进行了补强，然后以锚固于墩顶盖梁的大刚度型钢梁作为反力装置，采用千斤顶及分配梁进行加载试验。

试验结果表明该桥经过CFRP加固后其极限承载能力显著高于理论计算结果。

由于现场进行实桥的破坏试验难度较大，部分学者采取了制作大比例模型、或者拆除旧桥构件运回实验室实施试验研究的方法作为替代。

1997年Roschke与Pruski[21]制作了一座钢筋混凝土桥板
工程力学 217
3∶10比例的模型并进行了静力荷载试验，考察了桥板模型在超载与极限荷载作用下的结构反应和力学性能，发现该模型的极限承载能力相当于 4.8倍AASHTO规范规定的正常使用荷载。

2003年，张建仁[22]等从位于湖南省道1807线上、即将废弃的常宁市北门桥上拆下了2片拱肋作为试验对象，进行了国内首次的钢筋混凝土旧桥拱肋构件破坏性加载试验(见图3)。

北门桥为服役时间已达28年的钢筋混凝土双曲拱桥，2片拱肋跨度为20m，在实验室内被千斤顶加载直至混凝土压碎，以考察拱肋的荷载位移、荷载应变关系、残余承载力以及破坏形式，分析影响承载力的相关因素。

试验结果表明，初始裂缝、钢筋锈蚀和拱轴线的线形对结构的承载能力和失效形势有较大影响，结构在接近极限状态时出现了较为明显的塑性内力重分布现象。

图2 Tarek等进行的FRP加固桥梁破坏性荷载试验
Fig.2 Destructive test of reinforced concrete bridge
strengthened with FRP by Tarek
图3 张建仁等进行的北门桥构件破坏性极限状态试验
Fig.3 Destructive test of reinforced concrete arch ribs
by Zhang
2007年Harries[23]从位于华盛顿地区的Lake View Drive Bridge上拆除了2片完好的箱梁构件，进行了旧桥拆除受弯构件的破坏性荷载试验(见图4)。

Lake View Drive Bridge是一座服役时间达42年的四跨钢筋混凝土箱梁桥，每跨由8片钢筋混凝土箱梁组成，其中从北向南第三跨的1片边梁由于显著的预应力损失于2005年发生了坍塌。

作者从事故发生垮拆下了2片箱梁构件(另1片边梁及1片中梁)，在经过详细的调查及无损检测之后采用岩石锚杆及千斤顶对构件进行加载直至弯曲破坏。

在试验研究的基础上，作者讨论了混凝土保护层过薄、预应力钢绞线锈蚀对构件抗弯性能的影响，分析了横向弯曲裂缝及纵向裂缝的可能成因及影响，并考察了箱梁间剪力键的腐蚀状况及其在荷载横向分布中所起的作用大小。

图4 Harries等进行的Lake View Drive 桥梁构件破坏试验Fig.4 Destructive test of box girders from the Lake View
Drive bridge by Harries
图5 美国特拉华州的I-295公路11#桥极限荷载试验Fig.5 Ultimate behavior test of the 11# bridge on the highway
of I-295
另外，2005年江苏省交通科学研究院在沪宁高速上进行了两座预应力钢筋混凝土桥梁的破坏性试验[24―25](见图6)，两座桥分别为连续箱梁桥及简支T梁桥，两座桥梁使用寿命均不到10年，服役年限较短，前期检测中未发现非常显著的病害及结构损伤。

研究人员采用利用钢筋及水袋等重物堆载
北拱
南拱东南
218 工程力学
的方法对桥梁进行加载，最终将桥梁压垮，研究了桥梁从弹性至塑性的破坏过程、破坏形态及刚度退化规律等。

图6 沪宁高速预应力钢筋混凝土梁桥破坏性试验Fig.6 Destructive test of prestressed concrete bridge situating
in the Huning expressway
由上述介绍可知，目前开展的破坏性桥梁极限状态试验研究非常有限，且研究对象多集中于各国应用最为普遍的中小桥桥型，如美国主要针对板桥，因此发达国家的相关研究成果对我国这一领域研究工作的参考借鉴作用存在着一定的局限性。

长沙理工大学借助湖南省省道209长沙市境内的南坪桥拆除重建的机会，对一座服役时间超过43年，即将拆除的钢筋混凝土旧桥进行了模拟超限车载作用与整桥极限承载力破坏的实桥试验。

3 本文开展的锈蚀钢筋混凝土旧桥
试验
3.1 试验对象概况
试验对象南坪桥位于湖南省道209长沙市境内，建于1964年12月，至试验时服役已超过43年，其原设计荷载等级为汽-15，但在运营期间经历了大量超过原公路设计荷载等级汽-20的重车荷载。

该桥为3跨斜交钢筋混凝土简支Π形梁桥，单跨长度13.3m，3跨全长40m，桥面宽6.4m，桥墩与梁体斜交成65o。

每跨简支梁均由6片Π梁组成，Π梁宽100cm，高99cm，纵向受力主筋为8φ32+4φ25的光圆钢筋。

Π梁之间共有5道横隔板，但未拉通形成Π梁之间的横向连接，其真正的横向连接是由每两片Π梁之间的20根φ25螺栓。

全桥外观及结构尺寸配筋见图7、图8。

图7 南坪桥
Fig.7 The Nanping bridge
图8 南坪桥结构尺寸及纵向配筋
Fig.8 Dimension and reinforcement details of the Nanping bridge
在进行超限车载及极限荷载作用试验之前课题组较为全面地调查了南坪桥的混凝土强度、配筋参数、病害损伤等情况，初始检测调查的结果表明3跨简支结构中位于娄底方向的边跨病害损伤最为
工程力学 219
严重，因此该跨简支梁结构被选择作为试验对象。

对试验跨的材料强度调查表明：桥梁混凝土圆柱体抗压平均强度为37.4MPa，钢筋拉伸极限强度为306MPa。

前期外观检测表明：试验跨已经严重开裂，并且产生了严重的钢筋锈蚀，尤其两根边梁外肋存在较大范围由钢筋锈胀引起的混凝土剥落，最严重锈蚀出现在下游侧边梁外肋，其部分截面的钢筋截面损失率达到12.1%。

3.2 试验方案
1) 试验设计。

课题组对南坪桥实施的试验包括两部分：超限车载作用下的桥梁受力性能试验和极限荷载作用下的桥梁破坏性试验，以研究在桥梁已经承受了大量超限车载，承载性能有所退化的条件下，在进一步的超限车载作用下的桥梁结构反应，考察严重超限车载对结构性能的影响，以及经过长期服役的既有钢筋混凝土桥梁的真实承载性能和在承载力极限状态下的结构力学行为。

在超限荷载作用试验中，8个―12个液压千斤顶被用来模拟标准两轴车与三轴车的车轮荷载，所有千斤顶被分别布置于这两种重车作用于桥梁的最不利荷载位置。

通过这些千斤顶试验桥被分别施加了1倍―3倍的单辆或两辆标准两轴车车重以及1.33倍―3.8倍的单辆或两辆标准三轴车车重。

在极限荷载破坏性试验中，课题组对试验桥进行了从空载至极限荷载的全过程加载，最终至试验桥发生混凝土压碎的典型钢筋混凝土受弯结构破坏。

2) 加载装置。

根据试验设计的荷载工况，超限车载模拟试验所需施加的最大试验荷载约为2000kN，而有限元分析表明该试验跨的跨中单点极限承载力为2400kN，为保证可将结构加载至破坏课题组认为需保证3000kN的加载能力。

在现场条件下设计实施具有足够加载能力的加载系统且保证足够安全可靠，成为非常关键的工作。

课题组先后考虑了重物堆载、水箱加载、制作抗拔反力桩、岩石锚杆、桥下反力梁等加载方案，最终确定了桥下配重箱作反力基础、桥面上采用千斤顶加载的方案。

这一方案有如下优点：①如果试验过程中出现意外情况，千斤顶在结构出现不可收敛变形时可自动卸载，人员设备安全性可以得到保证；②可以灵活地布置、调整加载千斤顶的安装位置，从而模拟不同轴距、不同重量的重车加载，也可以方便的实现对试验桥的跨中单点加载，从而减小所需试验荷载。

加载系统设计为：在试验桥跨下制作容量达到200m3，内部承放约310t卵石的型钢骨架配重箱，作为加载系统的反力基础，用φ50高强螺杆穿过桥面连接桥下的配重箱与桥面上的反力钢梁。

配重箱总重量超过设计试验荷载，因此整个加载过程中配重箱将始终座落于桥下河床地面，以避免出现配重箱离开地面后的倾斜乃至损坏。

加载方案如图9、图10所示：
图9 加载方案示意
Fig.9 Details of loading design
图10 加载装置
Fig.10 Loading system
3) 测试方案。

为了尽可能系统全面反映实桥结构在现场荷载作用下受力全过程的结构反应，把握真实桥梁结构的受力性能，本文试验进行了尽可能详细的结构反应测试。

其中结构的变形测试为保证测试数据质量，同时采用了3种仪器(电测式位移计、百分表、高精度水准仪)以相互校核，并根据对称原则设计了如图11的位移计、百分表测点布置方案。

但结构接近破坏时，为保证安全桥下无法继续采用人工观测百分表，为避免仪器损坏位移计也需要拆除，此时仅采用两台高精度水准仪作为结构变形观测手段。

钢筋和混凝土的应变测点同样利用结构对称。