桥梁静载试验中加载控制及方式

桥梁静载试验是确定桥梁承载能力的一种有效技术手段，桥梁静载试验的加载控制需要根据桥梁静载试验的目的来进行确定。

一、桥梁静载试验的目的

公路桥梁静载试验根据试验对象所处的阶段不同，有以下主要目的：

（1）施工质量控制阶段

对于预制梁板结构在梁体架设前应对预制梁板进行单梁静载试验，以判定单梁承载能力能否满足设计荷载作用下最不利梁的承载要求。

（2）桥梁交（竣）工验收阶段

通过桥梁静载试验以判定桥梁结构承载能力能否满足设计荷载的承载要求。

（3）桥梁运营阶段

桥梁在运营阶段桥梁通过静载试验用来评定桥梁承载能力能否满足运营荷载的要求。对于新建桥梁，其运营荷载和设计荷载基本相当时可以用设计荷载来控制；对于一些旧（老）桥、运营荷载远大于设计荷载时，应以桥梁的实际调查荷载作为试验荷载。

（4）特殊通行荷载

桥梁在运营过程中由于阅兵或特殊设备运输等需要通过特殊超载或大件运输车辆，桥梁静载试验的目的就是通过静载试验来判定特殊通行荷载能否安全通行，是否需要采取加固措施等。

对于人行天桥的静载试验由于设计荷载考虑的人群荷载有一定的安全系数，天桥的静载试验的目的主要是检验桥梁承载能力能否满足设计荷载要求。

二、静载加载控制

1、单梁静载试验

单梁静载试验对象为多梁（肋）式结构，单梁试验应根据桥梁设计荷载按照横向分布理论进行计算，确定最不利或内力效应最大的单梁内力作为控制荷载，试验加载效率取值在0.85~1.05之间。

2、桥梁交（竣）工静载试验

桥梁交（竣）工静载试验，应以设计荷载作为控制荷载，加载效率宜介于0.85~1.05之间。

3、运营桥梁静载试验

运营桥梁当实际交通荷载同设计荷载相当时，静载加载荷载以设计荷载作为控制荷载，加载效率按照规范取值宜介于0.95~1.05之间。

当实际交通荷载远大于设计荷载，静载加载荷载笔者建议宜采用实际统计的交通荷载作为控制荷载，加载效率参照规范取值宜介于0.95~1.05之间。但是我国对于桥梁实际运营荷载的统计模型较少，检测单位静载试验仍选择设计荷载作为控制荷

载，因此对于早期设计荷载等级较低的桥梁，静载试验结果可能是桥梁运营存在较大的安全隐患。如一部分桥梁采用静载试验能满足设计荷载要求，但不能满足实际运营荷载作用下承载能力的要求。

4、人行天桥静载试验

人行天桥静载试验静载试验建议以设计荷载作为控制荷载，加载效率参照规范取值。

三、试验加载方式

《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01-2015）中5.4.3条款规定：静载试验可采用车辆加载或加载物直接加载。采用车辆加载时，宜采用三轴载重车辆，装载的重物应稳妥置放。

试验加载方式应根据试验对象、便于加载以及加载方式对加载效率偏差影响等因素综合确定。根据规范条文说明对加载效率偏差的解释，笔者建议不管采用何种加载方式，加载方式引起加载效率的偏差最好控制在5%以内，最大影响宜控制在10%以内。

以下根据试验检测对象可以采用的加载方式进行分类：

1、单梁静载试验

单梁静载试验的加载方式常用的有：采用反力支架利用千斤顶加载法和重物加载法。利用反力支架加载一般是在预制构件厂，预制梁场设有反力架、千斤顶、分配梁、锚固装置等加载设施，现场加载比较方便，加载效率能通过荷载传感器（测力传感器）准确控制。利用重物加载法主要适用于现场预制梁板的单梁静载试验，由于现场条件限制（无加载反力架、锚固装置、分配梁等），重物加载可以采用沙袋、预制构件以及规则的原材等进行加载。

图1 采用反力架利用千斤顶加载示意图

图2 采用预制构件进行静载加载

2、桥梁交（竣）工以及运营桥梁静载试验

桥梁桥梁交（竣）工以及运营桥梁静载试验，由于加载重量大采用重物加载费时费力，因此桥梁的静载试验常用的加载方式就是采用加载车辆进行加载。在实桥静载加载车辆常采用三轴载重车进行加载，加载应以设计荷载或实际运营荷载为控制荷载，按照规范规定的加载效率采用等效换算的方法确定加载车的重量、数量以及分级加载时车辆在桥面的位置。

图3 某桥梁加载工况下分级加载车辆位置图

图4 车辆静载加载照片

3、特殊荷载静载试验

特殊荷载以及大件运输车加载试验的控制荷载应以实际荷载或大件运输车的实际效应作为控制荷载，加载方式可以采用特殊车辆加载或采用多量三轴载重车来等效模拟实际荷载的轴重和轮轴分布。

4、人行天桥静载试验

对于人行天桥静载试验其控制荷载采用设计荷载，加载效率满足规范规定。由于天桥的人群荷载为均布荷载，加载方式常采用沙袋加载或水箱加载的方法。采用沙袋加载由于工作量较大，且加载费时费力，采用水箱加载通过加水量来控制相对比较方便，加载效率偏差较容易控制。

图5 水箱加载布置示意图

图6 某桥梁采用水箱加载现场照片