[科普中國]-表面載重

表面載重是了解結(jié)構(gòu)特性的重要手段，不僅用它來直接解決結(jié)構(gòu)的靜力問題，就是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力試驗時，一般也要先進(jìn)行靜載試驗，以測定結(jié)構(gòu)有關(guān)的特性參數(shù)。它的最大優(yōu)點是加載設(shè)備相對來說比較簡單，荷載可以逐步施加，還可以隨時停止仔細(xì)觀察結(jié)構(gòu)變形的發(fā)展，給人們以最明確和清晰的概念。橋梁結(jié)構(gòu)的靜載試驗按照不同的試驗?zāi)康暮蜅l件，又可分為破壞性試驗和非破壞性試驗。

靜載重試驗靜力荷載試驗是指通過在橋梁結(jié)構(gòu)上施加與設(shè)計荷載或使用荷載基本相當(dāng)?shù)撵o態(tài)外加荷載， 利用檢測儀器測試橋梁結(jié)構(gòu)控制部位與控制截面的力學(xué)效應(yīng)，從而評定橋梁承載能力。

橋梁的靜載試驗是將靜荷載作用在橋梁的指定位置，測定橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、撓度。它是了解橋梁實際工作狀態(tài)和承載能力的直接手段，能夠掌握一些理論上難以計算的部位的受力狀態(tài)，判別橋梁的安全承載能力，還能夠發(fā)現(xiàn)一般檢查和檢測中難以發(fā)現(xiàn)的隱蔽病害。通過靜載試驗可掌握被檢測橋跨結(jié)構(gòu)在設(shè)計荷載作用下的實際工作性能，對橋梁結(jié)構(gòu)做出總體評價，為橋梁的維護(hù)、改建、加固提供依據(jù)。

橋梁靜載試驗主要分單片梁板試驗和全橋靜載試驗。靜載試驗的步驟主要3 個階段：①準(zhǔn)備工作：準(zhǔn)備工作主要包括資料收集、橋孔選擇、試驗方案的編制；②現(xiàn)場靜載試驗：現(xiàn)場試驗主要包括準(zhǔn)備工作、現(xiàn)場預(yù)加載和試驗、數(shù)據(jù)采集及分析、及過程監(jiān)控。③試驗報告的出具： 根據(jù)實際加載情況進(jìn)行理論分析，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、匯總及比較，最后進(jìn)行報告編制。靜載試驗方法主要包括測試截面和試驗工況的選擇、測試參數(shù)確定及其測試位置的確定，測點的布置，荷載加載，數(shù)據(jù)采集和分析等一系列內(nèi)容的確定。

靜載試驗所測的的撓度均為短期活載下的變形，而規(guī)范對撓度的限值為長期荷載作用下的限值，故在評定撓度指標(biāo)時應(yīng)將長期限值換算為短期荷載作用下的撓度限值，另外，我們所測的撓度值中未包括自重作用下產(chǎn)生的撓度，故在進(jìn)行限值比較時應(yīng)考慮恒載作用，裂縫寬度限值的評定同撓度基本一致。在進(jìn)行應(yīng)變和應(yīng)力評定時，有些檢測人員往往忽略混凝土結(jié)構(gòu)受力的平面或三維受力狀態(tài)，為了簡便，按單向受力進(jìn)行處理，忽略混凝土的泊松比等因素的影響。1

靜載試驗解決問題檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計及其施工質(zhì)量，并驗證結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性。對于大跨橋梁，相關(guān)規(guī)范規(guī)程都要求在完王之后，通過荷載試驗來綜合地鑒定其工程質(zhì)量的可靠性，并將試驗結(jié)果作為評價工程質(zhì)量的主要依據(jù)么一。此外，已建成橋梁結(jié)構(gòu)在運營若干年或遭受各種突發(fā)災(zāi)害后，必須通過靜載試驗來確定其承載能力與使用性能，并以此作為繼續(xù)運營或加固改造的主要依據(jù)。

驗證橋梁結(jié)構(gòu)的計算理論與設(shè)計方法，完善橋梁結(jié)構(gòu)的計算理論，積累工程技術(shù)經(jīng)驗。隨著公路交通事業(yè)的發(fā)展，采用新材料、新結(jié)構(gòu)、新工藝的橋梁不斷增多。這些新型橋梁在設(shè)汁、施工以及運營中必然會遇到一些新的問題，其計算理論或設(shè)計方法需要通過荷載試驗予以驗證，在對大量的試驗檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、積累的基礎(chǔ)上，可以逐步建立和完善這類橋梁結(jié)構(gòu)計算理論和設(shè)計方法以及施工工藝。了解橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能，并判斷橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力。各種結(jié)構(gòu)型式的公路橋梁在使用過程中，有些已經(jīng)無法滿足當(dāng)前通行荷載（大交通量、荷載等級高、行車速度快等）的要求，有些由于各種環(huán)境原因產(chǎn)生了不同程度的損壞有些由于設(shè)計或施工差錯等原因而產(chǎn)生了各種缺陷。對于這些存在不同問題的既有橋梁，通常采用靜載試驗的方法來評定其承載能為和使用性能，并確定限載方案或加固方案，特別是對于那些原始設(shè)計、施工資料不全的橋梁，靜載試驗就顯得尤為重要。2

樁靜載重試驗在樁頂施加靜荷載，測定或檢驗樁的承載能力，研究其受力性狀的試驗。按荷載形式可分為軸向壓力、軸向拉力(拔力)、橫向力和扭轉(zhuǎn)等四種試驗，其裝置包括加載、基準(zhǔn)和量測三部分。一般用液壓頂升器(千斤頂)加載，由反力梁與錨樁或支墩構(gòu)成其反力傳遞系統(tǒng)；基準(zhǔn)裝置由基準(zhǔn)梁和樁組成，試樁、錨 樁或支墩及基準(zhǔn)樁之間應(yīng)有足夠距離。除量測樁頂位移外，還常常沿樁身埋設(shè)應(yīng)變傳感器，量測樁身應(yīng)變。有不同的加載方式，通常是分級施加，每級荷載 均維持至樁頂位移按一定的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到穩(wěn)定。一般應(yīng) 做出荷載-位移曲線，由此確定樁的承載力。試驗結(jié)果一般較為可靠，但成本較高。

單樁靜載試驗是確定單樁承載力和沉降特性最為常用和可靠的方法。靜載試驗中，作用于樁上的荷載一般由反力裝置提供，常用的有堆載反力裝置和錨樁反力裝置。堆載反力裝置就是在樁頂使用鋼梁設(shè)置一承重平臺，上堆重物，依靠放在樁頭上的千斤頂將平臺逐步頂起，從而將力施加到樁身。錨樁反力裝置就是將反力架與錨樁或地錨連接在一起提供反力。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張磊 - 副教授 - 西南大學(xué)