1理論計(jì)算
本公路橋梁靜載試驗(yàn)理論計(jì)算內(nèi)容，重點(diǎn)針對(duì)橋梁橫向分布系數(shù)，適用于本工程的計(jì)算方法為偏心壓力法，以確定橋梁所需荷載大小及車輛布置方法。本次試驗(yàn)選用24t的自卸車，其前軸和后軸距離395cm，總量分別為8t和16t，1#、2#梁每梁安排兩輛自卸車，且各梁的自卸車以縱向布置，經(jīng)試驗(yàn)，得出1#、2#梁橫向分布系數(shù)如下：1#梁：兩輛自卸車貢獻(xiàn)橫向分布系數(shù)，偏載時(shí)為0.469和0.145，中載時(shí)為0.405和0.0875；2#梁：兩輛自卸車貢獻(xiàn)橫向分布系數(shù)，偏載時(shí)為0.325和0.215，中載時(shí)為0.31和0.19。從以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，本橋梁車輛的橫向分布系數(shù)中載時(shí)遠(yuǎn)小于偏載時(shí)，因此，確定本次試驗(yàn)只需要針對(duì)偏載時(shí)的情況進(jìn)行。
2試驗(yàn)控制界面
為確保本次試驗(yàn)全面到位，在試驗(yàn)之前，必須布置好應(yīng)變測(cè)點(diǎn)和撓度測(cè)點(diǎn)。其中應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的布置，筆者認(rèn)為，運(yùn)輸工具的活荷載作用，主要通過橋面?zhèn)鬟f至預(yù)應(yīng)力T梁上，包括拉力、剪力等在荷載應(yīng)變，集中于跨中和支座的周圍。因此，應(yīng)變測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在跨中和支座附近。其中，每跨的兩片T梁均需將應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在其下緣位置，整個(gè)橋梁共布置36個(gè)。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置情況見圖2。而撓度測(cè)點(diǎn)的布置，要考慮主體結(jié)構(gòu)的型式，以及在荷載影響條件中的結(jié)構(gòu)變形特征，緊扣橋梁的荷載工況進(jìn)行布置，共布置了28個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)（見圖3）。
3試驗(yàn)荷載確定
在試驗(yàn)控制界面布置好之后，開始試驗(yàn)橋梁的承載力。試驗(yàn)荷載確定的原則為“等效”原則：（1）荷載條件中橋梁應(yīng)力和設(shè)計(jì)荷載條件中橋梁應(yīng)力相仿；（2）設(shè)計(jì)荷載作用中邊梁受力在中梁應(yīng)力之上。按照該原則，基于對(duì)稱角度，重點(diǎn)進(jìn)行一跨加載的計(jì)算[2]。具體方法為：1）車輛選用：自卸車4輛；2）軸距：395m；3）總重量：235.2kN(24t)，前后軸分別為78.4kN(8t)和156.8kN(16t)；4）計(jì)算條件：車輛荷載作用下，按最差條件布載，并選用2個(gè)車輛的技術(shù)指標(biāo)，作為加載載位。通過試驗(yàn)荷載，在不同工況條件下，荷載效率系數(shù)為：邊跨邊梁跨中：上緣最大壓應(yīng)力的試驗(yàn)荷載效應(yīng)為3.42MPa，設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)為3.44MPa，荷載效率0.994；下緣最小壓應(yīng)力的試驗(yàn)荷載效應(yīng)為8.69MPa，設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)為8.65MPa，荷載效率1.005。中跨邊梁跨中：上緣最大壓應(yīng)力的試驗(yàn)荷載效應(yīng)為1.66MPa，設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)為1.68MPa，荷載效率0.988；下緣最小壓應(yīng)力的試驗(yàn)荷載效應(yīng)為10.42MPa，設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)為10.38MPa，荷載效率1.004。從以上的荷載效率系數(shù)中不難看出：在試驗(yàn)荷載條件中，橋梁兩跨的荷載，實(shí)際效應(yīng)值與設(shè)計(jì)效應(yīng)值相仿，其荷載效率大于80%，表示橋梁承載力達(dá)標(biāo)。
4試驗(yàn)工況
參照?qǐng)D1，工況試驗(yàn)始于B聯(lián)，再進(jìn)行A聯(lián)3跨工況的試驗(yàn)，共6跨，包括工況數(shù)量13個(gè)。在此選取其中前3個(gè)工況作為例子進(jìn)行研究。工況1：在B聯(lián)第3跨跨中上游交界位置，兩輛用于試驗(yàn)的自卸車車并列停放，得出圖4的工況。工況2：在B聯(lián)第3跨跨中上游位置，選用4輛自卸車，分成兩列，每列前后直線停放2輛，得出圖5的工況。按照以上的方法，每次加載后，關(guān)閉自卸車5min，在橋梁恢復(fù)穩(wěn)定之后，采集各項(xiàng)數(shù)據(jù)，在卸載10min后重新加載，最后確定各個(gè)梁號(hào)在不同工況條件下的實(shí)測(cè)值、計(jì)算值和檢驗(yàn)系數(shù)，其中，A聯(lián)最大撓度值在工況12，為6.02mm；B聯(lián)最大撓度值在工況7，為4.89mm。2.5試驗(yàn)結(jié)果分析通過以上的靜載試驗(yàn)，基本能夠?qū)蛄航Y(jié)構(gòu)承載力狀態(tài)客觀反映出來，進(jìn)而判斷橋梁的剛度、裂縫、強(qiáng)度和病害影響等。1）剛度分析。綜合以上分析結(jié)果，可看出橋梁結(jié)構(gòu)的撓度與剛度為反比關(guān)系，當(dāng)自振頻率在3Hz之上，橋梁剛度條件不佳，因此需要建立起橋梁剛度和阻尼比之間的關(guān)系，根據(jù)阻尼比的大小，調(diào)整結(jié)構(gòu)耗散外部的輸入能力，減緩結(jié)構(gòu)的振動(dòng)衰減速度。2）裂縫分析。橋梁承載力不足，外界荷載作用下，自然容易出現(xiàn)開裂情況，從本次橋梁承載力試驗(yàn)的結(jié)果特征，對(duì)橋梁的裂縫演變進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)在剛度不足時(shí)，存在誘發(fā)裂縫的可能性。其中要求在施工時(shí)，控制各個(gè)結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生，見表1。表1裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)3）強(qiáng)度分析。根據(jù)各種卡條件下的應(yīng)力檢驗(yàn)系數(shù)大小可看出,大部分應(yīng)力分布在0.5～0.9規(guī)范內(nèi)，而且系數(shù)均小于1，說明整體橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度能夠滿足設(shè)計(jì)的要求，結(jié)構(gòu)具備一定的安全儲(chǔ)備。4）鋪裝層影響。橋面的鋪裝層，要考慮橋梁結(jié)構(gòu)的受力影響，其應(yīng)力和撓度的檢驗(yàn)系數(shù)，在沒有考慮鋪裝層時(shí)，分別大于0.1和0.2，在考慮鋪裝層之后，兩個(gè)系數(shù)才在允許范圍內(nèi)，說明橋梁結(jié)構(gòu)施工，必須重點(diǎn)兼顧鋪裝層的影響[3]。
5結(jié)語
通過研究，基本明確了案例公路橋梁工程施工時(shí)靜載試驗(yàn)的方法，但考慮到不同公路橋梁工程施工時(shí)靜載試驗(yàn)要求和條件的差異性，因此，以上方法在其他橋梁工程中應(yīng)用時(shí)，需要緊扣具體橋梁工程靜載試驗(yàn)的主客觀情況，予以靈活地參考借鑒，并在實(shí)際施工中，提煉出更多有益的經(jīng)驗(yàn)，作為本文的補(bǔ)充。
