8 荷载试验评定

8 荷载试验评定

8.1 一般规定

8.1.1 本规程有关规定检算的作用效应与抗力效应的比值符合3.2.4条的规定时，应进行荷载试验评定。

条文说明

实施荷载试验的主要目的是：当通过检算分析尚无法明确评定桥梁承载能力时，通过对桥梁施加静力荷载作用，测定桥梁结构在试验荷截作用下的结构响应，并据此确定检算系数2，重新进行承载能力检算评定或直接判定桥梁承载能力是否满足要求。

8.1.2 力试验荷载可按控制内力、应力或变位等效原则确定。静力荷载试验效率可按式(8.1.2)计算，宜介于0.95～1.05之间。

$$\eta_{\mathrm{q} }=\dfrac{S_{\mathrm{s} }}{S^{'}\cdot(1+\mu)}\tag{8.1.2}$$

式中：	$S_{\mathrm{S}}$	——	静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力、应力或变位的最大计算效应值；
	$S^{{}^{\prime }}$	——	检算荷载产生的同一加载控制截面内力、应力或变位的最不利效应计算值；
	$\mu$	——	规范取用的冲击系数值；
	${\eta }_{\mathrm{q}}$	——	静力试验荷载效率。

条文说明

静力荷载试脸效率${\eta }_{\mathrm{q}}$，是某一控制截面在试验荷载作用下的计算效应与该截面对应的设计控制效应的比值。对于在用桥梁，其使用荷载变化情况复杂且长期处于各种荷载作用之下，为使荷载试验能充分反映结构的受力特点，一般要求来用较高的荷载试验效率，其取值范国宜介于0.95~1.05之间。

8.1.3 静力荷载试验应针对检算存在疑间的构件或断面及结构主要控制截面进行。

条文说明

静力荷载试脸结构主要控制截面的选择，可按表8.1.3提出的不同类型桥梁主要加载测试项目参考选择。在满足评定桥梁承载能力的前提下，加载试验项目应抓住重点，不宜过多。

表8.1.3 不同类型桥梁主要加载测试项目

序号	桥型	内力或位移控制截面
1	简支梁桥	主梁	1.跨中载面最大正弯矩和挠度; 2.支点献面最大剪力
		附加	1.L/4 截面正弯矩和挠度; 2.噭台最大垂直力
2	连续梁桥、连续刚构	主要	1.跨中最大正弯矩和挠度； 2.内支点截面最大负弯矩； 3.L/4载面弯矩和烧度
		附加	1.端支点截面的最大剪力； 2.L/4载面最大弯剪力； 3.墩台最大重直力； 4.连续刚构固结墩墩身控制截面的最大弯矩
3	悬臂梁桥、T形刚构	主要	1.锚固跨跨中最大正弯矩和挠度； 2.支点最大负弯矩； 3.挂梁跨中最大正弯矩和挠度
		附加	1.支点最大剪力； 2.挂梁支点截面或悬臂端截面最大剪力
4	拱桥	主要	1.拱顶截面最大正弯矩和挠度、拱脚截面最大负弯矩； 2.刚架拱上弦杆跨中正弯矩
		附加	1.拱脚最大水平推力； 2.L/4截面最大正、负弯矩及其最大正、负挠度绝对值之和；3.刚架拱斜腿根部截面最大负弯矩
5	钢架桥（包括框架、斜腿刚构和刚架—拱式组合体系）	主要	1.跨中截面最大正弯矩和挠度； 2.结点截面的最大负弯矩
		附加	柱脚截面最大负弯矩、最大水平推力
6	钢桁桥	主要	1.跨中、支点截面的主桁杆件最大内力； 2.跨中截面的挠度
		附加	1.L/4截面的主桁杆件最大内力和挠度； 2.桥面系结构构件控制截面的最大内力和变位；3.墩台最大垂直力
7	斜拉桥与悬索桥	主要	1.主梁最大正挠度； 2.主梁控制截面最大内力； 3.索塔塔顶水平变位 4.主缆最大拉力，斜拉索最大拉力
		附加	1.主梁最大纵向漂移； 2.主塔控制截面最大内；3.吊索最大索力

8.1.4 静力试验荷载应分级加载。对结构变位或应变较大的测点，应实时绘制测点变位或应变与荷载的关系曲线，分析结构工作状态，保证结构安全。

条文说明

为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线以及防止结构意外损伤，对主要控制藏面试验荷载的施加应分级进行。加载级数应根据荷载量和加载最小荷载增量而定。试验荷载应按控制藏面最大内力或位移分成4～5级施加。受条件所限时，至少也应分成3级施加。在前一荷载阶段内结构应变成变位相对稳定后，方可进入下一荷载阶段。

8.1.5 试验过程发生下列情况时，应立刻停止加载并查找原因，在确保结构及人员安全的情况下方可继续试验：

1. 控制测点实测应力、变位(或挠度)已达到或超过计算的控制应力值时；
2. 结构裂缝的长度或缝宽急剧增加，或新裂缝大量出现，或缝宽超过允许值的裂缝大量增多时；
3. 拱桥沿跨长方向的实测挠度曲线分布规律与计算结果相差过大时；
4. 发生其他影响桥梁承载能力或正常使用的损坏时。

条文说明

试验加载过程中，应有专门人员统一指挥加载的实施，及时掌握各方面情况，根据试验数据的实时处理分析以及有无试验现象等情况，安全有序实施加载计划。

8.2 结构校验系数及相对残余变形计算

8.2.1 主要测点静力荷载试验结构校验系数$\zeta$，应按式(8.2.1)计算:

$$\zeta =\dfrac{S_{\mathrm{e} }}{S_{\mathrm{s} }}\tag{8.2.1}$$

式中	$S_{\mathrm{e}}$	——	试验荷载作用下主要测点的实测弹性变位或应变值；
	$S_{\mathrm{s}}$	——	试验荷载作用下主要测点的理论计算变位或应变值。

条文说明

静力荷截试验结构校验系数$\zeta$，是试验荷载作用下测点的实测弹性变位或应变值与相应的理论计算值的比值。$\zeta$值小于1时，代表桥梁的实际状况要好于理论状况。

8.2.2 主要测点相对残余变位或相对残余应变$S_{\mathrm{p}}^{{}^{\prime }}$，应按式(8.2.2)计算:

$$S^{'}_{\mathrm{p} }=\dfrac{S_{\mathrm{p} }}{S_{\mathrm{t} }}\times 100\%\tag{8.2.2}$$

式中	$S_{\mathrm{p}}$	——	主要测点的实测残余变位或残余应变；
	$S_{\mathrm{t}}$	——	试验荷载作用下主要测点的实测总变位或总应变。

条文说明

相对残余变位或相对残余应变$S_{\mathrm{p}}^{{}^{\prime }}$，是测点实测残余变位成残余应变与对应的实测总变位或总应变的比值。$S_{\mathrm{p}}^{{}^{\prime }}$越小，说明结构越接近弹性工作状况。

8.3 试验结果评定

8.3.1 当出现下列情况之一时,应判定桥梁承载能力不满足要求：

1. 要测点静力荷载试验校验系数大于1。
2. 主要测点相对残余变位或相对残余应变超过20%。
3. 验荷载作用下裂缝扩展宽度超过表7.3.4的限值，且卸载后裂缝闭合宽度小于扩展宽度的2/3。
4. 试验荷载作用下，桥梁基础发生不稳定沉降变位。

条文说明

按本规程规定，桥梁荷截试验的条件为；通过检算分析确定桥梁结构或构件的作用效应大于抗力效应且超过幅度在20%以内，表明通过检算分析，已预判结构承裁能力存在不满足要求的可能性。在此条件下，主要测点静力荷载试验结构校验系数$\zeta$大于1，表明桥梁实际工作状况要差于理论状况；主要测点发生较大的相对残余变位或相对残余应变，以及结构裂缝超限且闭合状况不良，表明结构在试验荷藏作用下有较大的不可恢复变位或应变。这都表明结构实际状况与理想状况相比偏于不安全,可直接依据试验结果判定承载能力不能满足要求。另外，对在用桥梁而言，由于地基在长期荷裁作用下已趋于稳定，如在试验荷载作用下，发生基础不稳定沉降变位，可直接判定其承裁能力不满足要求。

8.3.2 不符合本规程第8.3.1条规定时，应取主要测点应变校验系数或变位校验系数较大值，按表8.3.2确定检算系数$Z_2$，代替$Z_1$按本规程的有关规定进行承载能力评定。

8.3.3 当按本规程第8.3.2条检算的荷载效应与抗力效应的比值小于1.05时，应判定桥梁承载能力满足要求，否则应判定桥梁承载能力不满足要求。

表8.3.2 经过荷载试验的承载能力检算系数$Z_2$值

$\zeta$	$Z_2$	$\zeta$	$Z_2$
0.4及以下	1.30	0.80	1.05
0.5	1.20	0.9	1.00
0.6	1.15	1.0	0.95
0.7	1.10

注：对主要挠度测点和主要应力测点的校验承数，两者中取较大值；$Z_2$值可按$\zeta$值线性内插。

条文说明

为了增强检算系数$Z_2$取值的可操作性，依据《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》的有关规定，按照静力荷戴试验结构校验系数$\zeta$对检算系数$Z_2$取值作了线性内插处理。考虑到$\zeta$介于0.8～1.0代表实测结果已接近理论计算结果，且同等情况下观测误差的影响较大，因此适当降低了这一范图的$Z_2$限值。

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