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荷载试验是评估桥梁安全性的重要手段。其目的是建立实际桥梁工作情况和理论计算之间的比较。它可以用作结构的验收测试或作为已经存在的已经存在的结构的承载能力的主要工具。本文介绍荷载试验及其应用于各种桥梁结构的三个示例。在文献中提出的荷载试验的大多数情况下，实验结果（偏转，应变等）都非常接近或低于预测值，因此，这种测试有望验证现有结构。然而，在这里提供的情况下，显示了实验结果与预期结果的差异。

关键词:: 桥梁， 现场测试， 评估， 荷载

1.介绍：荷载试验的描述

荷载试验用于验证和调整模型的预测结果。在试验过程中，桥梁处于正常工作状态，并且所施加的荷载处于类似于适用性条件或正常使用桥的水平。因此，通过荷载试验的分析模型来推侧在桥梁的极限承载力不是完全可行的。除非能够确定材料及其相互联系，否则在高荷载水平下进行的测试是不安全的。

通常，荷载试验根据施加到桥梁的荷载的位置/时间的变化进行分类。因此，它们分为静态（荷载，车辆或重量施加在固定点），半静态（车辆以爬行速度跨越桥梁）和动态（车辆移动全速）。这种类型测试的主要目标之一是对评估在交通荷载作用下，主要承载构件之间的内力分布。由于梁格或有限元方法在内的结构模型某些属性不确定性，边界条件和次要构件的影响不能准确地预测，荷载试验为这方面提供了有用的信息。

1.1静载试验

静载试验是荷载试验的主要形式。载荷由固定重物或具有已知重量和轴配置的装载车辆组成，其被放置在预选位置以获得最大荷载效应。在道路桥梁的情况下，最好的加载方式是使用车辆。在大多数行人桥的情况下，有必要使用荷载模拟。最受欢迎的是混凝土路面板和袋子或装满水的容器。静态测试的变化是板静态的。装载的车辆或一组车辆（具有已知的重量和轴配置）以爬行速度跨越桥梁的运动在每个测量点产生最大的荷载效应。

只要桥梁应变与载荷呈现线性行为，该测试结果便可用于验证和更新分析模型和桥梁承载能力。最普遍的方式是根据更新的结构模型，计算新桥承载力（可靠性指标和荷载因子）。这个想法是以理论模型匹配的结果以及荷载测试的结果来改变桥梁性质（面积，惯量，弹性模量等）。为此，当测点的实际值和分析值之间的差异在以下限度内时，结果可接受：

• 预应力混凝土和金属桥梁的plusmn;10％；
• 钢筋混凝土和复合桥梁的plusmn;15％。

1.2动态测试

动态测试是另外的荷载试验形式，它是静态荷载试验的补充。在动态测试中，使用强制或自由振动来评估结构的动态性能。在道路桥梁的情况下，一般的加载方式是通过引入以不同速度（从最小 —通常为10公里/小时 至 最大可能达到或允许的速度）移动的车辆。为了产生相当大的自由振动，车辆需要穿过人造表面不规则或通过制动突然停止。在步行桥的情况下，动态测试涉及单个人或一群人的不同行为模式（跳跃，跑步，步行，站立和坐等）。

动态测试的结果通常是刚度而不是强度。结果可用于验证模型计算的预测。结构模型的更新、新桥动态特性的计算应与静态测试范围内的结构模型更新一起进行。动态测试的另一个应用是可以用于监测结构的任何恶化或严重损坏程度，也可以应用于混凝土桥梁的损伤检测。然而，应该注意的是，动态参数的修改可能不足以检测损伤。这些参数的变化可能是由环境条件如温度或湿度的变化引起的。在评估动态测试的结果时，必须深入考虑这种影响。

动态测试的重要性在于另外一些原因。例如，地震响应取决于桥梁频率和阻尼。动态行为 - 反复压力振荡 - 可能对疲劳评估有很大的影响。在许多情况下，这些动态效应下桥梁安全性的评估需要执行动态测试。

诊断研究的例子

本文介绍了三个荷载试验的例子。所有三桥试验的理论和实验结果与正常方式不符，检测结果存在明显差异。通过在推荐加固结构之后进行反复荷载试验，或在外观检测后直接进行荷载试验，验证基于测试的结构条件和承载能力的诊断。

第一例，在桥梁（钢筋混凝土）建成之后的验收荷载试验中，荷载试验中测量的挠度值超过计算值，在张力区域的混凝土梁上记录了一些裂纹，对裂纹进行分析后，得出结论，设计中存在错误：低估荷载。建议的解决方案是通过使用耐高压钢筋的梁的外部预应力来加强结构。在加固过程之后进行的荷载测试中记录的较小偏转值证明了诊断和应用解决方案是正确的。

第二例，对已建成使用40年的桥梁（预应力预制梁制成的预应力混凝土桥梁）的情况下，进行了荷载试验以确定其承载能力。接受了两部分诊断研究的结果，并在分析和实验假设的基础上，对结构模型进行了更新，并对结构的承载能力进行了估计。经诊断负荷测试后估计的承载能力值满足规范。

第三例，此次试验桥梁（钢结构复合钢筋混凝土桥面），在进行旧结构改造验收试验后进行的静载荷试验中，进行了显着的挠度增量。在这些结果的基础上，确定了是高强度摩擦夹紧螺栓的钢构件接头的施工缺陷。通过焊接元件对接头进行维修。对加固后的负荷试验研究证明，该结构在弹性范围内正常工作，确认了以前诊断和修复的正确性。

2.1钢筋混凝土桥

2.1.1桥梁描述

此次所分析的桥梁是一个单跨 22.28米的钢筋混凝土桥（图1，左）。其承载结构由钢筋混凝土三梁网格组成。长1.60米，高1.35米，轴距3.86米的梁与一个25厘米厚的钢筋混凝土甲板和极横杆（所谓的半板横截面）连接起来。承载结构中使用的混凝土为C25 / 30。桥梁的总宽度为12.45米，其中路面采取10.60米。

图1桥梁视图：左侧：诊断荷载测试时的侧视图; 右：预应力钢筋锚固装配期间的底视图。

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在作为验收试验进行的试验荷载下，登记了其最高值超过计算值的挠度。此外，在张力区的混凝土梁上注意到一些裂缝。由于测试结果不合格，结构未投入使用。对裂缝进行分析好，得出的结论是设计错误，低估了荷载效应。在计算机计算中上层建筑的自重密度使用错误。对于靠近支撑的端横截面，设计师假设混凝土重量密度为26 kN / m ³。他认为计算机将自动重复其余横截面材料的相同自重值。然而，系统使用的新软件版本要求在每个特定横截面中定义自重值。在没有数据的情况下，计算机假设混凝土10 kN / m ³。由于这个原因，10 kN / m ³的密度代替了26 kN / m ³，被赋予在全桥所有梁单元上。在计算模型中这是一个简单而明显的错误，但在进行诊断荷载测试之前，在设计或施工过程中仍然没有注意到。应该指出的是，在这种情况下建设桥梁将会是不安全的。

推荐的解决方案是通过使用耐高压钢筋（empty;47 mm）预应力梁来加强结构。每个单个梁将被压缩。

2.1.2调查范围和试验负荷

调查范围包括以下内容：荷载测试之前，期间和之后的目视检查; 试验载荷下的测量：偏转和支撑位移（图2）。使用具有计算机登记系统的感应传感器测量测试跨距中梁的所有中跨点的偏差。以5Hz的采样率连续监测偏转。使用数字水平测量仪测量结构的位移。

图2仪器详情。

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第一次荷载试验是使用六台重量为34,000公斤的四轴卡车进行的。测试梁中点处的分析弯矩为相应波兰编码PN-85 / S-10030（设计值）的A级弯矩的95％。在第二次测试期间，应用相同的车辆重量和布置。

2.1.3试验结果

在确定结构承载能力不足之前，考虑了三个因素。在第一次测试载荷下，计算出的偏差与测量的偏差进行了比较（三个梁的测量偏差相对于计算的挠度超过了96％）。然后，比较测试结束后记录的永久偏差值（平均测量的总偏差的14％）。另外，在受拉区域的混凝土梁上注意到裂缝。根据这些意见，才得出结论，结构的承载能力是不合适的。计算出的模型与现实之间的显着差异以及非线性响应的症状指出了分析结构执行中的一个无可置疑的错误。永久偏转值相对较小意味着该结构在钢筋的弹性范围内工作。然而，梁的开裂力矩高于由于自重负荷引起的力矩，因此在桥梁完成后并没有注意到裂缝，脚手架被拆卸，在结构的试验荷载期间裂纹变得可见。得出的结论是，当时的这种情况的原因是由于结构的设计者设计的梁的重量太小而造成的计算错误。

第二个测试荷载旨在诊断所应用的修复解决方案的正确性。将第二次加载期间测量的弹性挠度（导致最大跨度力矩）与两个假设的结构工作模型的计算挠度值进行比较：考虑混凝土时有和没有裂缝，并在弹性挠度值第一次测试加载。图3给出了在第二次测试载荷期间端梁的偏转时间历史。

图3在第二次测试载荷期间，极端波束（MDG3 2nd）记录的偏转值的时间历程。挠度水平与以下值相匹配：在第一次测试载荷（MDG3 1st）中测量的弹性挠度，应用结构模型测量的挠度（CDG3-Cr）和用应用计算的挠度或具有裂缝的结构模型帐号（CDG3 Cr）。

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对于所有桁材测量的弹性挠度包括在计算模型计算的152％至182％的挠度之外，不包括混凝土上的裂缝，考虑到混凝土上裂缝计算的偏差的53％至57％之间，81％至85％在第一次测试加载期间测量的弹性挠度的百分比。与首次试验载荷下登记的挠度值相比较，此次的挠

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