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摘要：自锚式悬索桥外形独特，受力别具一格。本文以跨越长江的一座大跨径自锚式悬索桥为例，介绍了大跨径自锚式悬索桥的静载试验具体情况，希望能为今后的类似工程提供参考。
关键词：大跨径；自锚式悬索桥；静载试验
悬索桥根据主缆锚固形势的不同，分为自锚式悬索桥和地锚式悬索桥，自锚式悬索桥是将主缆直接锚固在加劲梁上，不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件很差的地区。但由于主缆直接锚固在加劲梁上，主缆水平分力以轴向压力作用于加劲梁，因此自锚式悬索桥跨度不宜太大，且相对地锚式悬索桥而言，由于主缆非线性的影响，使得吊杆张拉时的施工控制更加复杂。而地锚式悬索桥，主缆都锚固在锚碇上，因此要求地基有较大的承载能力，最好是有良好的岩层作为持力层。
1工程概况
南京长江隧道工程右汊桥梁主桥采用空间线形的钢－混凝土混和梁独柱塔自锚式悬索桥。孔跨布置为（77＋60＋248）m。主跨主梁采用钢箱梁，边跨及锚跨主梁采用预应力混凝土箱梁。每幅钢箱梁为单箱三室截面，梁高3m；混凝土箱梁采用C60混凝土，每幅混凝土箱梁为单箱三室截面，一般梁段梁高为2.965m。桥塔为独柱型式，采用C50混凝土，从承台顶至塔顶总高107m。主缆在横桥向分为两根，在边跨位于竖直平面内，锚固于横梁中部；在主跨为空间索形，锚固于横梁两端。主跨吊索下端锚固于钢箱梁横桥向两端的钢锚箱内，采用横桥向倾斜的单吊索，边跨吊索下端锚固于混凝土箱梁的横梁中部，采用竖直双吊索。
2桥梁静载试验的目的及意义
我国城镇化进程的快速推进，使得有大量的道路工程需要建设，而在道路工程建设中，尤其是市政道路建设中，桥梁发挥的作用越来越大。而桥梁静载试验的主要目的包括：
2.1新建桥梁的鉴定
对于新建桥梁，其鉴定主要是通过桥梁的静载试验，从而得到新建桥梁的质量评定数据、评定结果有章可循，更好地为工程设计服务，提高工程施工的质量。与此同时，鉴定结果也可为桥梁的维护和管理工作提供可靠的的数据资料。新建桥梁的质量鉴定，首先需要制定切实可行的检测手段，确定质量检测的指标，然后根据桥梁建设指标进行检测。
2.2鉴定现役桥梁的承载能力和工作状态
在计划经济年代，由于技术水平比较低，建设的桥梁质量通常不高，而这些桥梁当前大都无法满足交通发展的需要。因此，这就需要对现役桥梁进行静载试验，通过试验，得到桥梁的实际工作状态和承载能力，为桥梁的改造提供可靠的数据资料。在对现役桥梁进行静载试时，如果车辆在过桥或者桥梁结构遭受以外，桥梁出现断裂等情况，则需要按照试验所估算的承载能力大小进行桥梁的改造。而对于位置比较重要的桥梁，应加强日常的维护和管理工作，除此之外，应定期开展静载试验，测定桥梁的实际承载能力。毫无疑问，这对于桥梁检测来说具有重要的意义。
3静载试验加载工况设计
3.1理论分析及荷载试验测试截面的确定
利用桥梁结构分析专用程序Midas/Civil进行静力分析，得出全桥内力包络图来确定最终各工况的加载位置（见图1~2、表1~2）。
表1主桥各静力测试截面及相应的测试项目
图2主梁测试截面位置示意图（单位：m）
3.2测点布设
（1）应力测点采用振弦式应变计进行测试。
图6工况2车辆纵向加载图式（单位：m）
工况2：主跨钢箱梁最大应力加载：测试加载前、加载后及卸载后截面3-3的应力、主跨钢箱梁挠度
4部分试验结果及评价
试验结果评定：（1）主跨挠度曲线和理论计算值变化趋势吻合；（2）各控制截面挠度实测值均小于理论计算值，挠度校验系数小于1.0；（3）各测试截面的关键测点应变值均小于理论值，应变校验系数小于1.0；（4）控制截面量测的相对残余变形（应变）均小于20%。
5桥梁静载试验中的注意事项
桥梁静载试验应按照以下几方面原则进行：静载试验原则上宜选择在气温变化不大于2℃和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行。试验过程中在量测试验荷载作用下结构响应的同时应相应地测量结构表面温度。静力加载试验宜在21：00至次日6：00这一时间段内进行。静载试验荷载持续时间，原则上取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间，只有结构变位达到相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。同一级荷载内，若结构变位最大的测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15%，或小于所用量测仪器的最小分辨值，即认为结构变位达到相对稳定。全部测点在正式加载试验前均应进行零级荷载读数，以后每次加载或卸载后应即读数一次，并在结构变位达到相对稳定后，进入下一级荷载之前再读数一次。对结构变位较大的测点，宜每隔5分钟观测一次，以观测结构变位是否达到相对稳定。
桥梁静载试验，如果使用的是载重汽车进行加载，那么在向桥梁施加荷载的过程中，如果工况接近或者大于载重量的80%时，则应在该工况之后继续施加荷载，并把加载汽车的时速控制在10km以下；而在卸载过程中，应当避免多辆加载车同时启动。
对于静载试验中使用到的车辆，主要是加载车辆，应当进行统一的管理，对每一辆车进行标定和编号。如果条件许可，则可用地磅分别对加载车辆进行称重，还需对各个轴重进行称量；而如果条件不许可，则可以用压力传感器来测定各个加载车辆的轴重。对于条件比较好的地区，对各个加载车辆的总的重量和各个加载车辆的轴重进行调整。
在进行桥梁静载试验之前，应认真检查静载试验所需的各种仪器设备，确保仪器设备性能良好，并做好设备的标定，逐一进行编号登记。对于静态测量来说，应该严格控制观测的误差，把测量误差控制在计量程的5%以内，为位移的测量应小于10%，动态位移不大于15%。根据观测点和观测站的位置，准备好导线，导线的长度应严格控制，不能过短同时也不能过长；损坏之后应及时进行更换。
结论
本文介绍了大跨径自锚式悬索桥静载试验的内容和测试方法，依据试验结果，对桥梁结构的承载能力和受力特性进行了分析和评定。在此基础上，总结大跨径自锚式悬索桥静载试验需要重点关注的方面如下：（1）针对桥梁结构的特点，明确试验的目的和内容；（2）选择合适的设备进行应变、挠度等的测试；（3）试验时间尽量选取气温变化较平稳、风力较小的时段进行；（4）由于大跨径桥梁加载车辆多，需要在试验方案中对加载工况进行优化，以最少的加载工况，测试最多的结构响应数据。
参考文献：
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