關(guān)于支架壓載試驗沉降觀測及數(shù)據(jù)分析

曾 磊 高志波 沈卓洋

隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步,橋梁檢測得到了日益廣泛的重視。橋梁檢測在評定現(xiàn)有橋梁的實際承載能力、建立和積累必要的橋梁技術(shù)資料、推動和發(fā)展舊橋評定理論及新橋設(shè)計理論等方面都有著重要的意義。同時,隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的飛速發(fā)展和橋梁等級的不斷提高,支座被廣泛地使用于橋梁中,故加強支座的檢測,提高支座的使用壽命,是保證橋梁質(zhì)量的關(guān)鍵。支架壓載試驗是一種重要的檢測手段,能為橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀、橋梁結(jié)構(gòu)以及支座的實際承載能力的評估提供科學(xué)、直觀的數(shù)據(jù),可以為檢測者對橋梁支座的承載能力做出科學(xué)的評估。

1 支座壓載試驗及觀測方法

1.1 支座檢測情況

橋梁支座在橋梁結(jié)構(gòu)中,是橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接點,作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載安全地傳遞到橋梁墩臺上去,同時保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、混凝土收縮徐變等因素作用下的自由變形,并保護梁端、墩臺帽不受損傷。但是,當前國內(nèi)對橋梁支座的檢測試驗多為在安裝時進行現(xiàn)場測試,對其在使用過程中的質(zhì)量檢測做的較少。因此對支座進行加載試驗,并通過其來檢驗支座結(jié)構(gòu)的工作情況和橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,這種方法是保證橋梁質(zhì)量的關(guān)鍵。同時,在加載試驗中的測量也尤為重要。三角高程測量是一種間接測高法,它不受地形起伏的限制,施測速度較快,在橋梁工程測量中得到廣泛應(yīng)用。

1.2 試驗原理及目的

支架加載試驗,主要是通過測量支架在靜力試驗荷載作用下隨時間的變形,了解支架結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)時與設(shè)計期望值是否相符,從而檢驗其工作狀況。

一般橋梁支座加載試驗主要是解決以下問題:1)檢驗支架及模板的強度和安全性。2)消除支架、模板安裝及地基的非彈性變形。3)測出荷載作用下的彈性變形值及支架基礎(chǔ)下沉。

1.3 測點布置及試驗步驟

1.3.1 測點布置步驟

首先進行模板支架搭設(shè);其次組織對支架進行檢查,檢查內(nèi)容包括焊接質(zhì)量,支架基底與地面支撐是否牢固,墊塞是否緊密、遺漏;最后,在支架前橫梁及后橫梁上布置測點,每個橫梁布置3個測點。

1.3.2 觀測原理及步驟

設(shè)定一后視點,假定其高程值為0.000 mm,采用三角高程法直接測量各測點的相對標高值。照準標志采用徠卡60 mm×60 mm反射片。

1)加載前測量各測點的原始標高。2)荷載值到1.2倍梁段重量時測量各測點的標高。3)每天兩次持續(xù)觀測測點標高值。4)分析數(shù)據(jù),沉降量穩(wěn)定后卸載。5)卸載后再次測量各測點的標高值。

停止觀測的條件:連續(xù)3 d的累積沉降變化值不超過2 mm。

2 觀測數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

圖1為累計沉降值與時間的關(guān)系。表1,表2為通過三角高程測量方法觀測所得到的支座彈性變形和非彈性變形。通過以下圖表對支座試驗數(shù)據(jù)進行一定的分析。

表1 175號墩壓重試驗觀測表(彈性變形)

表2 175號墩壓重試驗觀測表(非彈性變形)

由圖1及表1,表2數(shù)據(jù)可知:

1)支架非彈性變形較大且不均勻,最大為20 mm,最小為3 mm。最大沉降值發(fā)生在測點 1—1及1—2處,最小值發(fā)生在測點2—1及2—2處;2)支架彈性變形較小,支架前橫梁處彈性變形為5 mm～8 mm,后橫梁處彈性變形為4 mm～6 mm,彈性變形相對均勻;3)根據(jù)觀測可知,溫度對高程值有影響,晚上高程值比早晨高1 mm～2 mm。

根據(jù)觀測結(jié)果可知:支架彈性變形較小,非彈性變形較大,支架最大總變形為25.0 mm。

由此可知,通過支座壓載試驗法所得到的數(shù)據(jù)可以明確、科學(xué)的判斷支座變形情況。因此,使用壓載試驗來對支座受力變形進行檢測,從而了解支座情況是測試支座行之有效的方法。同時,在三角高程過程中,采用反射片可以消除由于多次立鏡帶來的立鏡誤差;由于在較短時間內(nèi)同時測量后視與前視,且距離較短,球氣差影響可以忽略;由同一臺儀器同一次觀測前視與后視,消除了儀器高的誤差。因此采用三角高程進行沉降觀測,精度完全可以滿足試驗要求,大大節(jié)約了觀測時間。

3 結(jié)語

隨著我國橋梁的高速發(fā)展,對橋梁的安全問題越來越受到重視,因此,通過橋梁支座壓載試驗以及三角高程測量法的檢測,對橋梁工作情況以及橋梁支座受力情況提供科學(xué)的數(shù)據(jù)是橋梁檢測過程中不可缺少的一部分。同時,支座壓載試驗檢測是一項復(fù)雜而細致的工作,不僅要求工作人員有豐富的實際現(xiàn)場經(jīng)驗,而且需要扎實的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo)。只有把理論和實際充分結(jié)合起來,再加上指揮者與各試驗人員之間的默契配合,才能做好檢測工作并取得滿意的數(shù)據(jù),也只有這樣,才有可能獲得科學(xué)的依據(jù),做出準確的評估。

[1]JGJ/T 8-97,建筑變形測量規(guī)程[S].

[2]GB 12897-91,國家一、二等水準測量規(guī)范[S].

[3]GB 50026-93,工程測量規(guī)范[S].

[4]顧孝烈,鮑 峰,程效軍.測量學(xué)[M].第3版.上海:同濟大學(xué)出版社,2006.