橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測(cè)評(píng)方法研究和應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顟B(tài)

雷林

【摘要】橋梁是公路的紐帶與咽喉，直接左右著公路的生命，使用的安全性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起著舉足輕重的作用。因此，如何對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行科學(xué)的測(cè)試和評(píng)價(jià)，顯得尤其重要，現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)是最直接和有效的方法。現(xiàn)場(chǎng)橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的主要方法包括靜動(dòng)力荷載試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查、結(jié)構(gòu)缺陷和耐久性無(wú)損檢測(cè)等，其中橋梁荷載試驗(yàn)以其可靠性高、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)被得到廣泛應(yīng)用，是橋梁承載力評(píng)定較為有效和被行業(yè)廣泛使用的方法。

【關(guān)鍵詞】撓度；線形；測(cè)試方法；應(yīng)用技術(shù)

交通運(yùn)輸是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大血脈，國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平是否達(dá)到一定高度可通過(guò)該國(guó)的交通運(yùn)輸發(fā)展?fàn)顩r得以體現(xiàn)；同時(shí)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展也是相輔相成的，交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展可為國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展提供強(qiáng)大的推動(dòng)力，反過(guò)來(lái)國(guó)家強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)后盾也可促進(jìn)交通運(yùn)輸?shù)拇罅Πl(fā)展。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國(guó)的高速公路也取得了很大的發(fā)展與進(jìn)步，預(yù)計(jì)到2015年底我國(guó)公路總里程數(shù)將達(dá)到450萬(wàn)公里，國(guó)家高速公路網(wǎng)也將基本建成，其中高速公路總里程達(dá)到10.8萬(wàn)公里，覆蓋90%以上的20萬(wàn)以上城鎮(zhèn)人口城市，二級(jí)及以上公路里程也將達(dá)到60萬(wàn)公里以上，國(guó)省道總體技術(shù)狀況達(dá)到良等水平，農(nóng)村公路總里程將達(dá)到400萬(wàn)公里左右。目前我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)正穩(wěn)步朝著“十二五發(fā)展規(guī)劃”規(guī)定的目標(biāo)如火如荼的進(jìn)行著建設(shè)，依托交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程也正穩(wěn)步推進(jìn)，不斷加快。

橋梁作為公路交通運(yùn)輸中的重要組成部分，在國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中地位越來(lái)越突出。自國(guó)家改革開(kāi)放戰(zhàn)略實(shí)施以來(lái)，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高以及虛心向世界傳統(tǒng)橋梁大國(guó)學(xué)習(xí)，我國(guó)橋梁事業(yè)的發(fā)展取得了舉世矚目的成就，各項(xiàng)世界紀(jì)錄逐一被突破。其中世界前五名已建成大跨度斜拉橋中，我國(guó)占3座，蘇通長(zhǎng)江大橋跨度名列第一；前五名已建成大跨度拱橋中，我國(guó)占2座，重慶朝天門(mén)大橋名列第一；前五名建成大跨度梁式橋中，我國(guó)占2座，重慶長(zhǎng)江大橋復(fù)線橋名列第一；前五名建成大跨度懸索橋中，我國(guó)占2座，舟山西堠門(mén)大橋名列第二。截至2010年3月底國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)公路橋梁總計(jì)已達(dá)62萬(wàn)座、總長(zhǎng)2.73萬(wàn)公里，其中互通式立交橋5553座，特大橋1699座，大橋42859座，中橋135023座，小橋442326座，每年在建橋梁接近一萬(wàn)座，可以看出我國(guó)已成為名副其實(shí)的僅次于美國(guó)的第二世界橋梁大國(guó)。

橋梁是公路的紐帶與咽喉，直接左右著公路的生命，使用的安全性對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)起著舉足輕重的作用。因此，如何對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行科學(xué)的測(cè)試和評(píng)價(jià)，顯得尤其重要，現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)是最直接和有效的方法。現(xiàn)場(chǎng)橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的主要方法包括靜動(dòng)力荷載試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查、結(jié)構(gòu)缺陷和耐久性無(wú)損檢測(cè)等，其中橋梁荷載試驗(yàn)以其可靠性高、針對(duì)性強(qiáng)等特點(diǎn)被得到廣泛應(yīng)用，是橋梁承載力評(píng)定較為有效和被行業(yè)廣泛使用的方法。基于荷載試驗(yàn)的橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)評(píng)依據(jù)主要有交通部頒發(fā)的《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》（YC4-4/1982，建議標(biāo)準(zhǔn)）和《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/T J21-2011），前者適用于新建橋梁的竣工驗(yàn)收測(cè)評(píng)，后者適用既有公路橋梁的性能評(píng)價(jià)，后者在前者的基礎(chǔ)上引入舊橋檢算系數(shù)Z1和Z2，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)的建議取值也有一定差異

撓度等變位指標(biāo)作為反映橋梁整體工作性能重要指標(biāo)，其在橋梁結(jié)構(gòu)性能評(píng)測(cè)方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測(cè)試的儀器包括：應(yīng)變式位移計(jì)、電渦流位移計(jì)、水準(zhǔn)儀和全站儀等。應(yīng)變式移計(jì)是一種接觸式儀器，其分辨率高、測(cè)試精度有著其它儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，通常用于可搭設(shè)支架的中小橋梁的撓度（動(dòng)撓度）測(cè)量；配合測(cè)微器后的精密光學(xué)水準(zhǔn)儀的分辨率可以達(dá)到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測(cè)試儀器，具有較強(qiáng)的適用性，但其分辨率和測(cè)試精度相對(duì)較低，同時(shí)受通視條件以及人工讀數(shù)隨機(jī)性的影響較大；全站儀是通過(guò)測(cè)距和豎向角的變化計(jì)算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測(cè)試、索塔變位、結(jié)構(gòu)線形測(cè)試的常用儀器。

撓度等變位指標(biāo)作為反映橋梁整體工作性能重要指標(biāo)，其在橋梁結(jié)構(gòu)性能評(píng)測(cè)方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測(cè)試的儀器包括：應(yīng)變式位移計(jì)、電渦流位移計(jì)、水準(zhǔn)儀和全站儀等。應(yīng)變式移計(jì)是一種接觸式儀器，其分辨率高、測(cè)試精度有著其它儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，通常用于可搭設(shè)支架的中小橋梁的撓度（動(dòng)撓度）測(cè)量；配合測(cè)微器后的精密光學(xué)水準(zhǔn)儀的分辨率可以達(dá)到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測(cè)試儀器，具有較強(qiáng)的適用性，但其分辨率和測(cè)試精度相對(duì)較低，同時(shí)受通視條件以及人工讀數(shù)隨機(jī)性的影響較大；全站儀是通過(guò)測(cè)距和豎向角的變化計(jì)算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測(cè)試、索塔變位、結(jié)構(gòu)線形測(cè)試的常用儀器。

撓度等變位指標(biāo)作為反映橋梁整體工作性能重要指標(biāo)，其在橋梁結(jié)構(gòu)性能評(píng)測(cè)方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測(cè)試的儀器包括：應(yīng)變式位移計(jì)、電渦流位移計(jì)、水準(zhǔn)儀和全站儀等。應(yīng)變式移計(jì)是一種接觸式儀器，其分辨率高、測(cè)試精度有著其它儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，通常用于可搭設(shè)支架的中小橋梁的撓度（動(dòng)撓度）測(cè)量；配合測(cè)微器后的精密光學(xué)水準(zhǔn)儀的分辨率可以達(dá)到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測(cè)試儀器，具有較強(qiáng)的適用性，但其分辨率和測(cè)試精度相對(duì)較低，同時(shí)受通視條件以及人工讀數(shù)隨機(jī)性的影響較大；全站儀是通過(guò)測(cè)距和豎向角的變化計(jì)算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測(cè)試、索塔變位、結(jié)構(gòu)線形測(cè)試的常用儀器。

受限于橋梁結(jié)構(gòu)特殊性和當(dāng)今技術(shù)水平，在荷載試驗(yàn)等橋梁結(jié)構(gòu)承載力評(píng)定試驗(yàn)中，我們?nèi)匀蝗狈︶槍?duì)性強(qiáng)、適用性好、可靠性高的結(jié)構(gòu)撓度通用測(cè)試方法；在量測(cè)實(shí)施中，測(cè)試結(jié)果也受環(huán)境條件、通視條件、儀器本身技術(shù)性能、操作者技能等諸多因素影響，其中結(jié)構(gòu)活載效應(yīng)太小、測(cè)試方法以及人為因素對(duì)量測(cè)結(jié)果的影響最為直接，有時(shí)某種因素可以控制的誤差因素，可能會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)評(píng)的客觀性，這樣就需要我們?cè)谧兾涣繙y(cè)過(guò)程對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行有效識(shí)別和控制；另外在結(jié)構(gòu)變位評(píng)價(jià)方法，我們也有必要對(duì)線形與結(jié)構(gòu)受力的相關(guān)性進(jìn)行探討研究，完善相關(guān)評(píng)價(jià)參數(shù)，使結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)更加系統(tǒng)全面。

應(yīng)變式位移傳感器是中小跨徑橋梁沖擊系數(shù)測(cè)定的常用儀器，而目前不少人對(duì)此類(lèi)儀器的適用性缺乏深刻認(rèn)識(shí)；此類(lèi)儀器受本身構(gòu)造特點(diǎn)影響，其頻率響應(yīng)大約處于0～10Hz范圍，而行車(chē)試驗(yàn)由于橋面不平整、跨徑較小所引發(fā)的“高頻”振動(dòng)，此類(lèi)儀器就不一定能準(zhǔn)確的量測(cè)，這樣就勢(shì)必會(huì)給沖擊系數(shù)的量測(cè)帶來(lái)較大誤差，影響結(jié)構(gòu)性能評(píng)測(cè)的可靠性，因此我們有必要尋求更加合適的測(cè)試儀器（方法）來(lái)改善原有常規(guī)測(cè)試方法存在的不足。

結(jié)構(gòu)撓度校驗(yàn)系數(shù)是評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)性能的主要依據(jù)，但該系數(shù)的取值受量測(cè)誤差、測(cè)試方法、計(jì)算方法等諸多因素影響，如何保證該評(píng)價(jià)指標(biāo)的客觀性，需要我們進(jìn)一步取揭示該參數(shù)取值與相關(guān)影響因素之間的關(guān)系，分析和總結(jié)不同橋型該參數(shù)的合理取值范圍。

參考文獻(xiàn)

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[3]交通部.公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004