預應力混凝土連續剛構橋梁試驗檢測技術研究

文暢霆　王濤

【摘 要】隨著我國建筑行業的不斷發展，橋梁檢測工作也獲得了迅猛進步，論文主要針對預應力混凝土連續剛構橋梁試驗檢測技術進行探究，指出該技術應用的常見方法以及關鍵測試原理，希望能為預應力混凝土連續剛構橋梁建設提供一定的參考。

【Abstract】With the continuous development of China's construction industry， the bridge inspection work has also achieved rapid progress. This paper mainly explores the test and detection technology of prestressed concrete continuous rigid frame bridge， points out the common methods and key test principles of the application of this technology， it is hoped that this can provide a certain reference for the construction of prestressed concrete continuous rigid frame bridge.

【關鍵詞】預應力混凝土;連續剛構;載荷試驗

【Keywords】prestressed concrete; continuous rigid frame; load test

【中圖分類號】U448.14? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）06-0165-02

1 引言

試驗檢驗是公路橋梁建設的重要組成部分，直接關系著公路橋梁的驗收工作，預應力混凝土連續剛構橋梁試驗檢測技術可以準確判定橋梁的實際承載能力，并為后續橋梁維修保養工作提供有效的數據支持，目前常見的橋梁試驗檢驗方法包括動載試驗和靜載實驗兩種，實驗方法的內容、目的以及結果都各不相同，需要結合橋梁的具體特點，選擇適合的測試方法，保證實驗結果的準確性。

2 預應力混凝土連續剛構橋梁常見檢測方法

2.1 紅外熱成像檢測技術

紅外熱像儀檢測技術是一種常用的預應力混凝土連續剛構橋梁載荷檢測技術，紅外熱像儀可以獲得橋梁各結構相對應的溫度圖，從而反饋出不同位置處橋梁的結構特點和材料。根據材料特點，在結構較薄的橋梁位置溫度上升比較快，能夠迅速被紅外熱像儀檢測到，并在溫度圖上以熱點的形式顯示出來，以便于工作人員及時觀測到并進行準確定位。同時，紅外熱像儀檢測技術獲得的數據信息還可以進行缺陷深度的計算[1]。

2.2 聲波投射技術

聲波投射技術主要是利用聲波信號進行橋梁結構的檢測，通常應用于橋梁橋樁位置的檢測過程中。由于混凝土連續剛構橋梁建設使用的建筑材料具有聲波穿透的性能，因此，可以通過聲波發射并收集橋梁穿透之后的聲波，以聲波信號衰減的程度反饋出橋樁部分的材料類型以及材料厚度，了解內部材料是否存在應力破壞的問題，從而可以幫助檢測人員及時發現安全隱患并進行解決。聲波投射技術相對來說比較簡單，成本較低，在橋梁檢測領域有十分廣泛的應用，并且可以應用于橋樁直徑比較大的工程檢測當中。

2.3 無線電監測技術

預應力混凝土連續剛構橋梁相對來說工程設計環節較多，建設比較復雜，在運行期間容易受到各種因素的影響而導致運行安全性和穩定性問題，容易出現混凝土表面結構裂縫影響橋梁結構的承載力和美觀度。無線電監測技術可以有效獲得混凝土裂縫產生區域下的應力波特性，明確混凝土結構應力變化情況，以分析裂縫問題對整體預應力混凝土結構所產生的影響以及裂縫傷害的程度。也可以對整個材料結構進行深入探傷，明確裂縫所導致的質量問題以及安全隱患，從而可以幫助檢測人員及時發現問題并進行處理，防止安全隱患進一步擴大而對人們的生命財產安全造成威脅[2]。

3 預應力混凝土連續剛構橋梁試驗檢測技術的實際應用

3.1 工程概況

某新建橋梁項目全長為313m，屬于三跨預應力連續剛構橋梁，基礎施工采用挖孔灌注樁和明挖擴大基礎法進行施工，橋梁下部結構以薄壁墩為主。在橋梁施工完成之后，通過靜載實驗和動載實驗對橋梁結構與承載力進行檢測，以判斷橋梁是否符合驗收標準，并為結構以后的狀態判定提供原始數據。

3.2 橋梁試驗載荷檢測

橋梁試驗檢測工作可以獲得材料運行的各項數據信息以及結構特點，以信息收集和計算結果作為依據，確定試驗方法和加載方案，合理排布測試點與安全措施，控制荷載試驗的選擇與實施，明確可能出現的問題，并及時采取有效措施保證試驗計劃的可行性和安全性。橋梁動載荷實驗可以判斷橋梁結構的動力響應和動力特性，靜載荷實驗則可以得到在載荷作用下橋梁的使用功能，從而評估橋梁結構的穩定性是否能夠滿足使用要求。動靜載荷實驗共同作用可以掌握橋梁結構的實際受力情況以及工作特點，為安全隱患的排除，橋梁的養護以及橋梁的運營提供專業的數據支持，并為同類橋梁的設計與規劃提供數據資料[3]。

3.2.1 靜載實驗

檢測人員通過不同的荷載條件對橋梁結構所有控制截面進行應變實驗測定，利用規范科學的靜載實驗方案判斷結構的實際強度以及受力特征，從而選擇最適合的靜載實驗方法，合理選擇靜載實驗對象，判斷控制截面等效加載情況，評價結構的整體剛度。

通過靜載試驗測定橋梁中跨四分之一截面位置處在最大負彎距和最大正彎矩作用下的撓度和法向應力以及中跨、跨中和邊跨最大正彎矩控制截面，在最大正彎距試驗作用下進行撓度和法向應力測試，測定在最大負彎矩作用下墩頂最大負彎矩控制截面的法向應力，并觀測各個截面工況承載的裂縫問題，以及可能發展的裂縫問題。

在實際實驗的過程中，需要根據材料結構的具體特點以及不同的參數嚴格按照測試標準和流程研究載荷的極限狀態，明確橋梁結構截面載荷控制情況，從而可以評估橋梁在一定載荷作用下的穩定性和使用性能。將實驗過程中獲得的內力作為控制值，并適當調整控制值的大小，根據內力等效基本原則，利用一定重量的載重汽車對橋梁不同薄弱位置結構處進行加載，以判定在載荷作用下橋梁的結構穩定性。

靜載實驗主要包括應變測試、撓度測試、裂縫觀測三部分內容，利用應變儀對整體橋梁結構進行掃描，以確定在靜載荷作用下的實際應變情況。在橋梁表面設置有反光片制作而成的測試點，利用全站儀等設備進行箱梁豎向變位的準確測量，對可能出現裂縫的位置進行監測，如果在加載過程中產生了裂縫，則需要用相關設備測量裂縫的寬度與深度。

3.2.2 動載試驗

動載實驗可以評價整個橋梁結構的性能，采取制動實驗和脈沖實驗等方法判定橋梁的自振特性，從而可以評價橋梁結構的動力性能。利用脈沖實驗可以使橋梁在測試環境下產生微小的震動，并對這種微小振動進行反饋，從而分析橋梁的自振效果。在實際測試過程中，通過橋面均勻行駛車速和重載汽車速度給橋梁帶來的自振情況進行監測，以了解橋梁在動載荷作用下的自振幅度和動變應力。工作人員能夠從檢測結果中分析得到不利的參數，收集整理相關資料，及時消除系統存在的誤差，保證橋梁結構的穩定性。在動載荷試驗加載時，要修正零線飄移情況，預檢時域波形成的數值，保證取值的可靠性、真實性和準確性。

結合預應力混凝土連續剛構橋梁試驗檢測的目的以及現場具體情況，在動力特性測試時選擇大地脈動激振方法。將一輛載重汽車分別以10km/h，20km/h，30km/h，40km/h的時速沿著橋梁中線均勻通過，橋梁采用一輛載重汽車以40km/h行駛到中跨跨中位置處突然制動以分析制動工況。選取該橋梁中跨進行動力特性實驗和動力響應實驗，明確試驗截面位置和測點位置，在該實驗中選擇中跨跨中截面、四分之一橋梁位置處的截面以及墩頂負彎矩截面三個截面進行測試，測點編號以及測點位置與靜載實驗相同。

4 結語

綜上所述，作者在本文之中對進行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發。預應力混凝土連續鋼構橋梁試驗檢測技術對判斷橋梁運行穩定性和橋梁的使用壽命具有至關重要的作用。本文指出了預應力混凝土連續剛構橋梁常見的檢測方法并指出預應力混凝土連續剛構橋梁試驗檢測技術的具體應用，包括靜載試驗和動載試驗，以明確結構動力響應以及橋梁在載荷作用下的穩定性和結構性質，希望通過實驗檢驗得到的數據資料為橋梁的養護和修理提供數據參考。

【參考文獻】

【1】王靜.連續鋼構橋成橋荷載試驗實施方案研究[J].中國安全生產科學技術，2011，07（8）：93-97.

【2】孔沛，周超.某大跨連續剛構橋靜動載試驗研究[J].山東交通科技，2014（5）：35-38.

【3】戴本良.鋼筋混凝土連續剛構橋柔性橋墩水平力與水平位移的非線性分析[J].河南科學，2008，26（10）：1223-1226.