靜載試驗(yàn)在橋梁檢測(cè)工作中的應(yīng)用概述

盧星輔，肖 遙

(貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測(cè)中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽(yáng) 550000)

1 靜載試驗(yàn)研究狀況

靜載試驗(yàn)作為一種影響比較范圍大，可靠性強(qiáng)的方式，主要在橋梁檢測(cè)和樁基檢測(cè)中應(yīng)用，樁靜載試驗(yàn)是目前最為可靠的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定單樁極限承載力的方法，而橋梁靜載試驗(yàn)是在指定的位置上對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變以及撓度進(jìn)行測(cè)定，了解橋梁的狀態(tài)，可將難以計(jì)算的部分的受力情況分析出來(lái)，判斷其承載能力。近年來(lái)，在橋梁設(shè)計(jì)理論的逐步發(fā)展中，橋梁結(jié)構(gòu)的形式也變得更加多樣，其安全受到了社會(huì)的關(guān)注。靜載試驗(yàn)在鋼筋混凝土拱橋、自錨式懸索橋以及系桿拱橋等種類的橋梁上得到了有效應(yīng)用，其發(fā)展正向著現(xiàn)代測(cè)量?jī)x器以及高精度數(shù)據(jù)連續(xù)采集等方向進(jìn)行，通過(guò)與無(wú)線傳輸技術(shù)的結(jié)合，結(jié)合實(shí)際情況聯(lián)合采用靜載和動(dòng)載評(píng)估的方式，使功能更加完善。

2 當(dāng)前橋梁檢測(cè)工作中靜載試驗(yàn)的應(yīng)用

2.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備與規(guī)劃階段

為了加強(qiáng)橋梁工程靜載試驗(yàn)檢測(cè)的效果，應(yīng)對(duì)橋梁的設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)等方面的情況進(jìn)行了解，收集相應(yīng)的資料，作為試驗(yàn)的參考。首先，應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀進(jìn)行檢查，例如橋梁承重部分是否存在裂縫以及漏筋等情況，還應(yīng)檢查試驗(yàn)橋梁的混凝土是否存在支座沖刷的情況。其次，應(yīng)使用分析軟件按照設(shè)計(jì)要求對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)荷載加載重量、位置等，在各級(jí)荷載作用中計(jì)算橋梁結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變、位移情況，便于與之后得到的實(shí)際測(cè)量數(shù)值進(jìn)行比較。最后，應(yīng)制定合理的方案，其中包括靜載試驗(yàn)的測(cè)試內(nèi)容、加載、觀測(cè)方案，還應(yīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的儀器用于檢測(cè)，需保證設(shè)計(jì)的靜載試驗(yàn)方案滿足實(shí)際需求，具有可操作性特點(diǎn)，能夠?yàn)闄z測(cè)提供相應(yīng)的條件。之后，應(yīng)將現(xiàn)場(chǎng)的準(zhǔn)備工作完成，其中包括布置測(cè)試元件、安裝測(cè)量?jī)x器，設(shè)置試驗(yàn)中使用的腳手架以及照明設(shè)備等，使靜載試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌拈_展。

2.2 加載與觀測(cè)階段

(1)選擇對(duì)象

完成了準(zhǔn)備工作后，可開始進(jìn)行靜載試驗(yàn)，在實(shí)際的操作中應(yīng)按照要求開展各項(xiàng)工作。應(yīng)對(duì)靜載試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行選擇，為了保證靜載試驗(yàn)檢測(cè)的效果，需要合理地選擇試驗(yàn)的對(duì)象。在選擇的過(guò)程中，針對(duì)結(jié)構(gòu)型式與跨度相同的橋梁結(jié)構(gòu)，可選擇具有代表性的一孔或者幾孔。對(duì)于結(jié)構(gòu)型式不同的橋梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選擇各類結(jié)構(gòu)型式之中有代表性的一孔或者幾孔。而在結(jié)構(gòu)型式上相同、跨度不同的橋梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)選擇跨度最大的一孔或者幾孔進(jìn)行試驗(yàn)。在預(yù)制梁選擇中，應(yīng)結(jié)合其施工工藝以及跨度，根據(jù)一定的比例進(jìn)行隨機(jī)抽查檢測(cè)。還應(yīng)注意選擇試驗(yàn)墩臺(tái)的時(shí)候，應(yīng)選擇受力狀態(tài)最不利、損害最嚴(yán)重的位置，同時(shí)確保該位置便于設(shè)置試驗(yàn)工具。

(2)理論分析計(jì)算

在理論分析與計(jì)算過(guò)程中，需要計(jì)算橋跨荷載效應(yīng)和設(shè)計(jì)內(nèi)力，其中包括設(shè)計(jì)圖紙、荷載，計(jì)算橋跨結(jié)構(gòu)計(jì)算模型以及荷載效應(yīng)等。在設(shè)計(jì)中，不同種類的橋梁都需要測(cè)定設(shè)計(jì)內(nèi)力、應(yīng)變觀測(cè)、變形觀測(cè)內(nèi)容，例如拱橋、懸索橋等。在確定變形觀測(cè)位置的時(shí)候，應(yīng)結(jié)合橋梁型式來(lái)判斷。例如，在簡(jiǎn)支梁橋梁中，變形觀測(cè)位置為跨中、支點(diǎn)部位，而T型鋼構(gòu)橋梁變形觀測(cè)內(nèi)容有懸臂端的撓度以及墩頂?shù)慕孛嫖灰频取?/p>

(3)制定靜載加載方案

在靜載試驗(yàn)中，加載發(fā)揮了有效的作用，在設(shè)計(jì)加載方案的時(shí)候，應(yīng)針對(duì)設(shè)備選擇、加載程度與卸載程度的確定以及持續(xù)時(shí)間的確定這些內(nèi)容進(jìn)行分析。選擇設(shè)備的時(shí)候，一般包括重物、車輛荷載等，使用重物進(jìn)行加載的時(shí)候，可使用水箱、預(yù)制塊等，還應(yīng)利用逐級(jí)增加的方式，使加載能夠滿足實(shí)際的需求，達(dá)到更好的效果。這種方式適合用于現(xiàn)場(chǎng)單片梁試驗(yàn)加載中，但是需要花費(fèi)較多的時(shí)間。選擇車輛加載的情況下，應(yīng)對(duì)車輛進(jìn)行準(zhǔn)確地稱重，保證計(jì)算數(shù)值與實(shí)際的荷載之間的誤差在要求范圍內(nèi)容，還應(yīng)選擇接近標(biāo)準(zhǔn)車的加載車輛，將車軸距離進(jìn)行有效控制。之后，在確定加載程度與卸載程序的時(shí)候，為了維持荷載變化以及變形、應(yīng)變間的連續(xù)曲線關(guān)系，應(yīng)合理地確定程度，主要包括加載流程、卸載流程、速度、分級(jí)荷載值等，通常分級(jí)荷載值不少于四級(jí)，在檢測(cè)開裂荷載等情況下，應(yīng)進(jìn)行等級(jí)細(xì)分。另外，在加載與卸載的過(guò)程中，應(yīng)將監(jiān)測(cè)工作，避免產(chǎn)生問(wèn)題影響檢測(cè)結(jié)果。明確加載的持續(xù)時(shí)間的時(shí)候，需要結(jié)合有效的溫度補(bǔ)償措施，減少溫度對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成的不良影響，通常適合在22點(diǎn)到6點(diǎn)之間進(jìn)行。

(4)確定靜載觀測(cè)內(nèi)容、測(cè)點(diǎn)以及儀器

在靜載試驗(yàn)過(guò)程中，觀測(cè)的內(nèi)容中有變形、應(yīng)變、裂縫、制作墩臺(tái)等情況，變形之中包括了整體變形以及局部變形，整體變形反映了橋梁結(jié)構(gòu)的整體性能，例如梁的轉(zhuǎn)角以及撓度等。局部變形反映了橋梁結(jié)構(gòu)的局部情況，其中有纖維變形以及裂縫等內(nèi)容，使觀測(cè)有效開展。之后，應(yīng)對(duì)靜載試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行明確，為了保證測(cè)點(diǎn)的布置效果，應(yīng)按照適量的原則進(jìn)行布置。在實(shí)際的布置過(guò)程中，需要明確目的，不應(yīng)設(shè)置過(guò)多的測(cè)點(diǎn)，選擇有代表性的控制截面，便于進(jìn)行觀測(cè)，還應(yīng)使用結(jié)構(gòu)對(duì)稱互等的原理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使測(cè)點(diǎn)的布置發(fā)揮出有效的作用，保證了試驗(yàn)的最終結(jié)果的可靠性。最后，應(yīng)合理選擇靜載試驗(yàn)的測(cè)試儀器，當(dāng)前主要使用的儀器有刻度放大鏡、位移計(jì)以及應(yīng)變片、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀等，在使用儀器的時(shí)候，應(yīng)結(jié)合試驗(yàn)的要求，保證其測(cè)試精度能夠滿足最終的需求，同時(shí)還應(yīng)在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件下進(jìn)行使用。選擇的時(shí)候應(yīng)注意選擇同一類型的儀器，減少不同種類的儀器。

3 數(shù)據(jù)的核查與判定

靜載試驗(yàn)加載以及觀測(cè)階段工作結(jié)束后，檢測(cè)工作就進(jìn)入到了數(shù)據(jù)的核查以及判定階段，在這個(gè)過(guò)程中技術(shù)人員需要按照要求開展工作，對(duì)作業(yè)中得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的核查，確保核查的準(zhǔn)確性和科學(xué)性。進(jìn)行靜載試驗(yàn)的時(shí)候，橋梁的整體結(jié)構(gòu)以及部分結(jié)構(gòu)的核查都應(yīng)保證同步進(jìn)行，技術(shù)人員在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核查的時(shí)候，應(yīng)將產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行排除，保證施工的效果，使檢測(cè)工作順利完成，為橋梁的情況了解提供更好的條件。

4 結(jié) 語(yǔ)

靜載試驗(yàn)作為橋梁檢測(cè)中重要方式，能夠使人們更加了解橋梁的情況，判斷其性能變化，為橋梁的質(zhì)量管理提供一定的參考內(nèi)容。在開展靜載試驗(yàn)的時(shí)候，應(yīng)按照要求進(jìn)行各項(xiàng)工作，保證工作的效果，避免產(chǎn)生錯(cuò)誤，結(jié)合方案進(jìn)行試驗(yàn)，還應(yīng)確保設(shè)備以及測(cè)點(diǎn)等合理選擇，為靜載試驗(yàn)的進(jìn)行建立良好的基礎(chǔ)。