葉慧俊
浙江公路技師學院試驗檢測中心 浙江杭州 310023
荷載試驗檢測是指為分析橋梁結構的使用功能和運營狀況,在結構施加軸向壓力和軸向上拔力,觀察結構隨時間而產生的沉降和位移,根據沉降和位移來判斷結構承載力和穩定性,然后對公路橋梁工程運營狀況進行客觀評價,以制定科學的養護維修方案,及時修復存在的質量缺陷,促進養護維修水平提升[1]。
荷載試驗檢測由靜載和動載試驗檢測組成,靜載試驗檢測能測定橋梁的靜力荷載,而動載試驗檢測主要測定橋梁的動力荷載。通過荷載試驗檢測,能詳細了解橋梁結構狀況,對橋梁運營進行科學評價,也為采取養護維修措施提供參考和依據,對確保橋梁的安全與可靠運營具有重要意義。
公路橋梁的檢測內容按分部工程類別劃分,主要包含上部工程及橋面系、下部工程和小橋。檢測項目通常包括:混凝土強度、鋼筋保護層厚度、墩柱豎直度、結構尺寸、外觀鑒定,對應的檢測方法也有所不同。按發生的區域劃分,橋梁病害主要分為兩大類,即耐久性病害和受力性病害,耐久性病害通常發生在全部區域,受力性病害通常發生在主梁和其他受力構件。其中,荷載引起的裂縫是鋼筋混凝土公路橋梁最常見的病害之一。荷載引起的裂縫通常包含兩種,直接應力引起的裂縫和次應力引起的裂縫,直接應力引起的裂縫即設計、施工及運營階段產生的裂縫,而次應力引起的裂縫通常由局部應力集中、預應力及溫度等引起。由此可見,荷載試驗檢測的研究對橋梁養護工作有著重要的參考意義。
相關荷載試驗設備的現場調試是非常重要和關鍵的,保障相關的測試設備運行平穩、安全,可以確保測試環節的穩定以及測試結果的準確。在現場進行荷載試驗的過程中,最重要的是始終保持及時、動態的信息溝通和協調。如果沒有一個清晰的流程表,沒有對相關人員的一個清楚的責任分工和全面的管理控制,那么在測試場地,肯定會出現各種類型的突發問題對荷載試驗的工作效率產生重大影響。特別是在一些大規模的橋梁工程項目的測試當中,由于橋梁長度太大,就需要在時間和空間上進行實施動態的協調配和,相關工作人員只有明確自己的工作任務并且服從統一的調度命令,才能準確的進行荷載試驗。在測試區域,負荷測試可分為幾個階段的任務,為了確保荷載試驗工作可以按照預計的方案平穩進行,試驗現場的工作人員必須清楚自己的職責,以便平穩、安全地完成荷載試驗。在荷載試驗完成后,需要準確的記錄各類測試數據,并且要保證相關試驗數據的記錄準確。同時由于橋梁荷載的試驗分成了很多不同的環節,而要提升試驗的總體效率,就需要各個流程的緊密的銜接,因此,荷載試驗的現場調度指揮必須具備較高的管理技能和管理水平。能夠及時準確的指導和協調荷載試驗涉及的所有方面。在橋梁荷載的現場試驗期間,測試的整個過程必然會出現一些預料不到的突發問題[2]。
工作人員需明確荷載試驗檢測目標和對象,有利于更好指導實際工作,增強試驗檢測針對性。試驗檢測通常分為經常檢查、特殊檢查、定期檢查三種,其中特殊檢查難度最大也最為重要。因此要結合定期檢查結果,分析并判斷公路橋梁結構存在的安全問題和質量隱患,形成準確的檢測報告和評估結果。通過荷載試驗檢測,客觀、公正地評估公路橋梁結構受損程度,合理測定結構承載力,判斷橋梁是否可繼續投入使用。在公路橋梁施工任務完成,設計圖紙和施工資料完整的前提下,后續養護工作中要開展荷載試驗檢測,判斷橋梁結構性能,明確是否需開展養護施工。如果橋梁使用一段時間后,承重構件出現破損,結構承載力下降,甚至影響公路橋梁正常運營,這時需借助荷載試驗檢測進行客觀評估和判斷;如果通行車輛數量不斷增加,尤其是重載車輛不斷增多,需進行荷載試驗檢測,判斷是否需借助養護施工對橋梁結構進行加固;在橋梁后續改造或結構加固、修復中,要借助荷載試驗檢測進行評估,判斷公路橋梁是否能繼續投入運營。
靜載試驗的檢測主體是橋面,是指對橋面施加靜力加載后,導致橋梁結構的變化、橋體的位移,甚至出現荷載引起的裂縫情況。大多數竣工后的公路橋梁都會采取靜載試驗的辦法,是檢測沒有標準參數基礎的公路橋梁的常用檢測手段。這樣一來,它的準確性對橋梁養護的重要性就不言而喻。不過,靜載試驗是通過靜力的載荷來檢測橋梁結構的承受力,橋梁自身的重量便是自然情況下受到的最大的靜力載荷,因此,靜載試驗對橋梁的結構、使用狀況和穩定性能都有很大的影響。首先,靜載試驗要做好準備工作。應當結合實際的環境條件制定符合要求的試驗方案,來確保檢測數據的準確。檢驗內容需要條理化、細分化,所使用的靜載材料和加載設備需要標準化的管理。為保證整個試驗檢測的安全化和規范化,在選取試驗員時,應當以是否具備較高的專業能力和豐富的試驗經驗作為參考標準[3]。
荷載試驗是對橋梁進行承載能力評價非常重要的手段,每個環節的質量都會影響試驗的準確性,因此,公路橋梁荷載試驗對保障人民生命的安全,減少重大責任事故的發生,提高陸運交通的安全性,有著重大的戰略意義。公路橋梁是聯結公路基礎設施的重要紐帶,只有公路橋梁的安全得到保障,國家經濟發展的道路才會暢通無阻。