中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復合型高新技術(shù)集團企業(yè)。
在對公路橋梁的承載能力進行核實和鑒定時，最有效也最常用的一個方法就是進行荷載試驗。其試驗分為靜力荷載試驗與動力荷載試驗，通常以靜力荷載為主。通過橋梁抽檢跨靜力荷載試驗，可以了解抽檢跨結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形情況、實際工作性能與工程質(zhì)量，并且以此為依據(jù)對橋梁的實際承載能力進行評估。
巖聯(lián)小編在本文介紹靜力荷載試驗項目的基礎(chǔ)上，對公路橋梁的靜力荷載試驗技術(shù)進行了探析，以供參考。
隨著公路交通事業(yè)迅速的發(fā)展，人們對橋梁的使用性能也提出了較高的要求，橋梁的安全檢測是一項極其重要工作，橋梁安全檢測中的重點則是判別橋梁承載能力是否滿足通行要求，尤其是對于一些缺乏設(shè)計資料、結(jié)構(gòu)受力不詳不便驗算或?qū)Ω鶕?jù)檢驗及計算結(jié)果綜合判斷的橋粱承載能力有疑問的舊橋，靜力荷載試驗則更為必要。
橋梁靜力荷載試驗是把靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置，以便于測試出結(jié)構(gòu)的靜位移、靜應(yīng)變以及裂縫等等，從而以此推斷在荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)使用能力和工作狀況的試驗。
其目的是檢驗橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工質(zhì)量；直接了解橋梁結(jié)構(gòu)承載情況，借以判斷橋梁結(jié)構(gòu)實際的承載能力；驗證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論；積累科學技術(shù)資料，充實以及發(fā)展橋梁計算理論和施工技術(shù)。
一、試驗項目
就試驗?zāi)康亩?，舊橋靜力荷載試驗項目大體上分為兩類：一種是測定荷載橫向分布特性的單點加載試驗；另一種為鑒定橋梁承載能力的加載試驗。因此加載試驗項目安排應(yīng)抓住重點，不宜過多。
二、實驗步驟和要求
1.實驗準備工作
實驗前要根據(jù)試驗?zāi)康闹贫ㄔ敿毜脑囼炗媱澓蛯嵤┓桨福鞔_加載方案、確定測點位置、加載控制技術(shù)及安全措施、試驗程序與進度等內(nèi)容。
1.1 儀器儀表的選擇
在根據(jù)觀測項目需要選擇儀表儀器的時候，應(yīng)當從實際需要出發(fā)選擇適合測試精度要求的儀器儀表，但同時，也需要注意環(huán)境條件，以避免盲目的追求精度。儀器儀表需要有足夠的量程、其規(guī)格型號也要保持一致，在測點較多的時候，適宜使用電測儀表。
1.2 選擇試驗孔
確定試驗孔(墩、臺)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)受力最不利、結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況較差或病害多而嚴重、便于搭設(shè)腳手架和設(shè)置測點以及加荷方便等原則進行。一般要結(jié)合橋梁檢查和驗算工作進行。對于多孔結(jié)構(gòu)，還需考慮病害或問題的種類及結(jié)構(gòu)上的不同等因素，具體確定能反映出橋梁整體性能的孔跨。
1.3 檢查架與儀器架的搭設(shè)
為方便觀測儀表與裂縫，檢查架必須應(yīng)以方便、經(jīng)濟、安全為原則，且檢查架和儀表架間完全脫離，不干擾測點附屬的設(shè)施，不影響儀表與測點的工作。在橋下凈空高不便設(shè)置固定檢查架的時候，可以采用輕便的活動吊架。另外，在搭設(shè)儀表架時還需留心觀測點的防雨措施和避免陽光直接照射等。
1.4 測量部位與測點選擇
測量部位與測選擇應(yīng)在滿足試驗?zāi)康牡那疤嵯?，測點數(shù)量與布置必須充分、足夠，測點宜少不宜多，以便試驗工作重點突出；測點位置必須有代表性，以利計算分析；應(yīng)布設(shè)一定數(shù)量的校核測點，以保證測雖數(shù)據(jù)可靠。此外，測點的布置對試驗工作應(yīng)是安全和方便的。
2.加載方案
2.1 分級加載
為掌握橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)變或變位隨加載內(nèi)力增加的變化關(guān)系和防止結(jié)構(gòu)意外損壞，試驗荷載需逐級增加，分級加載最好在每級加載后卸載，也可逐級加載達最大荷載后再逐級卸載。一般來說，按最大控制截面內(nèi)力平均分為3~4級。在使用重車加載，車輛的加載、稱重卸載、有困難的情況下，也可分為2~3級。在前期工作不充分、橋梁狀況較差的情況下，加載分級應(yīng)盡量增多。若限于條件而加載分級較少的時候，為確保試驗的安全，應(yīng)當在每級加載的時候，讓車輛逐輛慢慢駛?cè)腩A(yù)定的加載位置。
2.2 加載物選擇
加載物可選用裝載重物的汽車或平板車或就近利用施工機械車輛。采用車輛加載便于調(diào)運和加載布置，加卸載迅速。采用車載既能作靜載試驗又能作動載試驗。加載也可采用重物，按控制荷載的著地輪跡先搭設(shè)承載架，再在架上堆放重物或設(shè)置水箱進行加載。加載物應(yīng)進行稱重，可直接稱重，由體積換算成重量，也可以根據(jù)車輛出廠規(guī)格確定空車軸重，再根據(jù)裝載重物的重量及其重心將其分配至各軸，稱重誤差最大不得超過5%。
2.3 加載時間要求
為減少溫度變化對靜載試驗的影響，加載試驗時間以晚10時至早6時為宜。當采用加卸載迅速的車輛進行試驗時亦可安排在白晝溫差較小的時段。重物加載準備工作量大，加卸、載所需周期較長，交通中斷時間亦較長，且試驗時溫度變化對測點的影響較大，因此宜安排在夜間進行。
3.數(shù)據(jù)觀測
3.1觀測項目
橋梁觀測項目主要有結(jié)構(gòu)的最大撓度、結(jié)構(gòu)最大拉、支座沉降、壓應(yīng)力和中性軸位置、支座附近截面的主拉應(yīng)力、活動支座的變化以及裂縫的出現(xiàn)和擴展狀況等。在荷載作用下橋梁的變形分成兩類：一類為整體變形，是指變形能反映結(jié)構(gòu)的整體工作狀況，比如撓度、支座位移等；另一類稱為局部變形，是反映結(jié)構(gòu)的局部工作狀況，例如纖維變形、裂縫和局部擠壓變形等。
在確定觀測項目時，首先要考慮結(jié)構(gòu)的整體變形，因為它能概括結(jié)構(gòu)工作的全貌，也能反映結(jié)構(gòu)任何部分的異常變形或局部損壞。局部變形同樣很重要，其能反映結(jié)構(gòu)的抗裂性能，又是推斷結(jié)構(gòu)實際狀況和極限強度的主要指標，因此，觀測項目相測點位置應(yīng)滿足分析與推斷結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的要求。
3.2 觀測方法
3.2.1 位移測量
位移測量的方法大致有兩類：一類是接觸式測量，常見的方法是機械測量法和電測法，通過各種類型的撓度計、百分表和位移傳感器具觀測和記錄結(jié)構(gòu)位移變化；另一類是非接觸式測設(shè)，多采用光學測量儀器，通過精密水準儀、高精度經(jīng)緯儀、攝影經(jīng)緯儀、立體座標儀和計算機等觀測和記錄結(jié)構(gòu)位移變化。
3.2.2 應(yīng)變測量
應(yīng)變測量分為兩種情況，即橋梁結(jié)構(gòu)主應(yīng)力方向未知、已知情況。前者是經(jīng)常遇到的，比如在有突變或截面形狀不規(guī)則的位置。在測定這些部位的平面應(yīng)力狀態(tài)的時候，一般按一定直角坐標系均勻布點，每點按三個方向布設(shè)成一個應(yīng)變花形式。通過干分表、杠桿引伸儀、鋼筋應(yīng)力計、應(yīng)變片、手持應(yīng)變儀、電阻應(yīng)變儀和應(yīng)變花等觀測及記錄結(jié)構(gòu)應(yīng)變情況。
3.2.3 裂縫觀測
通常而言，裂縫觀測主要是依靠目力輔以刻度放大鏡，而有時也用應(yīng)變計來測定裂縫的出現(xiàn)、沿受力主鋼筋方向連續(xù)布置電阻應(yīng)變片、開裂荷載等。應(yīng)變計(片)連續(xù)布置的長度不小于30倍主筋直徑或者2~3個計算裂縫間距。
3.3測讀要求
為保證數(shù)據(jù)真實準確，應(yīng)盡量避免環(huán)境因素干擾。所有測點讀數(shù)時間要做到基本相同，加裁前均需進行預(yù)加載讀數(shù)，以后每次加卸載后立即讀數(shù)一次，并在結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定后，進入下一級荷載前再讀數(shù)一次。對于結(jié)構(gòu)變形最大的測點，需每隔5min測讀一次，直至讀數(shù)穩(wěn)定。每次測瀆時，應(yīng)同時記錄周圍的氣象資料如溫度、濕度等。
3.4資料整理、分析與評定
試驗完成后要對試驗資料進行認真整理、系統(tǒng)分析和客觀評定。以既有橋梁結(jié)構(gòu)資料和實驗觀測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對橋梁結(jié)構(gòu)進行承載力、剛度、裂縫等方面分析，從而綜合確定橋梁承載能力及橋梁等級狀況。
結(jié)語
總而言之，橋梁靜力荷載試驗作為判別橋梁承載能力的有效手段，其試驗是基于橋梁使用狀況與歷史資料，并采集現(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)，進而通過計算驗證，可以準確把握橋梁承載能力和現(xiàn)實結(jié)構(gòu)狀況。因此，這也需要我們不斷的對其技術(shù)進行分析和研究，從而進一步的完善及提高公路橋梁的靜力荷載試驗技術(shù)。
