橋荷載試驗組織準備工作非常重要,一般試驗準備工作包括試驗前期準備和現(xiàn)場準備。前期準備工作主要有資料收集、試驗方案擬定、儀器配套以及相應(yīng)的試驗計算等;現(xiàn)場準備工作則包括加載物準備,測點、測站布置等。
荷載試驗的組織工作
荷載試驗正式進行之前應(yīng)做好以下組織準備工作。
1、試驗孔(或墩)的選擇
對多孔橋梁中跨徑相同的橋孔(或墩)可選1~3個具有代表性的橋孔(或墩)進行加載試驗。選擇時應(yīng)綜合考慮以下因素:
(1)該孔(或墩)計算受力最不利
(2)該孔(或墩)施工質(zhì)量最差,缺陷較多或病害較嚴重
(3)該孔(或墩)便于搭設(shè)腳手架,便于實測
2、靜載試驗加載位置的放樣和卸載位置的安排
靜載試驗前應(yīng)在橋面上對加載位置進行放樣,并預(yù)先安排卸載的安放位置,以便于加載試驗的順利進行。
3、試驗人員組織及分工
橋梁的荷載試驗是一項技術(shù)性較強的工作,最好組織專門的橋梁試驗隊伍來承擔。試驗人員應(yīng)能熟練掌握所分管的儀器設(shè)備,讀數(shù)快速而準確。試驗隊伍應(yīng)設(shè)總指揮一人,其他人員的配備視具體情況而定。
4、其他準備工作
加載試驗的安全設(shè)施、供電照明設(shè)施、通信聯(lián)絡(luò)設(shè)施、橋面交通管制等工作應(yīng)根據(jù)荷載試驗的需要進行準備
收集資料
在確定試驗方案之前,必須對試驗結(jié)構(gòu)進行實地考察和了解,做到情況清楚、心中有數(shù)。
1、技術(shù)文件和資料的收集
組織橋梁荷載試驗時要向有關(guān)部門收集與試驗有關(guān)的設(shè)計資料,仔細閱讀與試驗有關(guān)的文獻資料,以便對試驗對象有透徹的了解,并對試驗進行必要的模擬分析計算。荷載試驗需要收集的資料一般有:
(1)結(jié)構(gòu)的設(shè)計資料,如設(shè)計圖紙、相關(guān)計算資料等,必要時還要設(shè)計的原始資料。
(2)結(jié)構(gòu)的施工資料,如竣工圖紙、材性試驗報告、有關(guān)施工記錄、隱蔽工程報告和重要質(zhì)量差錯報告等。
(3)對有些橋梁,須收集試驗前結(jié)構(gòu)尺寸變化的數(shù)據(jù)資料,如拱軸線的變形、墩臺和拱頂?shù)某两涤^察資料等。
此外,在明確試驗?zāi)康暮螅绻蓄愃频脑囼灲梃b則通過閱讀他人試驗報告或情況介紹,弄清試驗?zāi)康挠泻尾煌男┑胤娇梢愿倪M等。
2、橋梁現(xiàn)場
收集書面資料的同時,應(yīng)該對橋梁試驗現(xiàn)場進行踏勘,收集有關(guān)資料。
(1)找負責設(shè)計、施工、監(jiān)理或養(yǎng)護部門的工程師,了解與試驗對象有關(guān)的設(shè)計、施工、監(jiān)理和養(yǎng)護等問題,了解得越多越好。
(2)對實橋進行踏勘,了解結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)狀、周圍的環(huán)境條件和試驗條件,包括:
1)對結(jié)構(gòu)物進行詳細的外觀檢查,查明結(jié)構(gòu)物的實際技術(shù)狀況,如結(jié)構(gòu)的尺寸、行車道、支座情況以及各種缺陷等。
2)詳細檢查橋上和兩端接線線路的技術(shù)狀況、線路容許車速、橋下凈空、水深和通航情況、橋址處供電情況等。
3)實橋結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境的踏勘,詳查擬定試驗方案(如加載方式、量測手段等)。
4)詳細了解現(xiàn)場試驗時主管單位可能提供的配合情況,如加載車輛的情況,試驗時的交通、航運影響等,做到心中有數(shù),以便在確定方案時全面考慮。
加載方案設(shè)計
擬訂試驗方案是橋梁荷載試驗前期準備工作中最重要的環(huán)節(jié),因為試驗方案是指導(dǎo)荷載試驗的行動大綱。通過分析收集到的有關(guān)資料,充分了解試驗對象以及試驗現(xiàn)場的情況后,根據(jù)試驗?zāi)康暮涂陀^條件擬定試驗方案。一個完整的橋梁荷載試驗方案應(yīng)包括:
(1)試驗對象概況。主要敘述試驗對象的結(jié)構(gòu)、與設(shè)計和施工有關(guān)的技術(shù)資料、試驗任務(wù)的性質(zhì)等基本情況。
(2)試驗?zāi)康暮鸵?。新建橋梁的竣工驗收、舊橋承載力評估或改建加固等的試驗?zāi)康暮鸵蠹扔邢嗨浦?,有各自有?cè)重。所以試驗?zāi)康囊欢ㄒ浅C鞔_,有了明確的目的才能提具體的要求。
(3)試驗內(nèi)容要詳細列出試驗檢測內(nèi)容。實橋靜力荷載試驗一般包括以下內(nèi)容:
1)結(jié)構(gòu)控制斷面的變形或撓度,或沿橋長軸線的撓度分布。
2)結(jié)構(gòu)控制截面的最大應(yīng)力(或應(yīng)變),或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際應(yīng)變分布。
3)受試驗荷載影響的所有橋梁支座、墩臺的位移或轉(zhuǎn)角,塔柱和結(jié)構(gòu)連接部分的變形等。
4)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)或拓展,包括裂縫寬度、長度、間距、位置、方向和性狀,以及卸載后的閉合情況。
5)其他橋梁次結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力反映。
(4)試驗方法。這部分內(nèi)容要定的很細,包括荷載的考慮、測點的布置、儀器的選用以及具體的測試步驟等,并列出一張試驗程序(工況)表,具體應(yīng)考慮以下幾點:
1)荷載必須依據(jù)設(shè)計荷載的大小并根據(jù)現(xiàn)場可能提供荷載的情況來擬定試驗加載方案。
2)測點和測站布置根據(jù)試驗的目的要求,應(yīng)用橋梁專業(yè)知識,考慮各種橋梁體系的受力特點,還要結(jié)合測試技術(shù)的可行性,確定被測橋梁的控制斷面和測點位置。
主要測點的布設(shè)應(yīng)能控制結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力(應(yīng)變)和最大撓度(或位移),測點的布設(shè)不宜過多,但要保證觀測質(zhì)量,幾種常用橋梁體系的主要測點布設(shè)如下:
簡支梁橋——跨中撓度、支點沉降、跨中截面應(yīng)變;
連續(xù)梁橋——跨中撓度、支點沉降、跨中和支點截面應(yīng)變;
懸臂梁橋——懸臂端部撓度、支點沉降、支點截面應(yīng)變;
拱橋——跨中與1/4處跨度、拱頂L/4和拱腳截面應(yīng)變。
根據(jù)橋梁調(diào)查和檢查工作的深度,綜合考慮結(jié)構(gòu)特點和橋梁狀況等可按需要加設(shè)測點。
在與大多數(shù)測點較接近的部位設(shè)置1~2處氣溫觀測點,此外可根據(jù)需要在橋梁主要測點部位設(shè)置一些構(gòu)件表面溫度觀測點。
3)選用儀器設(shè)備。方案要列出試驗選用儀器設(shè)備的型號、測量精度、數(shù)量等。
(5)試驗程序(步驟)。一般可列一張工況流程表,列清楚試驗的工況序號、加載方式(縱向、橫向怎么布置,荷載如何分級)、測讀內(nèi)容、時間間隔等內(nèi)容。
(6)參加試驗的人員安排。對于規(guī)模較大的橋梁荷載試驗,通常需要較多的測試人員,有時單靠某一個單位的專業(yè)測試人員不夠,需要幾個單位的測試人員合作;另外需不需要臨時找輔助人員,具體怎樣安排等,方案中均應(yīng)提出。
(7)試驗時間安排。方案要列出整個試驗的進度計劃。
(8)安全措施包括試驗期間人員、結(jié)構(gòu)物、加載設(shè)備和測試儀器等的安全措施。
(9)其他方案中須提出來有哪些未定因素、一些補充說明內(nèi)容等。一些特別重要的橋梁荷載試驗方案,還需要經(jīng)過專家評審。試驗方案擬定以后,應(yīng)分發(fā)給參加試驗的有關(guān)單位和個人,并著手測試儀器設(shè)備的準備和試驗人員的組織。
儀器準備
試驗儀器的準備是整個試驗前期準備工作中另一個重要方面,實際就是按照已經(jīng)擬定的試驗方案準備儀器,并著手進行儀器的選用和配套。
1、選用原則
試驗儀器的選用原則是必須確保試驗儀器的規(guī)格、數(shù)量、測試精度等能夠滿足試驗的要求,以保證試驗順利進行。
(1)根據(jù)被測對象的結(jié)構(gòu)情況,選擇精度和量程。如被測對象是一座大跨徑橋梁,它的試驗撓度期望值達幾十厘米,那么選精度為毫米的量測儀器已滿足;反之測一座小跨徑橋梁的撓度,毫米級的量測精度就不夠。
(2)根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境條件,選擇儀器種類。如一座橋上應(yīng)變測量點很多,就應(yīng)考慮在設(shè)置測站方便的同時,選用有合適測點的多點測量儀器,還要估計導(dǎo)線的長短;又如現(xiàn)場有電磁干擾源存在,則須帶抗干擾性能比較好的儀器,必要時可采用機械式儀器。
(3)選用可靠性好的儀器。對實橋試驗來說,試驗往往是一次性的,儀器使用性能的可靠與否至關(guān)重要。
(4)盡量考慮儀器設(shè)備的便攜性,就輕避重,能小不大。因為實橋試驗時裝備越輕便,工作起來就越是方便,更不用說還有路途攜帶的方便。
2、配套準備
試驗用的儀器一經(jīng)選用,試驗前期還應(yīng)做好配套準備工作,具體如下:
(1)對所有被選用的儀器設(shè)備進行系統(tǒng)的檢查。各級儀器要逐一開機,從整機到通道,一一調(diào)試;各類表具要逐個檢查,要保證帶到現(xiàn)場去的儀器設(shè)備質(zhì)量完好。
(2)對所有儀器設(shè)備進行系統(tǒng)的標定,逐個編號。
(3)根據(jù)測點和測站位置,備齊備足測量導(dǎo)線,每根導(dǎo)線都要逐一檢查并使之完好。如連接電阻應(yīng)變計的導(dǎo)線,可以預(yù)先焊好錫,以減少現(xiàn)場工作量。
(4)對初次使用的儀器設(shè)備或第一次要做的測試內(nèi)容,先要進行模擬測試,使測試人員熟悉測試過程和儀器操作。儀器設(shè)備的完善配備,某種程度上是建立在從事試驗的單位和人員平時對儀器的性能熟悉并正確維護的基礎(chǔ)上的,要認真的對待這項工作。有不少試驗,場面很大,試驗結(jié)果卻不理想,糾其原因往往是測試儀器這一關(guān)沒能把握住。所以要保證現(xiàn)場試驗的成功,必須充分重視儀器設(shè)備的準備和使用。