橋梁檢測(cè)中的橋梁荷載試驗(yàn)是評(píng)價(jià)橋梁承載能力最直接、有效的方法,但其需要封閉交通、加載工況多、成本高。橋梁承載能力評(píng)價(jià)能否采用一種更為經(jīng)濟(jì)、有效的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。基于撓度影響的橋梁快速荷載試驗(yàn)方法,通過(guò)高精度的毫米波雷達(dá)測(cè)試橋梁控制截面的動(dòng)撓度并提取橋梁的撓度影響線,在撓度影響線上進(jìn)行實(shí)際車輛布載,根據(jù)車輛荷載作用下橋梁的擬合撓度值對(duì)橋梁的承載能力進(jìn)行評(píng)定。該方法的核心思想是以影響線加載的撓度擬合值代替常規(guī)荷載的撓度實(shí)測(cè)值,按照《公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程》(JTG/T J21-01-2015)中撓度校驗(yàn)系數(shù)的計(jì)算方法,根據(jù)擬合撓度計(jì)算出的撓度校驗(yàn)系數(shù)對(duì)橋梁承載能力進(jìn)行快速評(píng)定。該方法可以極大地縮短橋梁荷載試驗(yàn)時(shí)中斷交通的時(shí)間,具有效率高、成本低、評(píng)價(jià)結(jié)果可靠等優(yōu)點(diǎn),對(duì)于交通壓力較大的橋梁,可以節(jié)約巨大的社會(huì)成本。
橋梁荷載試驗(yàn)是按照設(shè)計(jì)荷載、特殊荷載或者實(shí)際運(yùn)營(yíng)的荷載,通過(guò)等效加載原理將試驗(yàn)加載車輛或重物放置在橋梁指定的位置,測(cè)試控制截面的應(yīng)力/應(yīng)變、撓度等靜力參數(shù),并同理論計(jì)算值進(jìn)行對(duì)比,計(jì)算撓度、應(yīng)力/應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)橋梁的承載能力。目前,橋梁荷載試驗(yàn)是評(píng)價(jià)橋梁承載能力最直接、準(zhǔn)確的一種方式。但橋梁荷載試驗(yàn)過(guò)程比較復(fù)雜,往往耗費(fèi)大量人力、物力,經(jīng)濟(jì)成本較高,此外,試驗(yàn)過(guò)程需要中斷交通,給道路交通帶來(lái)巨大的壓力,因此荷載試驗(yàn)的應(yīng)用范圍受到一定的限制。通常對(duì)技術(shù)狀況較差或者需要進(jìn)行橋梁荷載等級(jí)提升時(shí)才會(huì)采用,對(duì)于難以中斷交通的橋梁荷載試驗(yàn)還會(huì)產(chǎn)生巨大的社會(huì)成本。因此,對(duì)于交通要道上的橋梁,縮短橋梁荷載試驗(yàn)時(shí)間顯得尤為重要。
在橋梁靜載試驗(yàn)中撓度是評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo),撓度的精確測(cè)試也是制約橋梁評(píng)估技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。毫米波雷達(dá)對(duì)于微變形測(cè)試具有非接觸、全天候、高精度、采樣頻率高、受外界環(huán)境干擾小等優(yōu)點(diǎn),能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)對(duì)多點(diǎn)動(dòng)撓度進(jìn)行測(cè)試。毫米波雷達(dá)測(cè)試技術(shù)這些特點(diǎn)為橋梁動(dòng)撓度的測(cè)試提供了較優(yōu)的解決方案,也為橋梁撓度影響線的測(cè)試及提取提供了技術(shù)支撐。
橋梁快速荷載試驗(yàn)基于高精度毫米波雷達(dá)對(duì)橋梁動(dòng)撓度進(jìn)行測(cè)試,采用數(shù)據(jù)分析的方法提取橋梁的撓度影響線,在撓度影響線上進(jìn)行車輛加載,才有疊加的原理計(jì)算撓度的擬合值。這樣就將傳統(tǒng)荷載試驗(yàn)的現(xiàn)場(chǎng)多車輛加載轉(zhuǎn)化成實(shí)測(cè)影響線加載,因此該方法具有簡(jiǎn)單、快速、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。按照橋梁快速荷載試驗(yàn)的流程,快速荷載試驗(yàn)方法主要方法和步驟包括:橋梁荷載試驗(yàn)方案的制定;根據(jù)荷載試驗(yàn)方案進(jìn)行橋梁控制截面動(dòng)撓度測(cè)試;提取橋梁控制截面的撓度影響線;控制截面各測(cè)點(diǎn)撓度擬合值計(jì)算;計(jì)算橋梁撓度校驗(yàn)系數(shù);橋梁承載能力的評(píng)定。
根據(jù)靜載試驗(yàn)與橋梁快速荷載試驗(yàn)方法的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比試驗(yàn),得到以下結(jié)論:
(1)基于撓度影響線的橋梁快速荷載試驗(yàn)方法,能快速、準(zhǔn)確的對(duì)橋梁承載能力進(jìn)行評(píng)定,對(duì)比試驗(yàn)驗(yàn)證其評(píng)定結(jié)果的可靠性。
(2)雖然橋梁快速荷載試驗(yàn)方法與靜載試驗(yàn)的撓度校驗(yàn)系數(shù)偏差略大(偏差基本在10%以內(nèi)),但對(duì)橋梁承載能力評(píng)定結(jié)果一致。該方法能夠快速評(píng)估橋梁承載能力,大大節(jié)約了荷載試驗(yàn)時(shí)間和成本,可快速評(píng)估一條路上多座橋梁的承載能力。
(3)橋梁撓度影響線測(cè)試和提取采用的是加載車,車輛軸載分布對(duì)影響線的提取精度有一定的影響,通過(guò)大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的積累和進(jìn)一步的研究可以提高實(shí)測(cè)撓度影響線的提取精度,進(jìn)而提高該方法的可靠性和準(zhǔn)確性。
(4)在撓度影響線上的基礎(chǔ)上開展應(yīng)變影響線提取研究,可以使該荷載試驗(yàn)方法具有廣泛的適用性,在橋梁快速評(píng)估中有較好的應(yīng)用前景。
中交路橋科技依托勘察、檢測(cè)(含特檢)、設(shè)計(jì)等傳統(tǒng)行業(yè)能力,可提供“檢、診、修、應(yīng)”的全生命周期綜合一體化服務(wù),推動(dòng)城市安全風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新、應(yīng)用創(chuàng)新,提升城市安全運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)隱患發(fā)現(xiàn)、防范、化解、管控的智能化水平,為推動(dòng)城市安全發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)保障。在邁向智慧城市的新時(shí)代征程中,中交路橋科技有限公司將始終堅(jiān)守安全底線,不斷完善和優(yōu)化城市安全運(yùn)行綜合服務(wù)平臺(tái),為城市的平穩(wěn)運(yùn)行貢獻(xiàn)科技力量。