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橋梁空心板裂縫監測方案（àn）
更新時間：2021-04-10 17:51
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      本文針對目前國內空（kōng）心板橋裂縫類病（bìng）害較多、對橋（qiáo）梁安（ān）全運營構（gòu）成危脅的實情（qíng），介紹一種簡單、實用的空心板裂（liè）縫監測（cè）方法，以了解其狀態和發展趨勢，科學決策安排對空心板的維修（xiū）加固，保證空心板橋（qiáo）的正常服役（yì），延長空心板橋的使用壽命。 
　　【關鍵詞】橋梁工程；空心板；裂縫；監測（cè） 
　　在我國橋梁的（de）上部結（jié）構中（zhōng），預（yù）應力混凝土空心橋（qiáo）因其運輸、施工及安裝（zhuāng）上的巨大優勢，在中、小跨（kuà）徑（jìng）橋梁中應用（yòng）十分廣泛。然而，對國內眾多空心板（bǎn）橋的曆次定期檢查中，均會發現部分空（kōng）心板底（dǐ）縱、橫向裂縫較多，且（qiě）部（bù）分裂縫縫寬（kuān）已超過規範限值的現象。為保證空心板橋的正常服役，在養護經費尚不能滿（mǎn）足對所有縫寬超過規範限（xiàn）製的空心板進行徹底維修處治（zhì）的背景（jǐng）下，對空心板板底橫、縱向裂縫進行監測以了解其狀態（tài）和發展趨勢有很大的現實意義（yì）與必要（yào）性。本文從對某高（gāo）架橋空心板實施裂縫監測出發，介紹一種有效的空心板裂縫監測方法。 
　　1 工程背景 
　　某高架橋地處經濟發達的（de）近海省份，交通流量（liàng）較（jiào）大，2011年（nián）檢查發現（xiàn）空心板底少量橫向裂縫，部分板底橫（héng）向裂縫甚至貫（guàn）通，延伸至腹板，對結（jié）構的承載（zǎi）力和耐久性均有較大不利影（yǐng）響，因此曾多次進行過加固處治。從曆次檢查的結果對比來（lái）看，部分裂縫縫寬已超過規範限值，橫、縱向裂縫在縫長和縫寬方麵均有（yǒu）一定程度發展。 
　　該橋上部（bù）結構構造均為預製空（kōng）心板（先簡支後轉換成連續梁板），單（dān）幅橋麵橫向布置為0.5m（防撞護欄）+14.75m（橋麵）+0.5m（防撞護（hù）欄），由16塊空心板組成，邊板寬99cm，中板寬（kuān）99.5cm，高70cm，板間用鉸縫連接，上部結構橫斷麵布置如圖1。 
　　2 監測目的 
　　公路橋梁的使用期長，交通量大，疲勞效應與突變效（xiào）應等因素的耦合作用將不可避免地導致結構和係統（tǒng）的損傷積累和抗力衰減。具體（tǐ）表現為：（1）環境惡劣，腐蝕效（xiào）應明顯；（2）疲勞（láo）效應和疲勞累積損（sǔn）傷突出；（3）橋梁結構的冗餘度相對較小。針（zhēn）對高速公路空心板橋結構建立結構監測係（xì）統，可把握結構損傷（shāng）、抗力衰減及其演化規律，實現對結構安全性、耐（nài）久性評定與預（yù）測。對重大工程結構檢（jiǎn）測、維修與控製的（de）科學（xué）決策，保證結構安全運行具有重要的工程（chéng）意義和社會價值 。 
　　對本次（cì）擬進行監測高架橋而言，可以在正（zhèng）常通車（chē）條件下，通過對裂縫進行監測和實測結果分析來判斷、評價縱、橫（héng）向裂縫的狀態和變化規律，並分析判斷此類橫向裂縫采用加固措施的效果，為橋梁管養單位後期（qī）采取合（hé）理措施提供建議與參考。 
　　3 監測方案 
　　裂縫寬度是裂縫發展程度的（de）一項重要指標，一般可通過裂縫觀（guān）測儀對其進行（háng）觀測，但長時間持續（xù）的用儀器直接對裂縫寬度進行測（cè）量十分不便。應變（biàn）反（fǎn）映的是結構（gòu）變形的相（xiàng）對變化，是橋梁結（jié）構受力狀態和（hé）安全評價的（de）一個重要指（zhǐ）標，測量的手段較多。本監測方案中擬通過跨縫安裝應變傳感器，監測結構變形的方法來監測裂縫的發展（zhǎn）水平（píng） ，同時輔（fǔ）助（zhù）裂縫觀測儀測量裂縫（féng）寬度值作為應變監測（cè）數據的驗證。 
　　3.1 測點的選擇 
　　經對曆次檢查（chá）發現的板底裂縫的形態比（bǐ）較發現，大部分縱向（xiàng）裂縫位於板底1.5m～13.5m的橋跨範圍內，普遍位（wèi）於板底中部，基本較為連續，縫長差異較大，縫寬大部分小於（yú）0.15mm。已（yǐ）經（jīng）發現的板底橫向裂縫，已基（jī）本進行了維修處治，單板板（bǎn）底出現橫向（xiàng）裂縫數量較少，且出現板底橫向裂縫的板較為分散。為使裂（liè）縫監測（cè）結果具有代表性，應選擇裂縫特（tè）性（縫長（zhǎng）、縫寬、位置）在（zài）橋各跨中比較普遍的裂縫進（jìn）行監測。最終（zhōng）選擇測點如表1。 
　　3.2 傳感器的安裝 
　　傳感器是數據采集的基礎，傳感器安裝的質量直接決（jué）定著所采集數據的準確度和可信度。結合本監測所（suǒ）選用的傳感器（qì）的特點，器安（ān）裝主要分為以下步驟：（1）混凝土麵的打磨與清灰；（2）傳感器底座的黏貼；（3）傳感器測杆與螺旋測頭的安裝；（4）傳感器的調零。最終本監測傳感器安裝後的實景如圖2。 
　　3.3 數據的采集 
　　數據采集的連續（xù）性、完整性、準確性是對（duì）結構裂縫狀態進行合理評估的前提。 
　　由於本監（jiān）測擬對空心板裂縫進行適時 監測，數（shù）據（jù）采集內容（róng）包括汽車荷載下最大響應峰值的采集和基準值的采（cǎi）集（jí）。前者一般在上午十點到十二點左右或下午（wǔ）四點到傍（bàng）晚六點左右，後（hòu）者通常在監測係統施（shī）工完畢，並（bìng）將係統調試和檢測完畢後，選擇其中一天的晚上十二點至次日清晨三點進行橋梁在溫度等作用下的結構響應數據的（de）采（cǎi）集，以此（cǐ）作為後期數據處理和裂縫狀態狀況評估的參考點。擬（nǐ）定每（měi）月進行一次數據采集，每半年一小結，一年出具監測報告。 
　　數（shù）據采集的時間、頻率（lǜ）在前期按照原方案進行，後期根據前期的測量分析結果和（hé）分析（xī）的要（yào）求。當出現特殊的氣候、交通條件下和（hé）橋梁運營（yíng）狀況異（yì）常時應進行相應調整。 
　　3.4 監測數據的分析與評價（jià） 
　　本監測方法中主要通過測試測點應變，然後將應變轉化為縫寬來間接測試縫寬的（de）變化情況 ，並采用（yòng）裂（liè）縫寬度儀進行數據驗證。因此監測（cè）以（yǐ）應變監測為主（zhǔ），同時觀測裂縫長（zhǎng）度。所以（yǐ）主要利（lì）用實（shí）測數據中的基準值與汽（qì）車荷（hé）載作用下的響應峰值兩個重要信息對結構（gòu）裂縫的（de）狀態進行評估，其中基（jī）準值為除去汽車荷載的環境（如溫度作用等）激勵下（xià）結構的應變（biàn）響應。由於裂縫監測是根據結構在同一位置上不同時間（jiān）的（de）測量結果的變（biàn）化來識別裂縫的狀態，所以本項目中主（zhǔ）要通過（guò）不同時期的基準值的對比，並參考汽（qì）車荷載作用下的響應峰值的對比結果來分析判斷裂縫是否存在明顯發展趨勢和變化規（guī）律（lǜ）。 
　　4 結論 
　　空心板縱、橫向裂縫普遍存在，以此作為空心板病（bìng）害的監測對（duì）象（xiàng）極具代表性，通過對監測和實測結果分析可以較好的來判斷、評價縱、橫向裂縫的狀態和變化規律，並分析判斷不同裂縫（féng）加固措施的實施效果。 
　　通過橋梁空心板裂縫的監（jiān）測，建立（lì）服役橋梁的健康監測係統（tǒng），起到確保橋梁安全運營（yíng），延長橋（qiáo）梁使用壽命的作用（yòng），同時通（tōng）過早期發現橋梁病害能大大（dà）節約橋梁的維修費用，可以（yǐ）避免頻繁大修關閉交通（tōng）所引起的重大（dà）損失。 
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