在對公(gōng)路橋梁的承載能力進行核實和鑒定(dìng)時,最有效也(yě)最常(cháng)用的一個方法就是進行荷載試驗。其試驗分為靜力(lì)荷載試驗與動力荷載試驗,通常以靜力(lì)荷載為主。通過橋梁抽檢(jiǎn)跨靜力荷載試驗(yàn),可以了解(jiě)抽檢跨結構內(nèi)力、變形(xíng)情況、實際工作性能與工程(chéng)質量,並且以此為依據對橋梁的實際承載(zǎi)能力進行評估。
岩聯小編(biān)在本(běn)文介紹靜力荷載(zǎi)試驗項目的基(jī)礎上,對公路橋梁的(de)靜力荷載試驗技術進行(háng)了探析,以供參考。
隨著公路交通事業迅速的發展,人們對橋梁的使用性能也提出了較高的要求,橋梁的安(ān)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(néng)力是否滿足通行要求(qiú),尤其是對於一些(xiē)缺乏設計資料、結構受力不(bú)詳不便驗算(suàn)或對根(gēn)據檢(jiǎn)驗及計算結果綜合判斷的橋粱(liáng)承載能力有疑問的舊橋,靜力荷載試驗則更(gèng)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,以便於測試出結構的靜位(wèi)移、靜應變以及裂縫等等,從而以(yǐ)此推斷(duàn)在荷載作用下橋(qiáo)梁結構使用能力和工作狀況的試驗。
其目(mù)的是檢驗橋梁結構設計和施工質量;直接了(le)解橋梁結構承載情況,借以判斷橋梁結構實際的承載能力;驗證橋梁結構設計理論;積累科學技術資料,充實(shí)以及發展橋梁計算理論和施工(gōng)技術。
一、試驗項目
就試驗目的而言,舊橋靜力(lì)荷載試驗項目大體(tǐ)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抓住重點,不宜過多(duō)。
二、實驗步驟(zhòu)和要求
1.實驗準(zhǔn)備工作
實(shí)驗前要根據試驗(yàn)目的製定詳細的試驗計劃和實施方案,明確加載方案、確定測點位置、加載控製技術及安全措施、試(shì)驗程序與進度等內容(róng)。
1.1 儀(yí)器(qì)儀表的選擇
在根據觀測(cè)項目(mù)需要選擇儀表儀器的時候,應當(dāng)從實際需要出發選(xuǎn)擇適合測試精度要求的儀(yí)器儀(yí)表,但(dàn)同時,也需要注意環境條件,以避免盲目的追求精度。儀(yí)器儀表需(xū)要有足(zú)夠的量程、其規格型號也要保(bǎo)持一致,在測(cè)點較(jiào)多的時(shí)候,適宜使用電測(cè)儀表。
1.2 選擇試驗孔
確定試驗孔(墩、台)應根據結構受力最不利、結構技術狀況較差或病害多而嚴重、便於搭(dā)設腳手架和設置測點以及加荷方便等原則進行。一般要結合橋梁(liáng)檢查和(hé)驗(yàn)算工作進行。對於多孔結構,還需考慮(lǜ)病害或問題的種類(lèi)及結構上(shàng)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
為方便觀測儀表與裂縫,檢查架必須(xū)應(yīng)以(yǐ)方便、經濟、安全為原則,且檢查架(jià)和儀(yí)表(biǎo)架間完全脫離,不幹擾測點附屬(shǔ)的設施,不影響儀表與測(cè)點的(de)工作。在橋下淨空高不(bú)便設置固定檢查架(jià)的時候,可以采用輕便的(de)活動吊架。另外,在搭設儀表架時還需(xū)留心觀測點的防雨措施和避免陽光直(zhí)接照射等。
1.4 測量部位與測(cè)點選擇(zé)
測量部位與測選擇應在滿足試驗目的的前(qián)提下,測點數量與布(bù)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(zhì)必須有代表性,以利計(jì)算分析;應布設一定數量(liàng)的校核測點,以保證測雖數據可靠。此外,測點的布(bù)置對試驗工作應是安全和(hé)方便的。
2.加載方案
2.1 分級加(jiā)載
為掌握橋梁結構應變或變位隨加載內力增(zēng)加的變化關係和防止結構意外損(sǔn)壞(huài),試驗荷(hé)載需逐級增加,分級加(jiā)載最好在每級加載後卸載,也可逐級加載達最大(dà)荷載後再逐級卸載。一般來說,按最大控製截麵內力平(píng)均分為3~4級。在使用重車加載,車輛(liàng)的(de)加載、稱重卸載(zǎi)、有(yǒu)困難的情況下,也可分為2~3級。在前期工(gōng)作不充分、橋梁狀況較差的情況下,加載分(fèn)級應盡量增多。若限於(yú)條件而加載分級較少的時候(hòu),為確(què)保試驗(yàn)的(de)安全,應當在每級加(jiā)載的時候,讓車輛逐輛(liàng)慢慢駛入預定的加載位(wèi)置。
2.2 加載物選擇(zé)
加載物可選用裝載重物的(de)汽車或平板車或就近利用施工(gōng)機械車輛。采用車(chē)輛加(jiā)載便於調運和加載布置,加卸載迅速(sù)。采用車載既能作靜載試驗又能作動載試驗。加載也(yě)可采用重(chóng)物,按控製荷載(zǎi)的著地輪(lún)跡先(xiān)搭設承載架,再在架上堆放重物或設置水(shuǐ)箱進行(háng)加載。加(jiā)載物應進行稱重,可直接稱重,由體積換算成重量,也可以根據車輛出(chū)廠規格確定空車軸重,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(yǐng)響,加載試驗時(shí)間(jiān)以晚10時至早6時為宜。當采用(yòng)加卸(xiè)載迅速的車輛(liàng)進行試驗時亦可安(ān)排(pái)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(jiāo)通中斷時間亦較(jiào)長(zhǎng),且試(shì)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.數據觀測
3.1觀測項目
橋梁觀測項目主要有結(jié)構的最(zuì)大撓度(dù)、結(jié)構最大(dà)拉(lā)、支座沉降、壓應力和中性軸位置、支(zhī)座(zuò)附近截麵的(de)主拉應力、活動支座(zuò)的變化以及(jí)裂縫的(de)出(chū)現和擴展狀(zhuàng)況等。在(zài)荷載作用(yòng)下橋梁的變形分(fèn)成兩類:一類為整體變形,是指變形能(néng)反映結構的整體(tǐ)工作狀況,比如撓度、支(zhī)座位(wèi)移等;另一(yī)類稱為局部變形,是反映(yìng)結構的局部工作狀況,例(lì)如纖維變形、裂縫(féng)和局部擠壓變形等。
在確定觀(guān)測項目時,首先要考慮結構的整體變形(xíng),因為它能概(gài)括結構工(gōng)作的全(quán)貌,也能反映(yìng)結構任何部分的異常變(biàn)形或局(jú)部損壞。局部變形同樣很重要,其能反映結構的抗裂性能,又是推(tuī)斷結構(gòu)實際狀況和極限強度的主(zhǔ)要指標,因此,觀(guān)測項目相測(cè)點位置應滿足分析與推斷結構工(gōng)作狀態的要求。
3.2 觀測方法
3.2.1 位移測量
位移測量的方法大致有(yǒu)兩類(lèi):一類(lèi)是接觸式測量,常見的方法是機械測量法和電測法,通(tōng)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構位移(yí)變化;另一類是非接觸式測設,多采用光學測量儀器,通(tōng)過精密(mì)水準儀、高精度經緯儀、攝(shè)影經緯儀、立體座標儀和計算機等觀測和記錄結構位移(yí)變化。
3.2.2 應變測(cè)量
應變測量分為兩種情況,即橋梁結構主應力(lì)方向未知、已知情況。前者是經常遇到的(de),比如在有突變或截麵形狀不規則的位置。在測定(dìng)這些部位的平麵應力狀態的時候,一(yī)般按一定(dìng)直角坐標係均勻布點,每點按三個方向布(bù)設成一(yī)個應變花形式。通過幹分表、杠杆引伸(shēn)儀、鋼筋應力計、應變片、手持應變儀、電阻(zǔ)應(yīng)變儀和應(yīng)變花等(děng)觀(guān)測及記錄結構應變情況。
3.2.3 裂縫觀測
通常而言,裂縫觀測主要是依靠目(mù)力輔以刻度放大鏡(jìng),而有時也用應變計來(lái)測定(dìng)裂縫的出現(xiàn)、沿受力主(zhǔ)鋼筋方向連續布(bù)置電阻應變片、開裂荷載(zǎi)等。應變計(jì)(片)連續布置(zhì)的長度(dù)不小於30倍主筋(jīn)直徑或者2~3個計算裂縫(féng)間距。
3.3測讀要求(qiú)
為保證數據真實準確,應盡(jìn)量避免環境因素幹擾(rǎo)。所有測點讀數時(shí)間要做到基本相同,加裁前均需進行預加載讀數(shù),以後每次加卸載後(hòu)立即讀數一次,並在結構變形穩定後,進入下一級荷(hé)載前再讀數一次。對於結(jié)構(gòu)變形最大的(de)測點,需每隔5min測讀一次,直(zhí)至讀數穩定。每次測瀆時,應同時記錄周圍的氣象資料如溫度、濕度(dù)等。
3.4資料整理、分析(xī)與評定
試驗完成後(hòu)要對試驗資料進行認真整理、係統分析和客觀評定。以既有橋梁結構資料和實驗觀測數據(jù)為依(yī)據,對橋梁結構進行承載力、剛(gāng)度、裂縫等方麵分析(xī),從而綜合確定橋梁承載能力及橋梁等級狀況。
結語(yǔ)
總而言之,橋梁靜(jìng)力荷載試驗作(zuò)為判別橋梁承載能力的有效手段,其試驗是基(jī)於橋梁使用狀況與曆史資(zī)料,並采集現場試驗數(shù)據,進而通過(guò)計算驗證,可以準(zhǔn)確把握(wò)橋梁承載能力和(hé)現實(shí)結(jié)構狀況。因此,這也需要我們不斷的對其技術進行分(fèn)析和研究,從而進一步的完善及提高(gāo)公路橋梁的靜力荷載試驗(yàn)技術。