曾 磊 高志波 沈卓洋

隨著交通事業(yè)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,橋梁檢測(cè)得到了日益廣泛的重視。橋梁檢測(cè)在評(píng)定現(xiàn)有橋梁的實(shí)際承載能力、建立和積累必要的橋梁技術(shù)資料、推動(dòng)和發(fā)展舊橋評(píng)定理論及新橋設(shè)計(jì)理論等方面都有著重要的意義。同時(shí),隨著交通基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)的飛速發(fā)展和橋梁等級(jí)的不斷提高,支座被廣泛地使用于橋梁中,故加強(qiáng)支座的檢測(cè),提高支座的使用壽命,是保證橋梁質(zhì)量的關(guān)鍵。支架壓載試驗(yàn)是一種重要的檢測(cè)手段,能為橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀、橋梁結(jié)構(gòu)以及支座的實(shí)際承載能力的評(píng)估提供科學(xué)、直觀的數(shù)據(jù),可以為檢測(cè)者對(duì)橋梁支座的承載能力做出科學(xué)的評(píng)估。

1 支座壓載試驗(yàn)及觀測(cè)方法

1.1 支座檢測(cè)情況

橋梁支座在橋梁結(jié)構(gòu)中,是橋梁上、下部結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn),作用是將上部結(jié)構(gòu)的荷載安全地傳遞到橋梁墩臺(tái)上去,同時(shí)保證上部結(jié)構(gòu)在荷載、溫度變化、混凝土收縮徐變等因素作用下的自由變形,并保護(hù)梁端、墩臺(tái)帽不受損傷。但是,當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)橋梁支座的檢測(cè)試驗(yàn)多為在安裝時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,對(duì)其在使用過(guò)程中的質(zhì)量檢測(cè)做的較少。因此對(duì)支座進(jìn)行加載試驗(yàn),并通過(guò)其來(lái)檢驗(yàn)支座結(jié)構(gòu)的工作情況和橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀,這種方法是保證橋梁質(zhì)量的關(guān)鍵。同時(shí),在加載試驗(yàn)中的測(cè)量也尤為重要。三角高程測(cè)量是一種間接測(cè)高法,它不受地形起伏的限制,施測(cè)速度較快,在橋梁工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。

1.2 試驗(yàn)原理及目的

支架加載試驗(yàn),主要是通過(guò)測(cè)量支架在靜力試驗(yàn)荷載作用下隨時(shí)間的變形,了解支架結(jié)構(gòu)在工作狀態(tài)時(shí)與設(shè)計(jì)期望值是否相符,從而檢驗(yàn)其工作狀況。

一般橋梁支座加載試驗(yàn)主要是解決以下問(wèn)題:1)檢驗(yàn)支架及模板的強(qiáng)度和安全性。2)消除支架、模板安裝及地基的非彈性變形。3)測(cè)出荷載作用下的彈性變形值及支架基礎(chǔ)下沉。

1.3 測(cè)點(diǎn)布置及試驗(yàn)步驟

1.3.1 測(cè)點(diǎn)布置步驟

首先進(jìn)行模板支架搭設(shè);其次組織對(duì)支架進(jìn)行檢查,檢查內(nèi)容包括焊接質(zhì)量,支架基底與地面支撐是否牢固,墊塞是否緊密、遺漏;最后,在支架前橫梁及后橫梁上布置測(cè)點(diǎn),每個(gè)橫梁布置3個(gè)測(cè)點(diǎn)。

1.3.2 觀測(cè)原理及步驟

設(shè)定一后視點(diǎn),假定其高程值為0.000 mm,采用三角高程法直接測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)標(biāo)高值。照準(zhǔn)標(biāo)志采用徠卡60 mm×60 mm反射片。

1)加載前測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的原始標(biāo)高。2)荷載值到1.2倍梁段重量時(shí)測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高。3)每天兩次持續(xù)觀測(cè)測(cè)點(diǎn)標(biāo)高值。4)分析數(shù)據(jù),沉降量穩(wěn)定后卸載。5)卸載后再次測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的標(biāo)高值。

停止觀測(cè)的條件:連續(xù)3 d的累積沉降變化值不超過(guò)2 mm。

2 觀測(cè)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

圖1為累計(jì)沉降值與時(shí)間的關(guān)系。表1,表2為通過(guò)三角高程測(cè)量方法觀測(cè)所得到的支座彈性變形和非彈性變形。通過(guò)以下圖表對(duì)支座試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的分析。

表1 175號(hào)墩壓重試驗(yàn)觀測(cè)表(彈性變形)

表2 175號(hào)墩壓重試驗(yàn)觀測(cè)表(非彈性變形)

由圖1及表1,表2數(shù)據(jù)可知:

1)支架非彈性變形較大且不均勻,最大為20 mm,最小為3 mm。最大沉降值發(fā)生在測(cè)點(diǎn) 1—1及1—2處,最小值發(fā)生在測(cè)點(diǎn)2—1及2—2處;2)支架彈性變形較小,支架前橫梁處彈性變形為5 mm～8 mm,后橫梁處彈性變形為4 mm～6 mm,彈性變形相對(duì)均勻;3)根據(jù)觀測(cè)可知,溫度對(duì)高程值有影響,晚上高程值比早晨高1 mm～2 mm。

根據(jù)觀測(cè)結(jié)果可知:支架彈性變形較小,非彈性變形較大,支架最大總變形為25.0 mm。

由此可知,通過(guò)支座壓載試驗(yàn)法所得到的數(shù)據(jù)可以明確、科學(xué)的判斷支座變形情況。因此,使用壓載試驗(yàn)來(lái)對(duì)支座受力變形進(jìn)行檢測(cè),從而了解支座情況是測(cè)試支座行之有效的方法。同時(shí),在三角高程過(guò)程中,采用反射片可以消除由于多次立鏡帶來(lái)的立鏡誤差;由于在較短時(shí)間內(nèi)同時(shí)測(cè)量后視與前視,且距離較短,球氣差影響可以忽略;由同一臺(tái)儀器同一次觀測(cè)前視與后視,消除了儀器高的誤差。因此采用三角高程進(jìn)行沉降觀測(cè),精度完全可以滿足試驗(yàn)要求,大大節(jié)約了觀測(cè)時(shí)間。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)橋梁的高速發(fā)展,對(duì)橋梁的安全問(wèn)題越來(lái)越受到重視,因此,通過(guò)橋梁支座壓載試驗(yàn)以及三角高程測(cè)量法的檢測(cè),對(duì)橋梁工作情況以及橋梁支座受力情況提供科學(xué)的數(shù)據(jù)是橋梁檢測(cè)過(guò)程中不可缺少的一部分。同時(shí),支座壓載試驗(yàn)檢測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的工作,不僅要求工作人員有豐富的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn),而且需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)作為指導(dǎo)。只有把理論和實(shí)際充分結(jié)合起來(lái),再加上指揮者與各試驗(yàn)人員之間的默契配合,才能做好檢測(cè)工作并取得滿意的數(shù)據(jù),也只有這樣,才有可能獲得科學(xué)的依據(jù),做出準(zhǔn)確的評(píng)估。

[1]JGJ/T 8-97,建筑變形測(cè)量規(guī)程[S].

[2]GB 12897-91,國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].

[3]GB 50026-93,工程測(cè)量規(guī)范[S].

[4]顧孝烈,鮑 峰,程效軍.測(cè)量學(xué)[M].第3版.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社,2006.