潘海結(jié) (合肥工大工程試驗(yàn)檢測(cè)有限責(zé)任公司,安徽 合肥 230009)
橋梁動(dòng)靜荷載試驗(yàn)是橋梁驗(yàn)收階段的重要內(nèi)容,可以有效的反映橋梁的承載能力、強(qiáng)度、耐久性,為后期的施工提供充分的數(shù)據(jù)。通過(guò)動(dòng)靜荷載試驗(yàn),施工人員可以比較有效地了解整個(gè)橋梁的施工質(zhì)量,并對(duì)橋梁施工當(dāng)中的一些病害問(wèn)題進(jìn)行預(yù)防和處理。
隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的不斷加速,公路的里程越來(lái)越長(zhǎng),市政橋梁、鐵路橋梁、公路橋梁等橋梁的數(shù)量也日漸增多。這些橋梁是整個(gè)工程當(dāng)中的重點(diǎn)部位,如果沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)到位的養(yǎng)護(hù),就容易出現(xiàn)超載、超員狀況,在壓力狀態(tài)下發(fā)生橋梁質(zhì)量受損的問(wèn)題。在這樣的環(huán)境下,很多橋梁都會(huì)出現(xiàn)不同程度的病害,影響橋梁的質(zhì)量,影響其承載能力和耐久性。
因而在施工交付之前,對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)靜荷載試驗(yàn),可以有效地檢測(cè)出橋梁的承載能力,尤其是分析橋梁的具體強(qiáng)度。檢測(cè)橋梁在多大的承載能力范圍內(nèi)可以運(yùn)行有效,并分析橋梁可以承載相應(yīng)負(fù)荷的時(shí)間,計(jì)算橋梁的使用壽命,為后期橋梁病害的預(yù)防與去除提供真實(shí)的數(shù)據(jù),方便管理人員進(jìn)行優(yōu)化分析,從而提高橋梁管理的系統(tǒng)性與科學(xué)性[1]。
傳統(tǒng)的動(dòng)靜荷載試驗(yàn),主要是針對(duì)橋梁加固過(guò)程當(dāng)中的舊橋,進(jìn)行承載力的試驗(yàn),但是,隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,人們對(duì)于市政路橋施工的質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越重視,國(guó)家對(duì)于橋梁安全的控制能力也越來(lái)越高。在新建橋梁當(dāng)中,要想通過(guò)驗(yàn)收,也要對(duì)橋梁進(jìn)行全面的動(dòng)靜荷載試驗(yàn)。在新時(shí)代,很多橋梁的施工都應(yīng)用到了裝配式施工方案,在這種施工方案當(dāng)中,對(duì)橋梁安裝所應(yīng)用到的預(yù)制柱構(gòu)件等等,要進(jìn)行動(dòng)靜荷載試驗(yàn),只有通過(guò)試驗(yàn),才可以保障所有的施工構(gòu)建安全可靠。
動(dòng)靜荷載試驗(yàn)主要是選取單孔或多孔橋的一個(gè)有代表性的截面,來(lái)進(jìn)行測(cè)試。主要的測(cè)試項(xiàng)目有:①簡(jiǎn)支橋梁的墩臺(tái)頂控制截面、墩中控制截面、1/4控制截面;②連續(xù)橋梁的墩臺(tái)頂控制截面、支撐頂胯、中控制截面、跨中控制截面、主跨支點(diǎn)控制截面;③懸臂梁橋的墩臺(tái)頂控制截面、墩頂置點(diǎn)控制截面、錨固孔跨中控制截面、牛腿控制截面、掛孔、跨中控制截面;④拱橋的墩臺(tái)頂控制截面、拱頂控制截面、1/4控制截面;⑤剛構(gòu)橋的主跨墩頂控制截面、墩頂支點(diǎn)控制截面、懸臂端控制截面、掛孔跨中控制截面、牛腿控制截面、墩身控制截面、邊跨跨中控制截面。
主要檢測(cè)這些截面的水平位移情況、裂縫情況、沉降情況、應(yīng)力應(yīng)變情況等等。
上海市嘉里大橋跨度為2×50m+48+3×75+48m,橋梁為連續(xù)鋼結(jié)構(gòu),主梁為單箱單室梁箱,橋面寬度為34m,為雙向六車道,橋墩采用六面體變截面墩群樁基礎(chǔ)。ES匝道 Pes13~14墩跨度55m;SE匝道Pse12~13墩跨度53m;NE匝道Pne39~40墩跨度51m;均為鋼混疊合梁,橫跨4股既有滬昆鐵路線和未建的規(guī)劃滬杭城際線。每跨架設(shè)1榀梁(單箱雙室結(jié)構(gòu)),鋼梁高2.60 m寬8.2 m,其中55m跨鋼梁總重225.7t,53m跨鋼梁總重215.4t,51m跨鋼梁總重207t。ES匝道 Pes12~13墩跨度30m,SE 匝道Pse13~14墩和NE匝道Pne40~41墩跨度同為23.46m,均跨越滬杭客專,每跨架設(shè)2片梁。
本次試驗(yàn)的對(duì)象主要為17號(hào)到19號(hào)連續(xù)鋼結(jié)構(gòu)橋。由于工程驗(yàn)收的時(shí)間為夏季,因而受到溫度的影響,主要的檢測(cè)時(shí)間為晚間,外部氣溫控制在20℃左右。選擇這個(gè)時(shí)段,也可以盡可能的減少對(duì)于橋梁正常通行的影響。檢測(cè)的方式主要是:①采用15臺(tái)土方車輛,荷載重量約為36萬(wàn)N,②以5km/h的速度緩緩駛過(guò)[2]。③技術(shù)人員還根據(jù)整個(gè)橋梁的前期觀測(cè)結(jié)果,選取了4個(gè)觀測(cè)點(diǎn)。④按照測(cè)試的總體要求,在橋梁控制面的中央位置放置了4個(gè)位移傳感器,主要檢測(cè)整個(gè)截面的位移水平。⑤同時(shí),技術(shù)人員還在跨中位置和橋梁邊緣1/4處的跨度位置,安置了4個(gè)壓力傳感器。
4.3.1 控制手段
在動(dòng)靜荷載試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中,技術(shù)人員嚴(yán)格控制了整個(gè)加載環(huán)境,對(duì)進(jìn)入到試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的人員進(jìn)行了嚴(yán)格的身份核實(shí)。并通過(guò)預(yù)加載試驗(yàn)的分析結(jié)果,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)之間的縫隙讀數(shù),進(jìn)行了嚴(yán)格的審判。通過(guò)壓力傳感設(shè)備、溫度傳感設(shè)備等等儀器的讀數(shù),來(lái)確定每一輛加載車輛運(yùn)行的指定位置。并保障每一輛加載車輛,穩(wěn)定運(yùn)行30min之后,再去讀取各個(gè)儀器上的具體顯示數(shù)據(jù),通過(guò)對(duì)各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的撓度進(jìn)行分析與記錄,試驗(yàn)人員得出以下結(jié)果。
4.3.2 撓度分析結(jié)果
①在一號(hào)測(cè)試點(diǎn),各工況滿載試驗(yàn)值為4.24,參與值為0.1,滿載計(jì)算值為7.1,實(shí)測(cè)值為0.58,相對(duì)殘余為3.1%;②在二號(hào)測(cè)試點(diǎn),各工況滿載試驗(yàn)值為9.82,參與值0.61,滿載計(jì)算值為14.1,實(shí)測(cè)值為0.65,相對(duì)殘余為6.2%;③在三號(hào)測(cè)試點(diǎn),各工況滿載試驗(yàn)值為11.58,參與值為0.92,滿載計(jì)算值為14.4,實(shí)測(cè)值為0.74,相對(duì)殘余為7.9%。
從上述分析結(jié)果可以看出,各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的撓度殘余應(yīng)變都小于20%,證明本工程的施工剛度和安全儲(chǔ)備,已經(jīng)達(dá)到了施工計(jì)劃的相關(guān)要求。
嘉里大橋施工管理人員還對(duì)荷載檢測(cè)工人,進(jìn)行了比較嚴(yán)格的管理與監(jiān)控。管理人員本著優(yōu)化流程的管理理論,來(lái)對(duì)具體直接的荷載試驗(yàn)參與人員進(jìn)行了嚴(yán)格的技術(shù)培訓(xùn),保障所有的檢測(cè)結(jié)果真實(shí)可靠。
第一,提高檢測(cè)人員的質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)與責(zé)任意識(shí),保障所有的檢測(cè)工作可以按照施工計(jì)劃當(dāng)中的檢測(cè)要求系統(tǒng)地展開。工作人員按照工作手冊(cè)當(dāng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了充分的檢測(cè)準(zhǔn)備,對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,嚴(yán)格把控檢測(cè)的流程。
第二,管理人員對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行了充分的安全交底與技術(shù)交底,保障所有的檢測(cè)人員可以了解人員操作流程、機(jī)器使用方法、原料應(yīng)用辦法。所有的檢測(cè)人員都充分認(rèn)識(shí)到了動(dòng)靜荷載試驗(yàn)檢測(cè)的重要性。管理人員還針對(duì)不同操作人員的熟練程度和安全意識(shí)水平,對(duì)其能力進(jìn)行了等級(jí)評(píng)定和質(zhì)量打分。所有進(jìn)入到檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員,都可以熟練地使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)[3]。
管理人員將檢測(cè)人員的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果與其薪酬績(jī)效充分結(jié)合在了一起,大大調(diào)動(dòng)了檢測(cè)人員的積極性、主動(dòng)性,培養(yǎng)了檢測(cè)人員的職責(zé)意識(shí)與職能意識(shí)。
管理人員還對(duì)整個(gè)檢測(cè)過(guò)程當(dāng)中應(yīng)用到的以及設(shè)備,例如壓力傳感裝置,溫度傳感裝置,縫隙檢測(cè)裝置等等,進(jìn)行了系統(tǒng)規(guī)范的管理。工程部門根據(jù)項(xiàng)目計(jì)劃書,進(jìn)行了檢測(cè)設(shè)備的采購(gòu)。檢測(cè)人員根據(jù)使用手冊(cè),對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行了比較系統(tǒng)的保養(yǎng),并在檢測(cè)的過(guò)程當(dāng)中,嚴(yán)格按照設(shè)備操作手冊(cè)來(lái)對(duì)流程進(jìn)行優(yōu)化控制,保障所有的檢測(cè)結(jié)果值都可以重復(fù)、溯源。管理人員將所有的檢測(cè)數(shù)據(jù)都錄入到了電子檢測(cè)系統(tǒng)當(dāng)中,大大提高了整個(gè)檢測(cè)結(jié)果分析的精準(zhǔn)性。
綜上所述,試驗(yàn)技術(shù)人員要根據(jù)不同的材料類型,選擇不同的檢測(cè)方案,并根據(jù)具體的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行荷載試驗(yàn)?zāi)芰Ψ治?。從本文的分析可知,研究?dòng)靜荷載試驗(yàn)在橋梁檢測(cè)當(dāng)中的應(yīng)用,有助于技術(shù)人員從發(fā)展的角度看待目前橋梁施工質(zhì)量水平的控制。因而我們要加強(qiáng)對(duì)動(dòng)靜荷載試驗(yàn)的理論研究,提高其應(yīng)用范圍。