楊能羽

（宜春市交通工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司，江西宜春336000）

0 引言

通過對(duì)混凝土橋梁荷載試驗(yàn)檢測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題，對(duì)提升混凝土橋梁結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性有積極作用。目前在混凝土橋梁檢測(cè)過程中，荷載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)由于具備檢測(cè)效果好、檢測(cè)速度快等優(yōu)勢(shì)得到廣泛的應(yīng)用。為了對(duì)荷載試驗(yàn)方式的應(yīng)用有詳細(xì)的了解，對(duì)該方式的應(yīng)用過程進(jìn)行研究，歸納總結(jié)科學(xué)的試驗(yàn)方法意義重大。

1 工程概況

某橋梁項(xiàng)目采用的是三跨連續(xù)梁橋的形式，總體長(zhǎng)度為106m，于20世紀(jì)80年代末期建設(shè)完成投入使用，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為鋼筋混凝土T 梁+懸臂T 梁的結(jié)構(gòu)形式，下部則應(yīng)用的是重力式墩與重力式臺(tái)的形式。因?yàn)闃蛄航ㄔO(shè)投入運(yùn)營(yíng)時(shí)間比較長(zhǎng)，橋梁等級(jí)相對(duì)較低，并且橋梁一般邊跨有較大的車輛沖擊和影響。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)要做好橋梁受損結(jié)構(gòu)部位的承載性能檢查，以確定是否滿足工程運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，也能夠及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施滿足運(yùn)行要求。

2 荷載試驗(yàn)的流程

在橋梁工程項(xiàng)目的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，進(jìn)行荷載試驗(yàn)是極為重要的。首先，應(yīng)該收集全部設(shè)計(jì)、工藝記錄、監(jiān)理記錄、材料驗(yàn)收記錄以及養(yǎng)護(hù)維護(hù)記錄資料，保證資料具備完善性。其次，需要做好橋面、承載結(jié)構(gòu)、支座、基礎(chǔ)等部位的全面檢查。再次，需要落實(shí)各項(xiàng)荷載試驗(yàn)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)準(zhǔn)備，做好全部結(jié)構(gòu)的性能檢查。最后，需要準(zhǔn)備符合荷載試驗(yàn)要求的各項(xiàng)設(shè)施、設(shè)備，試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)需要設(shè)置腳手架、測(cè)試儀表支架等，準(zhǔn)備好各項(xiàng)基礎(chǔ)工作，保證荷載試驗(yàn)可以順利進(jìn)行，為試驗(yàn)數(shù)據(jù)達(dá)到精確性要求奠定基礎(chǔ)[1]。

3 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

為了能夠保證橋梁結(jié)構(gòu)的治理合格，需要加強(qiáng)檢測(cè)試驗(yàn)工作。經(jīng)過檢驗(yàn)后橋梁質(zhì)量達(dá)標(biāo)，才能說明工程結(jié)構(gòu)更具可靠性，符合靜載試驗(yàn)的要求，了解當(dāng)前的工作運(yùn)行情況，判斷橋梁的運(yùn)行效果是否達(dá)標(biāo)。進(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)分析，檢測(cè)確定在車輛行駛到施工現(xiàn)場(chǎng)后橋梁動(dòng)態(tài)增量符合要求，確保試驗(yàn)橋跨在荷載動(dòng)力響應(yīng)以及橋梁固有振動(dòng)特點(diǎn)。

4 公路橋梁檢測(cè)中的荷載試驗(yàn)的應(yīng)用

在混凝土橋梁檢測(cè)工作開展之前要做好檢測(cè)準(zhǔn)備，并且掌握荷載試驗(yàn)檢測(cè)要點(diǎn)，如此才能體現(xiàn)出真實(shí)的效果。

4.1 試驗(yàn)檢測(cè)準(zhǔn)備

在橋梁工程的荷載試驗(yàn)之前，進(jìn)行各項(xiàng)準(zhǔn)備工作非常重要。主要按照如下要求進(jìn)行：其一，做好試驗(yàn)孔選擇工作。在橋梁荷載試驗(yàn)孔選擇的過程中，不能只選擇檢測(cè)容易的孔，同時(shí)也要選擇不利于檢測(cè)的孔。對(duì)稱結(jié)構(gòu)形式的橋梁項(xiàng)目在橋梁荷載檢測(cè)環(huán)節(jié)，選擇有代表性的孔進(jìn)行檢測(cè)。其二，做好放樣、支架安裝工作。在橋梁荷載試驗(yàn)環(huán)節(jié)，需要做好支架搭設(shè)施工工作，選擇合適的搭設(shè)施工位置，明確搭設(shè)方式和標(biāo)準(zhǔn)。放樣工作就是為了搭設(shè)施工進(jìn)行的，明確加載部位與測(cè)試點(diǎn)。其三，在各項(xiàng)工作結(jié)束后，進(jìn)行照明、儀器、通信等基礎(chǔ)設(shè)施的安裝施工[2]。

4.2 荷載試驗(yàn)的內(nèi)力控制

在荷載檢測(cè)時(shí)，一般不會(huì)檢測(cè)運(yùn)行質(zhì)量達(dá)標(biāo)的橋梁結(jié)構(gòu)，很多都是對(duì)受力條件不當(dāng)、外觀檢查存在質(zhì)量問題的橋梁進(jìn)行檢測(cè)?；诖耍紤]到橋梁結(jié)構(gòu)的運(yùn)行狀況，選擇合適的方式做好荷載試驗(yàn)檢測(cè)，可以掌握全部的試驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，以了解橋梁的運(yùn)行性能，為橋梁的運(yùn)行安全性、可靠性提供良好基礎(chǔ)。根據(jù)實(shí)際情況展開分析，在簡(jiǎn)支梁的橋梁項(xiàng)目來說，檢測(cè)主要是從彎矩力、剪力兩個(gè)方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行。對(duì)于連續(xù)結(jié)構(gòu)的橋梁項(xiàng)目來說，具體的檢測(cè)內(nèi)容就是邊跨橋端剪力、負(fù)彎矩、撓度等參數(shù)，從而可以掌握橋梁的運(yùn)行效果和治理。在懸臂式結(jié)構(gòu)橋梁的檢測(cè)中，主要是檢測(cè)橋梁端剪力、控制界面以及支點(diǎn)部位上的負(fù)彎矩、撓度、錨固跨最大正彎矩、懸臂梁端撓度以及掛孔中彎矩等參數(shù)，這些參數(shù)能夠真實(shí)反映出橋梁的運(yùn)行效果，為工程的質(zhì)量控制提供基礎(chǔ)條件。在拱橋式橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一般會(huì)進(jìn)行橋梁的3/8L(1/4L)彎矩、撓度、拱頂彎度、界面尺寸等方面的檢測(cè)。鋼式拱架結(jié)構(gòu)形式，檢測(cè)的主要內(nèi)容是墩頂水平位移量、中跨以及重癥彎度、撓度等數(shù)據(jù)，做好各個(gè)截面尺寸的檢查和控制，保證結(jié)構(gòu)的彎矩性能負(fù)荷要求。懸索橋梁的結(jié)構(gòu)形式中，檢測(cè)的內(nèi)容是主纜內(nèi)力、控制界面與內(nèi)容、搭腳截面內(nèi)力尺寸等，以保證其符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。只有保障荷載試驗(yàn)內(nèi)力參數(shù)達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，才能達(dá)到運(yùn)行效果和標(biāo)準(zhǔn)要求，為工程質(zhì)量的提升奠定基礎(chǔ)[3]。

4.3 確定試驗(yàn)荷載

試驗(yàn)工作開始之前，需要合理地預(yù)估橋梁的荷載參數(shù)，這是檢驗(yàn)是否試驗(yàn)合格的關(guān)鍵性措施。經(jīng)過內(nèi)力參數(shù)值的預(yù)估分析，為了使得數(shù)據(jù)精確性達(dá)到要求，需要選擇最不利條件下進(jìn)行檢測(cè)試驗(yàn)。相應(yīng)的截面內(nèi)力數(shù)據(jù)的獲取，應(yīng)該做好荷載數(shù)據(jù)的控制。試驗(yàn)需要在規(guī)定的條件之下進(jìn)行，達(dá)到有效的控制，還要保證荷載控制在原荷載范圍之內(nèi)，主要的做法就是保障在最不利工況之下的荷載參數(shù)值符合要求，達(dá)到相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性能的提升。

4.4 荷載試驗(yàn)的結(jié)果分析和報(bào)告

從目前的實(shí)際情況分析，荷載試驗(yàn)分析環(huán)節(jié)工作量比較大，數(shù)據(jù)分析和處理工作繁雜，稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析效果變差，影響總體的工作質(zhì)量。因此，試驗(yàn)人員在檢測(cè)確定荷載試驗(yàn)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)之后，需要將各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)及時(shí)總結(jié)與分析，從大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)、文字記錄以及圖形文件的分析中，尋找出一定的規(guī)律，以了解橋梁的運(yùn)行狀態(tài)。只有經(jīng)過全面的數(shù)據(jù)資料綜合性分析，選擇科學(xué)合理的方式計(jì)算和對(duì)比分析，才能獲取有價(jià)值的信息與資料。在分析數(shù)據(jù)工作結(jié)束后，根據(jù)需求和目的形成分析報(bào)告，準(zhǔn)確掌握橋梁運(yùn)行的可靠性與安全性[4]。

5 動(dòng)載試驗(yàn)內(nèi)容

動(dòng)載試驗(yàn)的目的就是了解目前橋梁的動(dòng)力性能以及抵抗受迫振動(dòng)、突發(fā)荷載方面的性能，是橋梁運(yùn)行的重要性技術(shù)參數(shù)。在該橋梁項(xiàng)目中，試驗(yàn)工況的檢測(cè)點(diǎn)主要是設(shè)置到試驗(yàn)橋跨的跨中部位上。將橋梁交通進(jìn)行封閉處理，然后加載車按照30km/h、40km/h、50km/h 的速度行駛經(jīng)過規(guī)定檢測(cè)的位置，然后測(cè)定該行駛速度在行車荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng)。然后，車輛以30km/h、40km/h、50km/h 的速度行駛通過整個(gè)橋跨的結(jié)構(gòu)，在安裝動(dòng)力監(jiān)測(cè)設(shè)備的位置上點(diǎn)剎車，進(jìn)行橋跨反應(yīng)的具體情況，了解動(dòng)力性反應(yīng)。

經(jīng)過一階頻率試驗(yàn)檢測(cè)，應(yīng)用有限元模型獲得最終數(shù)據(jù)信息。通常來說，在結(jié)構(gòu)前一階陣型和自振頻率在結(jié)構(gòu)力學(xué)中可以有效控制。試驗(yàn)橋跨一階模態(tài)理論固有頻率是0.56Hz，動(dòng)力試驗(yàn)實(shí)測(cè)固有頻率為0.59Hz，檢測(cè)確定各個(gè)一階自振頻率實(shí)際檢測(cè)參數(shù)都要超出理論數(shù)值，所以結(jié)構(gòu)剛度性能合格，橋梁的剛度性能完全符合工程的運(yùn)行要求。

6 動(dòng)態(tài)特性分析

動(dòng)載試驗(yàn)需要以當(dāng)前的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)抵抗受迫振動(dòng)與突發(fā)荷載影響性能數(shù)據(jù)，可以確定在運(yùn)行中的承載性能參數(shù)，并且可以作為結(jié)構(gòu)評(píng)估原始數(shù)據(jù)使用，以掌握動(dòng)態(tài)特性，了解橋梁在交通運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)[5]。

7 荷載試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定方法

7.1 結(jié)果分析

針對(duì)混凝土橋梁的靜荷載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分層可知，其主要指標(biāo)包含以下兩個(gè)方面內(nèi)容：

首先，對(duì)規(guī)范值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較；其次是對(duì)理論值與實(shí)測(cè)值比較。其中實(shí)測(cè)值主要反應(yīng)混凝土橋梁的工作狀態(tài)，對(duì)于理論值來說主要是反映出混凝土橋梁的工作性能?？偟膩碚f，不管采取何種方式，都需要對(duì)靜荷載試驗(yàn)獲取的結(jié)果進(jìn)行綜合性的整理、分析以及理解。通過科學(xué)的比擬后，掌握試驗(yàn)數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，從而有效地給予評(píng)價(jià)。

7.2 結(jié)果評(píng)估

在進(jìn)行動(dòng)荷載試驗(yàn)時(shí)，要考慮到混凝土橋梁的多動(dòng)性，需要切實(shí)地做好橋梁結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)、板形、頻率的掌控。由于動(dòng)荷載試驗(yàn)開展需要經(jīng)過一系列的時(shí)間歷程曲線，工作人員要全面地對(duì)整個(gè)里程涉及的參數(shù)變化進(jìn)行收集整理，而后按照情況，采取不同的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最后按照實(shí)際需求，做好混凝土橋梁動(dòng)荷載試驗(yàn)結(jié)果的評(píng)定，且在了解指標(biāo)評(píng)價(jià)體系要求的基礎(chǔ)上掌握橋梁的動(dòng)力性能，如此才能滿足各方面的參數(shù)需求。

8 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土橋梁荷載試驗(yàn)檢測(cè)在橋梁結(jié)構(gòu)承載力評(píng)估中具有不可替代的作用，并得到廣泛應(yīng)用，提升了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。在實(shí)踐中，需要結(jié)合工程實(shí)際，合理選取檢測(cè)技術(shù)，同時(shí)強(qiáng)化檢測(cè)環(huán)節(jié)中的各項(xiàng)工作，確保更加真實(shí)地反饋橋梁的實(shí)際情況，為工程施工提供有益的參考。