吳勇、李昌奎
(貴州宏信創(chuàng)達工程檢測咨詢有限公司,貴州貴陽 550014)
道路橋梁是我國重要的基礎設施,加強質量監(jiān)督管理具有重要意義。因此,在道路橋梁建設和運營的各個環(huán)節(jié),需要加強試驗檢測工作,提高檢測水平,及時發(fā)現(xiàn)質量隱患和問題,并采取必要的處理措施,以確保道路橋梁在各個方面的性能和質量達到標準要求,滿足交通通行的需要。各級單位應選擇適合的道路橋梁試驗檢測技術,充分發(fā)揮先進技術的優(yōu)勢,隨時了解道路橋梁的運行狀態(tài),以提升道路橋梁運行的安全性和穩(wěn)定性,推動橋梁事業(yè)的全面發(fā)展。
道路橋梁結構中,混凝土是主要的組成部分,其內(nèi)部有時會存在缺陷問題,如裂縫、蜂窩和鋼筋銹蝕等。這些問題無法通過外觀檢查發(fā)現(xiàn),但卻會對道路橋梁的結構性能產(chǎn)生重大影響。因此,為了應對內(nèi)部缺陷,需要采用先進的檢測技術來掌握內(nèi)部情況,并采取有效的措施。目前,在道路橋梁檢測中廣泛應用無損檢測技術,如超聲波和雷達,也可以通過經(jīng)驗判斷和敲擊方式檢測內(nèi)部問題。超聲波檢測可及時發(fā)現(xiàn)裂縫和鋼筋銹蝕等情況,而雷達電磁波則可對整個結構層進行測試和分析。
在道路橋梁檢測過程中,外觀檢測也具有重要意義,因為許多外部缺陷會延伸到內(nèi)部,進而對道路橋梁的運行性能產(chǎn)生較大影響。因此,加強外觀檢測至關重要,及時發(fā)現(xiàn)輕微的病害問題,并采取有效措施,以確保道路橋梁的結構性能不受影響。目前,外觀檢測主要包括裂縫檢測、撓度測試、構件質量檢查和上部缺陷檢測等內(nèi)容。然而,需要注意的是,針對道路橋梁工程中的拱形等特殊結構,需要選擇適當?shù)臋z測方法,以確保檢測的準確性。此外,在道路橋梁檢測過程中,如果發(fā)現(xiàn)任何缺陷或病害問題,應深入分析其成因,并了解其是否對道路橋梁的運行產(chǎn)生不利影響,并采取有效的應對措施[1]。
現(xiàn)以某道路橋梁項目為例,采用靜載試驗的方法測試是否存在缺陷問題。該橋梁項目全長500m,橋面寬27m,設計為雙向四車道形式。經(jīng)過現(xiàn)場調查了解,該項目采用預應力混凝土連續(xù)箱梁構件,下部采用柱式墩。試驗過程中,使用300kN 的三軸載重汽車。試驗檢測的第一步是確定加載工況,目前主要采用對稱加載和偏載等方式,使用不同的加載方式獲取各項數(shù)據(jù)信息,并繪制測量曲線,以了解橋梁的運行狀況。第二步是布置測點,選擇合適的測量方法,并根據(jù)橋梁特性合理設置測點,選擇最佳測試方法,以獲取準確的測量數(shù)據(jù)信息。
3.1.1 選定試驗孔
為了提高道路橋梁試驗檢測的整體水平,在前期準備階段應做好各項工作??紤]到檢測標準和要求,需要從結構特點出發(fā),科學合理地設置檢測孔,確保其數(shù)量和位置符合要求,為靜載試驗的順利開展提供基礎。
3.1.2 選擇腳手架和測試架
道路橋梁試驗檢測環(huán)節(jié)需要使用多種設備,這些設備具有不同的功能和操作方法,且在操作過程中可能會受到其他設備的干擾和影響。因此,在現(xiàn)場設備選擇和設置時,應考慮設備的特點,加強距離控制,確保腳手架和測試架的安裝符合要求,不對靜載試驗產(chǎn)生負面影響。此外,為提高橋梁結構的穩(wěn)定性和安全性,在安裝過程中也要加強控制,以確保不對橋梁結構性能造成任何影響。
加載位置的選擇對檢測結果具有直接影響,因此加載位置必須符合合理性要求,與試驗要求完全一致,并符合當前的試驗檢測標準。確定加載位置時,檢測工作人員應根據(jù)等效荷載的基本原則,確保加載位置符合要求,以提高試驗檢測效果[2]。
3.3.1 荷載試驗工況
考慮到橋梁工程的具體情況和基本結構,為獲得準確的檢測結果信息,按照如下要求進行:第一,對于連續(xù)梁主橋,荷載試驗至關重要,試驗工況包含多種類型,需考慮現(xiàn)場具體情況,選擇最佳工況。由于該橋梁為連續(xù)梁主梁結構,設計為單箱單室截面,橫向剛度較高,因此采用對稱荷載方式。第二,在簡支梁引橋的結構上,通過偏載和正載工況方式,使用兩輛30t 車輛進行檢測。為提高測量精度,結合實際需要確定車輛的行駛速度,以符合測量要求,獲得準確的數(shù)據(jù)信息(見圖1、圖2)。
圖1 檢測現(xiàn)場
圖2 測試現(xiàn)場
3.3.2 確定試驗荷載
進行道路橋梁的靜載試驗時,需要注意以下工作。第一,加強荷載控制,組織專業(yè)技術人員對橋梁截面和受力情況進行綜合分析,選擇適當?shù)能囕v荷載參數(shù),通常選擇20t 和30t 車輛。技術人員應考慮試驗檢測的需求,選擇適合的車輛進行測試,以提高測量的準確性。第二,明確加載和卸載的程序。在加載過程中,需要緩慢進行,并由操作人員分析橋梁應變和荷載變化等情況,實現(xiàn)程序化改進。該次試驗中,采用分次加載的方式,共分為三個級別進行,每個級別的控制都必須嚴格執(zhí)行,以滿足現(xiàn)場試驗要求。加載和卸載完成后,需間隔一定時間進行數(shù)據(jù)讀取,以保證數(shù)據(jù)偏差在合理范圍內(nèi)。
3.3.3 測點布置
做好橋梁各個撓度位置和應變測點的檢測工作。由于這些位置較為特殊,在靜載試驗中應額外設置多個測點,特殊位置上應設置3 個以上測點。對于截面的跨中位置,一般應布置7~10 個測點,以獲取準確的數(shù)據(jù)信息。
3.3.4 靜載試驗儀器設備
該次橋梁靜載試驗的環(huán)節(jié),應用的儀器設備比較多,如撓度測量儀、百分表、水準儀、應變片等。
在該次試驗中,將使用16.5 預應力預制空心板作為數(shù)據(jù)參考,并在各個預制板結構之間設置相應數(shù)量和型號的鋼筋,以確保橋梁在試驗過程中達到安全性要求,并使試驗數(shù)據(jù)符合精度標準。由于橋面混凝土的厚度較大,在試驗檢測過程中,為預防裂縫問題的發(fā)生,將采用剛接梁法進行裝配式板的計算。在計算過程中,會加強對混凝土材料彈性模量的計算分析,并考慮到車輛自身及載重的具體情況來確定參數(shù)[3]。
在試驗結果分析的階段,可以通過掌握靜載試驗的各項技術參數(shù)來對橋梁的性能進行綜合評價。目前,選擇以下評估方法:第一,檢驗系數(shù)。通過獲得各項檢驗系數(shù),在試驗過程中反映橋梁結構的性能,并了解當前橋梁的具體工作情況。將實際測量值與計算值進行對比分析,若校驗系數(shù)小于1,表示橋梁的承載性能完全符合要求,整體性能良好;若校驗系數(shù)超過1,表示橋梁的承載性能不足,穩(wěn)定性和安全性不合格。在試驗過程中,校驗系數(shù)應保持在正常范圍內(nèi),過大或過小都會對橋梁的正常使用產(chǎn)生影響。第二,理論值與實測值的關系曲線。通過試驗檢測,可以分析橋梁的實際運行情況,掌握動態(tài)化的數(shù)據(jù)信息。如果理論值與實測值的曲線走勢變化沒有明顯偏差,說明整個橋梁的性能基本良好。反之,若存在明顯偏差,說明橋梁工程存在安全隱患,需要采取必要的應對措施。
通過分析靜載試驗的結果,可以了解到橋梁的承載能力和使用狀態(tài),從而反映出橋梁工作的具體情況。專業(yè)技術人員對檢測結果展開綜合性分析,以掌握當前是否存在安全隱患。按照當前靜載試驗的檢測要求,可以充分發(fā)揮先進的檢測技術優(yōu)勢,主要采用振弦式應變計和千分表應變計作為主要的檢測設備。確保測量參數(shù)的精度合格,能夠更加準確地了解橋梁的實際運行情況[4-5]。
在進行進展試驗檢測的過程中,通常存在負載平臺移動的情況,這可能導致實際測量結果與預期存在較大偏差。因此,在進展試驗的環(huán)節(jié)中,檢測技術人員應該考慮到承載力的要求,并加強對各項參數(shù)的控制,以確保其不會對橋梁結構產(chǎn)生不良影響。在檢測工作過程中,必須科學合理地分配加載負荷。如果負載相對較小,可能會導致嚴重脫離,甚至直接拔起;而如果負載過大,可能會引發(fā)彎曲變形,從而對橋梁結構的性能產(chǎn)生不利影響。
進行靜載試驗時,很容易出現(xiàn)穩(wěn)定性不足的情況,這會導致各項檢測工作無法順利進行,獲取的數(shù)據(jù)也會存在較大的偏差。在試驗檢測的環(huán)節(jié)中,材料的質量對檢測結果的影響非常重要。如果使用的材料性能不達標,將導致承載力不符合要求。如果在檢測過程中沒有充分分析材料方面的因素,僅僅按照統(tǒng)一的標準進行操作,可能會導致下沉、塌陷等情況,進而無法繼續(xù)進行正載試驗。為了避免這種情況,檢測人員應該從實際情況出發(fā),了解材料受力的特點,并選擇最合適的靜載試驗檢測方法,以確保靜載試驗順利進行[6]。
如果在道路橋梁試驗檢測環(huán)節(jié),工作人員未對現(xiàn)場的土質條件進行充分分析,所得數(shù)據(jù)將不穩(wěn)定、不精確,導致最終的檢測效果無法達到要求。舉例來說,某些公路橋梁本身位于土質比較疏松的區(qū)域,地質結構穩(wěn)定性較差,主梁主要通過千斤頂進行承載。進行靜態(tài)試驗之前,橋梁的受力已傳遞至支撐頂部。然而,由于支撐平臺的穩(wěn)定性無法滿足要求,受到處置條件的干擾,平臺穩(wěn)定性較差,因此無法獲得準確的靜載數(shù)據(jù)。針對這一情況,在現(xiàn)場施工開始之前,必須對現(xiàn)場土質條件進行全面分析,確保支撐結構的穩(wěn)定性合格,確保試驗檢測順利進行。
在道路橋梁靜載試驗中,為了減少主梁完全依靠千斤頂承載的重量,避免荷載過小的情況,檢測工作通常采取堆載和試驗同步進行的方式。在這種情況下,為了確保安全性,檢測人員應合理選擇堆載方法。隨著試驗的進行,堆載架會承受較大的重量,導致主梁向千斤頂方向施加反向壓力,使千斤頂承受較大壓力,可能導致結構下沉[7]。然而,很多人員在檢測過程中未能及時發(fā)現(xiàn)這一問題,使問題進一步惡化。如果系統(tǒng)的壓力超過了千斤頂?shù)念~定承載力,將導致結構受損,無法滿足試驗檢測的標準要求。因此,在檢測過程中,應對千斤頂進行全面檢測和分析,了解現(xiàn)場的油壓數(shù)據(jù),并采取科學合理的調整措施,確保檢測結果的合格性。此外,采取堆載和試驗同時進行的方式時,必須采取必要的穩(wěn)定性措施,并確保壓力的增加在合理范圍內(nèi),以避免壓力失衡對試驗檢測的效果產(chǎn)生影響[8]。
在道路橋梁試驗檢測環(huán)節(jié),先進的檢測技術,可以提升檢測質量和效果,從而為道路橋梁的安全穩(wěn)定運營提供有力保障,為我國道路橋梁事業(yè)的全面發(fā)展奠定基礎。因此,在實際工作中,試驗檢測人員需要在充分掌握道路橋梁檢測標準和要求的基礎上,考慮現(xiàn)場實際情況,選擇適當?shù)臋z測手段,并有效控制影響因素,提高試驗檢測數(shù)據(jù)的精度,確保各項檢測工作順利進行。