摘要:桥梁检测的意义在于真实的评估桥梁健康状况,能够提前发现病害并进行处理,从而保证通行安全,有效延长桥梁使用寿命。随着交通事业的发展,各种大跨径桥梁建造,承重能力更大,运力更强,桥梁在很多地段起到不可忽视的运输作用,而加强监测保证安全性就成为桥梁养护重要内容。随着养护量的增大,静载试验在桥梁的应用会更广泛,本文就此研究静载试验在桥梁检测中的应用方法。
关键词:静载试验;桥梁检测;应用
1.概述
静载试验应用范围很广,桥梁静载试验是相对复杂的一项试验,在试验过程中易受很多因素影响。现场数据的采集关系到后续数据的真实可靠性,所以需要现场试验人员有着丰富的经验,提前做出适宜的检测方案,认真细致的记录和处理现场中出现的各种问题,这也是桥梁静载试验成功与否的关键。
2.试验准备阶段
这一阶段是试验可以顺利完成的前期条件,不可缺少,工作也较多。
(1)资料收集
收集桥的设计图纸、以及施工资料,如竣工图纸、材料试验报告、有关施工记录、隐蔽工程报告和重要质量差错报告、监理记录、桥梁的维修与养护记录等,这些可以帮助我们更好的了解试验对象。
(2)现场勘查
桥梁结构现状检查,例如桥面的平整度及排水状况、裂缝分布的情况等,基于这些桥梁结构现状的检查能够帮助我们对试验对象的现状做出宏观的判断;进行现场踏勘,进行外观检查,未发现该桥有明显的病害。
(3)必要的理论计算与分析
主要是设计内力的计算与试验荷载效应计算。静载试验按照公路Ⅱ级荷载要求,计算得出使用1辆35t三轴车,测试断面为边跨跨中和中跨跨中,计算静载试验荷载效率。
(4)现场准备
现场准备工作包括一些仪器设备的安装调试及现场的通信照明和人员安排等情况。通常试验现场的具体准备工作要占用全部试验的大部分工作量,要保证试验的成功,这部分工作必须有条不紊的进行。到达现场联系荷载车辆,落实车辆型号、数量和装载物,车辆过磅时除称总重物外,还要分轴称出各车轴轴重。因为桥下有水,故试验通常采用桥梁检测车进行应变测点布设,应变测量传感器拟采用数码静态应变传感器。全部测点接线完成之后,调试仪器,逐点检查;对质量不好的测点,要查出原因予以更正,必要时重新布设。挠度测量采用桥面架设高精水准仪结合铟钢尺,在桥面布点测设。
3.静载试验阶段
试验阶段易受各种干扰,数据准确与否与作业水平能力有直接关系,要引起重视。
(1)桥梁的静载试验确定试验方案时,一般都是考虑对桥梁结构产生最不利影响的位置进行试验。其中桥梁结构所产生的变形一般分为两种:一种是反映结构整体工作性能的变形,例如梁的挠度及转角、索塔的水平位移等,这些被称为整体变形;另一种与之相反其反映的是局部问题,例如裂缝、纤维变形等,这些被称之为局部变形。
(2)这一阶段是试验的重要部分,是桥梁结构健康分析的数据支撑。本工程为新建桥梁且过车不多,故在静载试验开始之前用荷载车辆对桥梁进行了预压,此时调试仪器待仪器正常所有人员准备就位,对仪器进行调零,作为初始读数。然后荷载车辆分别停在边跨、跨中指定位置,等待数据稳定,测量保存数据。每一个工况完毕后要进行卸载,待数据稳定后读取残余应变及挠度进行保存。在试验过程中密切关注数据,一旦发现数据不正常不符合要求要重新测量或停止试验。
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(3)一般需要停止试验的有这几种:控制点的应变值或者挠度值超过计算控制值;由于加载使裂缝的长度宽度急剧增长,新裂缝大量出现,缝宽超过允许值的裂缝大量增多,对结构使用寿命造成较大的影响;发生其他损坏,影响桥梁承载能力或正常使用。
(4)桥梁静载试验观测内容
桥梁结构的控制截面的最大应变和其随着荷载的变化的规律;在各级荷载作用下,观测桥梁结构的最大竖向挠度及其沿桥轴线的分布曲线;在各级荷载作用下,观测裂缝的出现及裂缝的扩展,具体来说就是需要观测裂缝出现的位置以及裂缝的长度、宽度、间距和方向的变化,还有就是卸载后裂缝闭合的情况;在各级荷载作用下,观测支座的压缩、沉降及墩台的位移和转角;另外还有一些桥梁结构如斜拉桥、悬索桥及系杆桥的吊索的索力和主缆表面的温度。
4.数据的分析与总结
这一阶段是试验的最后阶段,是对试验所采集的数据或者收集的资料进行分析,最后按照我国现行的一些规范规程进行评定及形成桥梁静载试验报告。
(1)试验曲线及指标
桥梁静载试验测试完成后需要对所测得数据进行整理,其中所需要绘制的试验曲线包括荷载与变形曲线、结构位置与实测变形曲线、理论值与实测值曲线。这些曲线可以更直观的表示桥梁结构在荷载作用下工作的具体状态和变化趋势。除了上述的一些绘制曲线,桥梁结构的静载试验还需要对数据进行分析,从这些分析得出评价结果。具体可以分为:实测数据与理论数据进行比较,通过比值来判断桥梁结构的安全储备与工作性能;将测试数据与规范规定的允许值进行比较,通过比较来判断桥梁结构的工作状况。
(2)试验数据整理
将之前试验数据进行整理,列出试验加载效率表,制作实际载重明细表,详细列出车辆型号、车号以及试验时的编号、轮轴距、理论质量和实际载重包括各轴轴重和总重。将试验实测的应变值转化为应力值,然后将应力值和实测挠度值与理论应力与挠度值进行比较,取实测值与理论值的比值为效验系数,进行分析,最后绘制成表格。
5.注意事项
(1)由于桥下一般都会有水,所以采用桥检车进行操作是常用方法。桥检车一般高4.5m,在当今村镇道路普遍限高的路况下,如果进村庄的时候由于有电线或者有限高标志,桥检车辆不能通行,必须提前设计一条可行的路线,以免耽误时间。
(2)在布设传感器的时候,需要将梁底清理干净,以免传感器与梁底结合不紧密,有的梁底有一层薄薄的砂浆,这一层砂浆也必须要清理干净,否则布设好的传感器会掉落,造成传感器损坏或丢失,清理砂浆时可以采用角磨机亦或是铁刷子。
(3)连接传感器的导线连接不宜过长,以免导线过长导致电压不足,仪器不能正常工作。在仪器全部安装完毕后实验开始之前,需通电调试一遍,确保每一个传感器都是通的,在试验开始前现模拟测试一次,保证系统运转正常,以免在试验时不能正常工作,耽误试验时间,阻碍交通。
(4)桥梁静载实验的成功与否与桥上车辆管制有着直接的联系,对于车流量小的桥梁可以选择用警示标志如警示墩自行断交,桥的两边各派一人指挥交通。对于交通量比较大的桥梁需联系交管部门现场断交,这样可以保证实验数据的准确性。
(5)若试验时间是在晚上十点到第二天清晨六点间进行,夜晚试验需提前做好照明措施,实验完毕拆卸仪器时应按着断面顺序依次拆卸,注意水上作业安全以及桥面交通车辆,切勿慌乱,导致仪器仪器遗落在现场,现场仪器拆卸完毕后需及时清点核对仪器。
结束语
桥梁静载试验是一项相对复杂的试验,在试验过程中会遇到很多的突发情况,能否在试验开始之前做好全面的设计和问题应对方案将直接影响到试验结果的准确性以及试验效率的高低。将静载试验应用于桥梁检测,已证实具有良好检测效果,值得推广普及。
参考文献
[1]刘畔.静载试验在桥梁检测中的应用[J].黑龙江交通科技,2012(5):67-68.
[2]陈苏武,陈强,周丹.试论桥梁检测中的静载试验[J].中华民居旬刊,2014(12).
论文作者:房体超
论文发表刊物:《基层建设》2017年3期
论文发表时间:2017/5/8
标签:桥梁论文; 荷载论文; 数据论文; 挠度论文; 结构论文; 裂缝论文; 现场论文; 《基层建设》2017年3期论文;