橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測評方法研究和應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展?fàn)顟B(tài)

雷林

【摘要】橋梁是公路的紐帶與咽喉，直接左右著公路的生命，使用的安全性對國民經(jīng)濟起著舉足輕重的作用。因此，如何對橋梁結(jié)構(gòu)性能進行科學(xué)的測試和評價，顯得尤其重要，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)檢測是最直接和有效的方法?，F(xiàn)場橋梁結(jié)構(gòu)檢測的主要方法包括靜動力荷載試驗、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查、結(jié)構(gòu)缺陷和耐久性無損檢測等，其中橋梁荷載試驗以其可靠性高、針對性強等特點被得到廣泛應(yīng)用，是橋梁承載力評定較為有效和被行業(yè)廣泛使用的方法。

【關(guān)鍵詞】撓度；線形；測試方法；應(yīng)用技術(shù)

交通運輸是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的大血脈，國家經(jīng)濟發(fā)展水平是否達到一定高度可通過該國的交通運輸發(fā)展?fàn)顩r得以體現(xiàn)；同時國家的經(jīng)濟發(fā)展與交通運輸?shù)陌l(fā)展也是相輔相成的，交通運輸?shù)陌l(fā)展可為國家經(jīng)濟快速發(fā)展提供強大的推動力，反過來國家強大的經(jīng)濟后盾也可促進交通運輸?shù)拇罅Πl(fā)展。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展我國的高速公路也取得了很大的發(fā)展與進步，預(yù)計到2015年底我國公路總里程數(shù)將達到450萬公里，國家高速公路網(wǎng)也將基本建成，其中高速公路總里程達到10.8萬公里，覆蓋90%以上的20萬以上城鎮(zhèn)人口城市，二級及以上公路里程也將達到60萬公里以上，國省道總體技術(shù)狀況達到良等水平，農(nóng)村公路總里程將達到400萬公里左右。目前我國交通運輸行業(yè)正穩(wěn)步朝著“十二五發(fā)展規(guī)劃”規(guī)定的目標如火如荼的進行著建設(shè)，依托交通運輸?shù)陌l(fā)展，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)進程也正穩(wěn)步推進，不斷加快。

橋梁作為公路交通運輸中的重要組成部分，在國家國民經(jīng)濟建設(shè)中地位越來越突出。自國家改革開放戰(zhàn)略實施以來，隨著國家經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)水平的提高以及虛心向世界傳統(tǒng)橋梁大國學(xué)習(xí)，我國橋梁事業(yè)的發(fā)展取得了舉世矚目的成就，各項世界紀錄逐一被突破。其中世界前五名已建成大跨度斜拉橋中，我國占3座，蘇通長江大橋跨度名列第一；前五名已建成大跨度拱橋中，我國占2座，重慶朝天門大橋名列第一；前五名建成大跨度梁式橋中，我國占2座，重慶長江大橋復(fù)線橋名列第一；前五名建成大跨度懸索橋中，我國占2座，舟山西堠門大橋名列第二。截至2010年3月底國家統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國公路橋梁總計已達62萬座、總長2.73萬公里，其中互通式立交橋5553座，特大橋1699座，大橋42859座，中橋135023座，小橋442326座，每年在建橋梁接近一萬座，可以看出我國已成為名副其實的僅次于美國的第二世界橋梁大國。

橋梁是公路的紐帶與咽喉，直接左右著公路的生命，使用的安全性對國民經(jīng)濟起著舉足輕重的作用。因此，如何對橋梁結(jié)構(gòu)性能進行科學(xué)的測試和評價，顯得尤其重要，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)檢測是最直接和有效的方法?，F(xiàn)場橋梁結(jié)構(gòu)檢測的主要方法包括靜動力荷載試驗、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查、結(jié)構(gòu)缺陷和耐久性無損檢測等，其中橋梁荷載試驗以其可靠性高、針對性強等特點被得到廣泛應(yīng)用，是橋梁承載力評定較為有效和被行業(yè)廣泛使用的方法?；诤奢d試驗的橋梁結(jié)構(gòu)測評依據(jù)主要有交通部頒發(fā)的《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》（YC4-4/1982，建議標準）和《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011），前者適用于新建橋梁的竣工驗收測評，后者適用既有公路橋梁的性能評價，后者在前者的基礎(chǔ)上引入舊橋檢算系數(shù)Z1和Z2，同時對結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)的建議取值也有一定差異

撓度等變位指標作為反映橋梁整體工作性能重要指標，其在橋梁結(jié)構(gòu)性能評測方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測試的儀器包括：應(yīng)變式位移計、電渦流位移計、水準儀和全站儀等。應(yīng)變式移計是一種接觸式儀器，其分辨率高、測試精度有著其它儀器無法比擬的優(yōu)勢，通常用于可搭設(shè)支架的中小橋梁的撓度（動撓度）測量；配合測微器后的精密光學(xué)水準儀的分辨率可以達到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測試儀器，具有較強的適用性，但其分辨率和測試精度相對較低，同時受通視條件以及人工讀數(shù)隨機性的影響較大；全站儀是通過測距和豎向角的變化計算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測試、索塔變位、結(jié)構(gòu)線形測試的常用儀器。

撓度等變位指標作為反映橋梁整體工作性能重要指標，其在橋梁結(jié)構(gòu)性能評測方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測試的儀器包括：應(yīng)變式位移計、電渦流位移計、水準儀和全站儀等。應(yīng)變式移計是一種接觸式儀器，其分辨率高、測試精度有著其它儀器無法比擬的優(yōu)勢，通常用于可搭設(shè)支架的中小橋梁的撓度（動撓度）測量；配合測微器后的精密光學(xué)水準儀的分辨率可以達到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測試儀器，具有較強的適用性，但其分辨率和測試精度相對較低，同時受通視條件以及人工讀數(shù)隨機性的影響較大；全站儀是通過測距和豎向角的變化計算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測試、索塔變位、結(jié)構(gòu)線形測試的常用儀器。

撓度等變位指標作為反映橋梁整體工作性能重要指標，其在橋梁結(jié)構(gòu)性能評測方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結(jié)構(gòu)撓度、線形測試的儀器包括：應(yīng)變式位移計、電渦流位移計、水準儀和全站儀等。應(yīng)變式移計是一種接觸式儀器，其分辨率高、測試精度有著其它儀器無法比擬的優(yōu)勢，通常用于可搭設(shè)支架的中小橋梁的撓度（動撓度）測量；配合測微器后的精密光學(xué)水準儀的分辨率可以達到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測試儀器，具有較強的適用性，但其分辨率和測試精度相對較低，同時受通視條件以及人工讀數(shù)隨機性的影響較大；全站儀是通過測距和豎向角的變化計算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測試、索塔變位、結(jié)構(gòu)線形測試的常用儀器。

受限于橋梁結(jié)構(gòu)特殊性和當(dāng)今技術(shù)水平，在荷載試驗等橋梁結(jié)構(gòu)承載力評定試驗中，我們?nèi)匀蝗狈︶槍π詮?、適用性好、可靠性高的結(jié)構(gòu)撓度通用測試方法；在量測實施中，測試結(jié)果也受環(huán)境條件、通視條件、儀器本身技術(shù)性能、操作者技能等諸多因素影響，其中結(jié)構(gòu)活載效應(yīng)太小、測試方法以及人為因素對量測結(jié)果的影響最為直接，有時某種因素可以控制的誤差因素，可能會嚴重影響測評的客觀性，這樣就需要我們在變位量測過程對相關(guān)影響因素進行有效識別和控制；另外在結(jié)構(gòu)變位評價方法，我們也有必要對線形與結(jié)構(gòu)受力的相關(guān)性進行探討研究，完善相關(guān)評價參數(shù)，使結(jié)構(gòu)性能評價更加系統(tǒng)全面。

應(yīng)變式位移傳感器是中小跨徑橋梁沖擊系數(shù)測定的常用儀器，而目前不少人對此類儀器的適用性缺乏深刻認識；此類儀器受本身構(gòu)造特點影響，其頻率響應(yīng)大約處于0～10Hz范圍，而行車試驗由于橋面不平整、跨徑較小所引發(fā)的“高頻”振動，此類儀器就不一定能準確的量測，這樣就勢必會給沖擊系數(shù)的量測帶來較大誤差，影響結(jié)構(gòu)性能評測的可靠性，因此我們有必要尋求更加合適的測試儀器（方法）來改善原有常規(guī)測試方法存在的不足。

結(jié)構(gòu)撓度校驗系數(shù)是評價結(jié)構(gòu)性能的主要依據(jù)，但該系數(shù)的取值受量測誤差、測試方法、計算方法等諸多因素影響，如何保證該評價指標的客觀性，需要我們進一步取揭示該參數(shù)取值與相關(guān)影響因素之間的關(guān)系，分析和總結(jié)不同橋型該參數(shù)的合理取值范圍。

參考文獻

[1]交通部.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[S].北京：人民交通出版社，1982

[2]建設(shè)部.城市橋梁養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑出版社，2003

[3]交通部.公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004