橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中荷載試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用

趙寅濤，曹金滸

(1.貴州省交通工程有限公司，貴州 貴陽 550000；2.貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中荷載試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用

趙寅濤1，曹金滸2

(1.貴州省交通工程有限公司，貴州 貴陽 550000；2.貴州省質(zhì)安交通工程監(jiān)控檢測中心有限責(zé)任公司，貴州 貴陽 550000)

基于目前橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中荷載試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用問題，實際工程案例分析了荷載試驗檢測技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出相應(yīng)的優(yōu)化方法，其目的是為相關(guān)建設(shè)者提供一些理論依據(jù)。

特大橋梁；技術(shù)狀態(tài)評估；檢測技術(shù)；靜荷載試驗

1 工程概況

杭州至瑞麗高速公路貴州境畢節(jié)至都格(黔滇界)段，有一處雙向四車道高速公路特大橋梁工程。其設(shè)計基準(zhǔn)期為100年，設(shè)計安全等級為一級，設(shè)計速度為80 km/h且荷載標(biāo)準(zhǔn)為公路-1級。由于工程涉及鋼桁梁、鋼橋梁、正交異性鋼橋面板、斜拉索梁端錨固以及防腐方案等設(shè)計內(nèi)容，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜性要求，相關(guān)建設(shè)人員對荷載的作用狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格控制。為此，研究人員采用荷載試驗檢測技術(shù)對橋梁技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行評估，以提高各部分結(jié)構(gòu)建設(shè)使用的安全穩(wěn)定性。

2橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中荷載試驗檢測技術(shù)的優(yōu)化控制方法

2.1 荷載試驗資料調(diào)查

橋梁的資料調(diào)查應(yīng)該盡可能的周密、細(xì)致、準(zhǔn)確，主要應(yīng)包括：該橋的設(shè)計資料、竣工資料、維修加固資料以及過去的荷載試驗資料等。這里特別要提出的是，對于要進(jìn)行承載能力鑒定的橋梁應(yīng)對其進(jìn)行交通量的調(diào)查，統(tǒng)計出經(jīng)常通過車輛的車型、載重及交通量，這對于我們評估橋梁的實用性和確定試驗荷載有很大的幫助。

2.2 結(jié)構(gòu)材料荷載試驗

對于橋梁相關(guān)資料不全、橋梁經(jīng)過多年運(yùn)營材料性能出現(xiàn)退化或?qū)嶋H狀況產(chǎn)生懷疑要進(jìn)一步確定橋梁的材料特性時，需進(jìn)行橋梁材料試驗，試驗一般采用無損檢測技術(shù)，如利用超聲波對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行鑒定等。在對橋梁進(jìn)行了充足的實驗準(zhǔn)備后方可進(jìn)行荷載試驗。

2.3 加載設(shè)計

加載設(shè)計應(yīng)用要點(diǎn)主要集中于測點(diǎn)布置、試驗荷載檢測工作效率、試驗加載分級控制以及荷載試驗成果分析及評定。對于荷載試驗檢測技術(shù)應(yīng)用的測點(diǎn)布置合理性，技術(shù)人員應(yīng)在明確橋梁承載能力的前提下，重點(diǎn)對主控截面進(jìn)行加載。這里指的主控截面內(nèi)容包括：最大應(yīng)力、最大撓度以及裂縫觀測。而試驗荷載檢測工作效率，其是提高橋梁荷載試驗檢測技術(shù)應(yīng)用效果的重要條件。為此，技術(shù)設(shè)計人員應(yīng)將試驗荷載與設(shè)計荷載對橋梁產(chǎn)生的效果進(jìn)行比較，即通過加載效力系數(shù)ηq來進(jìn)行表示，以提升其工作效率。具體比較過程應(yīng)按照如下公式進(jìn)行計算

公式中，SS是試驗荷載檢測技術(shù)作用下的控制截面內(nèi)力計算值,S是控制荷載試驗檢測技術(shù)作用下控制截面最不利內(nèi)力計算值,而μ則是指沖擊系數(shù)。值得注意的是，實際比較過程中，如果橋梁技術(shù)使用資料的調(diào)查及檢算工作較為準(zhǔn)確時，可采用ηq的低限；反之，則應(yīng)采用ηq的上限。但在對普通橋梁工程的承載能力進(jìn)行荷載試驗分析時，則ηq要大于0.95，這里指的ηq極值范圍在0.8～1.05之間。

對于試驗加載分級控制的應(yīng)用實踐，檢測技術(shù)應(yīng)用人員應(yīng)在加載程序的控制下進(jìn)行橋梁技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)場的荷載實驗檢測。具體的試驗方案，應(yīng)按照如下順序進(jìn)行試驗操作，即儀器安裝和調(diào)試、車位放樣、零荷載初讀值、加載、終止加載控制條件、穩(wěn)定讀數(shù)、卸載以及拆除儀器恢復(fù)交通。對于荷載試驗成果的分析及評定工作，試驗檢測應(yīng)對校驗系數(shù)η進(jìn)行評定；對實測值與理論值關(guān)系曲線進(jìn)行評定；對殘余變形進(jìn)行評定；對裂縫影響進(jìn)行評定；對橋梁的動態(tài)性能進(jìn)行評定。如表1所示，為某橋梁工程進(jìn)行荷載試驗的校驗系數(shù)分析。

表1 荷載試驗校驗系數(shù)

由表中系數(shù)變化可知，在試驗荷載作用下，撓度校驗系數(shù)均小于 1。這就意味著在滿載時，撓度校驗系數(shù)平均值為0.29，從而說明了該結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下變形情況良好。

3 結(jié)束語

(1)針對橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中靜荷載試驗檢測技術(shù)應(yīng)用的短期缺陷，檢測技術(shù)人員應(yīng)通過荷載試驗資料調(diào)查以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料荷載試驗，來提高該技術(shù)應(yīng)用的效率。

(2)針對橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中動荷載試驗檢測技術(shù)應(yīng)用的定量準(zhǔn)確性不高問題，檢測技術(shù)人員應(yīng)采用加載設(shè)計，來解決動荷載試驗受環(huán)境因素影響的缺陷。

[1] 張開銀,王朋,趙桂林,等.橋梁結(jié)構(gòu)檢測與評估中若干動力學(xué)應(yīng)用問題的研究[J].交通科學(xué)與工程,2011,(2):23-29.

[2] 尹彬彬,李金濤.荷載試驗檢測技術(shù)在橋梁技術(shù)狀態(tài)評估中的應(yīng)用[J].中國建材科技,2011,(5):10-14.

[3] 趙安,陳可,盛令軍,等.橋梁荷載試驗智能分析系統(tǒng)BLT研究[J].土木建筑工程信息技術(shù),2014,(6):13-18.

2017-03-07

趙寅濤(1986-)，男，貴州貴陽人，工程師，研究方向：交通(公路)工程。

U442

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：1008-3383(2017)07-0110-01