預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁試驗檢測技術(shù)研究

文暢霆　王濤

【摘 要】隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，橋梁檢測工作也獲得了迅猛進步，論文主要針對預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁試驗檢測技術(shù)進行探究，指出該技術(shù)應(yīng)用的常見方法以及關(guān)鍵測試原理，希望能為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)提供一定的參考。

【Abstract】With the continuous development of China's construction industry， the bridge inspection work has also achieved rapid progress. This paper mainly explores the test and detection technology of prestressed concrete continuous rigid frame bridge， points out the common methods and key test principles of the application of this technology， it is hoped that this can provide a certain reference for the construction of prestressed concrete continuous rigid frame bridge.

【關(guān)鍵詞】預(yù)應(yīng)力混凝土;連續(xù)剛構(gòu);載荷試驗

【Keywords】prestressed concrete; continuous rigid frame; load test

【中圖分類號】U448.14? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）06-0165-02

1 引言

試驗檢驗是公路橋梁建設(shè)的重要組成部分，直接關(guān)系著公路橋梁的驗收工作，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁試驗檢測技術(shù)可以準確判定橋梁的實際承載能力，并為后續(xù)橋梁維修保養(yǎng)工作提供有效的數(shù)據(jù)支持，目前常見的橋梁試驗檢驗方法包括動載試驗和靜載實驗兩種，實驗方法的內(nèi)容、目的以及結(jié)果都各不相同，需要結(jié)合橋梁的具體特點，選擇適合的測試方法，保證實驗結(jié)果的準確性。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁常見檢測方法

2.1 紅外熱成像檢測技術(shù)

紅外熱像儀檢測技術(shù)是一種常用的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁載荷檢測技術(shù)，紅外熱像儀可以獲得橋梁各結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的溫度圖，從而反饋出不同位置處橋梁的結(jié)構(gòu)特點和材料。根據(jù)材料特點，在結(jié)構(gòu)較薄的橋梁位置溫度上升比較快，能夠迅速被紅外熱像儀檢測到，并在溫度圖上以熱點的形式顯示出來，以便于工作人員及時觀測到并進行準確定位。同時，紅外熱像儀檢測技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)信息還可以進行缺陷深度的計算[1]。

2.2 聲波投射技術(shù)

聲波投射技術(shù)主要是利用聲波信號進行橋梁結(jié)構(gòu)的檢測，通常應(yīng)用于橋梁橋樁位置的檢測過程中。由于混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)使用的建筑材料具有聲波穿透的性能，因此，可以通過聲波發(fā)射并收集橋梁穿透之后的聲波，以聲波信號衰減的程度反饋出橋樁部分的材料類型以及材料厚度，了解內(nèi)部材料是否存在應(yīng)力破壞的問題，從而可以幫助檢測人員及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并進行解決。聲波投射技術(shù)相對來說比較簡單，成本較低，在橋梁檢測領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用，并且可以應(yīng)用于橋樁直徑比較大的工程檢測當中。

2.3 無線電監(jiān)測技術(shù)

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁相對來說工程設(shè)計環(huán)節(jié)較多，建設(shè)比較復雜，在運行期間容易受到各種因素的影響而導致運行安全性和穩(wěn)定性問題，容易出現(xiàn)混凝土表面結(jié)構(gòu)裂縫影響橋梁結(jié)構(gòu)的承載力和美觀度。無線電監(jiān)測技術(shù)可以有效獲得混凝土裂縫產(chǎn)生區(qū)域下的應(yīng)力波特性，明確混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化情況，以分析裂縫問題對整體預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的影響以及裂縫傷害的程度。也可以對整個材料結(jié)構(gòu)進行深入探傷，明確裂縫所導致的質(zhì)量問題以及安全隱患，從而可以幫助檢測人員及時發(fā)現(xiàn)問題并進行處理，防止安全隱患進一步擴大而對人們的生命財產(chǎn)安全造成威脅[2]。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁試驗檢測技術(shù)的實際應(yīng)用

3.1 工程概況

某新建橋梁項目全長為313m，屬于三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋梁，基礎(chǔ)施工采用挖孔灌注樁和明挖擴大基礎(chǔ)法進行施工，橋梁下部結(jié)構(gòu)以薄壁墩為主。在橋梁施工完成之后，通過靜載實驗和動載實驗對橋梁結(jié)構(gòu)與承載力進行檢測，以判斷橋梁是否符合驗收標準，并為結(jié)構(gòu)以后的狀態(tài)判定提供原始數(shù)據(jù)。

3.2 橋梁試驗載荷檢測

橋梁試驗檢測工作可以獲得材料運行的各項數(shù)據(jù)信息以及結(jié)構(gòu)特點，以信息收集和計算結(jié)果作為依據(jù)，確定試驗方法和加載方案，合理排布測試點與安全措施，控制荷載試驗的選擇與實施，明確可能出現(xiàn)的問題，并及時采取有效措施保證試驗計劃的可行性和安全性。橋梁動載荷實驗可以判斷橋梁結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)和動力特性，靜載荷實驗則可以得到在載荷作用下橋梁的使用功能，從而評估橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是否能夠滿足使用要求。動靜載荷實驗共同作用可以掌握橋梁結(jié)構(gòu)的實際受力情況以及工作特點，為安全隱患的排除，橋梁的養(yǎng)護以及橋梁的運營提供專業(yè)的數(shù)據(jù)支持，并為同類橋梁的設(shè)計與規(guī)劃提供數(shù)據(jù)資料[3]。

3.2.1 靜載實驗

檢測人員通過不同的荷載條件對橋梁結(jié)構(gòu)所有控制截面進行應(yīng)變實驗測定，利用規(guī)范科學的靜載實驗方案判斷結(jié)構(gòu)的實際強度以及受力特征，從而選擇最適合的靜載實驗方法，合理選擇靜載實驗對象，判斷控制截面等效加載情況，評價結(jié)構(gòu)的整體剛度。

通過靜載試驗測定橋梁中跨四分之一截面位置處在最大負彎距和最大正彎矩作用下的撓度和法向應(yīng)力以及中跨、跨中和邊跨最大正彎矩控制截面，在最大正彎距試驗作用下進行撓度和法向應(yīng)力測試，測定在最大負彎矩作用下墩頂最大負彎矩控制截面的法向應(yīng)力，并觀測各個截面工況承載的裂縫問題，以及可能發(fā)展的裂縫問題。

在實際實驗的過程中，需要根據(jù)材料結(jié)構(gòu)的具體特點以及不同的參數(shù)嚴格按照測試標準和流程研究載荷的極限狀態(tài)，明確橋梁結(jié)構(gòu)截面載荷控制情況，從而可以評估橋梁在一定載荷作用下的穩(wěn)定性和使用性能。將實驗過程中獲得的內(nèi)力作為控制值，并適當調(diào)整控制值的大小，根據(jù)內(nèi)力等效基本原則，利用一定重量的載重汽車對橋梁不同薄弱位置結(jié)構(gòu)處進行加載，以判定在載荷作用下橋梁的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

靜載實驗主要包括應(yīng)變測試、撓度測試、裂縫觀測三部分內(nèi)容，利用應(yīng)變儀對整體橋梁結(jié)構(gòu)進行掃描，以確定在靜載荷作用下的實際應(yīng)變情況。在橋梁表面設(shè)置有反光片制作而成的測試點，利用全站儀等設(shè)備進行箱梁豎向變位的準確測量，對可能出現(xiàn)裂縫的位置進行監(jiān)測，如果在加載過程中產(chǎn)生了裂縫，則需要用相關(guān)設(shè)備測量裂縫的寬度與深度。

3.2.2 動載試驗

動載實驗可以評價整個橋梁結(jié)構(gòu)的性能，采取制動實驗和脈沖實驗等方法判定橋梁的自振特性，從而可以評價橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能。利用脈沖實驗可以使橋梁在測試環(huán)境下產(chǎn)生微小的震動，并對這種微小振動進行反饋，從而分析橋梁的自振效果。在實際測試過程中，通過橋面均勻行駛車速和重載汽車速度給橋梁帶來的自振情況進行監(jiān)測，以了解橋梁在動載荷作用下的自振幅度和動變應(yīng)力。工作人員能夠從檢測結(jié)果中分析得到不利的參數(shù)，收集整理相關(guān)資料，及時消除系統(tǒng)存在的誤差，保證橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在動載荷試驗加載時，要修正零線飄移情況，預(yù)檢時域波形成的數(shù)值，保證取值的可靠性、真實性和準確性。

結(jié)合預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁試驗檢測的目的以及現(xiàn)場具體情況，在動力特性測試時選擇大地脈動激振方法。將一輛載重汽車分別以10km/h，20km/h，30km/h，40km/h的時速沿著橋梁中線均勻通過，橋梁采用一輛載重汽車以40km/h行駛到中跨跨中位置處突然制動以分析制動工況。選取該橋梁中跨進行動力特性實驗和動力響應(yīng)實驗，明確試驗截面位置和測點位置，在該實驗中選擇中跨跨中截面、四分之一橋梁位置處的截面以及墩頂負彎矩截面三個截面進行測試，測點編號以及測點位置與靜載實驗相同。

4 結(jié)語

綜上所述，作者在本文之中對進行了全面的剖析，希望能夠給予大家一些啟發(fā)。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋梁試驗檢測技術(shù)對判斷橋梁運行穩(wěn)定性和橋梁的使用壽命具有至關(guān)重要的作用。本文指出了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁常見的檢測方法并指出預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋梁試驗檢測技術(shù)的具體應(yīng)用，包括靜載試驗和動載試驗，以明確結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)以及橋梁在載荷作用下的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)性質(zhì)，希望通過實驗檢驗得到的數(shù)據(jù)資料為橋梁的養(yǎng)護和修理提供數(shù)據(jù)參考。

【參考文獻】

【1】王靜.連續(xù)鋼構(gòu)橋成橋荷載試驗實施方案研究[J].中國安全生產(chǎn)科學技術(shù)，2011，07（8）：93-97.

【2】孔沛，周超.某大跨連續(xù)剛構(gòu)橋靜動載試驗研究[J].山東交通科技，2014（5）：35-38.

【3】戴本良.鋼筋混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋柔性橋墩水平力與水平位移的非線性分析[J].河南科學，2008，26（10）：1223-1226.