公路鋼筋混凝土橋梁試驗檢測技術(shù)分析

周詩民

廣東省交通運輸建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心（510080）

0 引言

公路是國家經(jīng)濟發(fā)展的命脈，橋梁是公路的紐帶。 交通建設(shè)管理體制的完善，相關(guān)交通工程的建設(shè)質(zhì)量也越來越受到關(guān)注。隨著未來車輛數(shù)量的增加、荷載等級的提高，現(xiàn)階段橋梁公路的耐久性、可靠性面臨著新的考驗，需要通過綜合評定和技術(shù)改造措施進行處理和優(yōu)化，了解實際狀況。

1 混凝土橋梁試驗檢測方法

1.1 結(jié)構(gòu)受力特點

在垂直荷載的作用之下，采用混凝土、鋼筋所構(gòu)成的橋梁都會按照預(yù)應(yīng)力的不同劃分為不同的類型。橋梁的截面形式較多，需要按照結(jié)構(gòu)體系、寬度、梁高、施工方法對橋梁進行綜合評估。從受力結(jié)構(gòu)的角度分析，不同類型的橋梁也會面臨不同等級的考驗。

1.2 靜載試驗

靜載試驗是對橋梁結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進行測試的方法，將靜止荷載在橋梁上的指定位置測定過程作為參考依據(jù)，推測出結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)、使用能力。公路橋梁結(jié)構(gòu)在正常工作中以靜力荷載為主，在設(shè)計分析和計算中也以靜載來考慮。 移動車輛荷載引起的動態(tài)增量部分只占據(jù)了全部反應(yīng)的一小部分。 靜載試驗過程從零開始逐漸增加，直至達到荷載閾值后再逐步地卸載至零。具體操作過程中可以多布置一些測點，結(jié)合測試數(shù)據(jù)來分析結(jié)構(gòu)的受力情況。

靜載試驗可以劃分為上部結(jié)構(gòu)試驗和下部結(jié)構(gòu)試驗，前測試針對的是主要受力構(gòu)件，后者測試的是樁基承載能力。 按照試驗?zāi)康牡牟町悾梢詣澐譃槠茐男栽囼灪头瞧茐男栽囼灥?。測點布設(shè)需要保障能夠成功測定內(nèi)力控制界面的橫向、豎向應(yīng)力分布狀態(tài)。 豎向測點在5 個以上，包含截面突變區(qū)域和上下緣區(qū)域。橫向截面的測點布設(shè)在截面橫向應(yīng)力分布較大的部位，檢測最大應(yīng)力的分布，確定荷載的橫向分布狀態(tài)[1]。

1.3 動載試驗

動載試驗的一般步驟和靜載試驗接近，但在測試項目上有所不同。 引起橋梁公路結(jié)構(gòu)振動的荷載以車輛荷載為主，還包括風(fēng)動荷載、地震荷載等。 橋梁結(jié)構(gòu)在實際的荷載作用下，結(jié)構(gòu)不同部位會產(chǎn)生動力響應(yīng)，反映出結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的受力狀態(tài)。記錄數(shù)據(jù)信號來分析結(jié)構(gòu)振動的內(nèi)在規(guī)律，可綜合評價結(jié)構(gòu)的動力性能。

動載試驗的內(nèi)容主要包含三個方面。 首先，對動力特性的分析，包括引起橋梁結(jié)構(gòu)振動的作用力頻率和規(guī)律。 其次，橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性等模態(tài)參數(shù)；最后，橋梁結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的強迫振動效應(yīng)，例如位移、沖擊系數(shù)等。

對于現(xiàn)代的大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，可以考慮使用脈動法進行試驗。 該方法可以反映出結(jié)構(gòu)的固有頻率， 因為結(jié)構(gòu)脈動本身是因為外界不規(guī)則干擾引起。 將多種頻率成分進行監(jiān)測記錄，并統(tǒng)計它們之間的相位關(guān)系，也可以獲取到某一個固有頻率的振型。 橋梁結(jié)構(gòu)在正常工作條件下，需要先考慮將車輛荷載作為試驗荷載，確定動力特性后，再進一步分析風(fēng)荷載、地震荷載下的結(jié)構(gòu)形式特點等[2]。

1.4 加載控制方法

加載控制方法按照《公路舊橋承載能力鑒定方法》等制度的要求進行，按照橋梁設(shè)計目標(biāo)來計算分析橋梁控制荷載，讓試驗荷載作用下的截面內(nèi)力保持在一定范圍內(nèi)。 一般橋梁的關(guān)鍵試驗點在于彎矩控制設(shè)計，所以布載方案中需要保障截面彎矩不超過設(shè)定范圍，即可以保證橋梁加載的安全性。 對于變截面梁橋，在確定應(yīng)力控制截面之后設(shè)計出保障所有截面安全的布載方案。 必要時需要結(jié)合不同工況設(shè)計出獨立的布載方案，讓一個工況對應(yīng)一個布載方案，每個工況對應(yīng)若干個子工況。

2 結(jié)語

橋梁結(jié)構(gòu)的安全性將成為未來工作的研究重點，如何保證已經(jīng)投入運營或即將運營的橋梁安全，需要借助工程檢測技術(shù)手段進行規(guī)劃管理。 當(dāng)前最常用且最有效的方法是結(jié)構(gòu)荷載實驗，即靜載試驗和動載試驗。 結(jié)合橋梁的主要計算方法與實驗檢測的具體要求，可以總結(jié)基于不同工況的加載控制方案，提出多試驗工況下的加載模式。