靜載試驗(yàn)在公路橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用

蔡成河

徐州市偉鴻交通工程檢測(cè)有限公司 江蘇 徐州 221000

引言

作為道路交通建設(shè)的重要一環(huán)，路橋工程項(xiàng)目伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而越來(lái)越多，同時(shí)相應(yīng)的項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量要求越來(lái)越高。此時(shí)為了為路橋工程項(xiàng)目建設(shè)提供可靠的建設(shè)資料，就必須要切實(shí)做好相應(yīng)的質(zhì)檢工作。而靜載試驗(yàn)則是一種評(píng)估路橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量、承載性等的常用試驗(yàn)手段，在路橋工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐中占有重要地位。但是由于靜載試驗(yàn)本身的實(shí)施流程比較多，為了確保試驗(yàn)有序開(kāi)展以及最終結(jié)果的準(zhǔn)確性，就必須要對(duì)靜載試驗(yàn)的開(kāi)展要點(diǎn)進(jìn)行嚴(yán)格控制。

1 靜載試驗(yàn)的含義與特征

靜載試驗(yàn)主要是在待檢測(cè)的對(duì)象結(jié)構(gòu)上面施加靜力荷載，之后對(duì)荷載作用下結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的變形情況進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)了解結(jié)構(gòu)的沉降值、裂縫值、應(yīng)變值、應(yīng)力值以及靜力位移值等，全面反映所檢測(cè)結(jié)構(gòu)的剛度、抗裂性以及截面強(qiáng)度等力學(xué)性能與質(zhì)量情況。靜載試驗(yàn)本質(zhì)上屬于一種區(qū)別于室內(nèi)試驗(yàn)的原位試驗(yàn)，可以用來(lái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的承載性以及成橋質(zhì)量進(jìn)行有效評(píng)估，但是本身涉及比較高的試驗(yàn)成本和較長(zhǎng)的試驗(yàn)周期，并且相應(yīng)施加的荷載同工作荷載比較接近，整體的影響范圍相對(duì)較大，這就使得最終的靜載試驗(yàn)結(jié)果具有更高的可靠性，所以可以對(duì)實(shí)際檢測(cè)結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況進(jìn)行更好地反映[1]。

2 公路橋梁檢測(cè)中靜載試驗(yàn)應(yīng)用的意義

在新建與改擴(kuò)建路橋工程項(xiàng)目不斷增多的今天，為了為相應(yīng)項(xiàng)目建設(shè)提供可靠、全面的施工資料，保證項(xiàng)目建設(shè)有序開(kāi)展，就必須要做好相應(yīng)的質(zhì)檢工作。而靜載試驗(yàn)是一種非常常用的質(zhì)檢手段，在路橋工程檢測(cè)中可以應(yīng)用于樁基、路橋結(jié)構(gòu)等檢測(cè)中?；跇蛄红o載試驗(yàn)，可以對(duì)路橋結(jié)構(gòu)本身的撓度、應(yīng)變以及應(yīng)力等情況進(jìn)行更好地測(cè)定，所以可以對(duì)實(shí)際的橋梁承載性能以及工作狀態(tài)等進(jìn)行更好的了解，同時(shí)也可以借助靜載試驗(yàn)來(lái)得到一些無(wú)法從理論層面上受力部位的實(shí)際受力狀況，如可以對(duì)路橋結(jié)構(gòu)承載安全性進(jìn)行判斷，或者可以對(duì)路橋結(jié)構(gòu)中潛在的隱藏病害進(jìn)行更好的確定，以此可以及時(shí)加以修復(fù)及加固，全面確保路橋工程建設(shè)的整體質(zhì)量。此外，基于路橋建設(shè)中樁基的質(zhì)檢，也可以借助靜載試驗(yàn)來(lái)開(kāi)展高效檢測(cè)及分析，如針對(duì)路橋工程的樁基可以逐步施加垂直方向或水平方向的壓力，之后觀察及測(cè)定樁基本身的位移變化情況，以此可以對(duì)樁基的強(qiáng)度、承載性等進(jìn)行有效的測(cè)定[2]。簡(jiǎn)言之，基于靜載試驗(yàn)的開(kāi)展，可以為路橋工程項(xiàng)目建設(shè)及質(zhì)檢人員提供可靠的項(xiàng)目資料，保證可以為新建或改擴(kuò)建路橋工程項(xiàng)目建設(shè)提供準(zhǔn)確、真實(shí)、全面的一手施工資料，最終可以對(duì)整體的路橋工程建設(shè)質(zhì)量進(jìn)行有效控制。

3 公路橋梁檢測(cè)中靜載試驗(yàn)應(yīng)用的要點(diǎn)

3.1 做好靜載試驗(yàn)準(zhǔn)備工作

靜載試驗(yàn)本身在實(shí)施過(guò)程中涉及較大的成本和較長(zhǎng)的周期，為了避免浪費(fèi)施工成本和時(shí)間，保證后續(xù)靜載試驗(yàn)操作可以有序高效地開(kāi)展，就必須要提前在靜載試驗(yàn)開(kāi)展之前做好必要的施工準(zhǔn)備工作，主要的施工準(zhǔn)備要點(diǎn)包括如下幾個(gè)方面：其一，要對(duì)靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中所涉及的施工機(jī)械與設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真檢查，保證各種試驗(yàn)設(shè)備不能夠出現(xiàn)損壞或者其他故障問(wèn)題，并且要借助試運(yùn)行的方式來(lái)對(duì)它們的運(yùn)行情況進(jìn)行提前檢測(cè)與調(diào)試。比如，回彈儀、鋼筋掃描儀、應(yīng)變或應(yīng)力測(cè)試儀器、電錘、撓度或變形測(cè)試儀等這些都是靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中比較多用的施工設(shè)備，施工之前都要對(duì)它們自身的運(yùn)行情況進(jìn)行有效檢測(cè)，而鋼尺、鋼卷尺等這些必要的檢測(cè)儀器也要做好相應(yīng)調(diào)試及檢查工作。其次，要對(duì)靜載試驗(yàn)開(kāi)展中所涉及的各種類型的圖紙進(jìn)行準(zhǔn)確、全面地檢查，如設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙或者后期施工作業(yè)中出現(xiàn)變更之后的施工圖紙等。這是因?yàn)殪o載試驗(yàn)在開(kāi)展試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中都要依賴于施工圖紙來(lái)對(duì)應(yīng)變或應(yīng)力檢測(cè)的位置進(jìn)行有效確定。然后要做好現(xiàn)場(chǎng)的勘察施工作業(yè)工作，保證可以全面、清晰地了解靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中所涉及的關(guān)鍵施工現(xiàn)場(chǎng)資料，以此方可在后續(xù)施工作業(yè)中做到心中有數(shù)，避免因?yàn)闇y(cè)量數(shù)據(jù)失準(zhǔn)而直接影響了最終的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理效果。最后，要做好試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)全體人員的分配及調(diào)度工作，保證不同崗位工作人員都可以有條不紊地開(kāi)展靜載試驗(yàn)，避免因?yàn)殪o載試驗(yàn)操作中的相關(guān)責(zé)任分配不到位而影響靜載試驗(yàn)操作的順利開(kāi)展[3]。

3.2 科學(xué)設(shè)置靜載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)

靜載試驗(yàn)準(zhǔn)備工作完畢之后，即可按照預(yù)定的靜載試驗(yàn)方案，結(jié)合路橋工程試驗(yàn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，來(lái)對(duì)靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的各個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理布設(shè)，以此方可為后續(xù)相應(yīng)的靜載試驗(yàn)順利開(kāi)展做好鋪墊，否則會(huì)因?yàn)樵囼?yàn)開(kāi)展中的測(cè)點(diǎn)設(shè)置位置不準(zhǔn)確，而直接影響了最終的試驗(yàn)檢測(cè)準(zhǔn)確性與有效性。在對(duì)靜載試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置過(guò)程中，要注意在路橋結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵或特定部位處布設(shè)測(cè)點(diǎn)，這樣不僅會(huì)對(duì)整體的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響，也會(huì)影響后續(xù)靜載試驗(yàn)操作的順利開(kāi)展。在將靜載試驗(yàn)應(yīng)用于路橋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中，針對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)檢測(cè)，一般可以將相應(yīng)的靜載檢測(cè)點(diǎn)合理地布設(shè)在箱梁結(jié)構(gòu)側(cè)面部位處的幾個(gè)部位處，這是因?yàn)?，借助這些箱梁側(cè)面部位的測(cè)定來(lái)對(duì)箱梁結(jié)構(gòu)本身的承載性進(jìn)行有效測(cè)量。

在對(duì)路橋工程中的箱梁結(jié)構(gòu)撓度進(jìn)行靜載試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，相應(yīng)地檢測(cè)人員需要結(jié)合箱梁結(jié)構(gòu)截面大小情況來(lái)對(duì)檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量進(jìn)行科學(xué)確定，同時(shí)還要注意在各個(gè)小箱梁結(jié)構(gòu)上面設(shè)置靜載試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)，這樣可以在保證靜載試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上，對(duì)整體檢測(cè)結(jié)果的可靠性與準(zhǔn)確性進(jìn)行有效控制。針對(duì)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的布設(shè)，可以相應(yīng)地設(shè)置在橋梁結(jié)構(gòu)的跨中截面部位處和梁底部位處；可以在橋梁支座部位處布設(shè)測(cè)點(diǎn)來(lái)檢測(cè)相應(yīng)支座的實(shí)際變形情況，同時(shí)在后續(xù)的靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中，也要注意認(rèn)真觀察相應(yīng)的結(jié)構(gòu)裂縫情況等，保證可以對(duì)整個(gè)路橋結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況進(jìn)行全面檢測(cè)。此外，針對(duì)混凝土材質(zhì)、鋼質(zhì)等不同材質(zhì)的路橋結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)檢測(cè)，在對(duì)相應(yīng)的檢測(cè)部位進(jìn)行確定的過(guò)程中也要注意考慮各方的差異性。針對(duì)鋼質(zhì)的橋梁結(jié)構(gòu)，要注意通過(guò)多方論證及分析之后，來(lái)對(duì)能否反映相應(yīng)路橋結(jié)構(gòu)危險(xiǎn)點(diǎn)的部位進(jìn)行有效確定，但是無(wú)論如何確定都要保證路橋結(jié)構(gòu)維持在最不利荷載施加工況條件下，以此方可對(duì)最終靜載試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行更加合理的確定，避免因?yàn)槊つ啃圆荚O(shè)靜載試驗(yàn)檢測(cè)點(diǎn)，而直接影響了后續(xù)靜載試驗(yàn)開(kāi)展的效果。

3.3 有序施加靜載試驗(yàn)荷載

在正式開(kāi)展靜載試驗(yàn)期間，荷載的施加及卸載環(huán)節(jié)會(huì)對(duì)整個(gè)靜載試驗(yàn)開(kāi)展質(zhì)量產(chǎn)生極大影響，具體的試驗(yàn)荷載加載與卸載要點(diǎn)如下。

3.3.1 荷載加載方式。在路橋靜載試驗(yàn)進(jìn)行中，可以采取如下幾種加載方式：一是龍門吊吊運(yùn)載梁的方式。借助龍門吊吊運(yùn)載梁的方式進(jìn)行加載，但是在家在過(guò)程中還需要配套運(yùn)用橡膠支座、長(zhǎng)枕木、短鋼軌等一些輔助加載材料，以及水泥、鋼筋、預(yù)制蓋板等一些必要的堆載物，保證可以滿足整個(gè)靜載加載的實(shí)際需求[4]。除了上述這些必要物品外，也要注意積極地準(zhǔn)備水泥、砂、定型鋼筋、預(yù)制砼等一些必要的物品，它們本身的控制性特性比較好，可以在靜載實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行加載期間有效控制加載壓力，以此可以更好地對(duì)靜載檢測(cè)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性進(jìn)行控制。二是沙袋加載。通過(guò)均勻進(jìn)行沙袋堆放的方式也可以完成靜載加載。根據(jù)實(shí)際的沙袋添加方式，也要注意采取層級(jí)荷載施加方式，但是要確保沙袋堆放的均勻性與穩(wěn)定性，保證可以更好地反映路橋結(jié)構(gòu)本身的承載需求。三是千斤頂反力加載工藝。這種加載工藝主要是在靜載空心板梁跨中部位處設(shè)置千斤頂，并在其上面設(shè)置反力梁，之后可以通過(guò)在其上面堆放荷載的方式來(lái)完成靜載施加。四是車輛荷載，即可以結(jié)合荷載的加載需求來(lái)靈活地應(yīng)用載重汽車完成靜載加載任務(wù)，這也是當(dāng)下路橋工程靜載試驗(yàn)檢測(cè)中比較多用的一種加載工藝與方式，可以對(duì)整體的加載施工作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行有效控制。通常而言，在路橋靜載試驗(yàn)開(kāi)展期間，荷載施加重量一般控制在1.2倍最大荷載重量，保證試驗(yàn)開(kāi)展期間可以滿足逐漸加載的需求，同時(shí)也可以避免因?yàn)檫^(guò)重配重或配重不足問(wèn)題，而對(duì)靜載試驗(yàn)的有序開(kāi)展帶來(lái)不利影響。此外，在靜載試驗(yàn)開(kāi)展期間，相應(yīng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)或單位在開(kāi)展檢測(cè)過(guò)程中，要做好靜載試驗(yàn)開(kāi)展方面的溝通及交流，保證可以及時(shí)解決靜載加載過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，以及確定科學(xué)的荷載加載方案。

3.3.2 明確荷載加載方法。在合理設(shè)置靜載試驗(yàn)的相應(yīng)加載裝置與設(shè)備基礎(chǔ)上，要進(jìn)一步確定靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的加載方法與工藝。針對(duì)靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的相應(yīng)加載工藝，主要可以劃分成50%、60%、70%、80%、90%、100%這6個(gè)級(jí)別，實(shí)際的加載過(guò)程中需要按照逐級(jí)加載的工藝來(lái)施加荷載。而在卸載過(guò)程中同樣可以相應(yīng)地分成50%和0%這兩個(gè)級(jí)別。在靜載試驗(yàn)加載過(guò)程中，一般可以采取80%最大試驗(yàn)荷載來(lái)開(kāi)展加載，以此可以確保路橋結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)破壞或塑性變形，同時(shí)也可以順利完成整個(gè)靜載試驗(yàn)，保證靜載試驗(yàn)完畢之后順利完成卸載操作。但是在逐級(jí)加載過(guò)程中要注意及時(shí)、有效地檢測(cè)不同狀態(tài)下所檢測(cè)路橋工程結(jié)構(gòu)的應(yīng)變或應(yīng)力值、撓度值等等，并要觀察路橋結(jié)構(gòu)本身在靜載試驗(yàn)過(guò)程中是否發(fā)生了破壞或者變形問(wèn)題。在完成各級(jí)荷載的加載之后，要保證相應(yīng)荷載值穩(wěn)定，一刻鐘時(shí)間之后，對(duì)該荷載條件下的路橋工程結(jié)構(gòu)應(yīng)變、應(yīng)力等相應(yīng)的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效測(cè)定，然后方可繼續(xù)施加另一級(jí)的荷載，保證各級(jí)荷載施加的準(zhǔn)確性和合理性，這樣也才能夠?qū)φw的靜載施加效果進(jìn)行更好的控制。此外，也要注意在靜載試驗(yàn)開(kāi)展之前，對(duì)試驗(yàn)開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件進(jìn)行有效管控，包括對(duì)試驗(yàn)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的溫度、風(fēng)力等進(jìn)行有效控制，保證可以最大程度減弱外在環(huán)境因素對(duì)整個(gè)靜載試驗(yàn)開(kāi)展造成的干擾。

3.4 做好靜載試驗(yàn)結(jié)果剖析

在路橋工程靜載試驗(yàn)開(kāi)展期間，靜載試驗(yàn)結(jié)果的分析也是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)路橋工程項(xiàng)目建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與要求，在靜載試驗(yàn)之后要詳細(xì)、具體地分析靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中所獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及其他試驗(yàn)結(jié)果。在分析靜載試驗(yàn)結(jié)果過(guò)程中，可以應(yīng)用數(shù)據(jù)分析法，以及對(duì)比靜載試驗(yàn)作業(yè)中的實(shí)際情況來(lái)開(kāi)展，仔細(xì)地校核及分析所檢測(cè)路橋工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)、箱梁結(jié)構(gòu)等本身是否可以滿足道路行車安全規(guī)定及要求。通常而言，路橋工程靜載試驗(yàn)開(kāi)展過(guò)程中的性能檢測(cè)主要以檢測(cè)系數(shù)為主，相應(yīng)的參數(shù)系數(shù)適宜維持在1之內(nèi)，這是維持在正常范圍內(nèi)的根本依據(jù)。與此同時(shí)，在對(duì)靜載試驗(yàn)開(kāi)展結(jié)果進(jìn)行剖析過(guò)程中，也要注意緊密結(jié)合路橋工程項(xiàng)目建設(shè)方面的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定及要求。在整個(gè)靜載試驗(yàn)結(jié)果分析中，要高度重視其中的細(xì)節(jié)處理及分析環(huán)節(jié)，保證最終所檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與可行性，并且在發(fā)現(xiàn)路橋工程結(jié)構(gòu)中存在的質(zhì)量問(wèn)題或安全隱患后，及時(shí)通知相關(guān)單位及時(shí)處理相應(yīng)的問(wèn)題，保證可以最大限度利用靜載試驗(yàn)結(jié)果來(lái)指導(dǎo)路橋工程項(xiàng)目建設(shè)活動(dòng)高效開(kāi)展。此外，在對(duì)靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析過(guò)程中，也要注意重點(diǎn)側(cè)重?fù)隙?、試?yàn)荷載效率、應(yīng)變等關(guān)鍵參數(shù)及指標(biāo)的分析工作，保證可以借助針對(duì)性剖析來(lái)更加全面了解及掌握靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)背后所反映的路橋工程結(jié)構(gòu)的質(zhì)量情況。如針對(duì)應(yīng)變指標(biāo)而言，要結(jié)合相應(yīng)的規(guī)范及要求，來(lái)校核試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果的合理性與有效性，但是相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)都要結(jié)合《試驗(yàn)方法》中的有關(guān)規(guī)定及要求來(lái)進(jìn)行確定，校核所檢測(cè)路橋工程結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度、變形等是否滿足規(guī)定要求，保證可以最大限度確保路橋工程質(zhì)檢中靜載試驗(yàn)的開(kāi)展效果[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，路橋質(zhì)檢中靜載試驗(yàn)的有效應(yīng)用是提高整體路橋工程質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果可靠性與質(zhì)量的一種有效檢測(cè)手段。在路橋工程檢測(cè)中靜載試驗(yàn)的有效運(yùn)用過(guò)程中，要注意首先做好必要準(zhǔn)備工作，之后要對(duì)靜載試驗(yàn)的檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理確定，合理施加荷載和卸載，最后還要對(duì)獲取的靜載試驗(yàn)結(jié)果展開(kāi)分析，保證可以充分利用靜載試驗(yàn)來(lái)對(duì)路橋結(jié)構(gòu)質(zhì)量進(jìn)行有效檢測(cè)。