市政橋梁檢測(cè)中靜載試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)分析

摘 要：靜載試驗(yàn)技術(shù)對(duì)市政橋梁的運(yùn)營(yíng)管理起到了關(guān)鍵性作用，是評(píng)測(cè)橋梁結(jié)構(gòu)的承載性能、健康狀態(tài)的關(guān)鍵措施。對(duì)此，以靜載試驗(yàn)技術(shù)為主題展開(kāi)詳細(xì)分析，探討了該技術(shù)在市政橋梁之中的應(yīng)用要點(diǎn)，以此促進(jìn)該技術(shù)應(yīng)用水平得到提升，為交通事業(yè)的發(fā)展起到一定助力。

關(guān)鍵詞：市政橋梁；檢測(cè)；靜載試驗(yàn)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TQ172" " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " "文章編號(hào)：2096-6903（2024）10-0070-03

0 引言

靜載試驗(yàn)技術(shù)作為目前具有較強(qiáng)代表性的一種檢測(cè)方式，在市政橋梁領(lǐng)域大量使用，并取得了突出效果。該檢測(cè)技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)包括準(zhǔn)確度高、使用方式直接。在對(duì)市政橋梁進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程項(xiàng)目的具體狀況，合理、規(guī)范地使用靜載試驗(yàn)技術(shù)，以此提升檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

1 靜載試驗(yàn)分析

靜載試驗(yàn)是一種較為常用的檢測(cè)方式，其施加的荷載作用力與實(shí)際施工之間極為類似，可以直接把施工的具體狀況準(zhǔn)確體現(xiàn)出來(lái)，所以取得的檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度較高，在檢測(cè)領(lǐng)域有著非常大的應(yīng)用價(jià)值。在對(duì)市政橋梁工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，可以把測(cè)量工具放到橋梁的重要部位，以此采集結(jié)構(gòu)在受力狀態(tài)下發(fā)生的物理量波動(dòng)信息。

基于對(duì)信息的分析研究，工作人員便可得出應(yīng)變、應(yīng)力以及撓度等參數(shù)，以此推測(cè)結(jié)構(gòu)的安全程度、穩(wěn)固性。此種評(píng)估有助于決策人員掌握橋梁的當(dāng)前狀態(tài)，再制定科學(xué)合理的維修與加固計(jì)劃，從而保證橋梁可以正常運(yùn)作[1]。

對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，也有利于技術(shù)人員及時(shí)掌握一些難以通過(guò)肉眼觀測(cè)到的病害問(wèn)題，例如隱蔽性損傷、疲勞裂縫等?；趯?duì)病害問(wèn)題的及時(shí)了解與處理，就能避免病害的進(jìn)一步惡化，有效增加市政橋梁的使用年限。所以，定期對(duì)市政橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢測(cè)是保障交通安全與居民出行舒適性的一項(xiàng)關(guān)鍵措施。

2 市政橋梁檢測(cè)中靜載試驗(yàn)技術(shù)要點(diǎn)

2.1 準(zhǔn)備工作

在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)明確需要采集的信息類型，制定科學(xué)合理的試驗(yàn)方案，明確測(cè)點(diǎn)的具體位置、加載方式、試驗(yàn)儀器與流程、安全措施、計(jì)算方式等。儀器儀表的選取應(yīng)當(dāng)考慮具體需求、環(huán)境特征的角度，不能只側(cè)重于精度的高低，也要確保儀器的規(guī)格參數(shù)、型號(hào)、量程符合橋梁檢測(cè)需求。對(duì)于試驗(yàn)的對(duì)象，需要挑選結(jié)構(gòu)狀態(tài)比較差、受力條件不佳、較易出現(xiàn)病害的部位。所設(shè)測(cè)點(diǎn)數(shù)目不可太多，挑選的位置必須有代表性，要將方便計(jì)算、評(píng)估、凸顯試驗(yàn)重點(diǎn)作為根本原則。

靜載試驗(yàn)重點(diǎn)在于測(cè)量得出應(yīng)力、撓度等數(shù)據(jù)，所以，需要用到應(yīng)變測(cè)量設(shè)備、變形測(cè)量設(shè)備、鋼筋掃描設(shè)備、回彈裝置、電錘等[2]。整理好橋梁的設(shè)計(jì)圖、施工圖、后期變更圖等資料，對(duì)市政橋梁工程展開(kāi)全面勘察，特別是應(yīng)對(duì)其結(jié)構(gòu)大小、現(xiàn)場(chǎng)條件、施工工藝等進(jìn)行全方位了解，保證采集的信息數(shù)據(jù)完整、準(zhǔn)確，從而為靜載試驗(yàn)的開(kāi)展提供依據(jù)。在使用試驗(yàn)相關(guān)的儀器設(shè)備之前，需要做好檢查、試運(yùn)行，確定其能正常運(yùn)作，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的安全組織規(guī)劃，清晰劃分每位人員的職責(zé)、義務(wù)，保證試驗(yàn)?zāi)軌蝽樌M(jìn)行。

2.2 布置測(cè)點(diǎn)

布置測(cè)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)按照橋梁工程的結(jié)構(gòu)種類、試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，挑選橋梁上適宜的測(cè)點(diǎn)，主要選取的對(duì)象有受力構(gòu)件、特殊位置、潛在問(wèn)題位置等。

在進(jìn)行測(cè)點(diǎn)的選取時(shí)，應(yīng)當(dāng)詳細(xì)分析多方面要素，比如結(jié)構(gòu)受力狀況、結(jié)構(gòu)種類、材料特性、構(gòu)件截面狀態(tài)、橋梁總體結(jié)構(gòu)形式等。此外，也要做好干擾源的排除規(guī)避工作，比如裂縫、腐蝕等位置。

按照橋梁的具體狀況與試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置合適的測(cè)點(diǎn)數(shù)目。至少要將主要受力范圍全部覆蓋到位，并分析不同構(gòu)件、荷載結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)環(huán)節(jié)的要求。

按照選取的測(cè)點(diǎn)種類、具體狀況，挑選適宜的測(cè)點(diǎn)儀器設(shè)備，再依照有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施安裝。比如，針對(duì)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，可利用應(yīng)變片，再以粘結(jié)、焊接等措施來(lái)把它安裝至受力構(gòu)件上。所設(shè)間隔距離既應(yīng)當(dāng)考慮測(cè)點(diǎn)覆蓋區(qū)域，也應(yīng)確保各個(gè)測(cè)點(diǎn)之間不會(huì)產(chǎn)生干擾，還要保障收集信息的準(zhǔn)確度[3]。

對(duì)橋梁上方每處測(cè)點(diǎn)位置加以標(biāo)記，以此方便開(kāi)展后續(xù)的信息分析與處理工作。做好詳細(xì)、準(zhǔn)確、完整的記錄，記錄的內(nèi)容為測(cè)點(diǎn)位置、設(shè)備參數(shù)、安裝情況等，以供后續(xù)查閱與分析。

2.3 制定加載方案

設(shè)計(jì)加載方案之時(shí)，檢測(cè)人員應(yīng)當(dāng)詳細(xì)結(jié)合當(dāng)前的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，將靜載試驗(yàn)效率控制在0.85～1.05。如果試驗(yàn)效率太低。那么就會(huì)難以體現(xiàn)出橋梁結(jié)構(gòu)的承載性能。如果試驗(yàn)效率太高，那么就會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成負(fù)面影響，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)變形、坍塌等危險(xiǎn)事故。為了提升檢測(cè)效率、減少檢測(cè)工作耗費(fèi)的實(shí)踐，工作人員應(yīng)當(dāng)對(duì)彎矩、剪力、軸力等極為不利的部位加載操作予以整合，在保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的基礎(chǔ)上，將靜載試驗(yàn)操作步驟最大程度地簡(jiǎn)化。

2.4 荷載加載

加載環(huán)節(jié)重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)關(guān)注下述３點(diǎn)：①加載控制。依照預(yù)先設(shè)計(jì)好的加載計(jì)劃實(shí)施從小到大的逐級(jí)加載處理。②測(cè)點(diǎn)觀察。在開(kāi)展荷載試驗(yàn)工作時(shí)，工作人員必須仔細(xì)觀察測(cè)點(diǎn)，將觀察得出的結(jié)果完整記錄下來(lái)，并進(jìn)行合理分析。如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與理論值之間存在過(guò)大的偏差，就要立刻結(jié)束加載工作，找出具體原因，再進(jìn)行相應(yīng)的處理，以保證測(cè)量值與理論值之間的偏差處于合理范圍內(nèi)以后，再繼續(xù)開(kāi)展加載工作[4]。③加載觀察。荷載試驗(yàn)環(huán)節(jié)，有可能會(huì)使得橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生細(xì)微的變化。所以工作人員必須在試驗(yàn)過(guò)程中仔細(xì)觀察橋梁每處位置的結(jié)構(gòu)改變狀況。如果變化超出了規(guī)定范圍，就要立即匯報(bào)，同時(shí)采取有效的控制措施。

2.5 試驗(yàn)過(guò)程

荷載試驗(yàn)需要對(duì)試驗(yàn)操作過(guò)程進(jìn)行仔細(xì)的檢查與管控，保證試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確、貼合實(shí)際。試驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)影響全面掌握橋梁結(jié)構(gòu)的具體狀況，保證測(cè)點(diǎn)設(shè)置的規(guī)范合理，并對(duì)橋面標(biāo)記好車道線、載位線，準(zhǔn)確評(píng)估橋梁工程的總體情況。需要依照工程情況制定合理、可行的試驗(yàn)方案，提升試驗(yàn)速度，保證試驗(yàn)質(zhì)量。

對(duì)整個(gè)橋梁進(jìn)行預(yù)壓處理后，再把各個(gè)測(cè)量設(shè)備的讀數(shù)歸零，得出第一次空載的讀數(shù)，將試驗(yàn)過(guò)程中的天氣情況記錄下來(lái)。在加載過(guò)程中，采取偏置加載的方法，分成４級(jí)進(jìn)行展開(kāi)，每加載一輛車算作一級(jí)。當(dāng)每輛車都進(jìn)入規(guī)定的加載位置以后，留出適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定時(shí)間，其后便可讀取測(cè)量設(shè)備上的數(shù)據(jù)，再間隔10 min再進(jìn)行一次讀數(shù)。若是兩次讀數(shù)差距小于前一次讀數(shù)增加值的１/10，則可判定結(jié)構(gòu)變形已趨于穩(wěn)定，此時(shí)的讀數(shù)可作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)予以保存。

在全部載位滿載檢測(cè)結(jié)束以后，就可開(kāi)展卸載操作，且要在20 min觀測(cè)應(yīng)變信息的穩(wěn)定狀況。在全部穩(wěn)定之后，實(shí)施撓度的測(cè)量，并將這一時(shí)間段的天氣情況一并記錄下來(lái)。通常來(lái)說(shuō)，如果氣溫變化較小，并且天氣情況趨于穩(wěn)定，那么便可直接忽略氣候情況會(huì)對(duì)檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)的干擾。

2.6 數(shù)據(jù)分析

2.6.1 相對(duì)殘余變位

在計(jì)算公式中輸入測(cè)點(diǎn)測(cè)得的殘余變位值、各個(gè)測(cè)點(diǎn)測(cè)得的總變位值。這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)的比值便是相對(duì)殘余變位，可基于此數(shù)據(jù)分析橋梁結(jié)構(gòu)是否處在塑性工作狀態(tài)。當(dāng)前，橋梁工程的有關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)提出，橋梁相對(duì)殘余變位不可大于20％，此數(shù)值愈低，便表示橋梁結(jié)構(gòu)彈性工作狀況愈佳。若是測(cè)得數(shù)據(jù)超出了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)當(dāng)深入研究引起相對(duì)殘余變位的實(shí)際原因，再一次進(jìn)行靜載試驗(yàn)[5]。

2.6.2 校驗(yàn)系數(shù)

在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察和分析的環(huán)節(jié)，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)期間記錄下來(lái)的信息、圖片等資料展開(kāi)全面分析，再基于計(jì)算結(jié)果評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)的當(dāng)前狀態(tài)。靜載試驗(yàn)的觀察對(duì)象主要包括支座沉降及其周邊界面的主拉應(yīng)力、結(jié)構(gòu)最強(qiáng)拉應(yīng)力、最高撓度、裂縫拓展趨勢(shì)等。具體觀察對(duì)象應(yīng)包括整體結(jié)構(gòu)、局部變形，前者可以體現(xiàn)出橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，后者則可評(píng)估結(jié)構(gòu)抗裂能力、局部極限強(qiáng)度參數(shù)能否符合規(guī)定。

按照橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，選定撓度、應(yīng)力應(yīng)變等相應(yīng)的校驗(yàn)參數(shù)，且校驗(yàn)參數(shù)必須小于1，校驗(yàn)參數(shù)愈低，則表示工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保守性愈高。比如，把鋼筋混凝土橋梁的撓度、應(yīng)力應(yīng)變校驗(yàn)參數(shù)分別設(shè)為0.5～0.9、0.4～0.8，將預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁則分別設(shè)為0.7～1/0.6～0.9。若是橋梁結(jié)構(gòu)在受到靜力試驗(yàn)荷載作用下，所有斷面的撓度數(shù)值、應(yīng)力數(shù)值都維持在正常范圍內(nèi)，整體結(jié)構(gòu)處于彈性工作狀態(tài)，那么便可判斷橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛性符合規(guī)定使用標(biāo)準(zhǔn)。

3 靜載試驗(yàn)檢測(cè)控制措施

3.1 完善檢測(cè)方案

在不同橋梁項(xiàng)目中，檢測(cè)技術(shù)的使用標(biāo)準(zhǔn)存在區(qū)別，當(dāng)明確檢測(cè)技術(shù)種類之后，應(yīng)當(dāng)做好對(duì)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定的確定，制定科學(xué)的檢測(cè)方案，以此為后續(xù)檢測(cè)工作的順利進(jìn)行提供可靠依據(jù)，確保能夠有序、規(guī)范完成每項(xiàng)工作。

市政橋梁有著覆蓋范圍較廣的特征，應(yīng)當(dāng)對(duì)靜載試驗(yàn)檢測(cè)流程、檢測(cè)計(jì)劃做到合理編制，在開(kāi)展試驗(yàn)工作時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格依照預(yù)先編制的方案進(jìn)行每項(xiàng)操作。對(duì)于試驗(yàn)方案的制定，一定要保證可行性、合理性，盡量做到可以以較快的速度、較短的時(shí)間結(jié)束整個(gè)檢測(cè)工作。

市政橋梁檢測(cè)工作十分重要，有關(guān)工作人員一定要對(duì)此項(xiàng)工作提高重視，不斷優(yōu)化管理觀念與手段，確保監(jiān)測(cè)工作得到確切落實(shí)。部分市政橋梁工程的檢測(cè)過(guò)程中，檢測(cè)量設(shè)置不合理，對(duì)檢測(cè)工作不夠重視，編制的檢測(cè)方案不太合理，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量較差。對(duì)此需要及時(shí)轉(zhuǎn)變認(rèn)知，對(duì)檢測(cè)工作形成正確意識(shí)，保證檢測(cè)方案的科學(xué)制定、有效執(zhí)行，提高檢測(cè)工作實(shí)施力度，確保檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

3.2 設(shè)備控制

針對(duì)測(cè)量設(shè)備，需要依照最高預(yù)期測(cè)驗(yàn)其負(fù)載能力，在測(cè)驗(yàn)過(guò)程中，可依照最高承載力的120％實(shí)行加載處理，比如，對(duì)于液壓千斤頂額定負(fù)載，依照相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)最低也要超出最高預(yù)期千斤頂負(fù)載的20％。對(duì)于千斤頂、泵之類的加壓裝置，可承受的安全壓力一定要和千斤頂容量相匹配。在進(jìn)行靜載試驗(yàn)期間，千斤頂型號(hào)與容量一定要做到相互匹配，而且可裝配壓力計(jì)的方式觀察故障與不平衡情況。

在進(jìn)行靜載試驗(yàn)前的6個(gè)月，應(yīng)當(dāng)對(duì)液壓千斤頂、壓力計(jì)以及壓力傳感器實(shí)行精度校正。按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，需要滿足最大預(yù)期千斤頂負(fù)載要求。在完成精度校正之后，還要開(kāi)具相應(yīng)的校正報(bào)告。此報(bào)告之中需要包含千斤頂形成范圍之內(nèi)設(shè)置不同沖壓時(shí)的校正情況，還需涵蓋環(huán)境溫度等信息。在開(kāi)展靜載試驗(yàn)工作前，需準(zhǔn)備好校正報(bào)告以供參考。在試驗(yàn)期間，需要做好對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的管理工作，特別是液壓千斤頂泵，一定要安排專人負(fù)責(zé)管理。自動(dòng)頂升系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)裝配機(jī)械過(guò)載設(shè)備來(lái)對(duì)緊急狀態(tài)下的液壓壓力進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。

3.3 強(qiáng)化試驗(yàn)檢測(cè)管理

在開(kāi)展市政橋梁工程靜載試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，一定要做好有關(guān)的管理工作。具體如下：其一，必須要制定科學(xué)完善的儀器設(shè)備管控機(jī)制，對(duì)于新購(gòu)置的儀器設(shè)備，需要設(shè)置相應(yīng)的臺(tái)賬，還應(yīng)當(dāng)和具體試驗(yàn)檢測(cè)工作建立聯(lián)系，全面了解不同設(shè)備的類型、功能作用、適用范圍。其二，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)登記儀器設(shè)備的有關(guān)信息參數(shù)，比如設(shè)備的保管責(zé)任人、設(shè)備使用時(shí)間、設(shè)備購(gòu)入時(shí)間、設(shè)備操作人員等。其三，工作人員必須要全面掌握各個(gè)檢測(cè)流程的操作規(guī)定，以此確保有序、標(biāo)準(zhǔn)化地完成靜載試驗(yàn)工作。

3.4 做好檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程控制

為保證市政橋梁中靜載試驗(yàn)技術(shù)得到有效的使用，應(yīng)當(dāng)針對(duì)技術(shù)操作的整個(gè)流程加強(qiáng)管控，充分保證檢測(cè)工作的按時(shí)完成，檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)可靠。開(kāi)展檢測(cè)工作的各個(gè)流程，例如樣品采集、檢測(cè)數(shù)據(jù)分析，都應(yīng)當(dāng)依照檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)定加強(qiáng)管控，防止發(fā)生操作不合理或是其他問(wèn)題，從而對(duì)靜載試驗(yàn)質(zhì)量造成負(fù)面影響。

應(yīng)全面落實(shí)精細(xì)化管理原則，按照工程現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)管理規(guī)定、要求，制定合理的檢測(cè)管理方案，強(qiáng)化對(duì)檢測(cè)技術(shù)操作細(xì)節(jié)的管控，確保技術(shù)發(fā)揮出應(yīng)有的價(jià)值。對(duì)檢測(cè)技術(shù)的使用效果展開(kāi)評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題與缺陷，提出改進(jìn)措施，確保靜載試驗(yàn)發(fā)揮出了自身價(jià)值，助力橋梁質(zhì)量控制工作的有效落實(shí)。

3.5 做好檢測(cè)技術(shù)人員培訓(xùn)

伴隨檢測(cè)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與優(yōu)化，靜載試驗(yàn)過(guò)程中可供挑選的儀器、設(shè)備越來(lái)越多，為促使檢測(cè)技術(shù)得到科學(xué)使用，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化對(duì)檢測(cè)技術(shù)人員的培訓(xùn)力度，提升其專業(yè)水平，使其掌握更多先進(jìn)知識(shí)與新設(shè)備的應(yīng)用方法，以確保檢測(cè)工作的規(guī)范開(kāi)展?？砂凑侦o載試驗(yàn)技術(shù)的實(shí)施計(jì)劃，提煉出其中涉及的理論知識(shí)、技術(shù)操作要點(diǎn)，將此作為主要培訓(xùn)內(nèi)容，在試驗(yàn)開(kāi)始之前，做好檢測(cè)技術(shù)人員的培訓(xùn)教育。應(yīng)按照市政橋梁工程的檢測(cè)要求，安排足夠的人手，建立高專業(yè)水平的檢測(cè)團(tuán)隊(duì)，并強(qiáng)化對(duì)檢測(cè)技術(shù)人員的日常管理，時(shí)刻監(jiān)督其操作的規(guī)范性、合理性，防止因?yàn)闄z測(cè)操作不當(dāng)或是其他影響因素，導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果存在較大誤差。

4 結(jié)束語(yǔ)

在市政橋梁檢測(cè)中，應(yīng)用靜載試驗(yàn)技術(shù)十分重要，該技術(shù)的合理使用，有助于及時(shí)完整地掌握橋梁的工況與結(jié)構(gòu)狀態(tài)，對(duì)保證橋梁工程的安全使用、穩(wěn)定性十分重要。因此，必須要全面了解此技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，結(jié)合橋梁工程的具體狀況做到合理使用，以此為人們提供更加安全舒適的橋梁服務(wù)。

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