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摘要:在公路桥梁建设中,对竣工后的桥梁实施荷载试验,是准确反映公路桥梁实际承载能力的重要手段。荷载试验的组成部分主要是由静载试验和动载试验相组成,静载试验注重测定公路桥梁的静力荷载的情况,动载试验主要是测定桥梁的动力荷载情况,从而有效地观察桥梁的结构,保证桥梁的运行安全和可靠。
关键词:公路桥梁;荷栽试验检测;桥梁养护;作用
1公路桥梁检测技术的应用现状
1.1对公路桥梁检测工作不够重视
在对公路桥梁工程进行建设和施工期间,没有为其聘请专业人员对公路桥梁检测,在整体上较为随意,也未严格遵守技术和标准执行,其产生的缺陷也得不到及时发现,从而影响公路桥梁工程的整体质量和整体安全。
1.2公路桥梁检测人员素质低
对于检测队伍的构建,一些人员素质低下,没有专业的资格证书,对使用的设备仪器也不熟练,在数据处理和误差控制工作中,也无法保证工作的执行。在公路桥梁工程建设过程中,缺乏严谨作风与态度,存有数据造假现象,影响公路桥梁工程结果的准确性。
1.3实际的公路桥梁检测过程不规范
在对公路桥梁进行检测的时候,施工单位需要根据一定要求,完成取样工作。同时,还要对数据进行采集,保证能获得更多资料。但是,由于检测人员责任心不强,将影响工作的整体效率。在工作中,也未遵循检测规范,无法确保数据采集的全面性,難以掌握工程施工情况,从而给公路桥梁检测质量带来较大制约。
2荷载试验的定义
荷载试验指的是按照桩的使用功能,在桩顶施加轴向压力、轴向上拔力,从而观测桩的相应监测点随实践产生的沉降和位移,并根据荷载与位移的关系来对单桩承载力进行相应的判定。这项技术通常被运用于公路桥梁的监测工作当中。一般情况下,桥梁公路荷载试验分为静载试验和动载试验两个方面。静载试验指的是在桥梁公路上施加静力,对其结构和应变能力进行判断。而动载试验可以对静载试验得出的理论数据与实际数据进行对比,对公路桥梁的实际承载能力做出最准确的评估。
在判定公路桥梁的承载力时,需要集合理论数据进行计算。如果公路桥梁的结构相对复杂,则需要构建有限元模型。而这一环节中需要充分利用到现场考察的资料数据与设计图纸,从而将存在的误差进行及时修正。
3检测方案设计
3.1检测目的
(1)通过对桥梁上部结构、下部结构及桥面系等部件的缺损状况检查,查明缺损和病害的部位、性质、严重程度,分析缺损和病害产生的主要原因。
(2)通过对桥梁桥面相对标高的测量,确定桥梁桥面线形是否平顺;检测墩柱竖直度,确定墩柱是否倾斜。
(3)为了解空心板梁的损坏程度,对空心板梁间铰缝进行专项检测。
(4)对桥梁进行静荷载试验,并对桥梁上部结构的主要控制截面进行承载能力检算,确定桥梁的承载能力。
3.2检测内容
检测、试验和检算内容如下:桥梁缺损状况检查(包括上部结构、下部结构、桥面系及附属设施等);梁端斜截面裂缝专项检测;桥面相对标高测量;墩柱直度检测;桥梁净空测量;桥梁材质状况检测;桥梁自振特性测试;桥梁铰缝专项检测;桥梁技术状况评定;桥梁检算;桥梁静载试验;桥梁承载能力评定。
4桥梁检测结果
4.1桥梁缺损状况检查与材质状况检测
4.1.1桥梁缺损状况检查
以目检为主,对桥梁进行全方位观测。经检测发现,此跨线桥存在钢筋锈胀、渗水、裂缝、桥面破损严重等问题。
4.1.2桥梁材质状况检测
对桥梁材质状况检测包含了混凝土强度抽检、钢筋锈蚀状况抽检、钢筋保护层厚度抽检、钢筋锈蚀点位检测。
4.2梁端斜截面裂缝专项检测
4.2.1检测方案
4.2.1.1检测方法
首先采用内窥镜法进行普查,发现裂缝等病害后以照片形式存储,同时附加钢尺辅助定位,以便于对裂缝的走向、规模及空间状态进行描述。对于有疑问的病害位置,采用超声扫描成像法进行复测及定位。
4.2.1.2测区布置
依据板梁应力应变特征,梁体裂缝等病害一般最早呈现在梁端,因此其箱梁病害检测以梁端2.0~2.7m为主要检测区域。梁端每0.1m布置一条测线,沿垂直方向依次观测板梁两侧面裂缝分布情况。
4.2.2检测结果
该项检测对该桥梁18孔共计300片预制板梁梁端斜裂缝进行检测,对梁端截面裂缝检测结果见表1所列。
4.3铰缝损伤专项检测
该跨线桥目前上部结构板梁间铰缝在长期荷载作用下,出现了严重的病害,表现在桥下渗水严重、桥面铺装层纵向裂缝及破损。为了解空心板梁的损坏程度,该项检测对空心板梁间铰缝进行了专项检测。该项检测测量了4孔共24条铰缝动挠度差。由检测数据可知,当铰缝处无渗水、桥面无纵向裂缝时,铰缝状态完好。当铰缝处渗水,或桥面有纵向裂缝,或桥面有破碎带时,铰缝受到损伤,状态处于损坏或破坏状态。
4.4桥梁结构自振测试及荷载试验
4.4.1桥梁结构自振特性测试
桥梁结构的自振特性是指桥梁结构各阶振动频率和振型。对该桥梁结构进行自振特性测试目的是用测试结果来校验计算结果,确定自振特性评定标度。
4.4.2荷载试验
通过静载试验对桥梁施加静力荷载作用,测定桥梁结构在试验荷载作用下的结构响应,据此进行承载能力评定。试验分别进行应力测试、位移测试和裂缝宽监测。据检测结果显示,抽检孔桥在试验荷载作用下具有较好的弹性回复能力,但部分斜裂缝为受力裂缝,斜截面强度已经不能满足原设计荷载要求。
4.5动载试验
进行动态试验的目的是通过公路桥梁的固有参数,有效地掌握桥梁的动力特性,从而有效地判断出公路桥梁的工作状态,确定出桥梁的荷载能力。与静载试验相比较,动载试验不仅注重观测点的位移变化,更加注重加速度、振动等方面的数据变化,是对公路桥梁的动态变化的重要手段。动载试验主要是由脉动试验和强迫振动试验相组合。
4.5.1脉动试验
脉动实验过程是一个漫长的过程,前期的时候应该在桥体上安装高灵敏度的传感器,有效地记录桥梁长时间的变化,诸如经受风吹雨打、人为破坏等情况引起结构振动的数据变化并进行波普分析。一般而言,桥体的振动很大程度上是由于中低频率振动而引起的,若是振动的相位与桥体固有的振动出现相同和相近的情况,会导致桥体的振动幅度有所提升,对于桥梁结构的影响较大。如果外界的振动相位与桥体相反时,桥体结构的振幅相对较弱,对于桥梁的影响不大。
4.5.2强迫振动试验
这种试验与脉动试验相比,施加的频率相对要高点,主要是借助试验车辆开展本次试验,从而有效地检测桥梁壳体结构的绕度、扭转、弯曲、剪力变化。强迫振动试验主要是由两种检测方式组成,一种是刹车试验。刹车试验是运用一辆载重的车辆驾驶到桥梁的中部或者四分之一的部位进行刹车,从而有效地观察出观测点的频率和振幅变化,为了保证数据的正确性,重复两次试验。另一种是跑车试验。跑车试验是指运用两辆车重一样的汽车并排行驶在路段中央,以10km/h每递增的速度梯度加以行驶,检测桥体结构在不同车速下的变化值,为了保证数据的正确性,重复两次试验。
结语
在生活实践中,公路桥梁是重要的交通基础建筑,对于人们的生活生产具有重要意义和作用。注重公路桥梁的荷载试验是保证桥梁运用安全的重要手段,也是提升公路桥梁建设质量的有效方式,对于交通事业建设的发展具有关键性的作用。
关键词:公路桥梁;荷栽试验检测;桥梁养护;作用
1公路桥梁检测技术的应用现状
1.1对公路桥梁检测工作不够重视
在对公路桥梁工程进行建设和施工期间,没有为其聘请专业人员对公路桥梁检测,在整体上较为随意,也未严格遵守技术和标准执行,其产生的缺陷也得不到及时发现,从而影响公路桥梁工程的整体质量和整体安全。
1.2公路桥梁检测人员素质低
对于检测队伍的构建,一些人员素质低下,没有专业的资格证书,对使用的设备仪器也不熟练,在数据处理和误差控制工作中,也无法保证工作的执行。在公路桥梁工程建设过程中,缺乏严谨作风与态度,存有数据造假现象,影响公路桥梁工程结果的准确性。
1.3实际的公路桥梁检测过程不规范
在对公路桥梁进行检测的时候,施工单位需要根据一定要求,完成取样工作。同时,还要对数据进行采集,保证能获得更多资料。但是,由于检测人员责任心不强,将影响工作的整体效率。在工作中,也未遵循检测规范,无法确保数据采集的全面性,難以掌握工程施工情况,从而给公路桥梁检测质量带来较大制约。
2荷载试验的定义
荷载试验指的是按照桩的使用功能,在桩顶施加轴向压力、轴向上拔力,从而观测桩的相应监测点随实践产生的沉降和位移,并根据荷载与位移的关系来对单桩承载力进行相应的判定。这项技术通常被运用于公路桥梁的监测工作当中。一般情况下,桥梁公路荷载试验分为静载试验和动载试验两个方面。静载试验指的是在桥梁公路上施加静力,对其结构和应变能力进行判断。而动载试验可以对静载试验得出的理论数据与实际数据进行对比,对公路桥梁的实际承载能力做出最准确的评估。
在判定公路桥梁的承载力时,需要集合理论数据进行计算。如果公路桥梁的结构相对复杂,则需要构建有限元模型。而这一环节中需要充分利用到现场考察的资料数据与设计图纸,从而将存在的误差进行及时修正。
3检测方案设计
3.1检测目的
(1)通过对桥梁上部结构、下部结构及桥面系等部件的缺损状况检查,查明缺损和病害的部位、性质、严重程度,分析缺损和病害产生的主要原因。
(2)通过对桥梁桥面相对标高的测量,确定桥梁桥面线形是否平顺;检测墩柱竖直度,确定墩柱是否倾斜。
(3)为了解空心板梁的损坏程度,对空心板梁间铰缝进行专项检测。
(4)对桥梁进行静荷载试验,并对桥梁上部结构的主要控制截面进行承载能力检算,确定桥梁的承载能力。
3.2检测内容
检测、试验和检算内容如下:桥梁缺损状况检查(包括上部结构、下部结构、桥面系及附属设施等);梁端斜截面裂缝专项检测;桥面相对标高测量;墩柱直度检测;桥梁净空测量;桥梁材质状况检测;桥梁自振特性测试;桥梁铰缝专项检测;桥梁技术状况评定;桥梁检算;桥梁静载试验;桥梁承载能力评定。
4桥梁检测结果
4.1桥梁缺损状况检查与材质状况检测
4.1.1桥梁缺损状况检查
以目检为主,对桥梁进行全方位观测。经检测发现,此跨线桥存在钢筋锈胀、渗水、裂缝、桥面破损严重等问题。
4.1.2桥梁材质状况检测
对桥梁材质状况检测包含了混凝土强度抽检、钢筋锈蚀状况抽检、钢筋保护层厚度抽检、钢筋锈蚀点位检测。
4.2梁端斜截面裂缝专项检测
4.2.1检测方案
4.2.1.1检测方法
首先采用内窥镜法进行普查,发现裂缝等病害后以照片形式存储,同时附加钢尺辅助定位,以便于对裂缝的走向、规模及空间状态进行描述。对于有疑问的病害位置,采用超声扫描成像法进行复测及定位。
4.2.1.2测区布置
依据板梁应力应变特征,梁体裂缝等病害一般最早呈现在梁端,因此其箱梁病害检测以梁端2.0~2.7m为主要检测区域。梁端每0.1m布置一条测线,沿垂直方向依次观测板梁两侧面裂缝分布情况。
4.2.2检测结果
该项检测对该桥梁18孔共计300片预制板梁梁端斜裂缝进行检测,对梁端截面裂缝检测结果见表1所列。
4.3铰缝损伤专项检测
该跨线桥目前上部结构板梁间铰缝在长期荷载作用下,出现了严重的病害,表现在桥下渗水严重、桥面铺装层纵向裂缝及破损。为了解空心板梁的损坏程度,该项检测对空心板梁间铰缝进行了专项检测。该项检测测量了4孔共24条铰缝动挠度差。由检测数据可知,当铰缝处无渗水、桥面无纵向裂缝时,铰缝状态完好。当铰缝处渗水,或桥面有纵向裂缝,或桥面有破碎带时,铰缝受到损伤,状态处于损坏或破坏状态。
4.4桥梁结构自振测试及荷载试验
4.4.1桥梁结构自振特性测试
桥梁结构的自振特性是指桥梁结构各阶振动频率和振型。对该桥梁结构进行自振特性测试目的是用测试结果来校验计算结果,确定自振特性评定标度。
4.4.2荷载试验
通过静载试验对桥梁施加静力荷载作用,测定桥梁结构在试验荷载作用下的结构响应,据此进行承载能力评定。试验分别进行应力测试、位移测试和裂缝宽监测。据检测结果显示,抽检孔桥在试验荷载作用下具有较好的弹性回复能力,但部分斜裂缝为受力裂缝,斜截面强度已经不能满足原设计荷载要求。
4.5动载试验
进行动态试验的目的是通过公路桥梁的固有参数,有效地掌握桥梁的动力特性,从而有效地判断出公路桥梁的工作状态,确定出桥梁的荷载能力。与静载试验相比较,动载试验不仅注重观测点的位移变化,更加注重加速度、振动等方面的数据变化,是对公路桥梁的动态变化的重要手段。动载试验主要是由脉动试验和强迫振动试验相组合。
4.5.1脉动试验
脉动实验过程是一个漫长的过程,前期的时候应该在桥体上安装高灵敏度的传感器,有效地记录桥梁长时间的变化,诸如经受风吹雨打、人为破坏等情况引起结构振动的数据变化并进行波普分析。一般而言,桥体的振动很大程度上是由于中低频率振动而引起的,若是振动的相位与桥体固有的振动出现相同和相近的情况,会导致桥体的振动幅度有所提升,对于桥梁结构的影响较大。如果外界的振动相位与桥体相反时,桥体结构的振幅相对较弱,对于桥梁的影响不大。
4.5.2强迫振动试验
这种试验与脉动试验相比,施加的频率相对要高点,主要是借助试验车辆开展本次试验,从而有效地检测桥梁壳体结构的绕度、扭转、弯曲、剪力变化。强迫振动试验主要是由两种检测方式组成,一种是刹车试验。刹车试验是运用一辆载重的车辆驾驶到桥梁的中部或者四分之一的部位进行刹车,从而有效地观察出观测点的频率和振幅变化,为了保证数据的正确性,重复两次试验。另一种是跑车试验。跑车试验是指运用两辆车重一样的汽车并排行驶在路段中央,以10km/h每递增的速度梯度加以行驶,检测桥体结构在不同车速下的变化值,为了保证数据的正确性,重复两次试验。
结语
在生活实践中,公路桥梁是重要的交通基础建筑,对于人们的生活生产具有重要意义和作用。注重公路桥梁的荷载试验是保证桥梁运用安全的重要手段,也是提升公路桥梁建设质量的有效方式,对于交通事业建设的发展具有关键性的作用。