卢星辅,肖 遥
(贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司,贵州 贵阳 550000)
静载试验作为一种影响比较范围大,可靠性强的方式,主要在桥梁检测和桩基检测中应用,桩静载试验是目前最为可靠的现场测定单桩极限承载力的方法,而桥梁静载试验是在指定的位置上对桥梁结构的应力、应变以及挠度进行测定,了解桥梁的状态,可将难以计算的部分的受力情况分析出来,判断其承载能力。近年来,在桥梁设计理论的逐步发展中,桥梁结构的形式也变得更加多样,其安全受到了社会的关注。静载试验在钢筋混凝土拱桥、自锚式悬索桥以及系杆拱桥等种类的桥梁上得到了有效应用,其发展正向着现代测量仪器以及高精度数据连续采集等方向进行,通过与无线传输技术的结合,结合实际情况联合采用静载和动载评估的方式,使功能更加完善。
为了加强桥梁工程静载试验检测的效果,应对桥梁的设计、施工以及养护等方面的情况进行了解,收集相应的资料,作为试验的参考。首先,应对桥梁结构的现状进行检查,例如桥梁承重部分是否存在裂缝以及漏筋等情况,还应检查试验桥梁的混凝土是否存在支座冲刷的情况。其次,应使用分析软件按照设计要求对桥梁的结构的内力进行计算,根据荷载加载重量、位置等,在各级荷载作用中计算桥梁结构测点的应变、位移情况,便于与之后得到的实际测量数值进行比较。最后,应制定合理的方案,其中包括静载试验的测试内容、加载、观测方案,还应准备相应的仪器用于检测,需保证设计的静载试验方案满足实际需求,具有可操作性特点,能够为检测提供相应的条件。之后,应将现场的准备工作完成,其中包括布置测试元件、安装测量仪器,设置试验中使用的脚手架以及照明设备等,使静载试验能够顺利的开展。
(1)选择对象
完成了准备工作后,可开始进行静载试验,在实际的操作中应按照要求开展各项工作。应对静载试验对象进行选择,为了保证静载试验检测的效果,需要合理地选择试验的对象。在选择的过程中,针对结构型式与跨度相同的桥梁结构,可选择具有代表性的一孔或者几孔。对于结构型式不同的桥梁结构,应结合实际情况选择各类结构型式之中有代表性的一孔或者几孔。而在结构型式上相同、跨度不同的桥梁结构,应选择跨度最大的一孔或者几孔进行试验。在预制梁选择中,应结合其施工工艺以及跨度,根据一定的比例进行随机抽查检测。还应注意选择试验墩台的时候,应选择受力状态最不利、损害最严重的位置,同时确保该位置便于设置试验工具。
(2)理论分析计算
在理论分析与计算过程中,需要计算桥跨荷载效应和设计内力,其中包括设计图纸、荷载,计算桥跨结构计算模型以及荷载效应等。在设计中,不同种类的桥梁都需要测定设计内力、应变观测、变形观测内容,例如拱桥、悬索桥等。在确定变形观测位置的时候,应结合桥梁型式来判断。例如,在简支梁桥梁中,变形观测位置为跨中、支点部位,而T型钢构桥梁变形观测内容有悬臂端的挠度以及墩顶的截面位移等。
(3)制定静载加载方案
在静载试验中,加载发挥了有效的作用,在设计加载方案的时候,应针对设备选择、加载程度与卸载程度的确定以及持续时间的确定这些内容进行分析。选择设备的时候,一般包括重物、车辆荷载等,使用重物进行加载的时候,可使用水箱、预制块等,还应利用逐级增加的方式,使加载能够满足实际的需求,达到更好的效果。这种方式适合用于现场单片梁试验加载中,但是需要花费较多的时间。选择车辆加载的情况下,应对车辆进行准确地称重,保证计算数值与实际的荷载之间的误差在要求范围内容,还应选择接近标准车的加载车辆,将车轴距离进行有效控制。之后,在确定加载程度与卸载程序的时候,为了维持荷载变化以及变形、应变间的连续曲线关系,应合理地确定程度,主要包括加载流程、卸载流程、速度、分级荷载值等,通常分级荷载值不少于四级,在检测开裂荷载等情况下,应进行等级细分。另外,在加载与卸载的过程中,应将监测工作,避免产生问题影响检测结果。明确加载的持续时间的时候,需要结合有效的温度补偿措施,减少温度对桥梁结构造成的不良影响,通常适合在22点到6点之间进行。
(4)确定静载观测内容、测点以及仪器
在静载试验过程中,观测的内容中有变形、应变、裂缝、制作墩台等情况,变形之中包括了整体变形以及局部变形,整体变形反映了桥梁结构的整体性能,例如梁的转角以及挠度等。局部变形反映了桥梁结构的局部情况,其中有纤维变形以及裂缝等内容,使观测有效开展。之后,应对静载试验的测点进行明确,为了保证测点的布置效果,应按照适量的原则进行布置。在实际的布置过程中,需要明确目的,不应设置过多的测点,选择有代表性的控制截面,便于进行观测,还应使用结构对称互等的原理对数据进行分析,使测点的布置发挥出有效的作用,保证了试验的最终结果的可靠性。最后,应合理选择静载试验的测试仪器,当前主要使用的仪器有刻度放大镜、位移计以及应变片、静态电阻应变仪等,在使用仪器的时候,应结合试验的要求,保证其测试精度能够满足最终的需求,同时还应在适当的环境条件下进行使用。选择的时候应注意选择同一类型的仪器,减少不同种类的仪器。
静载试验加载以及观测阶段工作结束后,检测工作就进入到了数据的核查以及判定阶段,在这个过程中技术人员需要按照要求开展工作,对作业中得到的数据进行全面的核查,确保核查的准确性和科学性。进行静载试验的时候,桥梁的整体结构以及部分结构的核查都应保证同步进行,技术人员在对数据进行核查的时候,应将产生的问题进行排除,保证施工的效果,使检测工作顺利完成,为桥梁的情况了解提供更好的条件。
静载试验作为桥梁检测中重要方式,能够使人们更加了解桥梁的情况,判断其性能变化,为桥梁的质量管理提供一定的参考内容。在开展静载试验的时候,应按照要求进行各项工作,保证工作的效果,避免产生错误,结合方案进行试验,还应确保设备以及测点等合理选择,为静载试验的进行建立良好的基础。