公路橋梁承載能力試驗(yàn)與檢測(cè)方法
2014-03-21
1前言
1.1公路橋梁承載力試驗(yàn)的目的與作用
全國(guó)每年都有一大批結(jié)構(gòu)新穎、雄偉壯觀、形式多樣的橋梁建成，無(wú)論在橋梁?jiǎn)慰缈缍取⒔Y(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和施工技術(shù)難度方面，我國(guó)橋梁建設(shè)技術(shù)水平已進(jìn)入世界先進(jìn)之列。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論都有了根本性的變化，然而影響橋梁工程質(zhì)量的許多不確定因素仍然存在，對(duì)于建成后的橋梁工程質(zhì)量，人們更希望了解和掌握其使用性能和效果。
對(duì)那些影響較大、結(jié)構(gòu)新穎、隱蔽工程較多的橋梁進(jìn)行全橋?qū)崢蚝奢d試驗(yàn)，是竣工驗(yàn)收時(shí)對(duì)橋梁工程內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行評(píng)判時(shí)最直接和有效的方法和手段。同時(shí)亦為設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，為橋梁建設(shè)的整體水平提高創(chuàng)造條件，為今后橋梁的養(yǎng)護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。
美國(guó)一位專家曾說(shuō)過(guò)：“無(wú)論多么高新的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)都不能取代用于評(píng)估公路大橋性能的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。當(dāng)建筑物承受工作荷載時(shí)，記錄下應(yīng)變測(cè)試結(jié)果，根據(jù)測(cè)試結(jié)果工程師就能更好地了解橋梁的真實(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)。”
1.2新的公路橋梁汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)
我國(guó)頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01—2003），將使用近40年的原公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)模式及其分級(jí)作了重大調(diào)整。一是將四級(jí)標(biāo)準(zhǔn)車隊(duì)荷載改為公路—I級(jí)、公路—，，級(jí)兩級(jí)汽車荷載二是汽車荷載采用了國(guó)外普遍采用的車道荷載和車輛荷載組成的模式；另外，從形式上取消了驗(yàn)算荷載，將驗(yàn)算荷載的影響通過(guò)多種途徑間接地反映到汽車荷載模式中。
而《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTG D 60—2004）亦提出在公路橋涵設(shè)計(jì)時(shí)，車道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計(jì)車道數(shù)布置車輛荷載進(jìn)行計(jì)算；同時(shí)多車道橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮多車道折減；當(dāng)橋梁計(jì)算跨徑大于150m時(shí)，還應(yīng)按規(guī)定的縱向折減系數(shù)進(jìn)行折減；當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時(shí)，整個(gè)結(jié)構(gòu)應(yīng)按最大的計(jì)算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。
1．3解讀新的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)
美國(guó)早在?944年就在美國(guó)公路橋梁規(guī)范（AASHO）中采用車輛荷載與車道荷載，即雙軌制的活載標(biāo)準(zhǔn)，用以補(bǔ)充活載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的缺陷與不足。采用車道荷載的最大優(yōu)點(diǎn)是，車道荷載便于在影響線上布載，一旦影響線形狀、面積及最大坐標(biāo)值已知，則加載手續(xù)簡(jiǎn)便，計(jì)算工作量少而對(duì)于特定橋型結(jié)構(gòu)的橋梁，其內(nèi)力影響線又是一定的。所以，為簡(jiǎn)化橋梁活載標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是為了更加符合橋梁實(shí)際使用情況，我國(guó)公路橋梁的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)采用國(guó)際上常用模式是利多弊少的。
對(duì)于新的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)，《通用規(guī)范》的條文說(shuō)明是：
?、僭?guī)范汽車荷載的計(jì)算圖式是一輛加重車和具有規(guī)定間距的若干輛標(biāo)準(zhǔn)車組成的車隊(duì)表示的，實(shí)踐表明這種圖式對(duì)人工和計(jì)算機(jī)加載計(jì)算都不很方便，且計(jì)算效應(yīng)隨橋梁跨徑的變化是不連續(xù)的。而采用由均布荷載qk組成的圖式，只要知道橋梁的影響線面積和最大豎坐標(biāo)，荷載效應(yīng)即可計(jì)算出來(lái)，并且這些影響線面積和豎坐標(biāo)值可在橋梁設(shè)計(jì)的有關(guān)手冊(cè)查得或通過(guò)較為簡(jiǎn)單的計(jì)算得到。
?、谝?guī)范所規(guī)定的車道荷載實(shí)際上是一個(gè)虛擬荷載，它的標(biāo)準(zhǔn)值qk和pk是由對(duì)汽車車隊(duì)（車重和車距）的測(cè)定和效應(yīng)分析得到的。
?、墼跇蛄涸O(shè)計(jì)時(shí)，為取得主梁的最大受力，汽車荷載在橋面上需要偏心加載，其方法仍可用車輛荷載偏心加載，從而得到汽車荷載橫向分布系數(shù)。
為適應(yīng)新的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行公路橋梁承載力試驗(yàn)和檢測(cè)時(shí)，則應(yīng)重點(diǎn)測(cè)試橋梁的內(nèi)力縱向影響線和荷載橫向分布系數(shù)，進(jìn)而分析評(píng)定橋梁的實(shí)際承載能力。
