高速公路上橋梁的檢測
2017-02-20
0前言
隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展, 交通運輸出現(xiàn)了重載、高速、大流量的現(xiàn)代運輸結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢, 公路運輸在整個運輸體系中占有的比例越來越大。而橋梁是道路的咽喉, 因此公路運輸對現(xiàn)有橋梁(即舊橋) 和新建橋梁的結(jié)構(gòu)性能與使用質(zhì)量提出了更高的要求。于是為適應(yīng)交通運輸不斷發(fā)展的需要, 確保新建橋梁的安全可靠, 在橋梁竣工后通常需要對其進(jìn)行現(xiàn)場測試; 早期修建的橋梁隨著使用年限的增長, 有些會出現(xiàn)病害或破損現(xiàn)象, 對橋梁的結(jié)構(gòu)會造成潛在的危害, 為了評估這些橋梁的現(xiàn)有承載能力和使用條件, 也需對其進(jìn)行現(xiàn)場測試; 當(dāng)橋梁需要通過超出其設(shè)計承載能力的特殊車輛時, 同樣需對其進(jìn)行現(xiàn)場測試; 另外, 在橋梁的運營過程中, 對其進(jìn)行健康監(jiān)測和狀態(tài)評估也是橋梁發(fā)展的趨勢。
1、 承載力的檢測
橋梁結(jié)構(gòu)的靜動載試驗，是分別將靜動載作用在橋梁結(jié)構(gòu)上的指定位置，測試結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變、撓度以及結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼比和沖擊系數(shù)。
按照有關(guān)規(guī)程，確定試驗孔為：位于0#~1#橋墩間的65m、2#~3#橋墩間的155m和5#~6#橋墩間的115m整體現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼箱形連續(xù)梁。
應(yīng)力采用外帖式應(yīng)變片，應(yīng)變采用靜態(tài)應(yīng)變儀測量；主梁撓曲、墩臺沉降采用精密水準(zhǔn)儀測讀；墩柱偏位等采用全站儀測讀；動位移采用INV306振動測試系統(tǒng)進(jìn)行測試；動應(yīng)變采用動態(tài)應(yīng)變儀測量，獲得結(jié)構(gòu)的振動頻率、阻尼、沖擊系數(shù)等參數(shù)；裂縫采用JC-10讀數(shù)顯微鏡（放大倍數(shù)為20倍）進(jìn)行觀測。
1.1 靜載試驗
靜載試驗中應(yīng)：a 實行交通管制；劃定各試驗車停放位置；安裝、調(diào)試應(yīng)變儀、位移計、精密水準(zhǔn)儀等。b 預(yù)載：(臺試驗車在被測試橋跨上來回通行2次，對橋跨施行預(yù)壓；對應(yīng)變儀、位移計、精密水準(zhǔn)儀等讀初值。c 加載：試驗車按指定位置逐級就位，分級加載，每加載一級穩(wěn)定10min后，對應(yīng)變儀、位移計、精密水準(zhǔn)儀讀數(shù)；間隔5min后再讀數(shù)一次。’ 卸載：逐級卸載，每卸一級穩(wěn)定10min后，對應(yīng)變儀、位移計、精密水準(zhǔn)儀讀數(shù)；間隔5min
后再讀數(shù)一次；全部車輛退出半小時后，對應(yīng)變儀、位移計、精密水準(zhǔn)儀再讀數(shù)一次。
1.2動載試驗
動載試驗中應(yīng)：實行交通管制；調(diào)試INV306振動測試系統(tǒng)、動態(tài)應(yīng)變儀。2輛試驗車并排以10、20、40、60km／h的速度勻速同步通過，測試系統(tǒng)、動態(tài)應(yīng)變儀等進(jìn)行記錄；2輛試驗車以40km／h的速度勻速通過，在跨中緊急制動，振動測試系統(tǒng)、動態(tài)應(yīng)變儀等進(jìn)行記錄；1輛試驗車以5km／h的速度跳車，振動測試系統(tǒng)、動態(tài)應(yīng)變儀等進(jìn)行測試。
1.3 裂縫檢測
檢測人員仔細(xì)觀察每一級荷載作用下各控制截面是否有裂縫出現(xiàn)及裂縫發(fā)展情況。如有，應(yīng)停止加載，分析原因后才能進(jìn)行第二級加載。
1.4檢測注意事項
①試驗車輛。車輛和載荷總重55t的五軸載重3輛（要求前軸重3t，兩中軸重12，兩后軸重14t.；車輛和載荷總重20t的載重車36輛（前軸重7t，后軸重13t）；靜載試驗荷載根據(jù)設(shè)計荷載（汽超20t，掛-120）采用等效荷載的原則，針對每一試驗跨所需的車輛荷載噸位和數(shù)量，根據(jù)設(shè)計控制荷載最不利效應(yīng)值按下式等效換算，最終達(dá)到荷載效率為0.8~1.05的目的。
?、诟髟囼灴珈o載試驗工況及其布載位置應(yīng)根據(jù)橋梁內(nèi)力影響線最不利位置進(jìn)行分級布載。
?、蹌虞d試驗。模擬實際行車荷載的行駛速度、剎車和跳車情況。
?、軕?yīng)變和撓度測點布置。靜動載應(yīng)變測點布置在跨中、支點截面；各個墩頂應(yīng)變測點布置在左右兩側(cè)；撓度（位移）測點位于石崆山"號橋右線0#~7#橋墩之間的65m+115m+155m+3倍的115m整體現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼箱形連續(xù)梁支點、跨中、1／4截面，以測出連續(xù)梁在各級荷載作用下的撓曲線。
5）溫度測點的布設(shè)。在測點附近的橋上和橋下設(shè)置!處氣溫觀測點，另外在橋梁主要測點設(shè)置一處構(gòu)件表面溫度觀測點。
2、 滲水檢測
雖然道路工作者已逐漸認(rèn)識到了瀝青路面水損壞的危害性, 但具體到對瀝青路面滲水性能進(jìn)行檢測與評價, 并制定相應(yīng)的瀝青路面滲水控制指標(biāo)的工作并沒有完善。所以有必要認(rèn)識滲水的檢測。
2.1測試公式
重點考察儀器測試結(jié)果的精確性、可重復(fù)性及測試方法的可操作性等方面的性能, 最終推薦的路面滲水系數(shù)計算公式為
k =(lnh1- ln h2) aL/A t
式中: k 為滲透系數(shù); a 為水管截面積; L 為試件高度, 現(xiàn)場測試時假設(shè)為測試層厚度;A 為試件截面面積, 現(xiàn)場測試時假設(shè)為滲水儀內(nèi)水與路面的接觸面積; t 為滲水時間; h1 為測試開始時水頭高度; h2 為測試結(jié)束時水頭高度。
2．2測試方法
考慮到瀝青路面滲水往往與離析、粗集料集中、壓實度不足等有關(guān),在測試瀝青路面滲水系數(shù)的同時也測定這些指標(biāo)。為了使測試的滲水系數(shù)更好地代表瀝青路面的實際性能,有如下測點選擇方法：
?、?考慮瀝青混合料類型對瀝青路面滲水性能的影響, 選擇了同一結(jié)構(gòu)層, 相同集料最大公稱粒徑, 不同級配的路段。
?、?考慮厚度對瀝青路面滲水性能的影響, 選擇同一結(jié)構(gòu)層, 同一級配, 不同厚度的路段, 同時研究集料最大公稱粒徑與厚度的匹配關(guān)系。
③ 考慮壓實度對瀝青路面滲水性能的影響, 選擇同一結(jié)構(gòu)層, 不同路面空隙率的路段。路面空隙率采用表干法測定, 可以借用已取芯樣的數(shù)據(jù), 或在滲水系數(shù)測定后在檢測點處取芯測定。
?、?考慮構(gòu)造深度對瀝青路面滲水性能的影響,選擇同一結(jié)構(gòu)層, 不同路面構(gòu)造深度的路段。路面構(gòu)造深度采用鋪砂法測定。
3、 樁基的檢測
3.1 成孔檢測
超聲波成孔檢測儀采用超聲波反射技術(shù)，可用于各種灌注樁（或地下連續(xù)墻）等成孔成槽質(zhì)量的綜合檢測。實踐中，將超聲波傳感器沿充滿泥漿的鉆孔中心以一定速率下放，在探頭下放過程中，接收并記錄四個方向（或兩個方向）的垂直孔壁的超聲波脈沖反射信號，可以很方便地對鉆孔四個方向同時進(jìn)行孔壁狀態(tài)監(jiān)測，可以直觀的觀測連續(xù)墻槽寬、鉆孔直徑、垂直度、孔壁狀況等參數(shù)。
3.2 靜載試驗法
在確定單樁極限承載力方面，它是目前最為準(zhǔn)確、可靠的檢驗方法，判定某種動載檢驗方法是否成熟，均以靜載試驗成果的對比誤差大小為依據(jù)。因此，每種地基基礎(chǔ)設(shè)計處理規(guī)范都把單樁靜載試驗列入首要位置。一般情況下，樁基靜載試驗的成果數(shù)據(jù)，如單樁承載力、沉降量等均認(rèn)為是準(zhǔn)確、可靠的。
3.3 應(yīng)力波反射法完整性檢測
盡管近年來國內(nèi)外對于這種方法的研究未見本質(zhì)性的進(jìn)展，但在實用和普及方面國內(nèi)卻有較大提高，這些不僅表現(xiàn)在國產(chǎn)樁基動測儀和配套用傳感已達(dá)到或接近國外先進(jìn)儀器方面，也表現(xiàn)在許多單位認(rèn)真研究各個測試細(xì)小環(huán)節(jié)和分析環(huán)節(jié)方面，更主要的是表現(xiàn)在許多管理部門已開始認(rèn)真總結(jié)應(yīng)力波反射法完整性檢測的得與失，開始使這種方法的應(yīng)用回歸到一種正常的位置，如廣東省正在將這種方法定位于為后續(xù)檢測提供前期技術(shù)準(zhǔn)備, 這種定位已與該方法解決問題的真實能力完全對應(yīng)。
3.4 高應(yīng)變動力試樁法
樁基動測方面，國產(chǎn)儀器和軟件業(yè)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，許多方面甚于更具有中國特色。
3.5 動靜法
動靜法是指應(yīng)用達(dá)朗貝爾原理來研究非自由質(zhì)點系的動力學(xué)問題。動靜法的特點是在引入虛加慣性力之后，用靜力學(xué)中研究平衡問題的方法來處理動力學(xué)中的不平衡的問題
4、 結(jié)束語
橋梁方面試驗是一項試驗過程長、內(nèi)容復(fù)雜、變化不可預(yù)料、技術(shù)含量高的工作，應(yīng)根據(jù)試驗?zāi)康恼J(rèn)真制定試驗內(nèi)容和詳細(xì)計劃，才能保證達(dá)到試驗效果，保障試驗安全，以防留下諸多安全隱患。
參考文獻(xiàn)：
[1]JTJ 041-2000.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S］
[2]JTGD60- 2004, 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范[S]
[3] 諶潤水, 胡釗芳. 公路橋梁荷載試驗[M]. 北京:人民交通出版社, 2003.
