橋梁結構的靜荷載試驗是:將靜止的荷載作用(yòng)在橋梁上的指定位置,以測試結構的靜(jìng)應變和位移或其他(tā)項目,從(cóng)而推斷橋梁結構在(zài)荷載作用下的工作狀態和(hé)使用能力。對(duì)於一些(xiē)缺乏設計資料、結構受力(lì)不詳、不便檢(jiǎn)算,或對根據檢查及檢算結果綜合判斷(duàn)的橋梁承載能力有懷(huái)疑的舊橋,采用靜荷載來評定它們(men)的承載能力和安全度是十分必要的。
(一)試驗孔(墩、台)的選擇
橋(qiáo)梁試驗孔(墩、台)確定,應選定結構受力最不利、結構(gòu)枝術狀況較差,或病害(hài)多而嚴(yán)重、便於搭設腳(jiǎo)手架和設置測點以及加荷方便的橋(qiáo)孔。一般可結合橋梁檢查和檢算(suàn)工作進(jìn)行。對於多孔結(jié)構,還需考慮病害(hài)或問題的種類和結構上的不同。
(二)檢(jiǎn)查架與儀表架的搭設
檢查架必須方便觀(guān)測儀表和裂縫,應以經濟、方便、安全為原則,檢(jiǎn)查架(jià)與儀表架應完全脫離,不影響儀表和測點的正常工作,不幹擾測點附屬設施。當橋下淨空高不便設置固定檢查架時,可采用輕便活動(dòng)吊架。儀表架要穩固並能承受試驗時可能產生的碰動幹擾。用於(yú)觀(guān)測墩台沉降和位移的儀表(biǎo)架,應離開墩台基礎邊緣至少1.5m,以不受墩台變位的影(yǐng)響。搭設儀表架時,還需留心觀測點(diǎn)不要受陽光直接照射和防雨措施等。
(三)加載方(fāng)案與實施
1.加(jiā)載試驗(yàn)項目的確定
靜(jìng)荷載試驗項目按其目的來分,大(dà)體上有(yǒu)兩類:一類為測定荷載(zǎi)橫向分(fèn)布特性的單點加載試驗;另一類為鑒定橋梁承載能力的加(jiā)載試驗。
2.靜(jìng)載試驗荷載(zǎi)的確定與布置
承載能力評定荷載(zǎi)一般有以下幾種:即標準汽車、掛車或履帶車、人群荷載和(hé)需通行的特種重載。產生控製截麵最不利(lì)內(nèi)力的評定荷載常作為靜力試驗荷(hé)載。但由於客觀條件的限製,實際采用的試驗荷載往往會與評定荷(hé)載有所不同(tóng)。為保證試驗(yàn)效果常采用等效荷載試驗的方法,在選擇等效試(shì)驗荷載時,要使(shǐ)等(děng)效試驗荷載作(zuò)用下(xià)的控製截麵內力計算值(zhí)與評定荷載作用下同截(jié)麵的內力之比(即試驗荷載(zǎi)效率(lǜ))在0.95-1.05 之間。等效試驗荷載通常有可行式車輛和重物(wù)直接加載(zǎi)兩種。當采用重物直接加載時,需注意避免加載設備與橋梁共同承載而形成“卸載”觀象。試驗荷載布置應使結構處於某種實際可能的最不利工作狀(zhuàng)態(tài)。
3.試驗(yàn)荷載分級與加載方式
了解(jiě)結構應變(biàn)或變位隨(suí)加載(zǎi)內力(lì)增(zēng)加的變化關係和防止結構意外損壞,試驗荷載需逐級增加。用車輛加(jiā)載一般分成2-3級,用重物(wù)加載為 3-4級即基本(běn)荷載的60%、80%、90%和100%。車輛荷載的分級可采用逐漸增加加載車數量(liàng)和加載車位於控製截麵內力縱橫向影響線(xiàn)不同位置的方法。靜力試(shì)驗荷載的加載方式,根據(jù)加載設備情況(kuàng)可分成兩種,即:一是單逐級遞加到最大荷載,然後(hòu)逐(zhú)漸卸載至(zhì)零載,這種方法(fǎ)適合(hé)於重物直接(jiē)加載。二是逐級遞(dì)增的循環加載方法,此(cǐ)法宜用於車輛加載。
4.加載時間選擇與靜力荷載的持續時間
加載試驗應(yīng)安排在氣溫變化不大,外界氣候條件較好的時間(jiān)(如晚上 10時至淩晨 5時)內進行。靜(jìng)力荷載的持續時間取決(jué)於結構最大變位達到相對穩定所需的時間。對鋼筋混凝土和木結構一般取15-30min,鋼結構通常不少刊10min。
5.加載程序的確定
加載試驗前,一般需對試驗結構進行必要次數的(de)預(yù)加載。通過預加載,一(yī)方麵可以使結構進入正常工作狀態,另一方(fāng)麵也可檢查試驗裝(zhuāng)置的(de)可靠性以及檢查全部觀測儀表工作是否(fǒu)正常,並能起演習作用。預加(jiā)載的荷載一般取1-2級分(fèn)級荷載。
6.加載試驗的控(kòng)製
加載應嚴格按設計的加載程序進行,荷載的大小和截麵內力(lì)都應從小到(dào)大逐漸增加,並隨時做好停止加載或卸載的準備。加載試驗過程中,要(yào)及時分析控製測點的變位或應變,隨時觀察結構薄弱部位開裂等狀況,一旦發(fā)現下列(liè)情況,應立即終止(zhǐ)加載試驗:
(1)控製(zhì)測點應力或撓度(變位)超過檢算控製值(zhí)和規(guī)範規定值(zhí);
(2)加載過程中超過規範允許縫寬的裂縫大量增多(duō),對(duì)結構使用壽命造成明顯影響時;
(3)墩台變(biàn)位超過允許(xǔ)值且不能穩定時;
(4)發生其它(tā)損壞,影響橋梁承載能力和正常使用時。
(四)製(zhì)訂觀測方案
觀測方案應按照試驗目的和要求,確定觀測(cè)項目、測量區位置,並(bìng)選擇合適的儀表和確定試驗觀測(cè)方法.
1.觀測項目的確定
在荷載作用下的橋梁變形可以分成(chéng)兩類:一類變形能反映結(jié)構的整體工作狀況,如撓度、轉角和支座位移(yí)等,為整體變形;另一類(lèi)反映結構的局部工作狀況,如纖維變形(xíng)、裂縫和(hé)局部擠(jǐ)壓變形(xíng)等,稱局部變(biàn)形。在確定觀測項目(mù)時,首先要考慮結構的(de)整(zhěng)體變形(xíng),因為它能概括結構工作的全貌,也能反映結構任何部分的異常變(biàn)形或局部損壞。同時局部變形(xíng)的觀測也很重要,它(tā)能反映結構的抗裂性能,又是推斷結構實(shí)際狀況和極限強度的主要指標,所以觀測項目和測點位(wèi)置應滿足分析和推斷結構工作狀態的需要。
常見橋梁主要觀測(cè)項目(mù)有:結構的最大撓度(dù)、支座沉降、結構最大拉、壓應力和中性軸位置(zhì)、支座附近截麵的主拉應力、活動支座的(de)變化以及(jí)裂縫的出現(xiàn)和擴展狀況。
2,測量部位選擇與(yǔ)測點布設(shè)
測量部位的選擇與測點布置的原則有:
(1)在滿足試(shì)驗目的的前提下,測點數量與布置必須充分、足夠,測點宜(yí)少不宜多,以便試驗工作重點突出。
(2)測點位置必須有代表性,以利計算分析(xī)。
(3)應布設一定數量的校核(hé)測點,以保證測量數(shù)據可靠。此外,測點的布置對試驗工作應是安全和(hé)方便的。
3.儀器儀表的選擇與測讀原則
根據觀測(cè)項目需要選擇儀(yí)器儀表時,應從實際需要出發選擇滿足(zú)測試(shì)精度要求的儀器儀表,但要注意環境條件,避免盲目追求精度(dù)。儀器(qì)儀表要有足夠的量程、型(xíng)號規格要一致,種類(lèi)盡可能少一些。在測點較多時,宜用電測儀表。
所有測(cè)點(diǎn)讀數時間必須基本相等,在加載前均需進行零載讀數,以後每次加卸載後立即讀數一次,並在結構變位(wèi)穩定(dìng)後,進入下一級荷載前再讀數一次(cì)。對於結構(gòu)變位最(zuì)大的測點,需每隔5min讀數一次,以(yǐ)觀(guān)測結構變位相對穩定與否。每次測讀時,應同時記錄周圍的氣(qì)象資料如溫度、濕度等(děng)。
4.觀(guān)測方法的確定
選擇觀測方(fāng)法時,要根據試(shì)驗方案所提供的客觀條件,密(mì)切結合加載程序來(lái)確定(dìng)。
(1)位移測量
位移測量的方法大(dà)致有兩類:一類是接觸式測量,常(cháng)見的方法是機械測量法和電測法,這類測量的儀器、儀(yí)表有:各種(zhǒng)類型的撓度計、百(bǎi)分表和位移傳感器等;另一類是非(fēi)接觸式(shì)測量,多(duō)為光學測量,如精(jīng)密水(shuǐ)準測量、經緯儀測量和近景攝像測量等,常用的設備有:精密水準儀,高精度經緯儀、攝影經緯儀、立(lì)體坐標儀和計算機等。
(2)應變測量
應變測量可分兩種情況,即橋梁結構主應力方向已知或、來(lái)知情況兩種。後者是經常遇到的,例如在彎剪(jiǎn)共同作用區,截麵形(xíng)狀不規則或有(yǒu)突變的位置。當測定這些部位的(de)平(píng)麵應(yīng)力狀態時,一般按一定直角坐標係均勻布點,每點按三個方向布設成一個應變花形式。應變測試(shì)中常用的儀(yí)器、儀表有:千分表、應變片、應變花、杠杆引伸儀、手持應變(biàn)儀、鋼筋應(yīng)力計和(hé)電阻應變儀等。
(3)裂縫觀測
裂縫觀測通常是依靠目力輔以刻度放大鏡,有時也用沿(yán)受沿受力主鋼筋方向連(lián)續布置電阻應變片或應變計來測定裂縫的出現(xiàn)或開裂荷(hé)載。此時,應變計(片)連續布置的長度不小於(yú)2-3個計算裂縫間距或(huò)30倍主筋直徑。
(五)荷載試驗準備工(gōng)作
(1)加載位置放樣及加載設備的準備;
(2)試驗人員組織與分工;
(3)儀表的選擇、安裝、檢查與調試等。
中交路(lù)橋工程(chéng)檢測主要檢(jiǎn)測業務:鋼結構檢測、橋梁檢(jiǎn)測、隧道檢測