1概述橋梁
結構荷載試驗是橋梁結構專業的一門基礎技術科學,它是對橋梁結構物進行直接測試的一(yī)項科學實驗工作(zuò)。其主要任務是通過有計劃地(dì)對(duì)結構物加(jiā)載後的性能進行觀(guān)測和對測量參數(如位移、應力(lì)、振幅、頻率等)進行分析(xī),以便了解(jiě)橋梁實際工作狀態(tài),了解(jiě)病(bìng)害產生的原因和對結構的影響,對結(jié)構物的工作性能作出評價以及對橋梁結構的承載能力和使用(yòng)條件作出正確估計,檢(jiǎn)驗其(qí)承載能力和使用性能。根據試驗荷載(zǎi)作用性質的不同,橋梁結構試驗可分為靜載試驗和動載(zǎi)試驗。橋梁靜力荷載試驗是一種較直觀的(de)評定橋梁承載能力的方法。靜載試驗可布置較多(duō)的測點,便於較全麵(miàn)地分析結構的受力狀態,檢驗橋梁結構(gòu)的質量,說明工程的(de)安全度和可(kě)靠性。對於一般大、中跨徑的橋梁或者具有特殊研究目的的橋梁,通過試驗來具體地、綜合地鑒定其工程質量的可靠性,並將該試驗報告作為評定工(gōng)程結構(gòu)質量優劣(liè)的主要(yào)技(jì)術文件和(hé)依據。
2橋梁靜載試(shì)驗重點(diǎn)分析(xī)
橋梁結構現狀調查為便於試驗有的放矢、合理評(píng)定試驗測試結果以及正確解釋試驗(yàn)現象,在試驗前通過結構外觀質量檢查和對有(yǒu)關資料的搜集(jí)分析,以達到對試驗結構的全麵了解,並在這些工作(zuò)的基礎上,才有針(zhēn)對性地設計出(chū)周密合理的試驗(yàn)方(fāng)案,所以橋(qiáo)梁結(jié)構現狀調查是進行橋梁荷載試驗的重要環(huán)節。試驗前,試驗人員應視試驗實(shí)施的具(jù)體需要向業主、設計、施工和監理等有關方(fāng)麵搜集相關技術(shù)資料。包括:設計圖紙、計(jì)算書、變更設計和作為設計依(yī)據的有關(guān)技(jì)術(shù)資料等;施工和監理日誌(zhì)、材(cái)料性能試驗報告、施工觀測(cè)記錄、隱蔽工程驗收記錄、各分項或分(fèn)部工程驗收報告(gào)、工程質量事故檢查及其處理情況等。
試驗成果分析與評定依據橋梁(liáng)結(jié)構荷載(zǎi)試驗項目,通過試驗成果得出最後的技術結論,對試驗結構作出科學的評價,同時根據存在的問題,提出改進設計或(huò)者加(jiā)強維修(xiū)養護(hù)方麵的(de)建議,是進行橋梁荷(hé)載試驗的直接目(mù)的。試(shì)驗評價的(de)兩個方麵包括將實測值與相應的理論計算值進行比較說明理論與實踐二者的符合程度,並將控製測點的實測值與規範規定的允許值進行比較,從而說明結(jié)構所處的工作狀(zhuàng)況,以及從試驗中所(suǒ)發現的新(xīn)問題。然而,評價一個橋的承載能力是否符合要求,還有(yǒu)兩個重要的指標,裂(liè)縫(féng)是評價混凝土結構承載能力及其耐久性的主要標誌(zhì)之一,主要評定受力裂縫的出現和擴展的狀態,試驗荷載作用下(xià)裂縫寬度不應超過設(shè)計標準的許可(kě)值,並且卸載後應閉合到小於容許(xǔ)值的1/3。原有其(qí)他裂縫(施工(gōng)的(de)、收縮的溫度裂(liè)縫),受載(zǎi)後不應超過(guò)標準(zhǔn)容許(xǔ)寬度。另外,主(zhǔ)要控製測點(diǎn)的相對殘餘變(biàn)位(或應變(biàn))一(yī)般要求不大於20% ,當殘餘變位(或(huò)應變)大於20%時,應查明原因。且相對殘餘變位(或應變)越小,說明結構越接近彈性工作狀況。若荷載試(shì)驗結果不滿足上述任何一項條件,則應(yīng)認為橋梁結構不符合要求,必須查(chá)明原(yuán)因,並采取適當的措施。
3橋梁荷載試驗難點分析
試驗控製荷載的確定試驗控製荷載根據與設計作用(或荷載)等級相應的活載效應控製值或有特殊要求的荷(hé)載效應值(zhí)確定,以使控製截麵產生最不利荷載效應(內力和變形(xíng))較大的荷載作為試驗控製荷載。確定試驗(yàn)荷載大小(xiǎo)和(hé)加載位置(zhì)采用靜力(lì)荷載試驗效率η進行控製,靜載試驗荷載效(xiào)率公式如下:
s1——靜載試驗荷載作(zuò)用下,某一加載試驗項(xiàng)目對應的加載控(kòng)製截麵內力或變位的最(zuì)大計算效應值;s——試驗控製荷載產生的同一(yī)加載控製截麵內力或變位的最不利效應計算值;u——衝擊係數。靜載試驗荷(hé)載效率應介(jiè)於0.80~1.05之間,為了試驗結果的(de)有效(xiào)性,新建橋梁試驗荷載效率一般控製在0.85~1.05之間,舊橋試驗荷載效率控製在0.8O~1.00之間。3.2 應力(撓度)校驗係數校驗係數η是確定橋梁(liáng)承載能力的一個重要指標。一般要求η≤1。11值越小,橋梁結構的安(ān)全儲備和(hé)承載能力越大。計算公式為:
應變計測試結果一般為應變值,人們關心的往(wǎng)往是應(yīng)力。對鋼筋混凝土或預應力混凝土結構來說,換(huàn)算成(chéng)混凝土應力都有一個實際彈性模量的取值問題,而目前大多數荷(hé)載試驗均取用規範給出(chū)的混(hún)凝土彈性模量,有時直接以應變作為衡量指標。4 工程實例某橋橋跨(kuà)結構為(wéi)6×20m簡支轉連續箱梁,橋寬為(0.65+10.95+0.65)m,該橋設計為雙車(chē)道,橫橋(qiáo)向由4片主梁組成,整體化現(xiàn)澆混凝土厚10cm,瀝青混凝土橋麵鋪裝厚9em。橋梁(liáng)下部結構采用肋板台、柱(zhù)式墩、擴大基礎。該橋於O7年建成,設計荷載為公路一I級,預製箱梁混凝土設計標號為C50,橋梁總體布置圖如圖1:
橋(qiáo)梁(liáng)表觀病害檢查(chá)主要針對承重構件(jiàn)的開裂(liè)和損壞狀況,經檢查(chá)發現預製梁總體表觀狀況良好,表麵平滑,無(wú)顯著受力裂縫。本次靜(jìng)力試驗荷載就(jiù)某一加載試驗項(xiàng)目而言,其所需(xū)加(jiā)載車輛的數量,是根據設計標準活荷載產生的該(gāi)試驗項目如(rú)內力、位移等的最不利(lì)效(xiào)應值按下(xià)式所定原則等效(xiào)換算而得,由於該橋屬於(yú)新橋,加載效率取值偏大:
測試結果如(rú)表2、表(biǎo)3所示,這裏僅給出個別梁(liáng)個別測點(diǎn)的測試結果,實測值均小於計(jì)算值,說明結構現有(yǒu)承載能力和剛度能夠滿足公路I級荷載等級的要求。
各工況試驗殘(cán)餘變形較小(xiǎo),相對殘餘應變在20% 以內,卸載後各測點(diǎn)讀數大(dà)多(duō)能回零,表明結構仍處於彈性工作狀態。在試驗荷載作用下未觀察到新裂縫開展(zhǎn)。5 結語橋梁靜力荷載試驗是檢(jiǎn)驗橋梁結構工作狀態或實際承載能力的一種試驗手段(duàn),本文結合實際提出(chū)了(le)荷載試驗實施中容易被忽視的重點和試驗過程中的工(gōng)作難點(diǎn),並加以分析,為其(qí)他橋梁的荷載試驗工作提供參考借鑒,從而達(dá)到更好的荷載試驗效果。