橋梁結構撓度、線形測評方法研究和應用技術現狀及發展狀態

雷林

【摘要】橋梁是公路的紐帶與咽喉，直接左右著公路的生命，使用的安全性對國民經濟起著舉足輕重的作用。因此，如何對橋梁結構性能進行科學的測試和評價，顯得尤其重要，現場結構檢測是最直接和有效的方法。現場橋梁結構檢測的主要方法包括靜動力荷載試驗、結構現狀檢查、結構缺陷和耐久性無損檢測等，其中橋梁荷載試驗以其可靠性高、針對性強等特點被得到廣泛應用，是橋梁承載力評定較為有效和被行業廣泛使用的方法。

【關鍵詞】撓度；線形；測試方法；應用技術

交通運輸是一個國家經濟發展的大血脈，國家經濟發展水平是否達到一定高度可通過該國的交通運輸發展狀況得以體現；同時國家的經濟發展與交通運輸的發展也是相輔相成的，交通運輸的發展可為國家經濟快速發展提供強大的推動力，反過來國家強大的經濟后盾也可促進交通運輸的大力發展。隨著國民經濟的發展我國的高速公路也取得了很大的發展與進步，預計到2015年底我國公路總里程數將達到450萬公里，國家高速公路網也將基本建成，其中高速公路總里程達到10.8萬公里，覆蓋90%以上的20萬以上城鎮人口城市，二級及以上公路里程也將達到60萬公里以上，國省道總體技術狀況達到良等水平，農村公路總里程將達到400萬公里左右。目前我國交通運輸行業正穩步朝著“十二五發展規劃”規定的目標如火如荼的進行著建設，依托交通運輸的發展，我國城鎮化建設進程也正穩步推進，不斷加快。

橋梁作為公路交通運輸中的重要組成部分，在國家國民經濟建設中地位越來越突出。自國家改革開放戰略實施以來，隨著國家經濟和科學技術水平的提高以及虛心向世界傳統橋梁大國學習，我國橋梁事業的發展取得了舉世矚目的成就，各項世界紀錄逐一被突破。其中世界前五名已建成大跨度斜拉橋中，我國占3座，蘇通長江大橋跨度名列第一；前五名已建成大跨度拱橋中，我國占2座，重慶朝天門大橋名列第一；前五名建成大跨度梁式橋中，我國占2座，重慶長江大橋復線橋名列第一；前五名建成大跨度懸索橋中，我國占2座，舟山西堠門大橋名列第二。截至2010年3月底國家統計數據顯示，我國公路橋梁總計已達62萬座、總長2.73萬公里，其中互通式立交橋5553座，特大橋1699座，大橋42859座，中橋135023座，小橋442326座，每年在建橋梁接近一萬座，可以看出我國已成為名副其實的僅次于美國的第二世界橋梁大國。

橋梁是公路的紐帶與咽喉，直接左右著公路的生命，使用的安全性對國民經濟起著舉足輕重的作用。因此，如何對橋梁結構性能進行科學的測試和評價，顯得尤其重要，現場結構檢測是最直接和有效的方法。現場橋梁結構檢測的主要方法包括靜動力荷載試驗、結構現狀檢查、結構缺陷和耐久性無損檢測等，其中橋梁荷載試驗以其可靠性高、針對性強等特點被得到廣泛應用，是橋梁承載力評定較為有效和被行業廣泛使用的方法。基于荷載試驗的橋梁結構測評依據主要有交通部頒發的《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》（YC4-4/1982，建議標準）和《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（JTG/T J21-2011），前者適用于新建橋梁的竣工驗收測評，后者適用既有公路橋梁的性能評價，后者在前者的基礎上引入舊橋檢算系數Z1和Z2，同時對結構校驗系數的建議取值也有一定差異

撓度等變位指標作為反映橋梁整體工作性能重要指標，其在橋梁結構性能評測方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結構撓度、線形測試的儀器包括：應變式位移計、電渦流位移計、水準儀和全站儀等。應變式移計是一種接觸式儀器，其分辨率高、測試精度有著其它儀器無法比擬的優勢，通常用于可搭設支架的中小橋梁的撓度（動撓度）測量；配合測微器后的精密光學水準儀的分辨率可以達到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測試儀器，具有較強的適用性，但其分辨率和測試精度相對較低，同時受通視條件以及人工讀數隨機性的影響較大；全站儀是通過測距和豎向角的變化計算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測試、索塔變位、結構線形測試的常用儀器。

撓度等變位指標作為反映橋梁整體工作性能重要指標，其在橋梁結構性能評測方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結構撓度、線形測試的儀器包括：應變式位移計、電渦流位移計、水準儀和全站儀等。應變式移計是一種接觸式儀器，其分辨率高、測試精度有著其它儀器無法比擬的優勢，通常用于可搭設支架的中小橋梁的撓度（動撓度）測量；配合測微器后的精密光學水準儀的分辨率可以達到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測試儀器，具有較強的適用性，但其分辨率和測試精度相對較低，同時受通視條件以及人工讀數隨機性的影響較大；全站儀是通過測距和豎向角的變化計算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測試、索塔變位、結構線形測試的常用儀器。

撓度等變位指標作為反映橋梁整體工作性能重要指標，其在橋梁結構性能評測方面具有舉足輕重的作用。目前用于橋梁結構撓度、線形測試的儀器包括：應變式位移計、電渦流位移計、水準儀和全站儀等。應變式移計是一種接觸式儀器，其分辨率高、測試精度有著其它儀器無法比擬的優勢，通常用于可搭設支架的中小橋梁的撓度（動撓度）測量；配合測微器后的精密光學水準儀的分辨率可以達到0.05～0.1mm，是一種常用的非接觸式撓度測試儀器，具有較強的適用性，但其分辨率和測試精度相對較低，同時受通視條件以及人工讀數隨機性的影響較大；全站儀是通過測距和豎向角的變化計算橋梁撓度，是大跨橋梁撓度測試、索塔變位、結構線形測試的常用儀器。

受限于橋梁結構特殊性和當今技術水平，在荷載試驗等橋梁結構承載力評定試驗中，我們仍然缺乏針對性強、適用性好、可靠性高的結構撓度通用測試方法；在量測實施中，測試結果也受環境條件、通視條件、儀器本身技術性能、操作者技能等諸多因素影響，其中結構活載效應太小、測試方法以及人為因素對量測結果的影響最為直接，有時某種因素可以控制的誤差因素，可能會嚴重影響測評的客觀性，這樣就需要我們在變位量測過程對相關影響因素進行有效識別和控制；另外在結構變位評價方法，我們也有必要對線形與結構受力的相關性進行探討研究，完善相關評價參數，使結構性能評價更加系統全面。

應變式位移傳感器是中小跨徑橋梁沖擊系數測定的常用儀器，而目前不少人對此類儀器的適用性缺乏深刻認識；此類儀器受本身構造特點影響，其頻率響應大約處于0～10Hz范圍，而行車試驗由于橋面不平整、跨徑較小所引發的“高頻”振動，此類儀器就不一定能準確的量測，這樣就勢必會給沖擊系數的量測帶來較大誤差，影響結構性能評測的可靠性，因此我們有必要尋求更加合適的測試儀器（方法）來改善原有常規測試方法存在的不足。

結構撓度校驗系數是評價結構性能的主要依據，但該系數的取值受量測誤差、測試方法、計算方法等諸多因素影響，如何保證該評價指標的客觀性，需要我們進一步取揭示該參數取值與相關影響因素之間的關系，分析和總結不同橋型該參數的合理取值范圍。

參考文獻

[1]交通部.大跨徑混凝土橋梁的試驗方法[S].北京：人民交通出版社，1982

[2]建設部.城市橋梁養護技術規范[S].北京：中國建筑出版社，2003

[3]交通部.公路橋涵養護規范[S].北京：人民交通出版社，2004