福泉三江口大橋橋梁動靜撓度檢測試驗方法

羅 旭

(貴州聯建土木工程質量檢測監控中心有限公司，貴州 貴陽 550001)

福泉三江口大橋橋梁動靜撓度檢測試驗方法

羅 旭

(貴州聯建土木工程質量檢測監控中心有限公司，貴州 貴陽 550001)

針對目前橋梁工程進行施工監測過程中的技術應用缺陷，以福泉三江口大橋為例，分析了橋梁施工監測要求，并提出了動靜撓度檢測試驗方法應用過程，其目的是為相關建設者提供一些理論依據。

福泉三江口大橋；橋梁動靜撓度檢測試驗方法；勁性骨架軸線；主拱結構軸線

1 工程概況

福泉三江口大橋位于福泉市灑金大橋北側，對應S205國道樁號為K189+532。工程為1×76 m跨徑鋼筋混凝土箱形拱橋，左幅拼寬橋橋梁中心樁號為K0+105.40，右幅拼寬橋橋梁中心樁號為K0+100.066，橋梁全長為96 m，本橋老橋完全利用，兩側各拼寬9.5 m，拼寬后的橋梁寬為40.08 m。為了確保主橋在施工過程中結構內力和變形始終處于安全的范圍內，且成橋后主拱圈的拱軸線和橋面的線形符合設計要求，結構恒載受力狀態接近設計期望，在拱橋施工過程中必須進行嚴格的施工控制。基于施工監測要求，工程建設采用了動靜撓度檢測試驗方法，以提高結構使用的安全穩定性。

2 福泉三江口大橋施工監測要求

2.1 勁性骨架軸線偏位監測

勁性骨架軸線偏位觀測的任務是反映各工序前后或某一特定時段內勁性骨架軸線偏位的實際情況。應分別在勁性骨架預壓和主拱圈澆筑階段對勁性骨架的軸線偏位進行觀測。每次觀測應對已布測點進行觀測，以這些監測測值為依據，進行有效的施工控制。勁性骨架軸線偏位監測采用高精度經緯儀觀測。勁性骨架軸線偏位控制點布置在勁性骨架L/4、L/2、3L/4截面。測點埋設鋼筋，鋼筋頭一端與勁性骨架下弦桿焊接牢固，另一端焊接鋼尺。全橋3個控制截面，每個截面2個測點，共6個測點，左右幅共12個測點。

2.2 主拱結構軸線偏位監測

主拱結構軸線偏位觀測的任務是反映各工序前后或某一特定時段內主拱結構軸線偏位的實際情況。應分別在分段主拱圈底板澆筑完成以后主拱結構澆筑階段和拱上結構施工階段對主拱結構進行軸線偏位觀測。每次觀測均應對已布測點進行觀測。以這些觀測值為依據，進行有效的施工控制，主拱結構軸線偏位采用高精度經緯儀觀測。此外，主拱結構軸線偏位控制點布置在主拱圈L/4、L/2、3L/4截面。測點埋設鋼筋，鋼筋頭一端與主拱圈鋼筋焊接牢固，另一端焊接鋼尺。全橋3個控制截面，每個截面2個測點，共6個測點，左右幅共計12個測點。

2.3 溫度監測

溫度是影響橋梁工程拱結構撓度和應力作用效果的主要因素之一，因此，本項目將其作為重點施工監測內容。例如，對于混凝土結構溫度監測，施工監測人員應通過獲得與應力及位移相對應的大氣溫度以及主拱結構溫度，從而準確掌握結構大致的溫度場情況，以便對計算模型或立模標高加以修正，以為施工監測分析提供依據。溫度變化包括季節性溫變和日溫變化兩部分。日溫變化比較復雜，尤其是日照作用，會引起主梁頂底板溫度差，使主梁產生撓曲。季節溫差對主拱結構撓度的影響比較簡單，其變化是均勻的，可采集各節段在各施工階段的溫度，輸入計算機，分析其對撓度的影響。采用高精度溫度傳感器，預埋在主拱結構的各個控制點，在觀測標高的同時監測結構溫度，最大限度地消除或減小溫度引起的誤差。溫度監測元件采用熱敏電阻式溫度傳感器，具有精度高，監測方便的特點，該溫度傳感器已耦合在鋼筋測力計中，其測點布置與主拱結構應變(力)位置相同。

3 橋梁動靜撓度檢測試驗方法分析

3.1 動撓度檢測試驗方法

公式中ν(t)表示為ν(t)的原函數，ν0為初始速度；s(t)表示為s(t)的原函數，s0為初始位移。而s與η分為表示為：ε一次和二次積分后產生的積分常量。

3.2 靜撓度試驗方法

靜撓度的絕對位移，是利用加速度傳感器與二次積分求得的加速度進行試驗應用的。具體來說，就是在位移沖擊系數的基礎上，相對動撓度表示為yx，絕對動撓度表示為yj。靜位移表示為ys，位移沖擊系數則用μ表示。如下為位移沖擊系數計算公式

圖1 跨中截面相對動撓度與絕對動撓度關系示意圖

3.3 實測數據處理

值得注意的是，由于橋梁動靜撓度檢測試驗得出的加速度信號均值不為零，因此，其在進過二次積分計算后，位移的振幅值會產生嚴重的偏移趨勢項，這就極大地影響了測量的準確性。研究表明，因加速度信號不為零而產生的誤差，被業內人士稱為零位誤差。即其是由傳感器或是儀器本身造成的，檢測技術人員只要將在積分前將直線部分去掉就能避免；而因位移振幅值產生的移趨勢項誤差，則是由儀器或傳感器的零漂或是溫漂導致的。為此，動靜撓度檢測人員應采用EMD分解趨勢項，并通過去除或是利用高通濾波去除其影響，來提高檢測的準確性。

4 結束語

綜上所述，橋梁動撓度檢測試驗會受累積效應以及低頻敏感影響，而導致波形出現畸形；靜撓度只有在橋梁動載作用下才能發揮出檢測施工作用；而對于實測數據的處理，會受加速度信號不為零以及偏移趨勢項影響而出現測量誤差。為此，技術人員應根據動靜撓度檢測試驗方法的應用情況，采用對應的控制策略，來提高施工監測工作的質量效果。

[1] 王靜,韓立夫,劉潤星. 橋梁動靜撓度檢測試驗方法研究[J]. 中國水運(下半月),2014,(10):230-231.

[2] 王靜,韓立夫,劉潤星. 橋梁動靜撓度檢測試驗方法研究[J].河套學院學報,2014,(4):64-67.

[3] 吳永毅. 基于動靜載試驗的橋梁狀態評估初探[D].華南理工大學,2013.

U442

C

1008-3383(2017)11-0085-01

2017-04-28

羅旭(1985-)，男，貴州鎮寧人，工程師，研究方向：道路與橋梁(施工、檢測)。