橋梁檢測中動靜荷載試驗的應用探究

潘海結 （合肥工大工程試驗檢測有限責任公司，安徽 合肥 230009）

1 引言

橋梁動靜荷載試驗是橋梁驗收階段的重要內容，可以有效的反映橋梁的承載能力、強度、耐久性，為后期的施工提供充分的數據。通過動靜荷載試驗，施工人員可以比較有效地了解整個橋梁的施工質量，并對橋梁施工當中的一些病害問題進行預防和處理。

2 橋梁檢測中動靜荷載試驗的重要性

隨著我國城市化進程的不斷加速，公路的里程越來越長，市政橋梁、鐵路橋梁、公路橋梁等橋梁的數量也日漸增多。這些橋梁是整個工程當中的重點部位，如果沒有進行及時到位的養護，就容易出現超載、超員狀況，在壓力狀態下發生橋梁質量受損的問題。在這樣的環境下，很多橋梁都會出現不同程度的病害，影響橋梁的質量，影響其承載能力和耐久性。

因而在施工交付之前，對橋梁進行動靜荷載試驗，可以有效地檢測出橋梁的承載能力，尤其是分析橋梁的具體強度。檢測橋梁在多大的承載能力范圍內可以運行有效，并分析橋梁可以承載相應負荷的時間，計算橋梁的使用壽命，為后期橋梁病害的預防與去除提供真實的數據，方便管理人員進行優化分析，從而提高橋梁管理的系統性與科學性[1]。

3 橋梁檢測中動靜荷載試驗主要內容

3.1 試驗檢測對象

傳統的動靜荷載試驗，主要是針對橋梁加固過程當中的舊橋，進行承載力的試驗，但是，隨著經濟水平的不斷提高，人們對于市政路橋施工的質量問題越來越重視，國家對于橋梁安全的控制能力也越來越高。在新建橋梁當中，要想通過驗收，也要對橋梁進行全面的動靜荷載試驗。在新時代，很多橋梁的施工都應用到了裝配式施工方案，在這種施工方案當中，對橋梁安裝所應用到的預制柱構件等等，要進行動靜荷載試驗，只有通過試驗，才可以保障所有的施工構建安全可靠。

3.2 試驗內容

動靜荷載試驗主要是選取單孔或多孔橋的一個有代表性的截面，來進行測試。主要的測試項目有：①簡支橋梁的墩臺頂控制截面、墩中控制截面、1/4控制截面；②連續橋梁的墩臺頂控制截面、支撐頂胯、中控制截面、跨中控制截面、主跨支點控制截面；③懸臂梁橋的墩臺頂控制截面、墩頂置點控制截面、錨固孔跨中控制截面、牛腿控制截面、掛孔、跨中控制截面；④拱橋的墩臺頂控制截面、拱頂控制截面、1/4控制截面；⑤剛構橋的主跨墩頂控制截面、墩頂支點控制截面、懸臂端控制截面、掛孔跨中控制截面、牛腿控制截面、墩身控制截面、邊跨跨中控制截面。

主要檢測這些截面的水平位移情況、裂縫情況、沉降情況、應力應變情況等等。

4 橋梁檢測中動靜荷載試驗的應用

4.1 動靜荷載試驗的檢測案例

上海市嘉里大橋跨度為2×50m+48+3×75+48m，橋梁為連續鋼結構，主梁為單箱單室梁箱，橋面寬度為34m，為雙向六車道，橋墩采用六面體變截面墩群樁基礎。ES匝道 Pes13～14墩跨度55m；SE匝道Pse12～13墩跨度53m；NE匝道Pne39～40墩跨度51m；均為鋼混疊合梁，橫跨4股既有滬昆鐵路線和未建的規劃滬杭城際線。每跨架設1榀梁（單箱雙室結構），鋼梁高2.60 m寬8.2 m，其中55m跨鋼梁總重225.7t，53m跨鋼梁總重215.4t，51m跨鋼梁總重207t。ES匝道 Pes12～13墩跨度30m，SE 匝道Pse13～14墩和NE匝道Pne40～41墩跨度同為23.46m，均跨越滬杭客專，每跨架設2片梁。

4.2 動靜荷載試驗的檢測對象

本次試驗的對象主要為17號到19號連續鋼結構橋。由于工程驗收的時間為夏季，因而受到溫度的影響，主要的檢測時間為晚間，外部氣溫控制在20℃左右。選擇這個時段，也可以盡可能的減少對于橋梁正常通行的影響。檢測的方式主要是：①采用15臺土方車輛，荷載重量約為36萬N，②以5km/h的速度緩緩駛過[2]。③技術人員還根據整個橋梁的前期觀測結果，選取了4個觀測點。④按照測試的總體要求，在橋梁控制面的中央位置放置了4個位移傳感器，主要檢測整個截面的位移水平。⑤同時，技術人員還在跨中位置和橋梁邊緣1/4處的跨度位置，安置了4個壓力傳感器。

4.3 加載環境控制

4.3.1 控制手段

在動靜荷載試驗過程當中，技術人員嚴格控制了整個加載環境，對進入到試驗現場的人員進行了嚴格的身份核實。并通過預加載試驗的分析結果，對橋梁結構之間的縫隙讀數，進行了嚴格的審判。通過壓力傳感設備、溫度傳感設備等等儀器的讀數，來確定每一輛加載車輛運行的指定位置。并保障每一輛加載車輛，穩定運行30min之后，再去讀取各個儀器上的具體顯示數據，通過對各個測試點的撓度進行分析與記錄，試驗人員得出以下結果。

4.3.2 撓度分析結果

①在一號測試點，各工況滿載試驗值為4.24，參與值為0.1，滿載計算值為7.1，實測值為0.58，相對殘余為3.1%；②在二號測試點，各工況滿載試驗值為9.82，參與值0.61，滿載計算值為14.1，實測值為0.65，相對殘余為6.2%；③在三號測試點，各工況滿載試驗值為11.58，參與值為0.92，滿載計算值為14.4，實測值為0.74，相對殘余為7.9%。

從上述分析結果可以看出，各個檢測點的撓度殘余應變都小于20%，證明本工程的施工剛度和安全儲備，已經達到了施工計劃的相關要求。

4.4 試驗管理

嘉里大橋施工管理人員還對荷載檢測工人，進行了比較嚴格的管理與監控。管理人員本著優化流程的管理理論，來對具體直接的荷載試驗參與人員進行了嚴格的技術培訓，保障所有的檢測結果真實可靠。

第一，提高檢測人員的質量意識、安全意識與責任意識，保障所有的檢測工作可以按照施工計劃當中的檢測要求系統地展開。工作人員按照工作手冊當中的相關數據進行了充分的檢測準備，對檢測結果進行了系統的分析，嚴格把控檢測的流程。

第二，管理人員對檢測人員進行了充分的安全交底與技術交底，保障所有的檢測人員可以了解人員操作流程、機器使用方法、原料應用辦法。所有的檢測人員都充分認識到了動靜荷載試驗檢測的重要性。管理人員還針對不同操作人員的熟練程度和安全意識水平，對其能力進行了等級評定和質量打分。所有進入到檢測現場的工作人員，都可以熟練地使用機械設備進行檢測[3]。

4.5 檢測優化

管理人員將檢測人員的實際檢測結果與其薪酬績效充分結合在了一起，大大調動了檢測人員的積極性、主動性，培養了檢測人員的職責意識與職能意識。

管理人員還對整個檢測過程當中應用到的以及設備，例如壓力傳感裝置，溫度傳感裝置，縫隙檢測裝置等等，進行了系統規范的管理。工程部門根據項目計劃書，進行了檢測設備的采購。檢測人員根據使用手冊，對儀器設備進行了比較系統的保養，并在檢測的過程當中，嚴格按照設備操作手冊來對流程進行優化控制，保障所有的檢測結果值都可以重復、溯源。管理人員將所有的檢測數據都錄入到了電子檢測系統當中，大大提高了整個檢測結果分析的精準性。

5 結語

綜上所述，試驗技術人員要根據不同的材料類型，選擇不同的檢測方案，并根據具體的檢測數據進行荷載試驗能力分析。從本文的分析可知，研究動靜荷載試驗在橋梁檢測當中的應用，有助于技術人員從發展的角度看待目前橋梁施工質量水平的控制。因而我們要加強對動靜荷載試驗的理論研究，提高其應用范圍。