高速公路箱梁靜載試驗檢測技術研究

韓幼紅

摘要：近年來，經濟全球化與市場經濟的快速發展使得我國綜合實力逐步增強，為創造良好的經濟社會發展環境，我國逐步加大了在高速公路工程項目建設中的資金投入與政策支持。高速公路工程建設的質量控制極為關鍵，箱梁靜載試驗檢測結果是判定高速公路工程建設質量的一個關鍵因素，直接反映了公路的撓度、應力應變等是否能夠達到工程的質量標準。基于此，本文分析了高速公路箱梁靜載試驗檢測技術的應用，有利于為高速公路工程質量控制提供重要的參考。

Abstract： In recent years， economic globalization and the rapid development of the market economy have gradually strengthened China's overall strength. In order to create a good environment for economic and social development， China has gradually increased its capital investment and policy support in the construction of highway engineering projects. The quality control of highway engineering construction is extremely critical. The test results of the box beam static load test is a key factor in judging the quality of highway engineering construction， which directly reflects whether the highway deflection， stress and strain can meet the engineering quality standards. Based on this， this paper analyzes the application of the highway box girder static load test detection technology， which is helpful to provide an important reference for highway engineering quality control.

關鍵詞：高速公路;箱梁靜載試驗;檢測技術

Key words： expressway;static load test of box girder;detection technology

中圖分類號：U446? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）04-0142-02

0? 引言

近年來，我國基礎設施逐步完善，尤其是道路交通網絡趨于完善，高速公路工程項目的增多，加快了區域經濟文化的交流。高速公路工程建設中，由于其涉及的工程要素較多，再加上其施工中常常面臨著各種復雜、惡劣的施工環境，加劇了質量控制的難度。而箱梁靜載試驗檢測技術的應用是高速公路質量控制中應用最為普遍的一種技術，根據檢測結果，有關工程人員可以及時發現高速公路建設中存在的質量缺陷與安全隱患等，有效實現了對高速公路相關問題的及時處理。

1? 高速公路箱梁靜載試驗目的

高速公路工程中，試驗檢測工作的進行是工程建設中的關鍵內容，根據試驗檢測，可以對高速公路工程質量的綜合評估，為工程質量控制等提供了重要的數據參考與支持。近年來，隨著我國城市化的快速發展，各種高速公路工程建設增多的同時，人們對工程質量等提出了更高的要求，還需要在高速公路工程建設中，做好相關配套設施的建設，使得在高速公路工程投入使用以后，能夠為車輛等提供完善、優質的運輸服務，促進我國交通行業的發展。當前，國內高速公路逐步進入了新的發展時期，在項目實施過程中，需要做好相應的試驗檢測，以提高試驗檢測數據的利用率，使得其能夠為工程建設等提供重要的參考。高速公路箱梁靜載試驗檢測的目的主要體現在以下方面：①通過箱梁靜載試驗檢測，可以直接獲得箱梁混凝土的剛度、強度等指標，這些指標可以為工程的質量驗收等提供重要的參考;②箱梁靜載試驗實現了對高速公路總體結構的綜合評估，有利于將工程結構與工程的質量標準直接對比;③靜載試驗檢測數據，可以為高速公路的初始檔案資料等提供借鑒;④有利于直接獲得高速公路的應變、彎矩等指標，使得工程施工人員可以根據這些試驗結果，解決工程中存在的質量與安全問題等。

2? 高速公路箱梁靜載試驗檢測項目

在高速公路工程項目中，對一般的高速公路工程項目而言，箱梁靜載試驗檢測主要包含了應變與撓度檢測。而保證檢測結果的準確性，有關檢測人員在試驗檢測的過程中要根據高速公路工程的實際情況，結合高速公路工程的受力特點等，做好相關測點的布置，提高試驗檢測的規范性。

2.1 應變檢測? 應變檢測的過程中，箱梁截面應變一般應用以金屬柵應變片為主，在檢測過程中，其最終檢測結果需要準確獲得箱梁控制截面的應變分布規律與受力特征等指標，比如，當對箱梁施加中心荷載以后，測定箱梁控制截面所存在的最大靜應變值;對箱梁施加一定的偏載荷載作用以后，箱梁控制截面所獲得的最大靜應變值。

2.2 撓度檢測? 在高速公路工程箱梁撓度的檢測過程中，其測點一般布置于箱梁上表面，在檢測過程中，為保障檢測結果的準確性，一般使用全站儀與百分表結合，這兩種設備相結合的方式實現了對檢測過程的實時監測，撓度檢測主要是要獲得箱梁豎向撓度的具體變化趨勢。在高速公路工程中，以高速公路方向為基礎，依次在邊跨、中跨與次邊跨等的截面位置布置其測點，每個截面處，一般需要設置兩個測點。撓度檢測過程中，其檢測需要對箱梁施加一定的中心荷載，檢測在其作用下箱梁控制截面的最大靜撓度值，對箱梁施加一定的偏載作用，檢測該作用下的箱梁控制截面的最大靜撓度。

3? 高速公路箱梁靜載試驗檢測方案與技術

3.1 檢測方案? 在高速公路工程的試驗檢測過程中，有關檢測人員要及時做好橋孔的檢查，并在檢查過程中選擇恰當的橋孔對其加以測試，當檢測孔確定以后，對該測試孔做好相應的計算與分析。在正式的測試工作開始之前，相關試驗檢測人員需要做好以下工作：①為保障試驗檢測工作的順利進行，在檢測工作開始之前，對測試測量加以稱重，并根據測試的結果，記錄車輛重量的原始數值，這些原始數值可以作為后期數據分析的基礎。由于在檢測過程中，其在箱梁表面上有布置的相應測點，因此，在檢測開始之前，需要提前清理箱梁表面，并準確進行檢測點、加載點等的位置標注。②測試孔的放樣過程中，需要以試驗測量的具體要求為基礎，根據應變與測量點布置的具體情況，在每個測點位置處，做好磨平與清理工作，隨后，對該測點處粘貼應變片，做好相應的防潮處理，否則，一旦在試驗檢測過程中，應變片受潮，就會導致其檢測結果與實際存在較大的出入。此外，在檢測過程中，大氣溫度等可能會其檢測結果造成一定的干擾，因此，在檢測過程中，需要將每個檢測區域都置于相同溫度場下的溫度補償應變儀下，并同時對撓度測點加以布置。③布置測試儀器與傳感器，與計算機系統等加以連接，并做好有關的調試工作，在調試過程中，有關人員要立即對應變監測儀、刻度盤指示燈等加以檢查，檢查其是否處于正常的工作狀態下。④如果進入預加載階段，需要及時對應變片、百分表等加以檢查，主要是要保障其儀器的靈敏性，保證其數值等可以正常顯示。

3.2 荷載試驗? 高速公路箱梁靜載試驗檢測中，荷載試驗檢測是關鍵，其試驗要點如下：①對任一工況進行加載試驗以后，在加載汽車到達指定的位置以后，要立即關閉發動機，并保持其關閉時間在5min以上，在此過程中，有關試驗檢測人員要實時監測有關數據的變化情況，當數據處于相對穩定的狀態時，要立即進行相應的采樣記錄。卸載加載車輛以后，必須要維持其時間在10min以上，該持續時間主要是為了保證高速公路可以在此時間段內逐步恢復到彈性變形的狀態下。②任一工況下，在加載試驗過程中，都遵循分級加載的原則，并要依據同一車道車輛數量遞增的加載方式，每次分3級來進行相應的加載試驗。③每個工況下，均需要進行兩次的重復試驗，這種重復試驗在一定程度上可以降低檢測誤差的出現。

4? 工程概況

以某高速公路工程為例，該高速公路設計荷載為公路I級，在該高速公路路段內的橋梁結構為預應力混凝土組合箱梁，在結構相對復雜，橫向包含了4片主梁，采用先簡支后連續的結構形態，整個橋梁分為4聯，每聯包含了4孔，整個橋梁全長474.2m，單跨標準跨徑在29.2m左右，在本工程中，箱梁靜載試驗檢測下，其測點布置如圖1所示。

4.1 試驗加載方案? 在箱梁靜載試驗中，由于其主要檢測的是應變與撓度參數。在試驗檢測過程中，其布載方式為：對A與B截面，由于存在彎矩影響線，可以以此為基礎，來布置橫向偏心布載與橫向對稱布載，而對于1#墩支點截面，其采用橫向偏心布載的方式。

4.2 靜載試驗測點布置? 在本工程中，在對撓度加以試驗檢測的過程中，需要在A、B截面中的每片小箱梁設置一個撓度測點，并在有關的橋梁墩臺位置等，每個位置設置兩個支點沉降測點。而在應變檢測的過程中，其應變測點位于A、B截面的每片梁的梁底位置，在該位置出各有一個測點，而C截面的應變測點位于腹板外側面，需要設置5個測點。

4.3 加載方式? 在試驗過程中，為保障箱梁靜載試驗檢測工作的順利進行，在加載方式的選擇上，有關試驗檢測人員需要根據各個控制截面的內力影響線，將4輛40t重量的加載車輛實施加載，在加載過程中，通過對這4輛加載車輛的移動，使得每個檢測截面都能夠完成試驗的目標值，在該試驗過程中，加載方式的應用主要是為了保障各個測試截面實際測量的力矩與標準荷載作用下的設計力矩的比值能夠達到高速公路工程試驗荷載效率的基本標準與要求。

4.4 加載圖式? 在加載圖式的選擇過程中，有關試驗檢測人員需要借助于相應的軟件，比如Midas Civil等來進行確定最終靜載試驗加載的具體位置，在此加載位置的確定上，有關試驗檢測人員要根據高速公路工程的等級要求等，保證其設計荷載能夠與高速公路工程的等級保持一致，此外，還需要考慮折減系數等因素的影響，遵循彎矩等效的原則，做好加載圖式的相關試驗，保證其荷載效率可以達到公路工程的標準，在0.95～1.05之間。

5? 結束語

近年來，城市化的快速發展加快了我國高速公路工程的建設步伐，各個高速公路工程項目的實施過程中，工程單位越發重視箱梁靜載試驗檢測工作的開展，該試驗檢測的結果可以為高速公路工程的質量管理等提供重要的數據參考，使得有關的工程人員能夠獲得高速公路工程的應變與撓度等指標，進而綜合評估高速公路工程的質量，根據其試驗檢測結果，可以及時掌握工程中存在的質量缺陷，進而及時處理問題，提高高速公路工程的質量。

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