高速公路箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)研究

韓幼紅

摘要：近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)全球化與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得我國(guó)綜合實(shí)力逐步增強(qiáng)，為創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展環(huán)境，我國(guó)逐步加大了在高速公路工程項(xiàng)目建設(shè)中的資金投入與政策支持。高速公路工程建設(shè)的質(zhì)量控制極為關(guān)鍵，箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果是判定高速公路工程建設(shè)質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵因素，直接反映了公路的撓度、應(yīng)力應(yīng)變等是否能夠達(dá)到工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?；诖?，本文分析了高速公路箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，有利于為高速公路工程質(zhì)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(guān)鍵詞：高速公路;箱梁靜載試驗(yàn);檢測(cè)技術(shù)

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

中圖分類號(hào)：U446? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）04-0142-02

0? 引言

近年來(lái)，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施逐步完善，尤其是道路交通網(wǎng)絡(luò)趨于完善，高速公路工程項(xiàng)目的增多，加快了區(qū)域經(jīng)濟(jì)文化的交流。高速公路工程建設(shè)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(fù)雜、惡劣的施工環(huán)境，加劇了質(zhì)量控制的難度。而箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用是高速公路質(zhì)量控制中應(yīng)用最為普遍的一種技術(shù)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，有關(guān)工程人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)高速公路建設(shè)中存在的質(zhì)量缺陷與安全隱患等，有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速公路相關(guān)問(wèn)題的及時(shí)處理。

1? 高速公路箱梁靜載試驗(yàn)?zāi)康?/p>

高速公路工程中，試驗(yàn)檢測(cè)工作的進(jìn)行是工程建設(shè)中的關(guān)鍵內(nèi)容，根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)，可以對(duì)高速公路工程質(zhì)量的綜合評(píng)估，為工程質(zhì)量控制等提供了重要的數(shù)據(jù)參考與支持。近年來(lái)，隨著我國(guó)城市化的快速發(fā)展，各種高速公路工程建設(shè)增多的同時(shí)，人們對(duì)工程質(zhì)量等提出了更高的要求，還需要在高速公路工程建設(shè)中，做好相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)，使得在高速公路工程投入使用以后，能夠?yàn)檐囕v等提供完善、優(yōu)質(zhì)的運(yùn)輸服務(wù)，促進(jìn)我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)高速公路逐步進(jìn)入了新的發(fā)展時(shí)期，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，需要做好相應(yīng)的試驗(yàn)檢測(cè)，以提高試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的利用率，使得其能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)等提供重要的參考。高速公路箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)的目的主要體現(xiàn)在以下方面：①通過(guò)箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)，可以直接獲得箱梁混凝土的剛度、強(qiáng)度等指標(biāo)，這些指標(biāo)可以為工程的質(zhì)量驗(yàn)收等提供重要的參考;②箱梁靜載試驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了對(duì)高速公路總體結(jié)構(gòu)的綜合評(píng)估，有利于將工程結(jié)構(gòu)與工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)直接對(duì)比;③靜載試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)，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(yīng)變、彎矩等指標(biāo)，使得工程施工人員可以根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，解決工程中存在的質(zhì)量與安全問(wèn)題等。

2? 高速公路箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)項(xiàng)目

在高速公路工程項(xiàng)目中，對(duì)一般的高速公路工程項(xiàng)目而言，箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)主要包含了應(yīng)變與撓度檢測(cè)。而保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，有關(guān)檢測(cè)人員在試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中要根據(jù)高速公路工程的實(shí)際情況，結(jié)合高速公路工程的受力特點(diǎn)等，做好相關(guān)測(cè)點(diǎn)的布置，提高試驗(yàn)檢測(cè)的規(guī)范性。

2.1 應(yīng)變檢測(cè)? 應(yīng)變檢測(cè)的過(guò)程中，箱梁截面應(yīng)變一般應(yīng)用以金屬柵應(yīng)變片為主，在檢測(cè)過(guò)程中，其最終檢測(cè)結(jié)果需要準(zhǔn)確獲得箱梁控制截面的應(yīng)變分布規(guī)律與受力特征等指標(biāo)，比如，當(dāng)對(duì)箱梁施加中心荷載以后，測(cè)定箱梁控制截面所存在的最大靜應(yīng)變值;對(duì)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(yīng)變值。

2.2 撓度檢測(cè)? 在高速公路工程箱梁撓度的檢測(cè)過(guò)程中，其測(cè)點(diǎn)一般布置于箱梁上表面，在檢測(cè)過(guò)程中，為保障檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般使用全站儀與百分表結(jié)合，這兩種設(shè)備相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)檢測(cè)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，撓度檢測(cè)主要是要獲得箱梁豎向撓度的具體變化趨勢(shì)。在高速公路工程中，以高速公路方向?yàn)榛A(chǔ)，依次在邊跨、中跨與次邊跨等的截面位置布置其測(cè)點(diǎn)，每個(gè)截面處，一般需要設(shè)置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。撓度檢測(cè)過(guò)程中，其檢測(cè)需要對(duì)箱梁施加一定的中心荷載，檢測(cè)在其作用下箱梁控制截面的最大靜撓度值，對(duì)箱梁施加一定的偏載作用，檢測(cè)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(yàn)檢測(cè)方案與技術(shù)

3.1 檢測(cè)方案? 在高速公路工程的試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，有關(guān)檢測(cè)人員要及時(shí)做好橋孔的檢查，并在檢查過(guò)程中選擇恰當(dāng)?shù)臉蚩讓?duì)其加以測(cè)試，當(dāng)檢測(cè)孔確定以后，對(duì)該測(cè)試孔做好相應(yīng)的計(jì)算與分析。在正式的測(cè)試工作開(kāi)始之前，相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員需要做好以下工作：①為保障試驗(yàn)檢測(cè)工作的順利進(jìn)行，在檢測(cè)工作開(kāi)始之前，對(duì)測(cè)試測(cè)量加以稱重，并根據(jù)測(cè)試的結(jié)果，記錄車輛重量的原始數(shù)值，這些原始數(shù)值可以作為后期數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。由于在檢測(cè)過(guò)程中，其在箱梁表面上有布置的相應(yīng)測(cè)點(diǎn)，因此，在檢測(cè)開(kāi)始之前，需要提前清理箱梁表面，并準(zhǔn)確進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)、加載點(diǎn)等的位置標(biāo)注。②測(cè)試孔的放樣過(guò)程中，需要以試驗(yàn)測(cè)量的具體要求為基礎(chǔ)，根據(jù)應(yīng)變與測(cè)量點(diǎn)布置的具體情況，在每個(gè)測(cè)點(diǎn)位置處，做好磨平與清理工作，隨后，對(duì)該測(cè)點(diǎn)處粘貼應(yīng)變片，做好相應(yīng)的防潮處理，否則，一旦在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，應(yīng)變片受潮，就會(huì)導(dǎo)致其檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際存在較大的出入。此外，在檢測(cè)過(guò)程中，大氣溫度等可能會(huì)其檢測(cè)結(jié)果造成一定的干擾，因此，在檢測(cè)過(guò)程中，需要將每個(gè)檢測(cè)區(qū)域都置于相同溫度場(chǎng)下的溫度補(bǔ)償應(yīng)變儀下，并同時(shí)對(duì)撓度測(cè)點(diǎn)加以布置。③布置測(cè)試儀器與傳感器，與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等加以連接，并做好有關(guān)的調(diào)試工作，在調(diào)試過(guò)程中，有關(guān)人員要立即對(duì)應(yīng)變監(jiān)測(cè)儀、刻度盤(pán)指示燈等加以檢查，檢查其是否處于正常的工作狀態(tài)下。④如果進(jìn)入預(yù)加載階段，需要及時(shí)對(duì)應(yīng)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(shù)值等可以正常顯示。

3.2 荷載試驗(yàn)? 高速公路箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)中，荷載試驗(yàn)檢測(cè)是關(guān)鍵，其試驗(yàn)要點(diǎn)如下：①對(duì)任一工況進(jìn)行加載試驗(yàn)以后，在加載汽車到達(dá)指定的位置以后，要立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，并保持其關(guān)閉時(shí)間在5min以上，在此過(guò)程中，有關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)有關(guān)數(shù)據(jù)的變化情況，當(dāng)數(shù)據(jù)處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)時(shí)，要立即進(jìn)行相應(yīng)的采樣記錄。卸載加載車輛以后，必須要維持其時(shí)間在10min以上，該持續(xù)時(shí)間主要是為了保證高速公路可以在此時(shí)間段內(nèi)逐步恢復(fù)到彈性變形的狀態(tài)下。②任一工況下，在加載試驗(yàn)過(guò)程中，都遵循分級(jí)加載的原則，并要依據(jù)同一車道車輛數(shù)量遞增的加載方式，每次分3級(jí)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的加載試驗(yàn)。③每個(gè)工況下，均需要進(jìn)行兩次的重復(fù)試驗(yàn)，這種重復(fù)試驗(yàn)在一定程度上可以降低檢測(cè)誤差的出現(xiàn)。

4? 工程概況

以某高速公路工程為例，該高速公路設(shè)計(jì)荷載為公路I級(jí)，在該高速公路路段內(nèi)的橋梁結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土組合箱梁，在結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，橫向包含了4片主梁，采用先簡(jiǎn)支后連續(xù)的結(jié)構(gòu)形態(tài)，整個(gè)橋梁分為4聯(lián)，每聯(lián)包含了4孔，整個(gè)橋梁全長(zhǎng)474.2m，單跨標(biāo)準(zhǔn)跨徑在29.2m左右，在本工程中，箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)下，其測(cè)點(diǎn)布置如圖1所示。

4.1 試驗(yàn)加載方案? 在箱梁靜載試驗(yàn)中，由于其主要檢測(cè)的是應(yīng)變與撓度參數(shù)。在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中，其布載方式為：對(duì)A與B截面，由于存在彎矩影響線，可以以此為基礎(chǔ)，來(lái)布置橫向偏心布載與橫向?qū)ΨQ布載，而對(duì)于1#墩支點(diǎn)截面，其采用橫向偏心布載的方式。

4.2 靜載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置? 在本工程中，在對(duì)撓度加以試驗(yàn)檢測(cè)的過(guò)程中，需要在A、B截面中的每片小箱梁設(shè)置一個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)，并在有關(guān)的橋梁墩臺(tái)位置等，每個(gè)位置設(shè)置兩個(gè)支點(diǎn)沉降測(cè)點(diǎn)。而在應(yīng)變檢測(cè)的過(guò)程中，其應(yīng)變測(cè)點(diǎn)位于A、B截面的每片梁的梁底位置，在該位置出各有一個(gè)測(cè)點(diǎn)，而C截面的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)位于腹板外側(cè)面，需要設(shè)置5個(gè)測(cè)點(diǎn)。

4.3 加載方式? 在試驗(yàn)過(guò)程中，為保障箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)工作的順利進(jìn)行，在加載方式的選擇上，有關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員需要根據(jù)各個(gè)控制截面的內(nèi)力影響線，將4輛40t重量的加載車輛實(shí)施加載，在加載過(guò)程中，通過(guò)對(duì)這4輛加載車輛的移動(dòng)，使得每個(gè)檢測(cè)截面都能夠完成試驗(yàn)的目標(biāo)值，在該試驗(yàn)過(guò)程中，加載方式的應(yīng)用主要是為了保障各個(gè)測(cè)試截面實(shí)際測(cè)量的力矩與標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的設(shè)計(jì)力矩的比值能夠達(dá)到高速公路工程試驗(yàn)荷載效率的基本標(biāo)準(zhǔn)與要求。

4.4 加載圖式? 在加載圖式的選擇過(guò)程中，有關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員需要借助于相應(yīng)的軟件，比如Midas Civil等來(lái)進(jìn)行確定最終靜載試驗(yàn)加載的具體位置，在此加載位置的確定上，有關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)人員要根據(jù)高速公路工程的等級(jí)要求等，保證其設(shè)計(jì)荷載能夠與高速公路工程的等級(jí)保持一致，此外，還需要考慮折減系數(shù)等因素的影響，遵循彎矩等效的原則，做好加載圖式的相關(guān)試驗(yàn)，保證其荷載效率可以達(dá)到公路工程的標(biāo)準(zhǔn)，在0.95～1.05之間。

5? 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，城市化的快速發(fā)展加快了我國(guó)高速公路工程的建設(shè)步伐，各個(gè)高速公路工程項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，工程單位越發(fā)重視箱梁靜載試驗(yàn)檢測(cè)工作的開(kāi)展，該試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果可以為高速公路工程的質(zhì)量管理等提供重要的數(shù)據(jù)參考，使得有關(guān)的工程人員能夠獲得高速公路工程的應(yīng)變與撓度等指標(biāo)，進(jìn)而綜合評(píng)估高速公路工程的質(zhì)量，根據(jù)其試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，可以及時(shí)掌握工程中存在的質(zhì)量缺陷，進(jìn)而及時(shí)處理問(wèn)題，提高高速公路工程的質(zhì)量。

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