高速公路上桥梁的检测
2017-02-20
0前言
随着中国经济的飞速发展, 交通运输出现了重载、高速、大流量的现代运输结构的发展趋势, 公路运输在整个运输体系中占有的比例越来越大。而桥梁是道路的咽喉, 因此公路运输对现有桥梁(即旧桥) 和新建桥梁的结构性能与使用质量提出了更高的要求。于是为适应交通运输不断发展的需要, 确保新建桥梁的安全可靠, 在桥梁竣工后通常需要对其进行现场测试; 早期修建的桥梁随着使用年限的增长, 有些会出现病害或破损现象, 对桥梁的结构会造成潜在的危害, 为了评估这些桥梁的现有承载能力和使用条件, 也需对其进行现场测试; 当桥梁需要通过超出其设计承载能力的特殊车辆时, 同样需对其进行现场测试; 另外, 在桥梁的运营过程中, 对其进行健康监测和状态评估也是桥梁发展的趋势。
1、 承载力的检测
桥梁结构的静动载试验，是分别将静动载作用在桥梁结构上的指定位置，测试结构的应力、应变、挠度以及结构的自振频率、阻尼比和冲击系数。
按照有关规程，确定试验孔为：位于0#~1#桥墩间的65m、2#~3#桥墩间的155m和5#~6#桥墩间的115m整体现浇预应力砼箱形连续梁。
应力采用外帖式应变片，应变采用静态应变仪测量；主梁挠曲、墩台沉降采用精密水准仪测读；墩柱偏位等采用全站仪测读；动位移采用INV306振动测试系统进行测试；动应变采用动态应变仪测量，获得结构的振动频率、阻尼、冲击系数等参数；裂缝采用JC-10读数显微镜（放大倍数为20倍）进行观测。
1.1 静载试验
静载试验中应：a 实行交通管制；划定各试验车停放位置；安装、调试应变仪、位移计、精密水准仪等。b 预载：(台试验车在被测试桥跨上来回通行2次，对桥跨施行预压；对应变仪、位移计、精密水准仪等读初值。c 加载：试验车按指定位置逐级就位，分级加载，每加载一级稳定10min后，对应变仪、位移计、精密水准仪读数；间隔5min后再读数一次。’ 卸载：逐级卸载，每卸一级稳定10min后，对应变仪、位移计、精密水准仪读数；间隔5min
后再读数一次；全部车辆退出半小时后，对应变仪、位移计、精密水准仪再读数一次。
1.2动载试验
动载试验中应：实行交通管制；调试INV306振动测试系统、动态应变仪。2辆试验车并排以10、20、40、60km／h的速度匀速同步通过，测试系统、动态应变仪等进行记录；2辆试验车以40km／h的速度匀速通过，在跨中紧急制动，振动测试系统、动态应变仪等进行记录；1辆试验车以5km／h的速度跳车，振动测试系统、动态应变仪等进行测试。
1.3 裂缝检测
检测人员仔细观察每一级荷载作用下各控制截面是否有裂缝出现及裂缝发展情况。如有，应停止加载，分析原因后才能进行第二级加载。
1.4检测注意事项
①试验车辆。车辆和载荷总重55t的五轴载重3辆（要求前轴重3t，两中轴重12，两后轴重14t.；车辆和载荷总重20t的载重车36辆（前轴重7t，后轴重13t）；静载试验荷载根据设计荷载（汽超20t，挂-120）采用等效荷载的原则，针对每一试验跨所需的车辆荷载吨位和数量，根据设计控制荷载最不利效应值按下式等效换算，最终达到荷载效率为0.8~1.05的目的。
②各试验跨静载试验工况及其布载位置应根据桥梁内力影响线最不利位置进行分级布载。
③动载试验。模拟实际行车荷载的行驶速度、刹车和跳车情况。
④应变和挠度测点布置。静动载应变测点布置在跨中、支点截面；各个墩顶应变测点布置在左右两侧；挠度（位移）测点位于石崆山"号桥右线0#~7#桥墩之间的65m+115m+155m+3倍的115m整体现浇预应力砼箱形连续梁支点、跨中、1／4截面，以测出连续梁在各级荷载作用下的挠曲线。
5）温度测点的布设。在测点附近的桥上和桥下设置!处气温观测点，另外在桥梁主要测点设置一处构件表面温度观测点。
2、 渗水检测
虽然道路工作者已逐渐认识到了沥青路面水损坏的危害性, 但具体到对沥青路面渗水性能进行检测与评价, 并制定相应的沥青路面渗水控制指标的工作并没有完善。所以有必要认识渗水的检测。
2.1测试公式
重点考察仪器测试结果的精确性、可重复性及测试方法的可操作性等方面的性能, 最终推荐的路面渗水系数计算公式为
k =(lnh1- ln h2) aL/A t
式中: k 为渗透系数; a 为水管截面积; L 为试件高度, 现场测试时假设为测试层厚度;A 为试件截面面积, 现场测试时假设为渗水仪内水与路面的接触面积; t 为渗水时间; h1 为测试开始时水头高度; h2 为测试结束时水头高度。
2．2测试方法
考虑到沥青路面渗水往往与离析、粗集料集中、压实度不足等有关,在测试沥青路面渗水系数的同时也测定这些指标。为了使测试的渗水系数更好地代表沥青路面的实际性能,有如下测点选择方法：
① 考虑沥青混合料类型对沥青路面渗水性能的影响, 选择了同一结构层, 相同集料最大公称粒径, 不同级配的路段。
② 考虑厚度对沥青路面渗水性能的影响, 选择同一结构层, 同一级配, 不同厚度的路段, 同时研究集料最大公称粒径与厚度的匹配关系。
③ 考虑压实度对沥青路面渗水性能的影响, 选择同一结构层, 不同路面空隙率的路段。路面空隙率采用表干法测定, 可以借用已取芯样的数据, 或在渗水系数测定后在检测点处取芯测定。
④ 考虑构造深度对沥青路面渗水性能的影响,选择同一结构层, 不同路面构造深度的路段。路面构造深度采用铺砂法测定。
3、 桩基的检测
3.1 成孔检测
超声波成孔检测仪采用超声波反射技术，可用于各种灌注桩（或地下连续墙）等成孔成槽质量的综合检测。实践中，将超声波传感器沿充满泥浆的钻孔中心以一定速率下放，在探头下放过程中，接收并记录四个方向（或两个方向）的垂直孔壁的超声波脉冲反射信号，可以很方便地对钻孔四个方向同时进行孔壁状态监测，可以直观的观测连续墙槽宽、钻孔直径、垂直度、孔壁状况等参数。
3.2 静载试验法
在确定单桩极限承载力方面，它是目前最为准确、可靠的检验方法，判定某种动载检验方法是否成熟，均以静载试验成果的对比误差大小为依据。因此，每种地基基础设计处理规范都把单桩静载试验列入首要位置。一般情况下，桩基静载试验的成果数据，如单桩承载力、沉降量等均认为是准确、可靠的。
3.3 应力波反射法完整性检测
尽管近年来国内外对于这种方法的研究未见本质性的进展，但在实用和普及方面国内却有较大提高，这些不仅表现在国产桩基动测仪和配套用传感已达到或接近国外先进仪器方面，也表现在许多单位认真研究各个测试细小环节和分析环节方面，更主要的是表现在许多管理部门已开始认真总结应力波反射法完整性检测的得与失，开始使这种方法的应用回归到一种正常的位置，如广东省正在将这种方法定位于为后续检测提供前期技术准备, 这种定位已与该方法解决问题的真实能力完全对应。
3.4 高应变动力试桩法
桩基动测方面，国产仪器和软件业已达到国际先进水平，许多方面甚于更具有中国特色。
3.5 动静法
动静法是指应用达朗贝尔原理来研究非自由质点系的动力学问题。动静法的特点是在引入虚加惯性力之后，用静力学中研究平衡问题的方法来处理动力学中的不平衡的问题
4、 结束语
桥梁方面试验是一项试验过程长、内容复杂、变化不可预料、技术含量高的工作，应根据试验目的认真制定试验内容和详细计划，才能保证达到试验效果，保障试验安全，以防留下诸多安全隐患。
参考文献：
[1]JTJ 041-2000.公路桥涵施工技术规范［S］
[2]JTGD60- 2004, 公路桥涵设计通用规范[S]
[3] 谌润水, 胡钊芳. 公路桥梁荷载试验[M]. 北京:人民交通出版社, 2003.
