橋梁施工中的基本測量及荷載試驗(yàn)

羅 旭

(貴州聯(lián)建土木工程質(zhì)量檢測監(jiān)控中心有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 工程概況

都勻市勝利路高架橋橋梁全長350.08 m，跨徑組合為40 m+10×30 m，起點(diǎn)樁號K0+271.481，終點(diǎn)點(diǎn)樁號K0+621.561，中心樁號為K0+446.521。上部結(jié)構(gòu)為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)簡支T梁、橋面連續(xù)，40 m跨T梁梁高2.5 m，底寬0.6 m，邊梁頂寬1.85 m，中梁頂寬1.70 m, T梁間現(xiàn)澆濕接段厚0.633 3 m；30 m跨T梁梁高2.0 m，底寬0.5 m，邊梁頂寬1.975 m，中梁頂寬1.70 m，T梁間現(xiàn)澆濕接段厚0.55 m。下部結(jié)構(gòu)橋臺采用U型橋臺，橋墩采用花瓶墩，墩臺基礎(chǔ)均采用樁基礎(chǔ)。橋面橫坡為雙向1.5%，墩臺徑向布置。為保證橋梁施工結(jié)構(gòu)作用穩(wěn)定性，相關(guān)建設(shè)人員應(yīng)在明確測量與試驗(yàn)?zāi)康牡那闆r下，找出優(yōu)化橋梁施工基本測量及荷載試驗(yàn)應(yīng)用的策略方法，以提高工程建設(shè)使用的耐久性。

2 優(yōu)化橋梁施工基本測量及荷載試驗(yàn)應(yīng)用策略

2.1 樁基無損檢測

在樁身位置，預(yù)埋相應(yīng)數(shù)量的聲測管，借助水的耦合作用，促使超聲波從其中一根聲測管中進(jìn)行接收，或者從單孔中將對超聲波進(jìn)行發(fā)射或者接收聲時(shí)值。鉆孔樁混凝土存在一定缺陷，因?yàn)樵诰唧w灌注過程中，混入泥漿，促使孔壁出現(xiàn)坍落情況，從而出現(xiàn)了泥沙，這些泥沙混入其中導(dǎo)致。在相應(yīng)缺陷區(qū)位置，夾雜物的聲速比較低，其聲阻抗明顯比混凝土聲阻抗低。這種情況下，超聲脈沖穿過缺陷，進(jìn)而繞過缺陷，這就促使聲時(shí)值有所提升。波幅。如果波速穿過缺陷，一些聲可能會(huì)被缺陷內(nèi)部含有的雜物吸收，一些聲能因?yàn)槿毕莸拇嬖?，從不?guī)范的表面發(fā)射，達(dá)到接收探頭的聲能會(huì)明顯降低，主要體現(xiàn)為波幅降低。接收信號的頻率變化。當(dāng)超聲波脈沖從缺陷中穿過，超聲脈沖所具備的高頻部分先被衰減，促使接收的信號主頻逐漸降低，這種情況也就是人們常見的頻漂，下降百分率和相應(yīng)缺陷之間的嚴(yán)重程度存在直接聯(lián)系。從實(shí)際角度進(jìn)行分析，其接收頻率的變化，主要是因?yàn)槿毕輩^(qū)聲能降低所導(dǎo)致的，其對缺陷具有一定的敏感度，而測量值也相對穩(wěn)定。接收波形的畸變。對于接收波形而言，其變形原因相對復(fù)雜，通常情況下，缺陷區(qū)域?qū)ζ鋷硪欢ǜ蓴_，一些超聲脈沖經(jīng)過多次反射之后，導(dǎo)致波形出現(xiàn)畸變。

2.2 動(dòng)載試驗(yàn)

橋梁施工的動(dòng)荷載試驗(yàn)主要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用剎車試驗(yàn)與大地脈動(dòng)激振方法進(jìn)行工程動(dòng)力特性的測試。在觀測方法應(yīng)用方面，主要通過實(shí)測動(dòng)應(yīng)變時(shí)程曲線來計(jì)算沖擊系數(shù)以及利用信號分析儀與拾振器來觀測振動(dòng)速度。對于分析方法的應(yīng)用，首先要對試驗(yàn)材料進(jìn)行整理，即以消除試驗(yàn)系統(tǒng)誤差為目的，舍棄因過失誤差產(chǎn)生的可疑數(shù)據(jù)。為確保數(shù)據(jù)信息分析的準(zhǔn)確性與真實(shí)性，試驗(yàn)人員要對時(shí)域波形進(jìn)行預(yù)檢，以實(shí)現(xiàn)奇異項(xiàng)去除、零線飄移修正以及趨勢項(xiàng)誤差控制等目標(biāo)。其次，對于結(jié)構(gòu)的自振頻率，要根據(jù)脈動(dòng)試驗(yàn)測得的測點(diǎn)，進(jìn)行隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)信號分析。最后，在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)沖擊系數(shù)計(jì)算時(shí)，要根據(jù)因動(dòng)力荷載引起的最大動(dòng)力應(yīng)力值與最大靜力應(yīng)力值比值來實(shí)現(xiàn)動(dòng)載試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。即按照如下公式進(jìn)行比值計(jì)算：

式中：εmax為因動(dòng)力荷載而引起檢測最大動(dòng)變形或力值；εmin表示為εmax同一周期的波谷值。

2.3 靜載試驗(yàn)

在進(jìn)行靜載試驗(yàn)過程中，如為控制測點(diǎn)的應(yīng)變

值已經(jīng)達(dá)到或是超過理論計(jì)算時(shí)；控制測點(diǎn)變位(或撓度)超過規(guī)范允許值時(shí)；由于加載，使結(jié)構(gòu)裂縫的長度，縫寬急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)，縫寬超過允許值的裂縫大量增多，對結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大的影響時(shí)；相關(guān)人員要立即終止加載。橋梁施工荷載試驗(yàn)的分析方法由試驗(yàn)測試結(jié)果修正、計(jì)算各測點(diǎn)變位與應(yīng)變、校驗(yàn)系數(shù)計(jì)算以及橫向增大系數(shù)。對于試驗(yàn)測試結(jié)構(gòu)的修正，也被業(yè)內(nèi)人士稱為測值修正。具體來說，為避免支座變形問題對試驗(yàn)結(jié)果造成影響，在各測試孔兩端支座處梁底板布設(shè)一個(gè)撓度測點(diǎn)對支座變形進(jìn)行觀測，修正其對撓度值的影響，修正量C可按下式計(jì)算：

式中：C為測點(diǎn)支點(diǎn)沉降影響的修正量；l為支點(diǎn)A到支點(diǎn)B距離；x為撓度測點(diǎn)到支點(diǎn)A的距離；a表示為：支點(diǎn)A的沉降量；b表示為：支點(diǎn)B的沉降量。各測點(diǎn)的位移、撓度與應(yīng)變的計(jì)算內(nèi)容包括：總應(yīng)變、彈性應(yīng)變以及殘余應(yīng)變。對于校驗(yàn)系數(shù)的計(jì)算，應(yīng)通過計(jì)算加載試驗(yàn)的主要測點(diǎn)，來滿足靜荷載試驗(yàn)要求，即可按照如下公式進(jìn)行校驗(yàn)系數(shù)η的計(jì)算：

式中：Se為試驗(yàn)荷載作用下，量測彈性應(yīng)變值；Ss為試驗(yàn)荷載作用下，理論計(jì)算應(yīng)變值。

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