近幾十年來,我國的江河上和城市內,都修建了許多特大和大、中型橋梁,包括鐵路橋梁、公路橋梁、公鐵兩用橋和城市的立交橋等。這些橋梁在建設中和運營管理期間,都需要進行大量常規(guī)的技術檢測工作,以確保工程的設計要求和施工質量及運行安全。而同時許多早期修建的橋梁結構,由于年久失修,導致橋梁局部出現(xiàn)了一些病害,例如,混凝土表面脫落,鋼筋外露;混凝土碳化、鹽蝕嚴重,使主要受力截面的抗壓性能受到削弱等等不一而足。因此,今天的橋梁檢測領域不僅僅包括成橋前靜載和動力試驗,還涵蓋到大量舊橋的檢測與維護上,只有通過檢測,評價其使用可靠度、估計其剩余壽命,才能為橋梁主管部門的決策提供依據(jù)。在我國,混凝土橋梁的檢測技術經(jīng)過幾十年的發(fā)展,已比較成熟,但與國外研究的最新技術相比,還有一定的差距,本文著重介紹混凝土橋梁的檢測技術在我國及世界范圍內的應用及其新發(fā)展。
一、混凝土橋梁的檢測技術
混凝土橋梁的檢測離不開荷載試驗。一般來說,有以下情況需進行荷載試驗:一是興建的大跨度混凝土橋,尤其當采用了新結構、新材料和新工藝的橋跨結構更需進行荷載試驗;二是需通行特種車輛的新舊橋梁,為保證該橋使用安全,需按實際輪位和軸重進行模擬荷載試驗或等效菏載試驗;三是修復的、改建的或加固的舊橋,為驗證工程效果,需進行驗收或鑒定性荷載試驗;四是年久失修,且缺乏設計和施工技術數(shù)據(jù)的舊橋,為判斷是否能承受預計的荷載,也需進行荷載試驗。
(一)荷載試驗分類及其準備1.荷載試驗分類,按所加荷載性質,可分為靜載試驗和動力試驗;按加載數(shù)量與標準設計荷載的比值(包括沖擊系數(shù)在內)可分為三種:基本荷載試驗、重荷載試驗和輕荷載試驗,本文著重闡述靜載試驗和動力試驗。
2.荷載試驗準備:試驗前,需做好充分的準備,這就要求盡可能的收集設計與施工資料,這也是為確定試驗荷載、布置測點以及以后的測試數(shù)據(jù)的對比分析。這些資料包括橋跨的總體與各截面幾何尺寸、標高、設計荷載等級、行車道標準、支座和墩臺位置標高及布置,材料的物理力學性能等。如有可能,一方面,從設計單位那里索取該橋的控制截面的計算內力、計算撓度、影響線和結構的自振頻率等;另一方面,從施工方那里索取該橋的實際尺寸、標高、施工時材料數(shù)據(jù),尤其是混凝土的強度增長數(shù)據(jù)、彈模數(shù)據(jù)、荷載試驗時混凝土的齡期等。與此同時,還應做好實橋調查工作,對實橋表面的病害,用圖標明病害位置和病害程度;摸清橋址處的供電和交通情況,當?shù)氐臍庀笄闆r,有無試驗所需的標準車輛等第一手資料,因為這些都可能影響到事先所擬訂的試驗方案,如能及早發(fā)現(xiàn)情況和間題,就可以對試驗方案進行及時修改。
(二)靜載試驗混凝土橋梁的靜載試驗,一般需進行以下測試內容:
1.結構的豎向撓度、側向撓度和扭轉變形。每個跨度內至少有三個測點,并取得最大的撓度及變形值,同時觀測支座下沉值。有時測試也為了驗證所采用的計算理論,要實測控制截面的內力和撓度縱向和橫向影響線。
2.記錄控制截面的應力分布,并取得最大值和偏載特性。沿截面高度不少于5個測點,包括上、下緣和截面突變處。有些結構需測試支點及附近、橫隔板附近剪應力和主拉應力,此時需將應變計布成應變花。
3.支座的伸縮、轉角,支座的沉降;墩頂位移及轉角。
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