预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术

总436期2017年舍22期（8月上）

预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术

陶剑(杭州市交通工程试验检测中心有限公司，浙江梯州310000.)摘要：针对桥梁试验检测，尤其是现阶段兴起且大量采用的预雇力澈?疑土连续刚构桥粱，结合桥梁工輕实例分别对静载试 验与动载试验的基本内容、方法、目的及结果进行分杆，最后通过试验检测得出本桥各项性能满_足设计要來的结论，为桥梁 后续运营、养护提供可靠的依据。关键词：预应力混凝土连续刚构桥梁；静载试验；动载试验 中图分类号：U446.1 文献标识码：B

〇引言在竣2：验收阶段对桥梁整体质鸶实施检测，评价桥 梁实际承载能力最有效的方法就是试验检测，IH时试验检 测结果也是进行桥梁养护维修的重要依据。而桥梁试验检 测可分为静载试验与动载试验，二者试验目的、项目、方 法、结果均有所不同，在实藤工作中应根据不同的试验 条件采取造宜的方法，创造良好的试验条件，从而得出准 确、專寒的试验检测结果。1桥梁工程概况某新建挢梁全长约2_72.0m,为3跨（71+122+71) m预 应力连续刚构桥，桥梁下部结构采用薄壁墩，基础采用挖 孔灌注桩+明挖扩大基础^为进一步了解桥梁的实酿I作状 态，明确能否符合设计与实际要求，提供必要的竣工验收 资料，同时为后续状态评估等提供可靠的原始数据，需对 桥梁开展检测试验，包括静载试验与动载试验。2桥梁试验检测基本内容桥梁试验检测是指将桥梁的调鸯与计算结果作为基 础，设定试验检测项目@制定加载方案含理布置测点， 并采取相座的安全措施，充分研究试验检测整个过程，找 出可能发坐的问题，研究有效的处理方式。在有效的静载试验下，对挢梁在不同荷载条件下的各 项基本性能进行研究，判断桥梁能够满足使用要求6而在 动载试验条件下，对桥梁结构所焉有的动力特性及响齒进 行检验。最后根据试验结果，对桥梁整体结构的性能与受 力情况进行评价，从而为养护与运营等S作提供可靠的指 导[1]。2.1静载试验通过规蒞有效的静载试验，对挢梁裙构所有控制截 猶在不同荷载条件下的应变实施狐定，再通过比较，评估 结构实际强度。根据不词结构的受力特征，先选定静载试 验的具体内容，结合荷载效应对各个控制截面实施等效加载，两时测定不同荷载条件下的数据结果。(1 )对边跨及中跨跨中等的控制截面在受到最大正弯 矩时的挠度与法向应力迸行测试；(2 )对中跨的25%L截面在瘦到最大弯矩时的挠度与 法向应力进行测试；(3 )对墩顶在受到最大弯矩时的法向应力进行测试；(4 _)对截面在不工况下的裂缝情况进行观侧。根据桥梁各项基本参数，按照设计标准规定的荷载 对桥梁实施极限状态分析，以明确其内力控制值及控制截 面.将通过计算分析得出的内力视作控制值，兼顾试验的 可操作性，此次试验主要选择300kN级载重汽车，遵循内力 等效等基本原则，在最不利的位置进行分级布载，确定最 佳加载位置与荷载的数暈。2.2真体的测试方法为(1 )应变测试：#箱梁底端平面粘贴补偿片％应变 片，采用应变仪对结构进行扫描，确定在此荷载条件下的 实际触6(2) 挠度测试：使用全站仪等设备在桥梁表面设置.由 反光片制成的测点，以此对箱梁的髮向变位实施准确测量。(3) 裂缝观测：加载时，对有可能产生裂缝的位置实 施监测，如果在加载的过程中产生了裂缝，则需使用相应 的仪器对裂缝宽度实施测量[2]。试验操作方法为：班式进行试验以前，先用2台加载 车对截面实施试压，这样做的目的是避免非弹性变形造成 的实际影响，将预加荷载减小到0,待稳定后再开始正式加 载。对不同截面进行的静载试骏而言，需根据计算轮位等 效和逐级加载，一般一个:r况可分成3 ~ 6级，每一级对应 1 ~ 2个荷载，每个荷载施加5min以.后对结构稳定性实施观 测，以掌握应变、裂缝与挠度等实际情况，：工况如图1所 示<■在达到满载状态后，域一次性完成卸载，挢梁表面在 食载状态卞保持5min后对其残余状况进行观测，然后开始 下一工况的试验检测。.

96收稿日期：2017-05-05作者简介：陶剑（1981—），男，工程师，研究方向为试验检测

。交通世界TRANSPOWORLD2.3结果与分析(1 >应变测试：各个截面在受到最大荷载时的应变测 试结果如表1所示。⑴挠度测试：‘工况1 ~ 5的挠度校验系数均值分别为 0.58、0.55、0.56、0.50和0.57。表1各个截面在受到最大荷载时的应变测试结果（n s)截面测点号2级荷载4级荷载6级荷载残余应变弹性应变均值理论值校验系数顶板下部1受压4受压10受压14受压1受压13受压15受压310.52受压3受压12受压18受拉1受压193受压4受压7受压15受压1受压14受拉5_3底板上部4受拉4受拉21受拉200受拉20受拉33受拉630.525受拉12受拉36受拉590受拉5906受拉4受拉12受拉19受压1受拉20/(3) 裂缝观测：试验时，各个截面都没有裂缝产生， 在箱梁顶板处存在的纵向裂缝没有发生变化，保持原状。(4) 试验结果汇总：本次试验的荷载效率保持在 0.86 ~ 0.97范围内，满足标准提出的各项要求。桥梁结构在 各类试验荷载条件下，所有截面的应变实际测量结果都比 理论值小。实际测量的应变校验系数稳定在0.41 ~ 0.75范围 内，大部分测点的残余应变都小于20%;挠度测量:结果与应 变相_»各界商实测值也都小理论值，校验系数稳定在 0.45 ~ 0.61范围内，残余接度在20%以下，符合标准要求。2.4动载试验桥梁结构的动载试验暴指采取脉动试验与制动试验 等方式对自振特性进行测定，从而评价整个桥梁结构的 性能。借助脉动试验方法，对挢梁振动响应进行测试，判 断自振特性，也就是桥梁结构的阻尼与自振频率5通过有 效的行卒试验，对桥梁在行车荷载条件下的振动情况进行 测试，使车辆在不同部位以不苘速度进行紧急制动，对振 动响应进行测试，掌握桥梁振幅和应变，最终得出最不利 的行车速度等参数。在整理试验资料的过程中应注意消除 各种误差，找出由于失误而产生的数据，预先检查时域波 形，消除误差，保证试验数据的可靠性与准确性[3]。对桥梁结果的自振频率而言，需根据脉动试验结果通 过猶号分析得出，此外也可以通过对余振响应的各类信号 进行分析得出。在测点表面粘贴补偿片与应变片，采用各 类鲰量仪器设备，得出各个测点的冲击系数。此外，还需 使用信号分析仪等对振幅实施观测。懷绕进行试验的_要目的，结合试验现场实际情况， 动力特性的试验测定主要使用大地脉动激振法，以载重汽 车为动荷载，使其以不同的速度行驶通过整个桥梁。设a 制动:工况，即在桥梁中跨以40kmA的速度突然制动[4]。根据桥梁结构特征，将中跨作为动力特性和响应的试 验测点> 截面分别选取跨中、25%L截面和墩顶，应变测点 的具体#置位置、测点和之前的静载试验完全相同t5]。2.5结巣与分析(1 )脉动测试：在对桥梁结构的刚度进行评价时，需 参考振型与自振频率两个指标。其中，自振频率主要通过 脉动试验得出。动力特性（横竖向）的测试数据结果如表2 所示。表2动力特性（横竖向）的测试数据结果振型实测值/Hz理论值/Hz阻尼比（％)竖向弯曲振动1.4441.2682.456二阶竖向弯曲振动2.0321.7711.578横向弯曲振动0.4380.3213.425二阶横向弯曲振动r0.668/三阶横向弯曲振动1.8571.4820.844(2)行车测试：车速为10km/h条件下的各截面动力响 应值分别为：受压4|x s、.受压2)x s和受拉4)x s ;车速为 30fcm/h条件下的各截面动力响应值分别为：蜜:、受 獨3> s和受拉制动条件下的各截面冲击系数分别 为0.043、0与0.013。3结语通过静载试验可以看出，测试结果较为稳定，而：E 都能保持在理论要求的范围之内，说明桥梁结构在各种荷 载条件下的性能与受力状态都可以满足要求；通过动荷载 试验可知，结构动力响应与特性都可以满足实际要求，结 构刚度良好。通过以上试验检测，明确了桥梁结构实际状 态，形成一系列数据资料，无论是对运营.养护还是综合 评估都有重要参考价值。参考文献：[1]史晓贞.不等跨连续刚构桥桥粱荷载试验检侧技术的发 展与应、用现杈[J].工程建谩与设计，2017_(5)___; 111­113.(下转第115页）

97交通世界TRANSPOWORLD情况的原因可能是以下几种：护筒没有埋设至足够深的位 置；回填土的密实度不高；泥浆的比重没有达到设计值， 水位的高度超过标准菹围a而漏浆现象一般是因为孔塗的 地层密实性差造成的，也可能是孔隙率过大或者透水性超 过可控范围引起的。在实际的施工中，需要增加护筒的埋 设深度，在原有的塞础上增加泥浆的比重。同时，在对坍 孔或漏浆部位进行处理时，可采用黏土夹片石或者砂砾石 回填坍孔和漏浆部位。在完成回填作业后，要反复对其进 行冲击，以提升孔壁的可靠性。4.2糊在实施冲孔作业时，出现卡捶的情况比较多，针对这 种情况，可采取以下两种方式来解决：®如果钻捶比设计 桩径小，需要对钻锤实施补焊作业，将钻孔进行适当的回 填。②针对各种类型的钴锤磨耗率，要增加其统计和研究 的频率并对钻锤进行补强施I,在补强时要以儀岩的深度 为依据。4.3梅花孔梅花孔是泥浆的黏稠度过大、冲程不足，使得钻锤无 法灵活转动，导致钻锤不断对孔底进行冲击而形成的。为 防止施工过程中出现梅花孔，儒要采取以T措施：®参照 岧层的刚性，合理的选择冲程，从而为钻锤提供旋转的缓 冲时间；〇)在钻孔前，要将孔内的渣滓、杂物清理平净。 如果是中度风化的岩层，在进人岩层50cm时，就应该开始 漬渣，否则孔内的泥渣会越积越多，黏性也会越来越大， 导致钻锤无法旋转。4.4偏孔偏孔基在钻孔过程中出现的，造成偏孔的原因主要有 两方面:$_中包含各种组分，每神组分的刚度梟不同 的，在钻孔时可能因为各组分的刚度差异而出现偏孔；② 钻孔的内部存在孤石，孤石的硬度太大，就会造成偏孔。 在出现偏孔现象时，应将砂砾石回填至孔内，然后将其罵 实，压实后再重新实施钻孔作业。4.5爆破挖孔的注意事项在采用人工的方式实施成孔作业时，遇到基岩的概率 较大，松动爆破和凿除处理可通过爆破的方式来实现。因 此在实施爆破作业前，应该制定一奢完整的:爆破方案并由 专业的人员来执行爆破方案。爆破的俊賛、孔距、使用的 药量等，都应该通过计算得出真体的值，以免在爆破施工 中扩大影响范闺。在实际的爆破中，如果爆破的声音比较 沉闷，且爆破时产生的碎屑不会飞出孔外，就能达到较好 的爆破效果^输要注意的是:，在孔口处需要设置泄爆和防 溅装置。为确保起爆的安全性，应采用导爆管起爆法或者 电力起爆法。而爆破指令的发布必须由专业人员来完成， 在爆破前，孔内的^切施工都应立郎停止，在所有的施Hi 人员离开私苒正式实施爆破作业。在爆破作业完成后， 检查孔内不存在哑炮后，才能继续孔内的施工。5结语综上所述，在公路挢梁基粧嵌岩桩的施工过程中，需 要根据实际的施工环境，选择合理的嵌岩桩成孔设备。同 时要确定好沉粧收锤标准，以及嵌岩段的实际长度。而在 实际的施工过程中，可能会出现各种问题，需要采取针对 性的措施处理问题，提升嵌岩粧的质量，从而提升公路桥 梁的稳定性《参考文献：[1] 宋玉谋.含断裂构造带地区嵌岩桩基础旋乾旅工技术研 究[办建筑工程技术.与设计，2 3〇16 (8:) : 358_358..[2] 石皮瑶，叶洪平.山区公路桥粱嶔岩桩嵌岩深度.研究[J].-交通科技，2016 ( 5.) 38-39.[3] 陈国才.嵌岩桩在市政桥梁施工中应用探计[孔科技资 讯，2016，14 (9) : 34-35.(编辑：钱宇宁')