关于我国桥梁工程试验检测问题与对策的研究

关于我国桥梁工程试验检测问题与对策的研究摘要:随着城市路网建设的发展,桥梁工程运营承载能力的评估在桥梁工程试验检测中的重要地位也更加突出。本文仅针对桥梁工程静、动载检测需要注意的问题进行了深入探讨,从应变片选择、仪器设备设置等方面提出了一些具体建议,希望以此对确保桥检质量,提升数据采集的可靠性作出有益参考。

关键词:桥梁工程试验检测静载试验动载试验

1 桥梁工程试验检测的科学意义

在桥梁工程建设过程中,受工程材料缺陷、结构设计及诸多建造、施工因素的影响,如何确保桥梁实际品质达到设计与通车标准,这是建设单位与施工企业共同关注的问题。相比较船舶、汽车等量产机械的破坏性原型试验,桥梁工程属于单件生产,需要采用非破坏性检验技术进行工程检测,检测技术及计算方案能否做到严格、周密、细致,对于保障桥梁工程整体品质及验收交付都具有重要意义。简单地说,桥梁工程试验检测是指通过科学试验对桥梁结构承载负荷和使用性能进行评估、估算,从而针对性地提出桥梁养护、加固、限载等应对措施,是保障桥梁结构安全尤其是既有桥梁改造使用的重要技术措施。静载试验与动载试验是桥梁试验检测的核心内容,主要是将结构测试的静、动力分析结果与试验实测结论进行比对分析。以下笔者即就桥梁工程试验检测的若干技术问题作一些简单的思考。

2 桥梁结构静动载试验的须注意的问题及对策

桥梁荷载试验复杂、细致,技术含量高,涉及面广,其目的主要是对新建、已建桥梁作承载力的评定,检测评估桥梁的整体受力性能是否达到设计标准及运营荷载等级。其中,静载试验主要是对试验荷载作用下桥梁结构控制截面的应变、位移或裂缝进行观察、记录,进而对桥梁承载能力作出正确判断;动载试验则是针对桥梁在动载测试下的响应情况,以及频率、阻尼和振型等模态参数做出桥梁承载能力评定。应注意到的是,桥梁工程检测数据是外业试验检测的结果,也是桥梁工程结构承载力分析的基础依据。要保证桥检数据采集的完整性与可靠性,必须抓好以下几点问题。

2.1 试验仪器设备的设置

试验仪器应经检定合格后才可使用,运抵工地后加载前试验组须对仪器进行检查调试,防止仪器运输过程因碰撞、损坏造成仪器无法正常运行,造成检测结果误差。其误差控制点主要包括:百分表、千分表及位移传感器应检查测杆的使用活动灵活,表架颈拧的过松过紧或灰尘落入都会对测杆的上下活动构成不变;静、动态采集系统应当通电接线后调试使用;固定位移计应选择足够刚性的不动点支架,磁性、万能百分表架安装时,表架连杆要控制好程度,不能挑出太长,防止连杆或支架的柔性在位移计测杆顶测点时的压力作用下发生变形,造成

结构变形时仪表跳动或不懂,无法准确反映出测点的真正位移值;位移计安装应保证测杆与量测方向的一致性,否则倾斜测得的位移值与倾斜角度就越大,测量值的偏差也越大,同时还要注意调节好测杆与位移的正反方向、大小,防止位移超出测杆范围致使测值无效。

2.2 应变片的选用与粘贴

应变片的选用必须依据应变片的初始参数、应变性质、试件受力、及测试精度要求等问题进行综合考虑。一般要求的结构试验,120 Ω纸基金属丝应变片即可达到试验标准;标距则应依据试件材料作具体选定,如钢材(5～20 mm),石材(20～40 mm),混凝土(40～150 mm)等。对特殊要求的或高压、强磁场等环境条件下使用的应变片,也应分别采用低、高温应变片,疲劳寿命片等特种应变片;在跨裂缝布设应变跨测点时,要注意防止裂缝处的纸质应变片被拉断,应考虑选用弓形应变计作跨裂缝测量。应变片粘贴质量对测量结果的准确度与可靠性也会产生直接的影响,要确保应变胶将试件应变可靠地传递到应变片敏感栅上,粘贴技术、线性滞后、蠕变、零飘等特性都会对应变片工作性能产生不同程度的影响。因此,应变胶必须具备如下特性:粘结强度高,剪切强度须高于3～4 MPa;化学稳定性、电绝缘性能良好;工艺符合测试标准;特殊条件下还需要考虑到耐高温、耐介质、耐老化的粘贴要求,如高温应变片粘贴可采用无机胶。应变片粘贴前,试验工作人员应用放大镜对应变片作细致检查,确保应变片无缺陷、无破损;对于同批试验应变片,应尽量选用阻值、灵敏系数相同的应变片,兆欧表的阻值测

量误差须低于0.5 Ω;应变片的粘贴处首先用砂布或砂轮机打磨平整,混凝土表面还需要去除浮浆,涂刷环氧树脂用以防潮、绝缘,胶干后再次打磨,并准确画出测点的纵、横中心;贴片操作时要注意用镊子夹脱脂棉球蘸酒精清洗好贴片位置,调整和准确定位好应变片位置,按压1～2 min后,胶水初步固化就可松手;在气温较高、相对湿度较低的短期试验中,可等待应变片自然干燥;测试时间紧张时,可采用人工干燥的方法,自然干燥12 h后再用50 ℃以下红外线灯烘干,直至绝缘电阻达到测试要求。

2.3 测试线

在桥梁工程试验检测时,测试线应尽量选用阻值小的粗导线,否则较细的测试线尽管在同样长度的情况下搬运简便省力,但较高的电阻值大会对检测数据构成较大的误差值,尤其在静载试验时,部分情况下飘移数值可能高于桥梁受力后的变形值。同时,测试线应作统一编号,使应变片的记录位置能与静、动态数据采集仪的通道号准确对应起来,这对于节约内业处理时间、保证桥梁检测结果的准确度都具有明显作用。

2.4 测试环境与加载车

由于桥梁工程静载试验对环境温度变化要求较高,因此,应尽量选在夜间进行;荷载试验时还需要注意防止试验场地周边出现大的震源,试验期间桥面应禁止行人车辆通过,确实无法避开的,应作详细记录,

在内业数据处理时消除试验环境对测量数据的偏差影响。试验用加载车则还需要具体地测量好轴重、轴距。动载试验时要注意保持准确、稳定的车速,选择的试验用加载车应当安装有测速表;静载试验时要注意将加载车准确无误地停在加载位置。

3 结语

桥梁工程试验检测工作复杂、细致,除要求工作人员具备丰富的现场经验外,同时也需要拥有坚实的理论基础作为指导。尤其是在桥梁工程新材料、新工艺以及新结构形式应用更加复杂化的背景下,桥梁试验也需要主动地进行一些检测工作,积累工程经验,只有将理论与实际充分地结合起来,辅以指挥者与试验组成员的默契配合,才能真正地完成准确、合格的桥梁检测工作。

参考文献

[1]申明文,周海俊.桥梁静动载试验检测方法[J].城市道桥与防洪,2007,7(7).

[2]李书华,张福祥,陈磊.静载试验在既有桥梁鉴定中的应用[J].华北地震科学,2008,26(3).