公路橋梁承載能力試驗(yàn)與檢測方法
2014-03-21
1前言
1.1公路橋梁承載力試驗(yàn)的目的與作用
全國每年都有一大批結(jié)構(gòu)新穎、雄偉壯觀、形式多樣的橋梁建成，無論在橋梁單跨跨度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度和施工技術(shù)難度方面，我國橋梁建設(shè)技術(shù)水平已進(jìn)入世界先進(jìn)之列。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法和設(shè)計理論都有了根本性的變化，然而影響橋梁工程質(zhì)量的許多不確定因素仍然存在，對于建成后的橋梁工程質(zhì)量，人們更希望了解和掌握其使用性能和效果。
對那些影響較大、結(jié)構(gòu)新穎、隱蔽工程較多的橋梁進(jìn)行全橋?qū)崢蚝奢d試驗(yàn)，是竣工驗(yàn)收時對橋梁工程內(nèi)在質(zhì)量進(jìn)行評判時最直接和有效的方法和手段。同時亦為設(shè)計理論、施工技術(shù)總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，為橋梁建設(shè)的整體水平提高創(chuàng)造條件，為今后橋梁的養(yǎng)護(hù)管理提供科學(xué)依據(jù)。
美國一位專家曾說過：“無論多么高新的結(jié)構(gòu)分析技術(shù)都不能取代用于評估公路大橋性能的現(xiàn)場測試。當(dāng)建筑物承受工作荷載時，記錄下應(yīng)變測試結(jié)果，根據(jù)測試結(jié)果工程師就能更好地了解橋梁的真實(shí)結(jié)構(gòu)響應(yīng)。”
1.2新的公路橋梁汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)
我國頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01—2003），將使用近40年的原公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計采用的車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)模式及其分級作了重大調(diào)整。一是將四級標(biāo)準(zhǔn)車隊(duì)荷載改為公路—I級、公路—，，級兩級汽車荷載二是汽車荷載采用了國外普遍采用的車道荷載和車輛荷載組成的模式；另外，從形式上取消了驗(yàn)算荷載，將驗(yàn)算荷載的影響通過多種途徑間接地反映到汽車荷載模式中。
而《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTG D 60—2004）亦提出在公路橋涵設(shè)計時，車道荷載橫向分布系數(shù)應(yīng)按設(shè)計車道數(shù)布置車輛荷載進(jìn)行計算；同時多車道橋梁上的汽車荷載應(yīng)考慮多車道折減；當(dāng)橋梁計算跨徑大于150m時，還應(yīng)按規(guī)定的縱向折減系數(shù)進(jìn)行折減；當(dāng)為多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)時，整個結(jié)構(gòu)應(yīng)按最大的計算跨徑考慮汽車荷載效應(yīng)的縱向折減。
1．3解讀新的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)
美國早在?944年就在美國公路橋梁規(guī)范（AASHO）中采用車輛荷載與車道荷載，即雙軌制的活載標(biāo)準(zhǔn)，用以補(bǔ)充活載設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的缺陷與不足。采用車道荷載的最大優(yōu)點(diǎn)是，車道荷載便于在影響線上布載，一旦影響線形狀、面積及最大坐標(biāo)值已知，則加載手續(xù)簡便，計算工作量少而對于特定橋型結(jié)構(gòu)的橋梁，其內(nèi)力影響線又是一定的。所以，為簡化橋梁活載標(biāo)準(zhǔn)，同時也是為了更加符合橋梁實(shí)際使用情況，我國公路橋梁的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)采用國際上常用模式是利多弊少的。
對于新的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)，《通用規(guī)范》的條文說明是：
?、僭?guī)范汽車荷載的計算圖式是一輛加重車和具有規(guī)定間距的若干輛標(biāo)準(zhǔn)車組成的車隊(duì)表示的，實(shí)踐表明這種圖式對人工和計算機(jī)加載計算都不很方便，且計算效應(yīng)隨橋梁跨徑的變化是不連續(xù)的。而采用由均布荷載qk組成的圖式，只要知道橋梁的影響線面積和最大豎坐標(biāo)，荷載效應(yīng)即可計算出來，并且這些影響線面積和豎坐標(biāo)值可在橋梁設(shè)計的有關(guān)手冊查得或通過較為簡單的計算得到。
?、谝?guī)范所規(guī)定的車道荷載實(shí)際上是一個虛擬荷載，它的標(biāo)準(zhǔn)值qk和pk是由對汽車車隊(duì)（車重和車距）的測定和效應(yīng)分析得到的。
?、墼跇蛄涸O(shè)計時，為取得主梁的最大受力，汽車荷載在橋面上需要偏心加載，其方法仍可用車輛荷載偏心加載，從而得到汽車荷載橫向分布系數(shù)。
為適應(yīng)新的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行公路橋梁承載力試驗(yàn)和檢測時，則應(yīng)重點(diǎn)測試橋梁的內(nèi)力縱向影響線和荷載橫向分布系數(shù)，進(jìn)而分析評定橋梁的實(shí)際承載能力。
