如何提升橋梁荷載試驗的準確性和穩定性?
為了檢驗新建橋梁承載力是否符合設計要求,為橋梁竣工驗收提供基礎資料,或者檢驗在役舊橋承載力是否滿足目標荷載要求,為在役橋梁維修、養護和加固決策提供依據,均需要對橋梁進行荷載試驗。截至目前,橋梁荷載試驗是一種能夠準確評定橋梁承載力的方法。依據《公路橋梁荷載試驗規程》(JTG/T J02-01—2015),靜力荷載試驗測試參數包括應變、變位、裂縫、傾角和索(桿),其中應變和變位是主要測試內容。應變測試用傳感器包括引伸計、電阻應變片、振弦式應變計或光纖光柵式應變計等,以電阻應變片的應用廣泛。
變位測試儀器主要包括機械式變位測試設備(千分表、百分表、連通管和撓度計)及電測設備(電測變形計、水準儀、經緯儀、全站儀、測距儀和機電百分表)等,以機電百分表和水準儀常用。應變片雖然尺寸小、靈敏度高,但其安裝工序繁瑣、工作效率低、測試結果受環境影響很大,數據穩定性差,特別對于加載歷程較長的大橋荷載試驗,其測試數值漂移較大,給后期數據分析和判斷帶來困難。用于撓度測試的百分表則需要搭設安裝支架,臨時設施需要耗費大量人力物力,且無法在水上橋梁、通航(車)橋梁和高墩大跨橋梁應用。
水準儀等測量儀器只能在橋面兩側進行變形測試,無法反映橫向多片主梁撓度分布狀況。因此,急需研發新型應變及變形測量設備,改進和解決目前荷載試驗中存在的不足。本文在傳統應變和變形測試方法的基礎上,提出了新型應變和變形測量方法,研發了相關儀器設備,有效推動了我國橋梁荷載試驗測試技術的進步。