中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價(jià)、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
試驗(yàn)方案是荷載試驗(yàn)中非常重要并且?guī)в腥中缘囊豁?xiàng)工作，它的主要作用是對所要進(jìn)行的橋梁試驗(yàn)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，是指導(dǎo)整個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施的技術(shù)性文件。
通過分析收集到的有關(guān)資料，在充分了解試驗(yàn)對象、進(jìn)行現(xiàn)場考察和完成必要的結(jié)構(gòu)分析計(jì)算后，可著手進(jìn)行試驗(yàn)方案的制訂。試驗(yàn)方案的制訂要仔細(xì)考慮試驗(yàn)的全過程，預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)的問題及處理方法。
編寫試驗(yàn)方案時(shí)，應(yīng)明確本次試驗(yàn)要達(dá)到的目的和各項(xiàng)具體要求，分清各項(xiàng)目的主次，然后根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、試驗(yàn)要求、現(xiàn)場條件、設(shè)備資源等制訂切實(shí)可行的試驗(yàn)方案。
靜力荷載試驗(yàn)前需確定結(jié)構(gòu)變位和內(nèi)力測試的具體部位和點(diǎn)位，也就是測試截面及該截面上的測點(diǎn)。因測試截面或測點(diǎn)的布設(shè)量有限，故應(yīng)按最不利原則選定測試截面及測點(diǎn)，即本條所稱謂的控制截面及其控制測點(diǎn)。對于簡單或常規(guī)結(jié)構(gòu)，已能根據(jù)成熟經(jīng)驗(yàn)確定控制截面(表6．2．2)；對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，則需應(yīng)用橋梁專業(yè)知識(shí)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合測試的可行性等因素確定?？刂平孛孢x擇要根據(jù)試驗(yàn)橋梁的受力特點(diǎn)，以能反映橋梁最不利受力狀態(tài)為原則：
1)應(yīng)力控制截面要優(yōu)先考慮活載內(nèi)力較大的截面，同時(shí)也應(yīng)選擇恒載與活載組合內(nèi)力較大的截面；
2)變位控制截面可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或理論計(jì)算結(jié)果確定，選擇活載變形較大的部位進(jìn)行控制；
3)裂縫控制部位主要選在初始裂縫寬度較寬、計(jì)算拉應(yīng)力較大的部位。
通過橋梁調(diào)查和檢算工作的深化，綜合結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和橋梁目前狀況，可考慮適當(dāng)增加下列測試內(nèi)容：
1)撓度沿橋長或沿控制截面橋?qū)挿较蚍植迹?BR> 2)應(yīng)變沿控制截面橋?qū)挿较蚍植迹?BR> 3)控制截面的橫向應(yīng)力增大系數(shù)，橫向分布系數(shù)；
4)應(yīng)變沿截面高度分布；
5)組合構(gòu)件結(jié)合面的上、下緣應(yīng)變；
6)墩臺(tái)的沉降、水平位移與轉(zhuǎn)角，連拱橋多個(gè)墩臺(tái)的水平位移；
7)剪切應(yīng)變；
8)其他結(jié)構(gòu)薄弱部位的應(yīng)變；
9)裂縫的觀測。
靜力荷載試驗(yàn)通常包含若干個(gè)主要試驗(yàn)加載工況和附加試驗(yàn)加載工況。本規(guī)范表6．2．2中既體現(xiàn)了主要試驗(yàn)工況的測試內(nèi)容，也體現(xiàn)了附加工況下的測試內(nèi)容。主要工況與出現(xiàn)最不利內(nèi)力和變位的部位(點(diǎn))相對應(yīng)，與橋梁的結(jié)構(gòu)形式(結(jié)構(gòu)體系)有關(guān)，而與橋梁承重結(jié)構(gòu)所用的材料無關(guān)，故鋼桁架橋、鋼板梁橋、鋼管混凝土拱橋等未在該表中列出。為了方便不同試驗(yàn)加載工況及其對應(yīng)的測試內(nèi)容選擇，表2給出了表6．2．2的對照。對于結(jié)構(gòu)存在明顯薄弱、損傷或缺損修補(bǔ)后的截面，宜設(shè)計(jì)專門的試驗(yàn)工況進(jìn)行檢驗(yàn)。
表2 不同試驗(yàn)加載工況時(shí)的內(nèi)力和位移測試內(nèi)容
常規(guī)橋梁的控制荷載一般按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定，分別計(jì)算各種荷載對結(jié)構(gòu)控制截面所產(chǎn)生的最不利效應(yīng)值，取其中最不利效應(yīng)值作為控制值?？刂坪奢d的確定，應(yīng)保證當(dāng)作用于結(jié)構(gòu)某一控制截面的效應(yīng)值達(dá)到荷載試驗(yàn)效率要求時(shí)，其他控制截面的效應(yīng)值不超過設(shè)計(jì)的最不利效應(yīng)值。橋梁荷載試驗(yàn)往往以設(shè)計(jì)采用的標(biāo)準(zhǔn)活載(汽車＋人群)為控制(不考慮荷載分項(xiàng)系數(shù)和沖擊系數(shù))，模擬設(shè)計(jì)所考慮的最不利受力狀態(tài)進(jìn)行布載，測試活載作用引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)。顯然，控制荷載與可變作用中的汽車與人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值等效時(shí)，檢驗(yàn)的是結(jié)構(gòu)是否滿足正常使用狀態(tài)，但對橋梁承載能力極限狀態(tài)的檢驗(yàn)，試驗(yàn)荷載的取值值得注意。
為了既能對橋梁的承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行有效的檢驗(yàn)，又不至于因荷載太大而造成橋梁的損傷。一種折中辦法是：試驗(yàn)荷載一般取汽車荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(含沖擊力、離心力)和人群荷載標(biāo)準(zhǔn)值。在這級荷載的作用下，如果測試結(jié)果的各主要效應(yīng)的校驗(yàn)系數(shù)(試驗(yàn)荷載作用下效應(yīng)的實(shí)測值與計(jì)算值之比)ξ小于或等于1，表明結(jié)構(gòu)的抗力與設(shè)計(jì)相符或優(yōu)于設(shè)計(jì)值，就認(rèn)為結(jié)構(gòu)滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。在這級荷載作用下，如果出現(xiàn)ξ大于1的情況，則應(yīng)依據(jù)橋梁的實(shí)際情況進(jìn)行檢算，根據(jù)檢算結(jié)果再來判斷結(jié)構(gòu)是否滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。
特大橋或者特殊結(jié)構(gòu)橋梁的控制荷載選定應(yīng)慎重，最好通過周密的計(jì)算比較、復(fù)核后確定。資料缺失或存在嚴(yán)重缺損的橋梁，當(dāng)結(jié)構(gòu)檢測和檢算后認(rèn)定承載力不足時(shí)，控制荷載等級可適當(dāng)降低，通過試驗(yàn)評估承載水平或鑒定其實(shí)際承載能力。
實(shí)際試驗(yàn)工況荷載宜采用與控制荷載相同的荷載，但由于客觀條件的限制，實(shí)際工況荷載(包括荷載布置)與控制荷載會(huì)有所不同，可能采用所謂等效荷載。為保證試驗(yàn)效果，在選擇實(shí)際工況荷載大小和加載位置時(shí)可采用荷載試驗(yàn)效率進(jìn)行控制。
合理的試驗(yàn)測點(diǎn)布設(shè)，應(yīng)能反應(yīng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力的最不利特征，且應(yīng)保證分析和推斷的結(jié)構(gòu)工作狀況具有代表性。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，本條各款就如何保證觀測數(shù)據(jù)的可靠性、針對性和代表性，提出了具體要求，同時(shí)也體現(xiàn)了測點(diǎn)布置應(yīng)遵循的原則——必要、適量、觀測方便且安全。
為保證測試數(shù)據(jù)的可靠性，可在控制截面布設(shè)適當(dāng)數(shù)量的校核測點(diǎn)，如在控制測點(diǎn)附近布設(shè)。
測點(diǎn)布置的針對性，就是要以滿足試驗(yàn)要求為目的，避免盲目布置及片面追求測點(diǎn)數(shù)量，以便突出試驗(yàn)工作重點(diǎn)，提高效率，保證質(zhì)量，但計(jì)算指明的控制測點(diǎn)應(yīng)布設(shè)為測點(diǎn)。
測點(diǎn)布置的代表性，就是要使測點(diǎn)的數(shù)量和其體現(xiàn)的被測量，能滿足結(jié)構(gòu)分析和判斷的需要，同時(shí)要便于計(jì)算；如利用橋梁結(jié)構(gòu)的最大撓度與應(yīng)變數(shù)據(jù)，可以較為宏觀地了解結(jié)構(gòu)的工作性能及承載力儲(chǔ)備。
7 根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)場能夠組織的車源(加載車輛的數(shù)量、規(guī)格、軸距、軸重、軸重允許誤差等參數(shù))，進(jìn)行等效布載。另外，需同時(shí)要落實(shí)重物裝載、過磅等事項(xiàng)，并如實(shí)記錄過磅單反映的信息。過磅單是說明試驗(yàn)有效性的一個(gè)重要證據(jù)，檢測單位應(yīng)派人員在過磅現(xiàn)場進(jìn)行見證。
人行橋采用水箱加載或者重物加載時(shí)，可采用體積法或者堆放重物的體積與容重?fù)Q算加載物的重力。無論采用哪種方法確定加載重量，均應(yīng)該做到準(zhǔn)確、可溯源，且誤差不得超過5％。
重物直接加載準(zhǔn)備工作量大，加卸載所需周期一般較長，交通中斷時(shí)間亦較長，且試驗(yàn)時(shí)溫度變化對測點(diǎn)的影響較大，因此宜安排在溫度穩(wěn)定的時(shí)段進(jìn)行試驗(yàn)。應(yīng)避免加載設(shè)備與橋梁共同承載而形成“卸載”現(xiàn)象。
8 測試平臺(tái)通常由腳手架或掛籃搭設(shè)。測試平臺(tái)主要用于測試器件布設(shè)、結(jié)構(gòu)檢查、位移傳感器安裝等。測試平臺(tái)的搭設(shè)要以安全可靠、滿足試驗(yàn)要求為基本目的，同時(shí)要定位準(zhǔn)確、便于操作。測試平臺(tái)的搭設(shè)通常是影響試驗(yàn)進(jìn)度的主要因素，因此在方案中要認(rèn)真進(jìn)行設(shè)計(jì)，明確要求，并加強(qiáng)與實(shí)施方的溝通和技術(shù)指導(dǎo)。
觀測平臺(tái)設(shè)施要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，并保證測試人員的安全，同時(shí)還能夠承受試驗(yàn)時(shí)可能產(chǎn)生的其他外界干擾，如人員的走動(dòng)等。
10 為控制溫度變化對測試結(jié)果可能產(chǎn)生的影響，荷載試驗(yàn)通常應(yīng)安排在夜間或溫度相對穩(wěn)定的時(shí)段進(jìn)行，而夜間試驗(yàn)需要解決測站、橋面、水準(zhǔn)測量標(biāo)尺等部位的照明。
試驗(yàn)期間，需要對橋梁進(jìn)行交通管制，對過往車輛及人員進(jìn)行控制。交通管制通常需要得到當(dāng)?shù)亟煌ā⒑降拦芾聿块T的支持與配合，必要時(shí)，應(yīng)提前進(jìn)行公告。
加載試驗(yàn)前需對橋面、橋梁引道進(jìn)行必要清理，以保證加載、車輛調(diào)度等的正常進(jìn)行。
11 有些測量儀器、傳感器的外殼對地(包括傳感器外殼絕緣層磨損或因受潮絕緣電阻降低)，因此應(yīng)使由它們連接的測量系統(tǒng)一點(diǎn)良好接地，避免對模擬測試信號產(chǎn)生地回路干擾。
