预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术研究

文畅霆，王涛

（贵州宏信创达工程检测咨询有限公司，贵阳 550014）

WEN Chang-ting,WANG Tao

(Guizhou Hongxin Chuangda Engineering Detection & Consultation Co.Ltd.,Guiyang550014,China)

1 引言

试验检验是公路桥梁建设的重要组成部分，直接关系着公路桥梁的验收工作，预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术可以准确判定桥梁的实际承载能力，并为后续桥梁维修保养工作提供有效的数据支持，目前常见的桥梁试验检验方法包括动载试验和静载实验两种，实验方法的内容、目的以及结果都各不相同，需要结合桥梁的具体特点，选择适合的测试方法，保证实验结果的准确性。

2 预应力混凝土连续刚构桥梁常见检测方法

2.1 红外热成像检测技术

红外热像仪检测技术是一种常用的预应力混凝土连续刚构桥梁载荷检测技术，红外热像仪可以获得桥梁各结构相对应的温度图，从而反馈出不同位置处桥梁的结构特点和材料。根据材料特点，在结构较薄的桥梁位置温度上升比较快，能够迅速被红外热像仪检测到，并在温度图上以热点的形式显示出来，以便于工作人员及时观测到并进行准确定位。同时，红外热像仪检测技术获得的数据信息还可以进行缺陷深度的计算[1]。

2.2 声波投射技术

声波投射技术主要是利用声波信号进行桥梁结构的检测，通常应用于桥梁桥桩位置的检测过程中。由于混凝土连续刚构桥梁建设使用的建筑材料具有声波穿透的性能，因此，可以通过声波发射并收集桥梁穿透之后的声波，以声波信号衰减的程度反馈出桥桩部分的材料类型以及材料厚度，了解内部材料是否存在应力破坏的问题，从而可以帮助检测人员及时发现安全隐患并进行解决。声波投射技术相对来说比较简单，成本较低，在桥梁检测领域有十分广泛的应用，并且可以应用于桥桩直径比较大的工程检测当中。

2.3 无线电监测技术

预应力混凝土连续刚构桥梁相对来说工程设计环节较多，建设比较复杂，在运行期间容易受到各种因素的影响而导致运行安全性和稳定性问题，容易出现混凝土表面结构裂缝影响桥梁结构的承载力和美观度。无线电监测技术可以有效获得混凝土裂缝产生区域下的应力波特性，明确混凝土结构应力变化情况，以分析裂缝问题对整体预应力混凝土结构所产生的影响以及裂缝伤害的程度。也可以对整个材料结构进行深入探伤，明确裂缝所导致的质量问题以及安全隐患，从而可以帮助检测人员及时发现问题并进行处理，防止安全隐患进一步扩大而对人们的生命财产安全造成威胁[2]。

3 预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术的实际应用

3.1 工程概况

某新建桥梁项目全长为313m，属于三跨预应力连续刚构桥梁，基础施工采用挖孔灌注桩和明挖扩大基础法进行施工，桥梁下部结构以薄壁墩为主。在桥梁施工完成之后，通过静载实验和动载实验对桥梁结构与承载力进行检测，以判断桥梁是否符合验收标准，并为结构以后的状态判定提供原始数据。

3.2 桥梁试验载荷检测

桥梁试验检测工作可以获得材料运行的各项数据信息以及结构特点，以信息收集和计算结果作为依据，确定试验方法和加载方案，合理排布测试点与安全措施，控制荷载试验的选择与实施，明确可能出现的问题，并及时采取有效措施保证试验计划的可行性和安全性。桥梁动载荷实验可以判断桥梁结构的动力响应和动力特性，静载荷实验则可以得到在载荷作用下桥梁的使用功能，从而评估桥梁结构的稳定性是否能够满足使用要求。动静载荷实验共同作用可以掌握桥梁结构的实际受力情况以及工作特点，为安全隐患的排除，桥梁的养护以及桥梁的运营提供专业的数据支持，并为同类桥梁的设计与规划提供数据资料[3]。

3.2.1 静载实验

检测人员通过不同的荷载条件对桥梁结构所有控制截面进行应变实验测定，利用规范科学的静载实验方案判断结构的实际强度以及受力特征，从而选择最适合的静载实验方法，合理选择静载实验对象，判断控制截面等效加载情况，评价结构的整体刚度。

通过静载试验测定桥梁中跨四分之一截面位置处在最大负弯距和最大正弯矩作用下的挠度和法向应力以及中跨、跨中和边跨最大正弯矩控制截面，在最大正弯距试验作用下进行挠度和法向应力测试，测定在最大负弯矩作用下墩顶最大负弯矩控制截面的法向应力，并观测各个截面工况承载的裂缝问题，以及可能发展的裂缝问题。

在实际实验的过程中，需要根据材料结构的具体特点以及不同的参数严格按照测试标准和流程研究载荷的极限状态，明确桥梁结构截面载荷控制情况，从而可以评估桥梁在一定载荷作用下的稳定性和使用性能。将实验过程中获得的内力作为控制值，并适当调整控制值的大小，根据内力等效基本原则，利用一定重量的载重汽车对桥梁不同薄弱位置结构处进行加载，以判定在载荷作用下桥梁的结构稳定性。

静载实验主要包括应变测试、挠度测试、裂缝观测三部分内容，利用应变仪对整体桥梁结构进行扫描，以确定在静载荷作用下的实际应变情况。在桥梁表面设置有反光片制作而成的测试点，利用全站仪等设备进行箱梁竖向变位的准确测量，对可能出现裂缝的位置进行监测，如果在加载过程中产生了裂缝，则需要用相关设备测量裂缝的宽度与深度。

3.2.2 动载试验

动载实验可以评价整个桥梁结构的性能，采取制动实验和脉冲实验等方法判定桥梁的自振特性，从而可以评价桥梁结构的动力性能。利用脉冲实验可以使桥梁在测试环境下产生微小的震动，并对这种微小振动进行反馈，从而分析桥梁的自振效果。在实际测试过程中，通过桥面均匀行驶车速和重载汽车速度给桥梁带来的自振情况进行监测，以了解桥梁在动载荷作用下的自振幅度和动变应力。工作人员能够从检测结果中分析得到不利的参数，收集整理相关资料，及时消除系统存在的误差，保证桥梁结构的稳定性。在动载荷试验加载时，要修正零线飘移情况，预检时域波形成的数值，保证取值的可靠性、真实性和准确性。

结合预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测的目的以及现场具体情况，在动力特性测试时选择大地脉动激振方法。将一辆载重汽车分别以10km/h，20km/h，30km/h，40km/h的时速沿着桥梁中线均匀通过，桥梁采用一辆载重汽车以40km/h行驶到中跨跨中位置处突然制动以分析制动工况。选取该桥梁中跨进行动力特性实验和动力响应实验，明确试验截面位置和测点位置，在该实验中选择中跨跨中截面、四分之一桥梁位置处的截面以及墩顶负弯矩截面三个截面进行测试，测点编号以及测点位置与静载实验相同。

4 结语

综上所述，作者在本文之中对进行了全面的剖析，希望能够给予大家一些启发。预应力混凝土连续钢构桥梁试验检测技术对判断桥梁运行稳定性和桥梁的使用寿命具有至关重要的作用。本文指出了预应力混凝土连续刚构桥梁常见的检测方法并指出预应力混凝土连续刚构桥梁试验检测技术的具体应用，包括静载试验和动载试验，以明确结构动力响应以及桥梁在载荷作用下的稳定性和结构性质，希望通过实验检验得到的数据资料为桥梁的养护和修理提供数据参考。