福泉三江口大桥桥梁动静挠度检测试验方法

罗 旭

(贵州联建土木工程质量检测监控中心有限公司，贵州 贵阳 550001)

福泉三江口大桥桥梁动静挠度检测试验方法

罗 旭

(贵州联建土木工程质量检测监控中心有限公司，贵州 贵阳 550001)

针对目前桥梁工程进行施工监测过程中的技术应用缺陷，以福泉三江口大桥为例，分析了桥梁施工监测要求，并提出了动静挠度检测试验方法应用过程，其目的是为相关建设者提供一些理论依据。

福泉三江口大桥；桥梁动静挠度检测试验方法；劲性骨架轴线；主拱结构轴线

1 工程概况

福泉三江口大桥位于福泉市洒金大桥北侧，对应S205国道桩号为K189+532。工程为1×76 m跨径钢筋混凝土箱形拱桥，左幅拼宽桥桥梁中心桩号为K0+105.40，右幅拼宽桥桥梁中心桩号为K0+100.066，桥梁全长为96 m，本桥老桥完全利用，两侧各拼宽9.5 m，拼宽后的桥梁宽为40.08 m。为了确保主桥在施工过程中结构内力和变形始终处于安全的范围内，且成桥后主拱圈的拱轴线和桥面的线形符合设计要求，结构恒载受力状态接近设计期望，在拱桥施工过程中必须进行严格的施工控制。基于施工监测要求，工程建设采用了动静挠度检测试验方法，以提高结构使用的安全稳定性。

2 福泉三江口大桥施工监测要求

2.1 劲性骨架轴线偏位监测

劲性骨架轴线偏位观测的任务是反映各工序前后或某一特定时段内劲性骨架轴线偏位的实际情况。应分别在劲性骨架预压和主拱圈浇筑阶段对劲性骨架的轴线偏位进行观测。每次观测应对已布测点进行观测，以这些监测测值为依据，进行有效的施工控制。劲性骨架轴线偏位监测采用高精度经纬仪观测。劲性骨架轴线偏位控制点布置在劲性骨架L/4、L/2、3L/4截面。测点埋设钢筋，钢筋头一端与劲性骨架下弦杆焊接牢固，另一端焊接钢尺。全桥3个控制截面，每个截面2个测点，共6个测点，左右幅共12个测点。

2.2 主拱结构轴线偏位监测

主拱结构轴线偏位观测的任务是反映各工序前后或某一特定时段内主拱结构轴线偏位的实际情况。应分别在分段主拱圈底板浇筑完成以后主拱结构浇筑阶段和拱上结构施工阶段对主拱结构进行轴线偏位观测。每次观测均应对已布测点进行观测。以这些观测值为依据，进行有效的施工控制，主拱结构轴线偏位采用高精度经纬仪观测。此外，主拱结构轴线偏位控制点布置在主拱圈L/4、L/2、3L/4截面。测点埋设钢筋，钢筋头一端与主拱圈钢筋焊接牢固，另一端焊接钢尺。全桥3个控制截面，每个截面2个测点，共6个测点，左右幅共计12个测点。

2.3 温度监测

温度是影响桥梁工程拱结构挠度和应力作用效果的主要因素之一，因此，本项目将其作为重点施工监测内容。例如，对于混凝土结构温度监测，施工监测人员应通过获得与应力及位移相对应的大气温度以及主拱结构温度，从而准确掌握结构大致的温度场情况，以便对计算模型或立模标高加以修正，以为施工监测分析提供依据。温度变化包括季节性温变和日温变化两部分。日温变化比较复杂，尤其是日照作用，会引起主梁顶底板温度差，使主梁产生挠曲。季节温差对主拱结构挠度的影响比较简单，其变化是均匀的，可采集各节段在各施工阶段的温度，输入计算机，分析其对挠度的影响。采用高精度温度传感器，预埋在主拱结构的各个控制点，在观测标高的同时监测结构温度，最大限度地消除或减小温度引起的误差。温度监测元件采用热敏电阻式温度传感器，具有精度高，监测方便的特点，该温度传感器已耦合在钢筋测力计中，其测点布置与主拱结构应变(力)位置相同。

3 桥梁动静挠度检测试验方法分析

3.1 动挠度检测试验方法

公式中ν(t)表示为ν(t)的原函数，ν0为初始速度；s(t)表示为s(t)的原函数，s0为初始位移。而s与η分为表示为：ε一次和二次积分后产生的积分常量。

3.2 静挠度试验方法

静挠度的绝对位移，是利用加速度传感器与二次积分求得的加速度进行试验应用的。具体来说，就是在位移冲击系数的基础上，相对动挠度表示为yx，绝对动挠度表示为yj。静位移表示为ys，位移冲击系数则用μ表示。如下为位移冲击系数计算公式

图1 跨中截面相对动挠度与绝对动挠度关系示意图

3.3 实测数据处理

值得注意的是，由于桥梁动静挠度检测试验得出的加速度信号均值不为零，因此，其在进过二次积分计算后，位移的振幅值会产生严重的偏移趋势项，这就极大地影响了测量的准确性。研究表明，因加速度信号不为零而产生的误差，被业内人士称为零位误差。即其是由传感器或是仪器本身造成的，检测技术人员只要将在积分前将直线部分去掉就能避免；而因位移振幅值产生的移趋势项误差，则是由仪器或传感器的零漂或是温漂导致的。为此，动静挠度检测人员应采用EMD分解趋势项，并通过去除或是利用高通滤波去除其影响，来提高检测的准确性。

4 结束语

综上所述，桥梁动挠度检测试验会受累积效应以及低频敏感影响，而导致波形出现畸形；静挠度只有在桥梁动载作用下才能发挥出检测施工作用；而对于实测数据的处理，会受加速度信号不为零以及偏移趋势项影响而出现测量误差。为此，技术人员应根据动静挠度检测试验方法的应用情况，采用对应的控制策略，来提高施工监测工作的质量效果。

[1] 王静,韩立夫,刘润星. 桥梁动静挠度检测试验方法研究[J]. 中国水运(下半月),2014,(10):230-231.

[2] 王静,韩立夫,刘润星. 桥梁动静挠度检测试验方法研究[J].河套学院学报,2014,(4):64-67.

[3] 吴永毅. 基于动静载试验的桥梁状态评估初探[D].华南理工大学,2013.

U442

C

1008-3383(2017)11-0085-01

2017-04-28

罗旭(1985-)，男，贵州镇宁人，工程师，研究方向：道路与桥梁(施工、检测)。