袁河橋荷載試驗實施方案

1、贛粵高速公路昌傅至泰和段袁河大橋荷載試驗實施細則江西省高等級公路管理局質(zhì)監(jiān)站2003年1月12日江西省昌傅至泰和高速公路袁河大橋荷載試驗實施細則1 工程概況(1) 本橋位于樟樹市昌傅鎮(zhèn)和新余市新溪鄉(xiāng)交界處，系跨越支流袁河的一座特大橋，設(shè)計流量為9400立方米/小時，設(shè)計水位37.72米，通航水位34.7米，施工水位30.00米與水流夾角20度，通航等級為(3)級。(2) 橋面寬度：總寬30.2米，其斷面為0.5米(護欄)1.6米(人行道)0.5米(護欄) 11.5米(行車道) 0.5米(護欄) 1.0米(中央分隔帶) 0.5米(護欄) 11.5米(行車道) 0.5米(護欄) 1.6米(人行道)

2、0.5米(護欄)。(3) 本橋上部構(gòu)造為1030450730米預(yù)應(yīng)力先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的連續(xù)T梁，分離式橫斷面，單幅橋每孔橫向布設(shè)7片梁，雙幅每孔14片梁，單片梁寬2.1米，30米T梁梁高1.9米，50米T梁梁高2.6米。(4) 下部構(gòu)造：橋臺均為埋置式肋臺，橋墩均為雙柱式墩，30米柱徑為1.5米，50米柱徑為2.0米。(5) 基礎(chǔ)：橋梁墩臺基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁，橋臺樁徑為1.5米，30米橋墩樁徑為1.8米，50米橋墩樁徑為2.2米。(6) 橋面鋪裝：10cm40#防水混凝土5cm中粒式瀝青混凝土4cm瀝青防滑層。(7) 為配合30米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁上部構(gòu)造通用圖，全橋設(shè)置五道伸縮縫，橋臺處

3、設(shè)80型伸縮縫。2 試驗?zāi)康?1) 為了檢驗本橋設(shè)計與施工質(zhì)量，確定工程的可靠性，為竣工驗收提供技術(shù)依據(jù)；(2) 直接了解橋跨結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，判斷實際承載能力，評價其在設(shè)計使用荷載下的工作性能；(3) 驗證設(shè)計理論、計算方法和設(shè)計中的各種假定的正確性與合理性，為設(shè)計積累科學(xué)資料；(4) 通過動載試驗了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性以及其在長期使用荷載階段的動力性能，論證其抗風(fēng)、抗震性能，確定其使用條件和注意事項；(5) 通過荷載試驗、健康觀測，建立橋梁“指紋”檔案。3 試驗依據(jù)及準則袁河大橋荷載試驗依據(jù)及準則：(1) 江西省交通設(shè)計院贛粵高速公路昌傅至泰和段新建工程兩階段施工圖設(shè)計圖紙一套(2)

4、 交通部大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（1982）(3) 交通部公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTJ021-89）(4) 交通部公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范 （JTJ023-85）(5) 交通部公路工程質(zhì)量檢驗評定標準（JTJ071-98）(6) 交通部公路工程技術(shù)標準（JTJ001-97）(7) 交通部公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）4 袁河大橋荷載試驗范圍袁河大橋的荷載試驗范圍為：(1) 四跨一聯(lián)五十米連續(xù)梁主橋；(2) 七跨一聯(lián)三十米連續(xù)梁引橋；(3) 五跨一聯(lián)三十米連續(xù)梁引橋。5 試驗內(nèi)容及項目5.1 結(jié)構(gòu)外觀檢查試驗前對試驗橋跨結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量進行檢查，主要內(nèi)容為：(1)

5、各測試截面處外觀檢查；(2) 支座和伸縮縫外觀檢查(3) 橋面結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量檢查5.2 成橋恒載狀態(tài)主要參數(shù)測定測定內(nèi)容為：主梁線形、控制截面應(yīng)變或應(yīng)力以及控制截面的撓度等。5.3 靜載試驗橋梁靜載試驗是測量橋梁在各種靜力荷載工況下的各控制截面的應(yīng)力應(yīng)變及結(jié)構(gòu)的變形，從而確定結(jié)構(gòu)的實際工作性能與設(shè)計期望值是否相符，它是檢驗結(jié)構(gòu)的強度、剛度以及其它性能最直接、最有效的辦法。5.3.1 靜載試驗基本原則為了通過靜載試驗在具備的實際可行的條件下達到既定的目的，荷載試驗遵循如下原則：(1) 采用各控制截面內(nèi)力、各控制點變形等效的原則，計算各試驗工況下的實際加載車輛的數(shù)量和布載位置。(2) 荷載效率系數(shù)不

6、宜過小，否則不能反映出橋梁在設(shè)計荷載下的工作性能，同時也不宜過大以防結(jié)構(gòu)局部損壞。實際荷載試驗時，試驗效率系數(shù)控制在0.80.9之間。同時注意相應(yīng)的其它響應(yīng)值也不超限。5.3.2 靜載試驗內(nèi)容連續(xù)梁橋的靜載試驗為測定在最不利設(shè)計荷載下，主梁各控制截面的最不利應(yīng)力、最大變形；在相應(yīng)偏載工況下主梁位移及應(yīng)力。試驗項目有：(1) 邊跨、中跨最不利彎矩（撓度）加載試驗；(2) 支點截面最不利剪力加載試驗。5.4 動載試驗內(nèi)容斜拉橋動載試驗主要測定斜拉橋的動力特性以及模擬橋梁結(jié)構(gòu)在常見的主要動載下的動力反應(yīng)。動載試驗的項目為：(1) 脈動試驗，用于測定結(jié)構(gòu)固有振動特性(振型、臨界阻尼比、固有模態(tài)頻率)；

7、(2) 無障礙行車試驗，主要用于測定橋面鋪裝層完好時在運行車輛荷載作用下橋跨結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)；(3) 有障礙行車試驗，模擬橋面鋪裝層局部損傷，測定橋跨結(jié)構(gòu)在運行車輛荷載作用下的動力反應(yīng)；(4) 剎車試驗，測試車輛緊急剎車的應(yīng)力動態(tài)增大效應(yīng)系數(shù)。6試驗實施6.1 靜載試驗荷載的確定靜載試驗荷載采用實際加載車等效加載。對各試驗工況，要求荷載效率系數(shù)達到相應(yīng)設(shè)計標準荷載效應(yīng)的0.81.0，同時要保證其它相應(yīng)的控制截面的內(nèi)力、變形在安全范圍內(nèi)，對于特大跨度橋梁，目前我國規(guī)范中的設(shè)計荷載偏大，效率系數(shù)宜取下限，控制在0.80.9內(nèi)。特別是某些工況下，尤其要注意結(jié)構(gòu)的局部受力問題，須特別注意主梁的局部受力。

8、6.1.1 加載車輛根據(jù)靜載試驗荷載效率及主梁控制斷面的設(shè)計彎矩值，再考慮加載車輛的來源以及試驗時加載車輛容易調(diào)頭等因素，擬選用相當(dāng)公路規(guī)范中汽車-20級汽車荷載中的重車作加載車輛。本次試驗采用三軸加載汽車(重300kN)加載，三軸加載汽車軸重為前軸重60kN，中后軸重240kN；軸距為中后軸距1.4米，中前軸距4.0米（如實際車型有變化，則對載位作適當(dāng)調(diào)整即可）。試驗各工況下所需加載車輛的數(shù)量，將根據(jù)設(shè)計標準活載產(chǎn)生的某工況下的最不利效應(yīng)值按照荷載效率系數(shù)換算得到。試驗前對每輛車進行配重，使加載車軸重達到試驗要求，且保證在試驗過程中不會發(fā)生明顯的變化。對每輛車編號。6.1.2 加載位置為了減

9、少車輛調(diào)度次數(shù)，縮短試驗時間，對加載工況進行了適當(dāng)合并，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整加載車輛位置和間距，同時滿足各試驗項目的荷載效率系數(shù)的要求，使一個加載載位可以兼顧多個試驗項目。6.1.3 測點布置(1) 主梁水準測點布置原則對于三十米的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)按6米一點布置，四十米的連續(xù)梁結(jié)構(gòu)按8米一點布置。(2) 應(yīng)變測試斷面縱向位置確定和布置對于這三座連續(xù)梁橋，其應(yīng)變布置采用表面臨時貼片的辦法，分別貼在跨中和四分點及支座截面的腹板上。(3) 主梁撓度測點布置原則布置于邊跨跨中位置處。6.2 動載試驗要求(1) 脈動試驗，在橋面無任何交通荷載以及橋梁附近無規(guī)則振源的情況下，測定橋跨結(jié)構(gòu)由于橋址處風(fēng)荷載、地脈動、水流等隨

10、機荷載激振而引起的橋跨結(jié)構(gòu)微幅振動響應(yīng)；(2) 無障礙行車試驗，在橋面無任何障礙的情況下，用一輛或并行的兩輛重載汽車分橋軸線對稱和非對稱布置和行駛。以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、60 km/h的速度往返通過橋跨結(jié)構(gòu)，測定結(jié)構(gòu)在運行車輛荷載作用時的動力反應(yīng)；(3) 有障礙行車試驗，在橋跨結(jié)構(gòu)橋面一定位置處設(shè)置高度為10cm的障礙物，模擬橋面鋪裝層局部損傷狀態(tài)，用一輛或兩輛并行標準車分別以10km/h、20km/h速度跨越橋面的障礙物，以測定橋梁結(jié)構(gòu)在橋面不良狀態(tài)時運行車輛荷載作用下的動力反應(yīng)；(4) 剎車試驗，測定一輛或并行兩輛標準車以30km/h速度行駛到試驗截面緊

11、急剎車的應(yīng)力動態(tài)增大效應(yīng)系數(shù)；6.3 試驗工況本次試驗共有三座連續(xù)梁橋，分為偏載與中載兩個大工況，具體共有12個工況。見下表：袁河大橋七跨一聯(lián)引橋靜力加載試驗工況表工況號工況名稱試驗內(nèi)容測試內(nèi)容1-1中載最大正彎矩、剪力試驗1邊跨主梁下緣最大拉應(yīng)力增量控制截面應(yīng)變、主梁撓度2邊跨主梁最大撓度3梁端截面最大剪力1-2偏載最大正彎矩、剪力試同工況1-1同工況1-11-3中載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩控制截面應(yīng)變1-4偏載最大負彎矩試驗同工況1-3同工況1-3袁河大橋五跨一聯(lián)引橋靜力加載試驗工況表工況號工況名稱試驗內(nèi)容測試內(nèi)容1-1中載最大正彎矩、剪力試驗1邊跨主梁下緣最大拉應(yīng)力增量控制

12、截面應(yīng)變、主梁撓度2邊跨主梁最大撓度3梁端截面最大剪力1-2偏載最大正彎矩、剪力試同工況1-1同工況1-11-3中載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩控制截面應(yīng)變1-4偏載最大負彎矩試驗同工況1-3同工況1-3袁河大橋四跨一聯(lián)主橋靜力加載試驗工況表工況號工況名稱試驗內(nèi)容測試內(nèi)容1-1中載最大正彎矩、剪力試驗1邊跨主梁下緣最大拉應(yīng)力增量控制截面應(yīng)變、主梁撓度2邊跨主梁最大撓度3梁端截面最大剪力1-2偏載最大正彎矩、剪力試同工況1-1同工況1-11-3中載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩控制截面應(yīng)變1-4偏載最大負彎矩試驗同工況1-3同工況1-3具體的加載圖位和測點布置詳見附圖。7 理論

13、計算結(jié)果（1） 七跨一聯(lián)引橋靜載試驗主要工況荷載效應(yīng)工況號工況名稱試驗內(nèi)容設(shè)計理論值試驗理論值效率系數(shù)1-1中載最大正彎矩、剪力試驗邊跨主梁最大彎矩（KNm）135010550.78邊跨主梁最大撓度（mm）7.25.80.81邊跨主梁支座處最大剪力(KN)2612340.91-2偏載最大正彎矩、剪力試驗邊跨主梁最大彎矩（KNm）157412320.78邊跨主梁最大撓度（mm）86.40.8邊跨主梁支座處最大剪力(KN)3332770.831-3中載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩（KNm）-1091-8270.761-4偏載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩（KNm）-1314-11

14、010.84( 2 )五跨一聯(lián)引橋靜載試驗主要工況荷載效應(yīng)工況號工況名稱試驗內(nèi)容設(shè)計理論值試驗理論值效率系數(shù)2-1中載最大正彎矩、剪力試驗邊跨主梁最大彎矩（KNm）132610630.80邊跨主梁最大撓度（mm）7.15.80.82邊跨主梁支座處最大剪力(KN)254.7233.50.922-2偏載最大正彎矩、剪力試驗邊跨主梁最大彎矩（KNm）163813450.82邊跨主梁最大撓度（mm）8.046.60.83邊跨主梁支座處最大剪力(KN)3362870.852-3中載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩（KNm）-1071-8280.772-4偏載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩（

15、KNm）-1327-11430.86( 3 )四跨一聯(lián)主橋靜載試驗主要工況荷載效應(yīng)工況號工況名稱試驗內(nèi)容設(shè)計理論值試驗理論值效率系數(shù)3-1中載最大正彎矩、剪力試驗邊跨主梁最大彎矩（KNm）206718760.91邊跨主梁最大撓度（mm）14.6120.823-2偏載最大正彎矩、剪力試驗邊跨主梁最大彎矩（KNm）371631740.85邊跨主梁最大撓度（mm）23.2190.823-3中載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩（KNm）-2140-18520.873-4偏載最大負彎矩試驗邊跨主梁支座處最大負彎矩（KNm）-2885-24090.84附錄：各級荷載響應(yīng)理論值工況1-1梁號第一級梁號

16、第二級梁號第三級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中15.2-0.94 1#梁跨中57.3-3.28 1#梁跨中48.4-2.96 2#梁跨中19.5-1.17 2#梁跨中56.5-3.31 2#梁跨中58.3-3.57 3#梁跨中23.7-1.41 3#梁跨中54.4-3.31 3#梁跨中67.6-4.17 4#梁跨中25.3-1.63 4#梁跨中51.2-3.21 4#梁跨中76.7-4.70 5#梁跨中28-1.76 5#梁跨中48.3-2.98 5#梁跨中84.5-5.12 6#梁跨中31.6-1.81 6#梁跨中45.1-2.67 6#梁跨中92.7

17、-5.46 7#梁跨中32.8-1.85 7#梁跨中39.6-2.36 7#梁跨中100.8-5.76 工況1-2梁號第一級梁號第二級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中-16.10.73 1#梁跨中-110.33 2#梁跨中-28.20.03 2#梁跨中9.6-0.76 3#梁跨中10.7-0.68 3#梁跨中30.3-1.86 4#梁跨中24.7-1.43 4#梁跨中50.8-3.00 5#梁跨中39.5-2.23 5#梁跨中70.2-4.18 6#梁跨中53.3-3.09 6#梁跨中92-5.31 7#梁跨中69.8-3.96 7#梁跨中114.3-6.42 工況1-3梁號

18、第一級梁號第二級梁號第三級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中-5.10.17 1#梁跨中2-0.23 1#梁跨中25-1.31 2#梁跨中1.6-0.10 2#梁跨中12-0.64 2#梁跨中33.6-1.66 3#梁跨中7.5-0.39 3#梁跨中22.4-1.06 3#梁跨中40.9-1.99 4#梁跨中14.8-0.69 4#梁跨中30.7-1.50 4#梁跨中47.4-2.27 5#梁跨中21.6-1.02 5#梁跨中38.6-1.88 5#梁跨中51.1-2.46 6#梁跨中27.9-1.34 6#梁跨中46.9-2.19 6#梁跨中54.1-2.

19、58 7#梁跨中36.9-1.63 7#梁跨中54.1-2.46 7#梁跨中56.6-2.66 工況1-4梁號第一級梁號第二級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中-14.20.60 1#梁跨中-12.90.55 2#梁跨中8-0.21 2#梁跨中-14.4-0.02 3#梁跨中15.8-1.04 3#梁跨中10-0.60 4#梁跨中30.8-1.90 4#梁跨中21.4-1.21 5#梁跨中46.5-2.81 5#梁跨中33.5-1.87 6#梁跨中62.9-3.77 6#梁跨中46.2-2.57 7#梁跨中82.5-4.73 7#梁跨中62.2-3.28 工況2-1梁號第一級梁

20、號第二級梁號第三級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中15.3-0.94 1#梁跨中6.9-0.62 1#梁跨中48.5-2.97 2#梁跨中19.5-1.17 2#梁跨中22.2-1.44 2#梁跨中58.3-3.58 3#梁跨中23.7-1.41 3#梁跨中37.4-2.27 3#梁跨中67.6-4.17 4#梁跨中25.2-1.63 4#梁跨中50.7-3.11 4#梁跨中76.7-4.70 5#梁跨中28-1.76 5#梁跨中64.1-3.89 5#梁跨中84.4-5.12 6#梁跨中31.6-1.81 6#梁跨中79.2-4.59 6#梁跨中92.7

21、-5.46 7#梁跨中32.9-1.86 7#梁跨中94.1-5.26 7#梁跨中100.9-5.77 工況2-2梁號第一級梁號第二級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中-180.83 1#梁跨中-12.80.42 2#梁跨中-4.20.10 2#梁跨中8.3-0.69 3#梁跨中10-0.64 3#梁跨中29.5-1.82 4#梁跨中24.6-1.42 4#梁跨中50.7-2.99 5#梁跨中40.2-2.26 5#梁跨中70.9-4.21 6#梁跨中54.8-3.17 6#梁跨中93.3-5.39 7#梁跨中72.1-4.10 7#梁跨中116.6-6.57 工況2-3梁號第

22、一級梁號第二級梁號第三級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中-5.10.17 1#梁跨中2-0.23 1#梁跨中25.1-1.31 2#梁跨中1.1-0.10 2#梁跨中12-0.64 2#梁跨中33.7-1.66 3#梁跨中7.5-0.39 3#梁跨中22.4-1.06 3#梁跨中40.9-1.99 4#梁跨中14.8-0.69 4#梁跨中30.7-1.50 4#梁跨中47.4-2.27 5#梁跨中21.6-1.02 5#梁跨中38.6-1.88 5#梁跨中51.1-2.46 6#梁跨中27.9-1.34 6#梁跨中46.9-2.19 6#梁跨中54.2-2

23、.58 7#梁跨中36.9-1.63 7#梁跨中54.1-2.46 7#梁跨中56.7-2.67 工況2-4梁號第一級梁號第二級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)1#梁跨中-16.10.70 1#梁跨中-14.40.62 2#梁跨中-0.5-0.14 2#梁跨中-2.60.04 3#梁跨中15-1.00 3#梁跨中9.3-0.57 4#梁跨中30.6-1.89 4#梁跨中21.3-1.20 5#梁跨中47.2-2.84 5#梁跨中34.1-1.89 6#梁跨中64.3-3.85 6#梁跨中47.5-2.63 7#梁跨中84.8-4.87 7#梁跨中64.1-3.39 工況3-1梁號第一級

24、梁號第二級梁號第三級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)7#梁跨中14.3-2.13 7#梁跨中68-8.53 7#梁跨中85.9-11.13 6#梁跨中13.5-2.13 6#梁跨中76.8-8.72 6#梁跨中92.7-11.34 5#梁跨中13.2-2.14 5#梁跨中81.8-8.87 5#梁跨中97.3-11.52 4#梁跨中13.4-2.14 4#梁跨中80.7-8.93 4#梁跨中97.9-11.60 3#梁跨中13.3-2.15 3#梁跨中81.5-8.93 3#梁跨中97.7-11.63 2#梁跨中13.7-2.16 2#梁跨中78.2-8.86 2#

25、梁跨中94.7-11.56 1#梁跨中14.5-2.16 1#梁跨中70-8.74 1#梁跨中88.9-11.46 工況3-2梁號第一級梁號第二級梁號第三級應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)應(yīng)變()撓度(mm)7#梁跨中29.1-4.32 7#梁跨中120.1-13.33 7#梁跨中156.8-18.51 6#梁跨中23.7-3.59 6#梁跨中102.6-11.11 6#梁跨中131.4-15.45 5#梁跨中18.7-2.86 5#梁跨中80.1-8.84 5#梁跨中102.6-12.34 4#梁跨中14.1-2.14 4#梁跨中54.2-6.54 4#梁跨中71.9-9.20 3#梁跨中9.2-1.42 3#梁跨中32.2-4