大跨徑混凝土橋梁的試驗方法

1、大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（經(jīng)1982年10月在柏林舉行的專題第五次專家會議通過）交通部公路科學(xué)研究所 交通部公路局技術(shù)處 交通部公路規(guī)劃設(shè)計院一九八二年十月二匕京說明我國交通部于1979年開始參加國際鐵路合作組織第十一專門委員會“ YC4-4/1978用試驗荷載試驗橋梁及橋梁量測的統(tǒng)一化”科研專題工作，承擔(dān)第15分項大跨徑混凝土橋梁的試驗科研專題任務(wù)，交通部隨即將此專題列 入 1980-1982年交通科技重點項目計劃。本文是該專題所取得的最終成果，由1982 年10月在柏林舉行的第五次專家會議予以通過。會議議定書載明：“對 中國專 家根據(jù)工作計劃第15.3項編寫的大跨徑混凝土橋梁試驗方法最終

2、建議草 案予以 通過，并在橋梁試驗中予以采用?！蹦夸汭 ?總貝I1.1適用范圍1.2 試驗與觀測的基本目的1.3 試驗與觀測的分類1.4 試驗計劃大綱的內(nèi)容1 .5與本專題其他有關(guān)分題的關(guān)系n .施工觀測2.1 土施工觀測的任務(wù)2.2 構(gòu)件的檢驗2.3 施工設(shè)備的檢驗2.4 結(jié)構(gòu)施工觀測的內(nèi)容2.5 施工觀測資料的整理2.6 施工觀測報告的編制JI I現(xiàn)場荷載試驗A.一般規(guī)則1 .1現(xiàn)場荷載試驗的任務(wù)2 .2荷載試驗的類型3 .3實行荷載試驗的對象4 .4試驗橋梁的混凝土齡期5 .5加載試驗前的準(zhǔn)備工作6 .6檢查后的計算和分析7 .7量測要求B.靜力荷載試驗8 .8靜力試驗荷載的效率9 .9

3、靜力試驗的加載設(shè)備10 .10靜力試驗荷載的布置11 .11靜力荷載的分級12 .12靜力試驗的加載方式13 .13靜力荷載的持續(xù)時間14 .14.靜力試驗的讀數(shù)15 .15靜力試驗的終止條件16 .16靜力試驗的觀測內(nèi)容17 .17幾種主要橋梁沐系的觀測部位18 .18靜力試驗的資料整理19 .19靜力試驗結(jié)果的評定標(biāo)準(zhǔn)C.動力荷載試驗20 .20動力荷載試驗的目的21 .21動力荷載試驗的項目22 .22動力試驗荷載的分類23 .23動力試驗荷載的布置24 .24動力試驗記錄的資料25 .25動力試驗資料的整理1 .26動力試驗結(jié)果的評定與分析D.荷載試驗報告3 .27荷載試驗報告的內(nèi)容I

4、V .長期觀測4 . 1長期觀測的目的4.1 實行長期觀測的對象4.2 長期觀測的結(jié)構(gòu)部位4. 4長期觀測的內(nèi)容4.5 長期觀測的安排4.6 長期觀測中應(yīng)注意的問翹4.7 長期觀測的資料整理 大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（最終建議）I總則1.1 適用范圍1.1.1 本建議主要涉及公路和城市道路的各種大跨徑鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的非破壞性試驗，適用于新建的、改建的、修復(fù)的和舊有的各種大跨徑混凝土橋梁的試驗與觀測。1.1.2 本建議將路徑大于 40米的梁式橋、跨徑大于 60米的拱式橋定位大跨徑混 凝土 橋梁。但各國可根據(jù)實際情況，自行確定大跨徑的界線。1.1.3 大跨徑混凝土橋梁的主要特點(1

5、)施工比較艱巨，施工階段結(jié)構(gòu)受力狀況復(fù)雜多變，有時遠(yuǎn)比建成后的營運狀態(tài)不利。(2)恒載在總何載中所占比重隨跨徑增大而提高。(3)鑒于其投資高，更換困難，必須確保其長期處于良好的營運狀態(tài)。1.2 試驗與觀測的基本目的(1)為保證大跨徑混凝土橋梁的施工安全和工程質(zhì)量及時地提供觀測材料。(2)為保證橋梁運營的可靠性，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力及其工作狀況，是否 符合設(shè) 計標(biāo)準(zhǔn)或能否滿足使用要求。(3)檢查橋梁結(jié)構(gòu)的真實工作狀況，為改進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)及其設(shè)計方法積累科學(xué)依據(jù)。1.3 試驗與觀測的分類(1)施工觀測(2)現(xiàn)場荷載試驗，包括靜力和動力荷載試驗(3)長期觀測可根據(jù)工程提出的問題，實行其中一類或幾類的試

6、驗與觀測。1.4 試驗計劃大綱的內(nèi)容 試驗前應(yīng)提出試驗計劃大綱，其主要內(nèi)容為：(1)試驗要求：目的、類型、項目和依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。2)試驗結(jié)構(gòu)的技術(shù)資料：原有的設(shè)計、計算與施工的基本資料，結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 包括存在的問題和缺陷)，必要的理論驗算數(shù)據(jù)。3)加載方案：最大荷重、加載設(shè)備和加載圖式。4)觀測方案：觀測內(nèi)容、觀測布置、量測方法與儀器，要求達(dá)到的測試精度。(5)試驗程序：力口、卸載程序與觀測程序，試驗終止條件。(6)試驗籌備工作：材料和儀器設(shè)備數(shù)量、費用、進(jìn)度時間表和試驗日期。(7)試驗人員的組織和分工：使總指揮和各部分人員明確職責(zé)，并相互保持良好的聯(lián)絡(luò)。(8)安全措施：包括試驗期間人身、結(jié)構(gòu)物、試驗

7、加載設(shè)備和儀器設(shè)備等的安 全措施。1.5 與本專題其它分題的關(guān)系大跨徑混凝土橋的觀測與試驗的一般規(guī)則宜與本科研專題 的有關(guān)分題的建議相適應(yīng)。口施工觀測2.1 施工觀測的任務(wù)施工觀測為指導(dǎo)施工及時提供必要的科學(xué)依據(jù)，是任何大跨徑橋梁為保證施工安全和工程質(zhì)量的一項必需實行的工作。2.2 構(gòu)件的檢驗構(gòu)件在制造過程中的檢驗包括：材料的物理力學(xué)性能、構(gòu)件尺寸的偏差、 預(yù)應(yīng)力張拉工藝和構(gòu)件運輸中有否損傷等，均應(yīng)按設(shè)計要求和施工規(guī)程進(jìn)行評定。2.3 施工設(shè)備的檢驗(1)通常由工廠定型生產(chǎn)的施工設(shè)備，按產(chǎn)品使用技術(shù)條件進(jìn)行檢驗。(2)用萬能桿件拼裝的承重設(shè)備(例如各種大型吊裝備、掛籃和托架等)，尤其是未按定型

8、體系拼裝的這類設(shè)備，在投入使用前，必須施加1.3倍最大施 工荷載，并使之最不利工作狀況下試運行，觀測其最不利部位和連接部分變位、應(yīng)力、壓趨穩(wěn)定和整體穩(wěn)定性等，以檢驗其是否符和使用要求。試運行荷載一般應(yīng)分級施加到最大檢驗荷載值。(3)為施工專門設(shè)計制作的承重設(shè)備(例如拱架和各支架等)，通常不可能在使用前進(jìn)行最大施工荷載的試驗，則要求在使用過程中精心觀測其結(jié)構(gòu)最不利部位的變位和應(yīng)力。2.4 結(jié)構(gòu)施工觀測的內(nèi)容2.4.1 定位測量結(jié)構(gòu)構(gòu)件在安裝過程中，須隨時觀測構(gòu)件軸線控制點的坐標(biāo)變化，隨時 糾正其縱向和橫向偏位，使其不超過容許偏移量。以保證施工準(zhǔn)確就位。2.4.2 結(jié)構(gòu)施工變位的觀測(1)在各施工

9、階段，均須觀測主要承重構(gòu)件的撓度和水平位移的變化。(2)在結(jié)構(gòu)體系逐步轉(zhuǎn)換為設(shè)計體系的各施工階段，應(yīng)觀測結(jié)構(gòu)的撓度變化。(3)超靜定結(jié)構(gòu)在施工最后階段進(jìn)行撤換支座、調(diào)整支座標(biāo)高或調(diào)整施工 應(yīng)力時，須觀測結(jié)構(gòu)的標(biāo)高和撓度變化。(4)橋梁墩臺和橋塔結(jié)構(gòu)在上部結(jié)構(gòu)施工階段，應(yīng)在觀測上部結(jié)構(gòu)變位的同時，觀測其水平位移和沉降。(5)觀測溫度、收縮和徐變等對施工結(jié)構(gòu)變位的影響。2.4.3 結(jié)構(gòu)施工應(yīng)力(或應(yīng)變)的觀測 在必要的情況下，在觀測結(jié)構(gòu)施工變位的同時， 應(yīng)觀測結(jié)構(gòu)施工控制截面 的應(yīng)力(或應(yīng)變)、支撐反力和纜索拉力等。由于施工持續(xù)時間較長，量測結(jié)構(gòu)施工變位和應(yīng)力(或應(yīng)變)的連續(xù)變化，必須考慮對混凝土

10、的早期收縮、徐變和溫度影響的補(bǔ)償或修正方法(參見3.7條和4.6條)。 2.4.4觀測構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展?fàn)顩r。2.4.5 結(jié)構(gòu)施工變位和應(yīng)力(或應(yīng)變)的最大容許值，應(yīng)由設(shè)計部門根據(jù)施工程序設(shè)計進(jìn)行計算，事先提供給施工技術(shù)主管部門和施工觀測人員。2.4.6 在可能的場合，可利用施工荷載對已建成的主要結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行一次荷載試驗，以了解其實際工作狀況。例如設(shè)有掛梁的 T型剛構(gòu)、懸臂梁和斜拉橋等， 當(dāng)待安裝的掛 梁在已建成的橋跨上運送時，可觀測該橋跨結(jié)構(gòu)的撓度和應(yīng)力 (或應(yīng)變)的變化曲線。2.5 施工觀測資料的整理施工觀測資料應(yīng)該當(dāng)場整理出來，并及時報告主管人員，使其 成為指導(dǎo)施 工的依據(jù)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

11、的變位或裂縫有異常情況時。必須及時報告，以研 究對策。該部分材料包括施工技術(shù)文件里，以提供橋梁驗收階段和以后檢測階段參 考。2.6 施工觀測報告的編制報告的內(nèi)容應(yīng)完整，記載應(yīng)詳細(xì)。除了簡述設(shè)計與施工方面的有關(guān)基本資材外，還須包括以下內(nèi)容：(1)觀測的時間、氣候條件和混凝土的齡期、強(qiáng)度等。(2)觀測結(jié)果與施工各階段計算值的比較。(3)施工中出現(xiàn)問題的處理。(4)記載必要的現(xiàn)場狀況、照片和圖表。J11現(xiàn)場荷載試驗A 一般規(guī)則3.1 現(xiàn)場荷載試驗的任務(wù)檢驗結(jié)構(gòu)的靜力和動力性能及其工作質(zhì)量，并給以評價。3.2 荷載試驗的類型3.2.1 按工程檢驗性質(zhì)，分為：(1)驗收荷載試驗：檢驗結(jié)構(gòu)承載能力是否符合

12、設(shè)計的要求， 已確定能否交付正 常使用。 一般為基本荷載試驗。(2)鑒定荷載試驗：確定結(jié)構(gòu)容許承載能力的界限。3.2.2 按試驗荷載的性質(zhì)，分為:(1)靜力荷載試驗：根據(jù)工程檢驗的要求，確定最大試驗荷載量。(2)動力荷載試驗：測定結(jié)構(gòu)的動力特性。3.2.3 按最大試驗荷載量，分為：(1)基本荷載試驗：最大試驗荷載為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定得的荷載 (包括標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的動 力系數(shù) 活荷載增大系數(shù)的因素)。(2)重荷載試驗：最大試驗荷載大于基本荷載。(3)輕荷載試驗：最大試驗荷載小于基本荷載，但為了充分反映結(jié)構(gòu)的整體工作和減小量測的誤差，要求試驗荷載不小于基本荷載的0.5倍。3 .3實行荷載試驗的對象(1)新建的

13、大跨徑混凝土橋梁，一般均須進(jìn)行驗收荷載試驗。對于獨特設(shè)計比如采用新材料、新工藝或新結(jié)構(gòu)的新建橋梁，必須實行驗收荷載試驗。(2)新建的、加固的或修復(fù)的橋梁，為檢驗工程效果?？筛鶕?jù)結(jié)構(gòu)驗算荷載和使用要求，實行驗收的或鑒定的荷載試驗。(3)缺乏設(shè)計與施工技術(shù)資料的舊橋，或難于采用計算方法評定其能否承受預(yù)定的增大荷載的舊橋，為判斷它們的容許承載能力，實行鑒定荷載試驗。(4)對設(shè)計或施工質(zhì)量有疑問的橋梁和遭受某種程度破壞的橋梁，為選定適當(dāng)?shù)墓こ檀胧┒鴮嵭需b定荷載試驗。試驗荷載的數(shù)量按降低后的承載能力計算值確定。(5)驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的試驗性橋梁，為了測定結(jié)構(gòu)的影響或影響面、剛度和動力特性等，可實行輕荷載

14、試驗。(6)對于一般的大跨徑混凝土橋梁，采用普通的豎向荷載進(jìn)行動力試驗，檢驗其 動力 特性，作為靜力荷載試驗的補(bǔ)充。對于設(shè)計中動力問題突出的特大跨徑橋 梁(例如沿海 颶風(fēng)區(qū)、考慮流水或船舶撞擊的橋梁)，需要實行專門的動力試驗3.4試驗橋梁的混凝土齡期要求在結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件的混凝土齡期達(dá)到設(shè)強(qiáng)度后進(jìn)行。3 .5加載試驗前的準(zhǔn)備工作3 .5 .1結(jié)構(gòu)物的詳細(xì)檢查(1)查明結(jié)構(gòu)物的實際技術(shù)狀況：包括結(jié)構(gòu)的總體尺寸、桿件截面尺寸、各部分 的高 程、行車道路面的平整度、墩臺頂面標(biāo)高和平面位置、支座位置、材料的實際物理力學(xué)性能等（2）查明上下部結(jié)構(gòu)物的裂縫、缺陷、損壞和鋼筋銹蝕狀況，并在實驗過程中隨時注

15、意觀察其變化。檢查支座有無銹蝕和損害狀況。（3）在加載實驗過程中和試驗結(jié)束后。也要對受加載影響較大的部位進(jìn)行詳細(xì)的檢查。1.1.1 .5 .2橋址情況調(diào)查：包括橋上和兩端線路技術(shù)狀況，線路容許車速、橋下凈 空、水 深和通航情況、線路交通量、橋址供電情況等，據(jù)以選擇合適的加載方式、量測手段和安全措施。3.5.3加載裝置的準(zhǔn)備、試驗荷重的分級稱量和加載位置的放樣等。1.1.4 量測系統(tǒng)的準(zhǔn)備：標(biāo)定傳感器、搭設(shè)輔助腳手架、安置儀表和進(jìn)行測點編號等。1.1.5 現(xiàn)場布置與組織：觀測設(shè)施、安全措施、電源、封閉交通時間和試驗人員的分工等。3.6 檢查后的計算和分析如果經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的尺寸超過規(guī)定的誤差，或

16、材料質(zhì)量沒 有達(dá)到設(shè)計要求，須按照結(jié)構(gòu)的實際狀況重新進(jìn)行靜力或動力分析。計算在試驗荷載 作用下檢測 部位的變位和應(yīng)力 （或應(yīng)變）數(shù)值。3.7 量測要求 在現(xiàn)場荷載試驗的短時間里，也必須注意日照和晝夜溫度變化對結(jié)構(gòu)物及 量測 數(shù)據(jù)的影響。根據(jù)不同的量測方法和條件，建議采取以下措施，以減小溫度的影響：3.7.1選擇晝夜溫差小的季節(jié)，并安排在陰天或夜間（深夜至黎明前）近乎恒溫的條件下進(jìn)行試驗。3.7.1 選擇氣象條件較穩(wěn)定的日期進(jìn)行試驗。這要求事先從當(dāng)?shù)貧庀笈_站取得可靠的天氣預(yù)報資料，并在加載試驗前，即在無荷載作用下至少記錄24小時的氣 溫變化，并采用與試驗程序相同的間隔時間對所有測點迸行讀數(shù)，以此

17、修正加載試驗時各測點的量測數(shù)據(jù)。3.7.2 在試驗過程中可采用連續(xù)觀測讀數(shù)、分段計算每個荷載階段讀數(shù)增量的方法，（假 設(shè)加載短時間內(nèi)結(jié)構(gòu)溫度場近乎不變）。此法也適用于持續(xù)時間較長的 施工觀測。3.7.3 布置適量的溫度測點（如熱敏電阻或熱電偶等，在每次觀測其它測點的同時。量測結(jié)構(gòu)溫度場的變化，通過結(jié)構(gòu)溫度位移和溫度應(yīng)力場的計算，把量測數(shù)據(jù)中的溫度影響成分分離出來。3.7.4 埋設(shè)與測點相同的、以傳感器制備的無應(yīng)力試件。在加載試驗中，每次觀 測應(yīng)力 測點的同時。觀測無應(yīng)力計的變化，以此修正其它量測數(shù)據(jù)。此法只能補(bǔ)償結(jié)構(gòu)均勻溫度變化和均勻收縮的影響。3.7.5 量測儀器的精度，靜態(tài)測定時應(yīng)選用不大

18、于預(yù)計量測值的5%,動態(tài)測定時應(yīng)選 用不大于預(yù)計量測值的10%。3.7.6 測量的基準(zhǔn)點、如儀表架、水準(zhǔn)觀測站及標(biāo)尺等，必需牢固可靠；連同量測儀器，均應(yīng)予以防護(hù)，避免日照、風(fēng)雨、振動和周圍其它干擾。B靜力荷載試驗3.8 靜力試驗荷載的效率最大試驗荷載量按3.2條確定。靜力試驗荷載效率表示為：鑒于活載內(nèi)力（或變形）在總內(nèi)力（或變形）中的比值大跨徑混凝土橋比中小跨徑混凝土橋為小，為達(dá)到測試精度，其 n值的下限宜高于中小跨徑?；竞稍栽囼灒?.0n >0.8重荷載試驗：n >1.0（只在特殊情況下進(jìn)行重荷載試驗，其上限值根據(jù)檢驗要求確定）輕荷載試驗：0.8耳0.5式中：Ssta一試驗荷載

19、作用下，檢測部位變位或力的計算值。S設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)活荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值（不計動力系數(shù)）；S設(shè)計取用的動力系數(shù)。3.9 靜力試驗的加載設(shè)備3.9.1 靜力試驗荷載可由一系列正常行駛的車輛荷載組成。當(dāng)試驗所用的車輛規(guī)格不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載圖式時，可根據(jù)橋梁設(shè)計控 ：截面的內(nèi)力影響線，換 算為等代的試 驗車輛荷載（包括動力系數(shù)和人群荷載的影響 ）。3.9.2 靜力試驗荷載也可用放置重物、水箱和施工機(jī)械等加載裝置替代車輛荷載，但應(yīng)嚴(yán)格避免加載系統(tǒng)參與結(jié)構(gòu)作用。3.9.3 測定結(jié)構(gòu)影響線和影響面時，可采用移動方便輕型集中荷載設(shè)備；如果橋下具備設(shè)置平衡重或錨桿的條件，可用液壓千斤頂加載。3.

20、10 靜力試驗荷載的布置按結(jié)構(gòu)計算或檢測的控制截面的最不利工作條件布置荷載，是控制截面達(dá)到最大試驗效率。3.11 靜力荷載的分級為了獲得結(jié)構(gòu)試驗荷載與變位關(guān)系的連續(xù)曲線和防止結(jié)構(gòu)意外損壞，試驗荷載至少分為4級，逐級施加，直到最大值?；竞奢d(大于或接近設(shè)計載荷)一般分為4級。超過基本荷載部分，其每 級 加載量比基本荷載的每級加載量減小一半。每次卸載量可為加載量的二倍，或全部荷載一次卸完。采用車輛荷載試驗時，試驗荷載可分為：空車、計算初裂荷載的 0.9倍、設(shè)計車輛靜載和設(shè)計車輛靜載乘以動 力系數(shù)。3.12 靜力試驗的加載方式 根據(jù)加載設(shè)備條件，可采用下列兩種方式：(1)單次逐級遞加到最大荷載，然

21、后逐級遞卸到零級荷載。此種方法適合于加載裝置不便移動，需要用輔助加熱設(shè)備在原位加載的場合。當(dāng)然車輛荷載也可用此法。(2)每次加載后均卻到零級荷載，且每次加載要逐級增加，直到最大荷載，即為 逐級 遞增的循環(huán)加載方法。此法宜用于車輛荷載，但要求每次加載時，荷載必 須準(zhǔn)確就位， 卸載時車輛退出結(jié)構(gòu)試驗影響區(qū)。車速不大于5公里/小時。3.13 靜力荷載的持續(xù)時間每次加載或卸載的持續(xù)時間取決于結(jié)構(gòu)變位達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時所需要的時間。要求在前一荷載階段內(nèi)結(jié)構(gòu)變位相對穩(wěn)定后，才能進(jìn)入下一個荷載階段。同一級荷載內(nèi)，結(jié)構(gòu)在最后5分鐘內(nèi)的變位增量小于前一個 5分鐘內(nèi)變位增量的15%,或小于所用量測儀器的最小分辯值，則

22、認(rèn)為結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對穩(wěn)定。3.14 靜力試驗的讀數(shù)全部測點在加載開始前均進(jìn)行零級荷載的讀數(shù)。以后每次加載或卸載后立即讀數(shù)一次；并在結(jié)構(gòu)變位穩(wěn)定后，進(jìn)入下一級荷載前再讀數(shù)一次。只有結(jié)構(gòu) 變位最 大的測點，需每隔5分鐘讀數(shù)一次，以觀測結(jié)構(gòu)變位是否達(dá)到穩(wěn)定。 3.15靜力試驗的 終止條件結(jié)構(gòu)變位控制截面的變位、應(yīng)力(或應(yīng)變)和裂縫的擴(kuò)展，如果在未加到 預(yù)計的 最大試驗荷載前，提前達(dá)到或超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的容許值，應(yīng)立即停止繼續(xù)加載。3.16 靜力試驗的觀測內(nèi)容3.16.1 檢驗橋梁承載能力的靜力荷載試驗，至少觀測以下內(nèi)容：(1)結(jié)構(gòu)的最大撓度和扭轉(zhuǎn)變位(包括上、下游兩側(cè)撓度差及水平位移 )。(2)結(jié)構(gòu)控制

23、截面最大應(yīng)力 (或應(yīng)變)，包括混凝土表面和最外緣主筋的應(yīng)力。(3)活動支座和結(jié)構(gòu)連結(jié)部分的變位。(4)受試驗荷載影響的所有支點的沉降、墩臺的位移與轉(zhuǎn)角。(5)桁架結(jié)構(gòu)支點附近桿件及其它細(xì)長受壓桿件的穩(wěn)定性。(6)裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展，包括初始裂縫的出現(xiàn)，裂縫的寬度、長度、間距、位置、 方 向和性狀，以及卸載后的閉合狀況。3.16.2 如果荷載試驗具有檢驗結(jié)構(gòu)真實工作狀況的目的，可增加以下點測內(nèi)容：(1) 沿橋長軸線的撓度分布曲線。要求在每個橋跨內(nèi)布置不少于3個撓度觀點，并設(shè)支點下沉的觀測點。(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際應(yīng)變分布圖形。要求沿截面高度布置不少于5個應(yīng)變測點包括最邊緣和截面突變處的測點在內(nèi))。為

24、量測混凝土內(nèi)部應(yīng)變和鋼筋應(yīng)變，需在施土中預(yù)埋相應(yīng)的傳感器。(3)支點附近結(jié)構(gòu)斜截面的主拉應(yīng)力。(4)梁的橫隔板本身及其影響區(qū)的應(yīng)力。(5)檢測控制截面的撓度和應(yīng)力(或應(yīng)變)的縱向和橫向影響線。(6)行車道板跨中和支點截面的撓度或應(yīng)變影響面。3.17 幾種主要橋梁體系的觀測部位3 .17.1梁橋(1) 簡支梁主要：跨中撓度和截面應(yīng)力(或應(yīng)變)，支點沉降。 附加：跨徑四點的撓度、支點斜截面應(yīng)力。(2) 連續(xù)梁主要：跨中撓度，跨中和支點界面應(yīng)力(或應(yīng)變)，支點截面轉(zhuǎn)角和支點沉降。附加：跨徑1/4處的撓度和截面應(yīng)力 (或應(yīng)變)，支點斜截面應(yīng)力。(3)懸臂梁(包括T型剛構(gòu)的懸臂部分)主要：懸臂端的撓度，

25、固端根部或支點截面的應(yīng)力和轉(zhuǎn)角，墩頂?shù)淖兾?水平與垂直位移、轉(zhuǎn)角)T型剛構(gòu)墩身控制截面的應(yīng)力 附加：懸臂跨中撓度，牛腿部分局部應(yīng)力。3.17.2 拱橋主要：跨中、跨徑1/4和3/8截面的撓度和應(yīng)力，拱腳截面的應(yīng)力，墩臺頂?shù)淖兾缓娃D(zhuǎn)角。附加：跨徑1/8截面的撓度和應(yīng)力、拱上建筑控制截而的變位和應(yīng)力。3.17.3 岡寸架橋（包括框架、斜腿剛架和剛架一拱式組合體系 ）變位和主要：跨中截面的撓度和應(yīng)力，結(jié)點附近截面的應(yīng)力、變位和轉(zhuǎn)角，墩臺頂?shù)?轉(zhuǎn)角。附加：柱腳截面的應(yīng)力、變位和轉(zhuǎn)角。3.17.4 懸索結(jié)構(gòu)（包括斜拉橋和上承式懸吊橋）主要：剛性粱的最大撓度、偏載扭轉(zhuǎn)變位和控制截面應(yīng)力、索塔頂部的水平位移

26、和扭轉(zhuǎn)變位，.塔柱底截面的應(yīng)力，鋼索拉力，錨碇的上拔位移。附加：鋼索與梁連結(jié)部位的撓度。上述各種橋梁體系的主要部位是檢驗橋梁承載能力試時必須觀測的部位。3.18靜力試驗的資料整理（1） 根據(jù)量測數(shù)據(jù)，計算各測點的彈性變形值（Se）、殘余變形值（Sp）和總的變形值（Stot.。計算中必須扣除由于墩臺支點變位和溫度變化等引起的數(shù)值。得 到Stot=Se+ Sp（2） 各測點的變位（或應(yīng)變）與荷載的關(guān)系曲線。（3） 各級荷載下裂縫的擴(kuò)展與分布圖。（4） 各荷載階段彈性變位（或應(yīng)變）曲線。（5） 各荷載階段構(gòu)件截面彈性應(yīng)力 （或應(yīng)變）圖。（6） 檢測截面的變位（或應(yīng)變）隨荷載位置變化的影響線或影響面。

27、上列（1）、 （2）、 （3）項資料是評定橋梁結(jié)構(gòu)承載能力的基本資料、其余是驗證 結(jié)構(gòu)真實工作性能的補(bǔ)充試驗資料。3 .19靜力試驗結(jié)果的評定標(biāo)準(zhǔn)3.19.1評定試驗結(jié)果所采用的計算理論值，系按試驗前查明結(jié)構(gòu)實際尺寸、材 料性能 和靜力條件等計算的理論值。3 .19.3量測結(jié)構(gòu)試驗效率最大部位的結(jié)果滿足以下全部條件，可認(rèn)為橋梁是滿意的。（1）量測的彈性變形或力值 （Se）與試驗荷載作用下的理論計算值 （Sstat）的比值: 式中a、B值可參考下表所列值：a、a B值表承重結(jié)構(gòu)aan = iOn =i.in=i.2n =i.3n» i.4預(yù)應(yīng)力混凝土與組合結(jié)構(gòu)0.7i.05i.07i.

28、i0i.i2i.i50.2鋼筋混凝土土方工結(jié)構(gòu)0.6i.i0i.i2i.i5i.i7i.200.25中間數(shù)值時，a時可直線內(nèi)插當(dāng)Se/Ssta M B時，需要查明結(jié)構(gòu)彈性工作效率偏低的原因，重新檢查結(jié)構(gòu)的尺寸、材料性能、靜力計算圖示、試驗荷載效率、荷載稱量和量測儀器的正常工作等，排除原因后再試驗一次，以保證試驗結(jié)果的可靠性。（2）量測的殘余變形值（Sp）與量測的總變形值Stot）的比值；第一次試驗要求：S p/ S totWa i上式及下各式中的a i值可參考上表所列值。若試驗結(jié)果不滿足，且為 a iV s' p/s' totW 2 a i則需要進(jìn)行第二次重復(fù)試驗， 第二次試驗

29、要求：_ ffIfS p/ S tot W0.5 ai若試驗結(jié)果仍不滿足，S p/S tot > 0,5 a 1,則需要進(jìn)行第三次重復(fù)試驗。第三次試驗要求：S p/S tot< 1/6 a i如果第三次試驗結(jié)果滿足上述要求，為了最后確定結(jié)構(gòu)的可靠性，還必須進(jìn)行 動力荷載試驗。如果試驗中采角逐級遞增的循環(huán)加載方式 （見3.i2條）,上表所列a i值應(yīng)乘以i.33倍。（3） 裂縫是評定混凝土結(jié)構(gòu)承載能力及其耐久性的主要標(biāo)志之一，主要評定受力 裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)展的狀態(tài),|試驗荷載作用下裂縫寬度不應(yīng)超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的許可值，并且卸載后應(yīng)閉合到小于容許值的i/3o原有的其它裂縫（施工的、收縮的溫度

30、裂縫），受載后也不 應(yīng)超過標(biāo) 準(zhǔn)容許寬度結(jié)構(gòu)出現(xiàn)第一條裂縫的試驗荷載值應(yīng)大于理論計算初裂荷載的90%。（4） 量測結(jié)構(gòu)的最大變形或力的總值（Stot）不應(yīng)超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的容許值。3.i9.3靜力荷載試驗結(jié)果不滿足上述任何一項條件，則認(rèn)為橋梁結(jié)構(gòu)不符合要求。必須查明原因，并采取適當(dāng)?shù)拇胧ㄈ缃档屯ㄐ休d重量或進(jìn)行必要的加固等，必要時規(guī)定進(jìn)行定期檢驗和長期觀測）C動力荷載試驗3.20 動力荷載試驗的目的動力荷載試驗的目的在于研究公路橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能，該性能是判斷橋梁營運狀況和承載能力重要指標(biāo)之一。比如，動力系數(shù)是確定車軸荷載對橋梁動力作用的重要技術(shù)參數(shù)，直接影響到橋梁設(shè)計的安全與經(jīng)濟(jì)性能。橋梁過大的

31、振動或從心理學(xué)來說人們很敏感的振動，可引起乘客和行人的不舒適。橋梁自振頻率處于某些范圍時，可由外荷載（包括行駛車輛、行人、地靂、風(fēng)載、海浪沖擊等）引起共振的危險。3.21 動力試驗的項目3.21.1 測定橋梁結(jié)構(gòu)動力荷載作用下的受迫振動特性，如動力系數(shù)、頻率、振 幅、加 速度和振型等。3.21.2 測定橋梁結(jié)構(gòu)的自動特性，如結(jié)構(gòu)的自振頻率和阻尼特性等。應(yīng)在結(jié)構(gòu)相互連結(jié)的各部份布置測點，例如懸臂梁與掛梁、上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)，行車道梁與索塔等的相互連接處。3.21.3 測定動荷載本身的動力特性，如動力荷載 （包括車輛制動力、振動力、起 振機(jī) 出力、釋放或撞擊力等）的大小、頻率及作用規(guī)律。動力荷載大

32、小可通過安 裝在動力 荷載設(shè)備底架連結(jié)部份的荷重傳感器直接量測記錄，或以測定荷載運行的加速度（或減速度）與質(zhì)量的乘積來確定。3.21 .4疲勞性能試驗：一般只在實驗室對橋梁構(gòu)件進(jìn)行疲勞試驗。在現(xiàn)場，一 只對準(zhǔn) 備拆除的橋梁進(jìn)行疲勞試驗，但可對現(xiàn)有橋梁進(jìn)行營運車輛荷載作用下的疲勞性能進(jìn)行長期觀測。3.22 動力試驗荷載的分類3.22.1 檢驗橋梁受迫振動特性的試驗荷載（1）通常采用接近運營條件的汽車，列車或單輛重車以不同車速通過橋梁，要求 每次 實驗時車輛在橋上的行駛速度保持不變；或在橋梁動力效應(yīng)最大的檢測位置行剎車或起動）試驗。（2）進(jìn)行特殊科學(xué)實驗項目的橋梁進(jìn)行模擬船舶披擊橋墩、汽車撞擊防護(hù)

33、構(gòu)造和彈藥爆炸等沖擊荷載試驗。(3)橋梁在風(fēng)力、流冰幢擊和地震力等動力荷載作用下的動力性能試驗，只宜在 專門 的長期觀測中實現(xiàn)。3.22.2 測定僑梁自振特性的激振荷載(1在預(yù)定激振位置，汽車后輪越過一根高515厘米的有坡面的橫木，車輪落下后立即停車。(2)車輛通過橋梁后的余振。(3)撞擊或沖擊荷載(如落錘、火箭發(fā)射器等)。(4)突然卸載(如釋放)。(5)運轉(zhuǎn)頻率可調(diào)節(jié)的起振機(jī)(可測定不同振型的頻率)。(6)對于頻率低、柔性大的橋梁可用有節(jié)奏行進(jìn)的人群作為荷載。3.22.3 疲勞試驗荷載室內(nèi)試驗可采用液壓脈沖裝置，現(xiàn)場試驗可采用起振機(jī)。3.23動力試驗荷載的布置3.23.1 檢驗橋梁動力系數(shù)的

34、試驗，汽車荷載按照結(jié)計算橫向最不利條件運行，其他模擬動力荷載按研究課題的要求布置。3.23.2 測定橋粱自振特性的激振荷載，通常布置在結(jié)構(gòu)變位最放感的部位，即 集中荷 載作用下結(jié)構(gòu)變位最大的位置。3.24動力試驗記錄的資料(1)記錄橋梁垂直向、水平和扭轉(zhuǎn)振功位移、應(yīng)力(或應(yīng)變)，速度和加速度和加 速度的時程波形曲線。(2)每次試記錄的波形曲線必須同時記錄對應(yīng)的動力試驗荷載參數(shù)(重量、速度、加速度或減速度、振動頻率等)，車輛進(jìn)橋和出橋的標(biāo)記，記錄儀器的參數(shù)(記錄帶的速度、 時標(biāo)、衰減比例尺、儀器率定系數(shù)、零振幅基線等).3.25動力試驗資料的整理3.25.1橋梁受迫振動特性的資料，包括：(1)動

35、力試驗荷載效率n dyn=Sdyn/S式中：Sdyn一動力試驗荷載(按靜力重量考慮)作用下檢測部位的變形或力的計算數(shù)值：S意義同3,8條(2)動力系數(shù)(t max=Smax/Smean式中：Smax一動力荷載引起檢測部位的實測最大動力變形或力值(即最大波峰值);Smea n靜力荷載引起同一檢測部位的實測最大靜力變形或力值Smean=1/2(Smax+Smean);Smin與Smax相應(yīng)的最小值，即同一周期的波谷值(3)結(jié)構(gòu)受迫振動頻率、振幅與加速度。加速度可用儀器直接測出，也可按公式a=4 n平人(厘米/秒)求得,式中f受迫振動頻率(次/秒),A一振幅.(厘米)o測點的(4)振型?？蓪⒔Y(jié)構(gòu)分成

36、若干段，在各分界點安放測振儀器，在同一瞬間求出個 振幅和相位差，即可給出振型。(5)動力系數(shù)與車速的關(guān)系曲線。(6)動力系數(shù)與受迫振動頻率的關(guān)系曲線(7)車速與受迫振動頻率的關(guān)系曲線。(8)卸載后(車輛出橋后)的結(jié)構(gòu)自振頻率。3.25.3橋梁自振特性的資料，包括： (I)結(jié)構(gòu)自振頻率f0(或周期TO)。當(dāng)激振荷載對結(jié)構(gòu)振動具有附加質(zhì)量影響(如用 汽MoTo=TMo M車跳車或落錘激振)時，應(yīng)采用下列近似公式求得自振周期： 式中：To 一自振周期，To=一T一有附加質(zhì)量影響的實測周期；T= 1/f, f為有附加質(zhì)量影響的實測頻率；Mo 一給構(gòu)在激振處的換算質(zhì)量，m 一附加質(zhì)量。今結(jié)構(gòu)的換算質(zhì)量可

37、用兩個不同重量的突加荷載依次激振，分別測定自振周期為T和T2其附加質(zhì)量分別為M/D.M2,可用上列關(guān)系式求得換算質(zhì)量 Mo:(2)結(jié)構(gòu)的阻尼特性式中：m-lfit數(shù)；叫一 m P所需的時聞；丁一魁尼振動的周期.比和&L血謹(jǐn)屋初和屋鴛平均阻尼比值；T j式中：CD 一阻尼振動頻率；結(jié)構(gòu)的振動形式(振動彈性曲線)。表示沿橋跨各測點的振幅和振動相位的關(guān)系(4)結(jié)構(gòu)各部分的振動速度和加速度的分布圖。3 .26動力試驗結(jié)果的評定與分析(1)車輛荷載作用下測定結(jié)構(gòu)的動力系數(shù)應(yīng)滿足下列關(guān)系式：031貳中；此J g一意義同二右條；占一意義同3 S案- 根據(jù)動力系數(shù)與車速的關(guān)系曲線，確定動力系數(shù)達(dá)到最大

38、值的臨界車速。實際測定中，單車試驗的動力系數(shù)比汽車列車試驗的動力系數(shù)大，且單車 的荷載 效率低，因而量測的誤差也大。因此，應(yīng)采用與設(shè)計荷載相當(dāng)?shù)脑囼灪?載所引起的動 力系數(shù)，作為與理論動力系數(shù)比較的數(shù)據(jù)。(2) 結(jié)構(gòu)控制截面實測最大動力和動撓度應(yīng)小于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的容許值。(3) 結(jié)構(gòu)的最低自振頻率應(yīng)大于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限值。結(jié)構(gòu)大最大振幅應(yīng)小于有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的限值。(4) 評定橋梁受迫振動特性還必須掌握試驗荷載本身的振動特性和橋面行車條件(伸縮縫和路面局部不平整等)的影響。(5) 根據(jù)結(jié)構(gòu)振動圖形，可分析出結(jié)構(gòu)的沖擊現(xiàn)象，共振現(xiàn)象和有無缺陷。(6) 橋梁本身的動力特性的全面資料，可作為評定結(jié)構(gòu)物抗風(fēng)力和抗地震

39、力性 能 的計算參數(shù)。復(fù)雜結(jié)構(gòu)的橋梁動力性能。還需要借助于模型的動力試驗或風(fēng) 洞試驗進(jìn) 行研究。(7) 定期檢驗的橋梁，通過前后兩次動力試驗結(jié)果的比較，可檢查結(jié)構(gòu)工作的 缺 陷。如果結(jié)構(gòu)的剛度降低(單位荷載的振幅增大)及頻率顯著減小，應(yīng)查明結(jié)構(gòu)可能 產(chǎn)生的損壞。(8) 如果結(jié)構(gòu)動力試驗結(jié)果不滿足上述(1)項條件，應(yīng)分析動力系數(shù)與車速 的關(guān) 系和車速與受迫振動頻率的關(guān)系，采取適當(dāng)?shù)拇胧?(如限制車速和改進(jìn)結(jié)構(gòu) 的動力性 能等)。D荷載試驗報告3.27荷載試驗報告的內(nèi)容(1)按照試驗計劃大綱的內(nèi)容(見1.4條)簡要介紹試驗實施概況(包括構(gòu)件尺寸、裂縫(2)試驗前后和試驗期間對橋梁進(jìn)行外觀檢查所得到

40、的結(jié)構(gòu)狀況和損壞等)(3)量測數(shù)據(jù)的計算結(jié)果和各種關(guān)系曲線。(4)對試驗成果的分析與評定，包括試驗值與理論計算值或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的表較。(5)關(guān)于結(jié)構(gòu)適用性、耐久性和設(shè)計合理性的評定和橋梁安全安全營運條件的建議。(6)試驗和報告的日期，主特和參加單位及人員名稱，主持者簽名。(7)附錄：根據(jù)橋梁實際狀況和按試驗荷載進(jìn)行校核計算的資料，試驗數(shù)據(jù)的匯總圖表，試驗現(xiàn)場和結(jié)構(gòu)檢查的照片等。IV長期觀測4.1 長期觀測的目的 掌握橋梁在運營荷載、混凝上收縮和徐變、鋼索 (或預(yù)應(yīng)力鋼筋) 松弛、墩臺基礎(chǔ)變位、溫度變化、大氣或環(huán)境條件的侵蝕、流水、風(fēng)載、地震和其它沖 擊荷載 的長期作用下，結(jié)構(gòu)性能和承載能力的變化確保運營安全的措施，.以便及時發(fā)現(xiàn)橋梁病害，采取并為改進(jìn)橋梁設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)和預(yù)測橋梁耐久性提 供科學(xué)依據(jù)。4.2 實行長期觀測的對象(1)經(jīng)現(xiàn)場重復(fù)荷載試驗其結(jié)果仍不滿意的橋梁。(2)施工