橋梁靜動載試驗(yàn)方案

1、橋梁承載能力靜動載試驗(yàn)方案編制：校審：批準(zhǔn)：有限公司2016年 月 日目錄第一章工程概況11.1 任務(wù)來源及具體任務(wù)11.2 項(xiàng)目概述 .11.2.1 主要技術(shù)指標(biāo)21.3 工程質(zhì)量鑒定檢測依據(jù) 3第二章橋梁試驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容及儀器 42.1 荷載試驗(yàn)的目的42.2 靜載荷載試驗(yàn) 42.3 動載荷載試驗(yàn) 42.4 使用儀器5第三章靜載試驗(yàn)實(shí)施63.1 試驗(yàn)項(xiàng)目 .63.2 測試項(xiàng)目及其量測方法63.3 荷載計算73.4 加載車輛83.4.1 試驗(yàn)承載能力加載方案83.4.2 荷載加載系數(shù)93.5 試驗(yàn)加載步驟 93.6 試驗(yàn)加載程序 103.7 加載方式與分級加載 10113.8加載位置與加載工況

2、確定103.8.1車載布置.113.8.2撓度測點(diǎn)布置方案123.8.3應(yīng)變測點(diǎn)布置方案12第四章動載測試154.1動載試驗(yàn)概述154.2試驗(yàn)?zāi)康?54.3測試系統(tǒng).154.4試驗(yàn)內(nèi)容16第五章項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)、設(shè)備及人員安排17.17175.3主要機(jī)械、儀器、及材料試驗(yàn)計劃185.1 項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)5.2 參與檢測的人員情況195.4 橋梁檢測工作安排第一章工程概況1.1任務(wù)來源及具體任務(wù)為了加強(qiáng)政府對工程質(zhì)量的監(jiān)督控制職能和作好工程竣工質(zhì)量鑒 定工作，受*委托，*檢測有限公司對*進(jìn)行承載 能力試驗(yàn)檢測工作。本次試驗(yàn)檢測工作主要是橋梁的靜、動荷載試驗(yàn)。 1.2項(xiàng)目概述黎家洞橋位于桂陽縣X142線，

3、中心樁號K13+063 ,交叉角度為 75度。橋梁采用3X20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橋梁全長 72.64m, 全寬7m。橋梁的整體布置圖與橫截面圖分別見圖 1-1、圖1-2、圖 1-3、圖 1-4。圖1-2橋梁橫斷面圖圖1-3空心板端部橫截面布置圖圖1-4空心板跨中橫截面布置圖1.2.1主要技術(shù)指標(biāo)(1)橋梁全長72.64米，即3X20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板(簡支橋面連續(xù))；(2)設(shè)計荷載：公路II級(3)橋梁寬度布置為：7.0m=凈60m(行車道)+2X0.5m (防撞欄)(4)橋梁縱、橫坡：縱坡0%、橫坡1.5%。1.3工程質(zhì)量鑒定檢測依據(jù)本次檢測主要依據(jù)現(xiàn)行國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)技術(shù)

4、規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行，具體包括：(1)公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-2015);(2)公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(JTG/T J21-2011 );(3)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG F80/1-2004 );(4)公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程(JTG/T J21-01-2015 );(5)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)(JTGD62-2004 );(6)施工設(shè)計圖和其它有關(guān)技術(shù)文件。第二章橋梁試驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容及儀器本次檢測主要包括兩方面的內(nèi)容：靜載試驗(yàn)檢測和動載試驗(yàn)檢測。2.1 荷載試驗(yàn)的目的通常，對建成竣工后的橋梁均宜進(jìn)行荷載試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果作 為對橋梁承載能力、技術(shù)狀況與工程質(zhì)量

5、進(jìn)行綜合評價的重要依據(jù)。 本次試驗(yàn)的目的主要包括：(1)檢驗(yàn)該橋整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的可靠性；(2)判斷橋跨結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際受力狀態(tài)和工作狀態(tài)，評價結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性和工作性能，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的承載能力是否能滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；(3)通過動荷載試驗(yàn)以及結(jié)構(gòu)固有模態(tài)參數(shù)的實(shí)橋測試，了解橋跨結(jié)構(gòu)的動力特性，以及各控制部位在使用荷載下的動力性能， 為該橋 進(jìn)一步運(yùn)營的養(yǎng)護(hù)管理提供必要的數(shù)據(jù)和資料。2.2 靜載荷載試驗(yàn)?、檢驗(yàn)設(shè)計荷載作用跨中最大正彎矩下的撓度與應(yīng)變；?、檢驗(yàn)設(shè)計荷載作用支點(diǎn)最大剪力下的撓度與應(yīng)變；?、試驗(yàn)過程中裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展情況。2.3 動載荷載試驗(yàn)?結(jié)構(gòu)振動的振幅A與阻尼比，；?結(jié)構(gòu)振

6、型的測定，結(jié)構(gòu)的固有頻率f0;?汽車不同運(yùn)行速度時的沖擊系數(shù) 人序號位卷世各名市以格.型號等單位他局1DASF另走敕據(jù)梟旭和分柄笠汽刃。DASP-V10工冏散F臺轉(zhuǎn)件客1戶i 白注本幅用泡1試孰件套13時閶糧出分析聯(lián)件套t與EFDCPI/PSI模盒分析軟件堂1鼻宓康金蚓信分析軟件魚16沖出孩妣分析軟弁魚 工i總線多功能靜態(tài)感變涮狀麻統(tǒng)INV2366套Xs2人位網(wǎng)堵式栗兗儀INV3D60S有1 上g低抑加沌皮傳府蒲891T工燒向型水平加只* 110自分表WY-5O只16ii電皿應(yīng)變片11HW 1200坤1012電子水席位誄節(jié)妄1錮銅尺株卡1套111加載車40tA n935,必迷道輸車小汽車色2.

7、4 使用儀器表2-1試驗(yàn)儀器設(shè)備一覽表序號主要測試匚況加裁L況主要測試內(nèi)容1跨中最大正彎矩與撓度C1截面偏心加載撓度.應(yīng)變觀測2支點(diǎn)放而最大剪力C2截闿偏心加教擾度.應(yīng)變觀測ITTIlli Q.3第三章靜載試驗(yàn)實(shí)施3.1 試驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施荷載試驗(yàn)是通過對橋梁施加靜力荷載作用，測定橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并據(jù)此判定橋梁承載能力是否滿足要求。為了滿足鑒定橋梁承載能力的要求，試驗(yàn)荷載工況的選擇應(yīng)依據(jù) 反映橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力狀態(tài)的原則來進(jìn)行。 依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的 規(guī)定并結(jié)合試驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)體系的具體情況來設(shè)置加載工況。依據(jù)本次工程特點(diǎn)，靜載試驗(yàn)項(xiàng)目如表 3-1所示。表3-1靜載試驗(yàn)項(xiàng)目測試內(nèi)容圖

8、3-1靜載測試斷面示意圖3.2 測試項(xiàng)目及其量測方法(1)空心板撓度擬采用在空心板跨中底板設(shè)置測點(diǎn)，采用百分表測試；(2)空心板表面應(yīng)力(應(yīng)變)，擬采用在空心板底板表面粘貼應(yīng)變 片或表面式應(yīng)變計，配匹數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行測量；3.3荷載計算根據(jù)設(shè)計文獻(xiàn)規(guī)定，計算荷載：公路II級各試驗(yàn)橋梁橋跨理論內(nèi)力計算如下，由于在實(shí)際試驗(yàn)過程中，橋面瀝青層鋪設(shè)情況、試驗(yàn)環(huán)境、荷載重量、加載方式等各種不確定因素存在，會導(dǎo)致實(shí)際內(nèi)力計算值與以下內(nèi)力計算值產(chǎn)生差別，則在試驗(yàn)前、試驗(yàn)中及試驗(yàn)后需對其內(nèi)力計算按照實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整3.4加載車輛表3-2荷載計算圖形，“4HI !.-p :白靠元也空曼士荷段作用 卜0大萼力

9、圖'j ；- tri -： 卜挎中上王 二口 ,注常用.1 <. H fi 叫卜：«火! 3地 圖K-t:刖Lb 7憂試臉荷我作川再以的卜支點(diǎn)截而最三胸二三*0皿大典力及變形：川口1聯(lián) 得用電力呢3.4.1 試驗(yàn)承載能力加載方案根據(jù)公路橋梁荷載試驗(yàn)規(guī)程(JTG/T J21-01-2015 )的規(guī)定， 靜載試驗(yàn)荷載一方面應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的安全性， 另一方面又應(yīng)要求能夠充 分暴露結(jié)構(gòu)的承載能力，一般試驗(yàn)荷載效率系數(shù)要達(dá)到以下要求：<1.05q <0.95尸(1 Ss SI =qS一靜力試驗(yàn)荷載作用下，某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)的加載控制截面 內(nèi)力、應(yīng)力或變位的最大計算效應(yīng)值

10、；一按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)值；卜S 檢算荷載產(chǎn)生的同一加載控制 截面內(nèi)力、應(yīng)力或變位的最不利效應(yīng)計算值；q一靜力試驗(yàn)荷載效率。n理論上，對于每一個測試項(xiàng)目，不論是彎矩、剪力還是軸力都要 在其對應(yīng)的最不利位置進(jìn)行加載試驗(yàn)。 但在實(shí)際處理過程中，可以通 過理論計算對這些最不利的加載情況進(jìn)行合并，以提高試驗(yàn)的效率。W1.05q畦根據(jù)確定的控制設(shè)計的主要指標(biāo)，參照內(nèi)力影響線對相 應(yīng)的截面進(jìn)行最不利的試加載，在保證試驗(yàn)荷載效率達(dá)到0的情況下, 確定實(shí)際試驗(yàn)的加載車輛，.95最終采用的試驗(yàn)車輛的參數(shù)如表 3-3所示。車輛編號前軸重Fl &N)中后軸總重(F1+F2 > (kN)總聿(kN)軸距

11、<ni>輪距(m)前-中軸中-后軸廊準(zhǔn)車輛803204003. 81.41.9序主要測試 工況加載 車 數(shù)量捽制內(nèi)力試驗(yàn)效率試驗(yàn)荷載內(nèi)力跨中最大正彎矩426 in100. H內(nèi)支點(diǎn)最大翦力189.5 AM195. 6 AW103.2%iiH2yzxxxz>_ ,_ _ I.Z<»XV12圖3-2實(shí)際加載車輛軸重、軸距示意圖表3-3荷載試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)車 輛技術(shù)參數(shù)表 3.4.2荷載加載系數(shù)根據(jù)測試工況列出各控制截面內(nèi)力的靜載試驗(yàn)效率系數(shù)q見表3-4;表明各試驗(yàn)工況下的荷載效率系數(shù)均能達(dá)到規(guī)范要求。在上述荷載作用下， 各試驗(yàn)梁荷載效率系數(shù)在規(guī)定的范圍內(nèi)，梁體承載力可以得

12、到充分體 現(xiàn)，且并不至于對梁板造成損傷。表3-4黎家洞橋靜載試驗(yàn)效率(內(nèi)力單位：kNm)3.5 試驗(yàn)加載步驟加載前一天，將試驗(yàn)跨梁底混凝土電阻應(yīng)變片粘貼、檢查完畢。正式加載試驗(yàn)前調(diào)試靜態(tài)電阻應(yīng)變儀， 將各點(diǎn)應(yīng)變調(diào)零，標(biāo)示變形測 點(diǎn)位置，測量加載車輛軸距及軸重，標(biāo)出加載線。正式加載前，對結(jié) 構(gòu)進(jìn)行2次預(yù)加載，使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常工作狀態(tài)，消除結(jié)構(gòu)的非彈性變 形。同時檢查測試設(shè)備工作狀況是否正常，性能是否可靠，并預(yù)演人 員組織及操作情況。每級荷載加載后，等待結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定。根據(jù)公 路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程，按結(jié)構(gòu)在同一級荷載內(nèi)，最后5分 鐘變位增量小于前一個5分鐘變位增量的15%,且加載穩(wěn)定時間不 小于

13、15分鐘。則可以正式讀數(shù)記錄。全部卸載完成后，待時 30分 鐘以上讀各測量參數(shù)的殘余值。整個試驗(yàn)過程中，要隨時關(guān)注量測值的變化是否符合規(guī)律，及時排除故障。若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，應(yīng)查明原因，排除故障后研究是否繼續(xù)加載。出現(xiàn) 以下情況，立即停止加載：?控制測點(diǎn)應(yīng)力已達(dá)到或超過理論計算的控制應(yīng)力時；?控制測點(diǎn)撓度超過規(guī)范允許值時；?由于加載，使結(jié)構(gòu)裂縫長度、寬度急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)； 裂縫超過允許值的裂縫大量增多，對結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大影響時；?發(fā)生其他損壞，影響橋梁承載能力或正常使用時。正式加載按以下荷載工況加載程序進(jìn)行試驗(yàn)，車速小于5km/h。3.6 試驗(yàn)加載程序(1)在進(jìn)行正式加載試驗(yàn)前，用兩輛

14、載重加載車分別在橋跨L/2或L/4進(jìn)行橫橋向?qū)ΨQ的預(yù)加載，預(yù)加載試驗(yàn)每一加載載位的持荷時間 為20分鐘。預(yù)加載的目的在于，一方面是使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常工作狀態(tài)， 另一方面是檢查測試系統(tǒng)和試驗(yàn)組織是否工作正常。在確認(rèn)測試系統(tǒng) 和試驗(yàn)組織工作正常后，預(yù)加載試驗(yàn)宜反復(fù)進(jìn)行兩次。(2)預(yù)加載卸至零荷載，并在結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)后，才可進(jìn) 入正式加載試驗(yàn)。正式加載試驗(yàn)分別按試驗(yàn)方案所列的加載工況序號 逐一進(jìn)行，完成一個序號的加載工況后，應(yīng)使結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢 復(fù)，方可進(jìn)入下一序號的加載工況。結(jié)構(gòu)零荷充分恢復(fù)的標(biāo)志是，加 載試驗(yàn)實(shí)測的結(jié)構(gòu)最大變位測點(diǎn)在卸零荷后變位恢復(fù)最后一個10分鐘的增量小于第1個10分鐘

15、增量的15%。3.7 加載方式與分級加載為了獲取結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載與變位的相關(guān)曲線，防止結(jié)構(gòu)加載意外損 傷，就某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目，其靜力試驗(yàn)荷載分成三級或四級加載，分 兩級卸零。加載方式為單次逐級遞加到最大荷載，然后分級卸至零荷載。靜 力試驗(yàn)荷載的加載分級主要依據(jù)載車在某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目對應(yīng)的控 制截面內(nèi)力和變位影響面內(nèi)縱橫向位置的不同以及加載車數(shù)量的多 少，大約分成設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生該加載試項(xiàng)目對應(yīng)的控制截面內(nèi)力 或變位的最不利效應(yīng)值的60%、80%、100%。3.8 加載位置與加載工況確定試驗(yàn)加載位置與加載工況的確定主要依據(jù)以下原則進(jìn)行：(1)盡可能用最少的加載車輛達(dá)到最大的試驗(yàn)荷載效率；(2)在滿

16、足試驗(yàn)荷載效率以及能夠達(dá)到的試驗(yàn)?zāi)康那疤嵯拢虞d工 況進(jìn)行簡化、合并，以盡量減少加載位置；(3)每一加載工況依據(jù)某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目為主，兼顧其他加載試驗(yàn) 項(xiàng)目。靜力試驗(yàn)確定的加載工況及相應(yīng)的加載位置和加載試驗(yàn)項(xiàng)目按照 實(shí)際計算結(jié)果為準(zhǔn)。3.8.1 車載布置各工況最大效應(yīng)車載布置根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行布置。圖3-3跨中最大正彎矩影響線圖3-4工況1 (跨中最大正彎矩)加載及車輛布置情況圖3-5支點(diǎn)最大剪力影響線圖3-6工況2 （支點(diǎn)最大剪力）加載及車輛布置情況3.8.2 撓度測點(diǎn)布置方案橋面撓度擬采用在空心板跨中底板設(shè)置測點(diǎn)，采用百分表測試;具體布設(shè)情況見圖3-7。圖3-7撓度測量布置情況（百分表）3.

17、8.3 應(yīng)變測點(diǎn)布置方案應(yīng)變測試：在空心板的底板安裝靜態(tài)應(yīng)變片進(jìn)行應(yīng)變測試，每個 測試截面的應(yīng)變測點(diǎn)布置如圖3-8。圖3-8跨中截面應(yīng)變測量布置情況11山2 K t F' 嗎只.： !2 土.,'x fti 人 I'J 萬 >幽出宓升文;則制T宓彬< rran >AT4. O1A1-2. 37A-Z3. 82A22. asA-=A3-2. S&i3, S3Ad一Nh 曰2A -S一第4。T !.-2. 0M*一1&A6-3. 27A-T三，一二：A-T13 e 32尹一顯 15sA-B7.距f. 4 3RS7. 41A-10-5. 3C

18、A-1Q7.18A-l 1aA -110A-l 20A-12oA -3 3oA-13aA-14o0AT 5oA-150A工GoA-160r;兄1匚，定2J中他跆1 O-*' >Z£-沏Ij疝土中ift 14受FT J 尸T： 1g尸一! J P-l ')35F -2 C J*-2 * )Fw r P 2 * )3TF -3 -f ；F-3 r P-3' 53TF-1 CP-1/3日5產(chǎn)一4 1 P-4-139F-5 C戶5,3Pf一5'339FF C-21gpf rm1 “I?日表3-5各加載工況下截面最大撓度理論值表3-6各加載工況下截面應(yīng)變理

19、論值第四章動載測試4.1 動載試驗(yàn)概述橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，如固有頻率、阻尼系數(shù)和振型等，只與結(jié) 構(gòu)本身的固有性質(zhì)有關(guān)，是結(jié)構(gòu)振動系統(tǒng)的基本特征。橋梁動載試驗(yàn) 就是要從大量的實(shí)測數(shù)據(jù)信號中，了解結(jié)構(gòu)自身的動力特性以及結(jié)構(gòu) 抵抗受迫振動和突發(fā)荷載作用的能力，綜合評價橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性 及動力響應(yīng)。揭示橋梁結(jié)構(gòu)振動的內(nèi)在規(guī)律，以判斷結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作 狀態(tài)，同時也為使用階段結(jié)構(gòu)評估積累原始數(shù)據(jù)。4.2 試驗(yàn)?zāi)康臉蛄簞恿奢d試驗(yàn)的目的是測定橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性，即橋梁結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型、阻尼比等橋梁結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)；測定橋梁結(jié)構(gòu)在汽車動荷載作用下的強(qiáng)迫振動響應(yīng)，即橋梁結(jié)構(gòu)的動位移、動應(yīng)力、 沖擊效應(yīng)等。通過動

20、載試驗(yàn)和理論分析來了解橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作 用下的實(shí)際工作狀態(tài)，判斷和評價橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力和使用條件。 并結(jié)合橋梁靜力荷載試驗(yàn)結(jié)果，對橋梁質(zhì)量做出合理的評價，為橋梁 運(yùn)營管理及改造提供科學(xué)的依據(jù)。4.3 測試系統(tǒng)北京東方振動和噪聲技術(shù)研究所研制的INV306U智能信號采集 處理分析儀及DASP-V10分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，動力特性 測試系統(tǒng)見圖4-1。圖4-1動力特性測試系統(tǒng)框圖現(xiàn)口工況號荷載作用方式及步驟跑車試驗(yàn)D1D1-1試驗(yàn)車以10kn/h勻速通過全橋 D1-2出驗(yàn)41以20km/h勺速通過全橋D1-3試臉年以SOkm/h勻速通過全橋跳車試騎D2跳過障礙物（高10e的三珀形橫木）

21、剎車試驗(yàn)D3D3T試驗(yàn)車以,10km/h勻速行車，并在跆中急剎車 D3-2試驗(yàn)車以20km/h勻速行車.并在跨中急剎車D3-3試驗(yàn)乍以3Gkm4i勻速行車,并在跨中急剎儂脈動試驗(yàn)D4自然環(huán)境激勵4.4 試驗(yàn)內(nèi)容(1)在橋面上，使用一輛重量為 400kN的汽車分別以10km/h、 20km/h、30km/h的行駛速度進(jìn)行跑車，使橋梁產(chǎn)生受迫振動，量測 橋梁的振幅和振動頻率；(2)在橋面上，使用一輛重量為 400kN的汽車分別以10km/h、 20km/h、30km/h的速度，行駛至跨中位置緊急剎車使橋梁產(chǎn)生受迫 振動，量測橋梁的振幅與振動頻率；(3)在試驗(yàn)橋跨的跨中位置，一輛重量為 400kN的汽車前輪駛 越10cm高的三角墊木，利用車輪的突然下落對橋梁產(chǎn)生沖擊，激起橋梁的豎向振動，量測橋梁的振幅、固有振動頻率和阻尼；(4)記錄橋梁在環(huán)境自然脈動下的振動， 通過軟件分析得到橋梁 的固有振