荷載試驗檢測報告(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上立交橋荷載試驗檢測報告 報告編號：BU           工程試驗檢測有限責(zé)任公司二六年八月    注 意 事 項  1. 本報告應(yīng)蓋有公章，否則為無效報告。2. 復(fù)制報告未重新蓋章無效。3. 報告無試驗（檢測）、審核、批準(zhǔn)人簽字無效。4. 報告涂改無效。5. 對檢測報告有異議，應(yīng)于本報告發(fā)出之日起15天內(nèi)向本公司提出，逾期不予受理。    

2、0;  通信地址：郵政編碼：電 話：傳 真： 專心-專注-專業(yè)  立交橋荷載試驗檢測報告  現(xiàn)場檢測： 數(shù)據(jù)處理： 報告編寫： 報告審核： 報告批準(zhǔn)：      檢 測 報 告工程名稱立交橋靜載及動載試驗委托單位市政工程管理處地 址 檢測時間2006年8月10日樣品數(shù)量 件檢測依據(jù) 立交橋施工圖設(shè)計文件，1991 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTJ071-98） 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004） 公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范（JTG H11-2004）

3、公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程，交通部公路科學(xué)研究所，2003年4月 公路舊橋承載能力鑒定方法（試行），人民交通出版社，1988年檢測項目橋梁靜載及動載試驗檢 測 結(jié) 論 理論計算與現(xiàn)場檢測結(jié)果表明該橋應(yīng)力及撓度均滿足規(guī)范要求。根據(jù)現(xiàn)場靜載試驗檢測和理論檢算，立交橋目前能夠滿足汽-20、掛-100荷載的設(shè)計要求?，F(xiàn)場動載試驗結(jié)果表明該橋的動力性能符合設(shè)計要求。 檢測單位蓋章：報告批準(zhǔn)日期： 2006年8月16日報告有效期至： 2007年8月15日報告編號：BU 批 準(zhǔn)： 審 核： 編 制： 目 錄 立交橋靜載及動載試驗檢測報告 一、概

4、述立交橋位于市，于1991年5月開始修建。該橋為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁簡支橋，標(biāo)準(zhǔn)跨徑15.36m,計算跨徑13.7m,凈跨徑12.9m,橋?qū)?9.86m，為雙向四車道橋梁。上部結(jié)構(gòu)主梁為預(yù)應(yīng)力簡支T型梁，橫向共2根外梁和12根內(nèi)梁。該橋設(shè)計荷載：機(jī)動車道為汽- 20，掛-100；人行道荷載為3.5kN/m2。立交橋于1992年竣工通車。橋梁概貌如圖1、圖2、圖3、圖4：  圖1 橋梁立面照片  圖2 橋梁平面照片   圖3 橋梁底面平面照片 圖4 橋梁橫隔板照片 二、靜載試驗2.1 試驗檢測目的1. 評

5、定現(xiàn)有橋梁的實際承載能力，為橋梁的使用及維修加固提供必要的依據(jù)。由于橋梁運營多年，橋梁的部分部位出現(xiàn)缺陷，如裂縫等，通過檢測確定橋梁各部損耗的程度及實際承載能力。而且現(xiàn)在交通量不斷增加，車輛載重量不斷加大，對橋梁通過能力和承載能力的要求也愈來愈高，通過檢測，確定現(xiàn)有橋梁的荷載等級，從而決定是否需要通過加固來提高其荷載等級。2. 對現(xiàn)有橋梁進(jìn)行全面技術(shù)評定，建立和積累必要的技術(shù)檔案資料。通過檢測建立和積累技術(shù)資料，為加強(qiáng)橋梁科學(xué)管理及提高橋梁技術(shù)水平提供必要條件。2.2 試驗檢測內(nèi)容選擇14根梁中的5片主梁分別測試如下內(nèi)容： 主梁的撓度：跨中的撓度，支點沉降； 主梁的應(yīng)力：跨中截面、四分點、支座

6、截面應(yīng)力； 橫隔板的應(yīng)力：跨中截面的應(yīng)力，確定橫向分布系數(shù)； 裂縫展開情況，新裂縫產(chǎn)生情況。2.3 試驗檢測依據(jù) 立交橋施工圖設(shè)計文件，1991年5月； 公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTJ071-98）； 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004）； 公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范（JTG H11-2004）； 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程，交通部公路科學(xué)研究所，2003年4月； 公路舊橋承載能力鑒定方法(試行)，人民交通出版社，1988年。2.4 靜載試驗檢測方法2.4.1 概 述簡支梁橋是我國公路上中小跨徑橋梁中使用最廣泛的一種橋梁體系。梁橋具有受力明確、構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu)點

7、。簡支梁橋的上部結(jié)構(gòu)由主梁、橫隔板、橋面板、橋面構(gòu)造等部分組成。主梁是橋梁的主要承重構(gòu)件；橫隔板保證各根主梁相互結(jié)成整體，以提高橋梁的整體剛度；主梁的上翼緣構(gòu)成橋面板，組成行車（人）平面，承受車輛（人群）荷載的作用。簡支梁橋系靜定結(jié)構(gòu)，受力較簡單。本次荷載試驗的目的就是希望通過對實橋進(jìn)行加載、測試，達(dá)到摸清橋梁結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)；通過實測各控制截面的應(yīng)力和變形（撓度），并與相應(yīng)的理論檢算值相比較，進(jìn)而分析與判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力和使用條件。立交橋?qū)儆陬A(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土T型梁簡支橋，根據(jù)該橋的受力特點進(jìn)行靜載試驗。2.4.2 試驗荷載立交橋設(shè)計荷載為汽-20、掛-100，考慮到：立交橋建橋后有

8、重型車輛通過，最后通過結(jié)構(gòu)檢算，決定采用4輛200KN汽車進(jìn)行靜載試驗。加載車輛主要尺寸見圖5：  圖5 加載車輛示意圖200KN加載車輛總重20噸，前輪軸重5.0噸，后輪軸重15.0噸，其主要尺寸見上圖。2.4.3 測試截面以及測點布置為測定主梁的混凝土在活載作用下的應(yīng)力情況，取橋梁西北角這一1/4區(qū)域的梁布置應(yīng)變片，布置區(qū)域圖如下示，選取橋的第3根梁至第7根梁共5片內(nèi)梁進(jìn)行布置，梁的記數(shù)從橋的西面開始，分別記為T1，T2，T3，T4，T5，T6，T7，T8，T9，T10，T11，T12，T13，T14，如圖所示。對T3T7每根梁有選擇地取跨中，1/4跨及支座處的斷面布設(shè)

9、了如下測點：每根梁跨中斷面梁底和梁側(cè)及中性軸處，1/4跨斷面，支座處剪力應(yīng)變花共4個測點7個應(yīng)變片，5片梁共20個測點35個應(yīng)變片，另外選取T5與T7之間跨中部位的橫隔板底面布置3個應(yīng)變片，另布置一個共用溫度補(bǔ)償片，總計23個測點39個應(yīng)變片。圖6中陰影部分為加載區(qū)域，如下示。在跨中和支座布置4個靶標(biāo)用來測量橋梁跨中最大撓度及支座沉降。  圖6 橋梁布載及靶標(biāo)布置區(qū)域 實際測點布置位置部分如圖7、8所示： 圖7 梁跨中的貼片布置  圖8 支座處的貼片布置 2.4.4 加載位置對該橋進(jìn)行加載，橋跨采用規(guī)范所規(guī)定的幾種布載方式，

10、加載位置如下所示：圖9 橋跨第一種布載方案示意圖 圖10 橋跨第二種布載方案示意圖 圖11 橋跨第三種布載方案示意圖 圖12 橋跨第四種布載方案示意圖 2.4.5 加載方法由于該橋為單跨簡支T型梁橋結(jié)構(gòu)，取其半跨進(jìn)行加載試驗。本次靜載試驗共有4個加載工況，第一工況為2輛20噸汽車荷載以第一種布載方案加在橋跨上；第二工況為2輛20噸汽車荷載以第二種布載方案加在橋跨上；第三工況為4輛20噸汽車荷載以第三種布載方案加在橋跨上；第四工況為2輛20噸汽車荷載以第四種布載方案加在橋跨上，該種工況為偏載。 圖13 工況一照片(汽車荷載以第一種布載方案布在橋跨

11、上) 圖14 工況二照片(汽車荷載以第二種布載方案布在橋跨上) 圖15 工況三照片(汽車荷載以第三種布載方案布在橋跨上)圖16 工況四照片(汽車荷載以第四種布載方案布在橋跨上)2.4.6 試驗檢測儀器表1 主要檢測儀器設(shè)備一覽表序號儀器設(shè)備名稱規(guī)格型號生產(chǎn)廠家數(shù) 量備 注1程控靜態(tài)應(yīng)變儀  1臺 2應(yīng)變片  39片 3200KN重車  4輛 4筆記本電腦  2臺 5橋梁撓度檢測儀BJQN-4D型北京光電研究所1臺   圖17

12、程控靜態(tài)電阻應(yīng)變儀(蘭德科技BZ2205C型) 2.4.7 靜載試驗結(jié)果表2 各工況下梁各測點的試驗結(jié)果應(yīng)力值（MPa）測 點工況一工況二工況三工況四最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值跨中        1/4跨        支座        橫隔板       

13、;  表3 各工況下最大撓度及殘余檢測結(jié)果撓 度 檢 測 結(jié) 果 工況一工況二工況三工況四撓度（mm）    殘余（mm)     表4 各工況下跨中測得的最大應(yīng)力及殘余應(yīng)力（MPa)最大應(yīng)力及殘余應(yīng)力（MPa) 工況一工況二工況三工況四應(yīng)力    殘余應(yīng)力     三、動載試驗3.1 動載試驗?zāi)康臉蛄航Y(jié)構(gòu)的動力荷載試驗是研究橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性和車輛動力荷載與橋梁結(jié)構(gòu)的聯(lián)合振動

14、特性。這些測試結(jié)果數(shù)據(jù)是判斷橋梁結(jié)構(gòu)運營狀況和承載特性的重要指標(biāo)。橋梁結(jié)構(gòu)某振型的振動周期（或頻率）與結(jié)構(gòu)的剛度有著確定的關(guān)系，尤其在研究橋跨結(jié)構(gòu)的橫向剛度時，往往以其橫向振動周期為指標(biāo)。在設(shè)計時亦要避免引起橋跨結(jié)構(gòu)共振的強(qiáng)迫振動振源（車輛）的頻率與橋跨結(jié)構(gòu)自振頻率相合，引起過大的共振振幅危及橋梁。通過本次動載試驗主要達(dá)到以下目的：1.通過動載試驗，測得在移動車輛荷載作用下，橋梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)增量，進(jìn)而判斷結(jié)構(gòu)在受到不同動荷載作用下的動態(tài)反應(yīng)是否在橋梁的一般容許范圍內(nèi)。2.通過動力特性試驗，了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性及其在長期使用荷載階段的動力性能。3.通過動載試驗研究和理論計算分析，對橋梁的承載

15、能力及其工作狀況作出綜合評價。4.為橋梁維護(hù)提供依據(jù)，指導(dǎo)橋梁的正確使用和養(yǎng)護(hù)、維修。3.2 動載實驗內(nèi)容 動載試驗用于了解橋梁自身的動力特性和抵抗受迫振動和突發(fā)荷載的能力。其主要項目內(nèi)容包括：橋梁結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的受迫振動特性，如橋梁結(jié)構(gòu)的動位移、動應(yīng)力、沖擊系數(shù)等，另外還包括橋梁結(jié)構(gòu)自身的自振特性，如自振頻率、振型和阻尼比。3.3 動載試驗方法 該橋擬進(jìn)行行車試驗，試驗時采用一輛20噸的車以車速為10km/h、20km/h、30km/h勻速通過橋跨結(jié)構(gòu)，由于在行駛過程中對橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。通過動力測試系統(tǒng)測定橋跨結(jié)構(gòu)主要控制截面測點的動撓度時間歷程曲線和車輛對橋

16、面沖擊系數(shù)。3.4動載試驗儀器 本次動載試驗檢測設(shè)備采用北京光電研究所研制生產(chǎn)的橋梁撓度檢測儀，對一輛20噸的汽車以不同車速駛過橋跨時進(jìn)行行車試驗，儀器如下圖所示。圖18 橋梁撓度檢測儀 3.5動載試驗測試結(jié)果及分析 對于行車試驗，一輛20噸的主車以車速為15km/h、20km/h、25km/h勻速通過橋跨結(jié)構(gòu)，在行駛過程中對橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。典型波形圖如圖 19、20、21所示。 圖19 15km/h行車時的典型曲線 圖20 20km/h行車時的典型曲線 圖21 25km/h行車時的典型曲線靜撓度和動撓度如何直接看出來 根據(jù)15km/h跑

17、車動撓度曲線圖19可得： 跨中靜撓度Smean=0.394mm,動撓度Smax=0.406mm，沖擊系數(shù)1+ = =1.031。 根據(jù)20km/h跑車動撓度曲線圖20可得： 跨中靜撓度Smean=0.390mm,動撓度Smax=0.405mm，沖擊系數(shù)1+ = =1.038。 根據(jù)25km/h跑車動撓度曲線圖21可得： 跨中靜撓度Smean=0.706mm,動撓度Smax=0.752mm，沖擊系數(shù)1+ = =1.065。四、橋梁理論值計算結(jié)構(gòu)理論計算主要是以該橋的有關(guān)設(shè)計資料為計算依據(jù)，并對某些參數(shù)進(jìn)行經(jīng)驗假定，建立橋梁的主體模型，分析結(jié)構(gòu)的受力狀況，驗證原設(shè)計結(jié)構(gòu)是否滿足現(xiàn)行要求。4.1 計

18、算方法采用有限元軟件Madis，建立三維空間幾何模型，進(jìn)行有限元分析，計算出結(jié)構(gòu)在各工況情況下應(yīng)力、內(nèi)力和位移，按照規(guī)范所規(guī)定的各項容許指標(biāo)，驗算其是否滿足結(jié)構(gòu)承載力要求，并找出應(yīng)力儲備較為薄弱，易損壞的構(gòu)件。4.2 計算說明1、對該橋空間仿真分析，按照現(xiàn)場詳測的具體資料，力求全面反映結(jié)構(gòu)實際情況，完整模擬結(jié)構(gòu)受力的各種工況原則進(jìn)行。在模型中主要采用梁單元和板單元，橋的主體都是采用梁單元。在建模的過程中考慮到解算的精度和速度，對全橋進(jìn)行有限元離散時，對于不同位置及不同重要程度的構(gòu)件，采用了不同的網(wǎng)格密度。全橋模型如圖23所示：圖22 全橋模型圖2、坐標(biāo)系和單位建立的有限元模型的坐標(biāo)系如上圖所示

19、，X軸方向為順橋向，Y軸為橫橋向，Z軸為豎直方向。（單位除說明外均為國際單位制）3、正負(fù)號的規(guī)定應(yīng)力值：正號表示為拉應(yīng)力，負(fù)號表示為壓應(yīng)力。位移：沿坐標(biāo)軸正方向的位移為正，沿坐標(biāo)軸負(fù)方向的位移為負(fù)。4、材料及其屬性采用立交橋設(shè)計材料參數(shù)進(jìn)行計算，C40混凝土的彈性模量E=3.3e10Pa，泊松比0.166，密度=25kN/m3。5、計算工況汽車荷載：按照原設(shè)計的車行道汽-20荷載，汽車荷載分為四個工況即進(jìn)行靜載試驗的四個工況。4.3 部分計算結(jié)果1、豎向位移(單位：m)圖23 工況一豎向位移圖圖24 工況二豎向位移圖圖25 工況三豎向位移圖圖26 工況四豎向位移圖2、結(jié)構(gòu)應(yīng)力由于本橋按三維空間

20、模型建模，這里只示出幾種工況下的部分應(yīng)力云圖，其它具體應(yīng)力結(jié)果列表給出。汽車荷載作用下：（單位：10kPa） 圖27 工況一梁軸向應(yīng)力圖 圖29 工況一梁剪應(yīng)力Qz圖圖30 工況一梁截面應(yīng)力My圖圖31 工況一梁截面應(yīng)力Mz圖圖32 工況一板底組合應(yīng)力最大值圖3、 結(jié)構(gòu)內(nèi)力圖48 工況一軸向力Fx圖  圖49 工況一剪力Fz圖圖50 工況一彎矩My圖圖51 工況一扭矩Mz圖圖52 工況二軸向力Fx圖 圖53 工況二剪力Fz圖圖54 工況二彎矩My圖圖55 工況二扭矩Mz圖  根據(jù)前述的荷載，表5列出汽車荷載下四種工況相應(yīng)于進(jìn)

21、行靜載試驗時各測點的理論應(yīng)力值情況，表6給出各工況下跨中撓度的計算值： 表5 各工況下梁各測點的理論計算應(yīng)力值（MPa）測 點工況一工況二工況三工況四最大值平均值最大值平均值最大值平均值最大值平均值跨中        1/4跨        支座        橫隔板       

22、;  表6 各種工況下理論計算所得的撓度值（mm）測點位置工況一工況二工況三工況四梁 跨 中      表7 應(yīng)力校驗系數(shù)工況荷載效率系數(shù)應(yīng) 力（MPa)校驗系數(shù)設(shè)計跨中理論值實測跨中平均值工況一    工況二    工況三    工況四     表8 撓度校驗系數(shù) 撓 度（mm)校驗系數(shù)工況荷載效率系數(shù)設(shè)計理論值實測平均值工況一