道路與橋梁工程技術(shù)創(chuàng)新論文

1、摘要橋梁荷載試驗(yàn)檢測方案對于橋梁檢測的具體實(shí)施有一定的指導(dǎo)作用,剛竣工橋梁的外觀檢查,動(dòng)載和靜載是橋梁檢測的重要部分關(guān)鍵詞:試驗(yàn)檢測方案橋梁動(dòng)載靜載目錄橋梁荷載試驗(yàn)方案 (31 工程概況 (32 試驗(yàn)?zāi)康?(33 試驗(yàn)依據(jù) (44 項(xiàng)目實(shí)施的主要內(nèi)容 (4附錄靜力荷載試驗(yàn)測試斷面、測點(diǎn)布置及加載細(xì)則 (9附錄擬投入項(xiàng)目設(shè)備清單 (12橋梁荷載試驗(yàn)方案1 工程概況1.1 試驗(yàn)橋梁概況群聯(lián)村大橋群聯(lián)村大橋中心樁號K17+475,上部結(jié)構(gòu)為4x40+5x40 m預(yù)應(yīng)力砼(后張先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁;下部結(jié)構(gòu)柱式臺配樁基礎(chǔ)、柱式墩配樁基礎(chǔ)。橋梁全長為366.08 m。1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1 設(shè)計(jì)汽車荷

2、載:公路-I級;(2 設(shè)計(jì)速度:80公里/小時(shí)(3 抗震指標(biāo):地震動(dòng)峰值加速度:<0.05g,地震基本烈度:<度。(4橋面凈寬:群聯(lián)村大橋2 試驗(yàn)?zāi)康母鶕?jù)國家有關(guān)規(guī)定,大型橋梁或新建成橋梁完工后應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)鑒定性質(zhì)的驗(yàn)收荷載試驗(yàn),目的是對橋梁的質(zhì)量和工作性能是否與設(shè)計(jì)相符作出檢驗(yàn)與評價(jià)?；谶@一根本目的,本次荷載試驗(yàn)具體目的如下:(1通過測定橋跨結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的控制截面應(yīng)力和撓度,并與理論計(jì)算值比較,判定實(shí)際結(jié)構(gòu)控制截面應(yīng)力與撓度值是否與設(shè)計(jì)要求相符。(2通過測定橋跨結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)動(dòng)荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng),擬評定實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。(3通過現(xiàn)場加載試驗(yàn)以及對試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)象的綜

3、合分析,對實(shí)際結(jié)構(gòu)作出總體評價(jià)。3 試驗(yàn)依據(jù)(1交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004;(2交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004;(3交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)第一冊土建工程(JTG F80/1-2004;(4交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范(JTG H11-2004;(5交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(JTG/T J21-2011;(6大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法(“鐵組”YC4-4/1978科研專題;(7交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)(JTG/T H21-2011;(8建設(shè)單位提供的橋

4、梁設(shè)計(jì)圖紙及計(jì)算資料,包括施工單位提供的部分施工圖紙、設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果文件等。4 項(xiàng)目實(shí)施的主要內(nèi)容(1結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗(yàn);(2結(jié)構(gòu)動(dòng)力荷載試驗(yàn);(3上部構(gòu)造主要承重構(gòu)件混凝土強(qiáng)度(超聲回彈法;(4主要結(jié)構(gòu)尺寸檢測。4.1 靜載試驗(yàn)橋梁靜力荷載試驗(yàn)主要是通過測量橋梁結(jié)構(gòu)在靜力試驗(yàn)荷載作用下的變形和內(nèi)力,比較橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)能否滿足設(shè)計(jì)荷載作用下正常使用要求。測定項(xiàng)目及內(nèi)容為主梁控制截面撓度變形和應(yīng)力等。(1交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTG D60-2004 ;(2交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTG D62-2004;靜力試驗(yàn)荷載加載方式是

5、采用單輛重約300kN 的三軸載重汽車作為等效荷載,在試驗(yàn)過程中模擬設(shè)計(jì)活載所產(chǎn)生的內(nèi)力值。因此就具體某一測試項(xiàng)目(截面而言,其所需加載車輛的數(shù)量,將根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生的在該項(xiàng)目(截面最不利內(nèi)力或變位值,按下式所確定的原則等效換算而得,不同截面其荷載效率將隨加載位置不同而不同,介于0.951.05之間。05.11(95.0+=sS state 式中: 靜力試驗(yàn)荷載效率;ss t a t 試驗(yàn)荷載作用下,某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目(截面對控制截面內(nèi)力或變位等的最大計(jì)算效應(yīng)值;s 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載不計(jì)沖擊荷載作用時(shí)產(chǎn)生的該加載試驗(yàn)項(xiàng)目(截面對應(yīng)的控制截面內(nèi)力或變位等的最不利計(jì)算效應(yīng)值;1(+ 設(shè)計(jì)計(jì)算取用的

6、沖擊系數(shù)。1、群聯(lián)村大橋根據(jù)現(xiàn)場情況,靜載試驗(yàn)左右幅選取第5、6跨作為試驗(yàn)跨,詳細(xì)測試斷面、測點(diǎn)布置及加載細(xì)則見附錄I 。1、群聯(lián)村大橋工況:第5跨最大正彎矩截面(1-1截面在最不利汽車荷載(分正載和偏載兩種工況作用下的最大正彎矩效應(yīng);工況:第6跨跨中最大正彎矩截面(2-2截面在最不利汽車荷載(分正載和偏載兩種工況作用下的最大正彎矩效應(yīng);以上為群聯(lián)村大橋荷載試驗(yàn)工況,共分為兩種工況。左右幅荷載試驗(yàn)工況均相同。(1應(yīng)力(應(yīng)變測試主梁應(yīng)力控制截面混凝土表面應(yīng)力(應(yīng)變,擬采用在混凝土表面粘貼標(biāo)距為100mm、阻值為120的應(yīng)變片,配匹DH3815N數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)進(jìn)行測量。(2撓度測試主梁控制斷面橋

7、面撓度的測量擬采用百分表或精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行測試。(1試驗(yàn)加載程序控制在進(jìn)行正式加載試驗(yàn)前,用兩輛載重加載車分別對測試對象各跨跨中進(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(shí)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。預(yù)加載卸至零荷載,并在結(jié)構(gòu)得到充分的零荷載恢復(fù)后,才可進(jìn)入正式加載試驗(yàn)。正式加載試驗(yàn)分別按加載工況序號逐一進(jìn)行,完成一個(gè)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(gè)10分鐘的增量小于第1個(gè)10分鐘增

8、量的15%。(2靜力試驗(yàn)規(guī)則靜力試驗(yàn)原則上宜選擇在氣溫變化不大于2和結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)過程中在量測試驗(yàn)荷載作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)的同時(shí)應(yīng)相應(yīng)地測量結(jié)構(gòu)表面溫度。靜力試驗(yàn)荷載持續(xù)時(shí)間,原則上取決于結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對穩(wěn)定所需要的時(shí)間,只有結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對穩(wěn)定后,才能進(jìn)入下一荷載階段。同一級荷載內(nèi),若結(jié)構(gòu)變位最大的測點(diǎn)在最后5分鐘內(nèi)的變位增量小于第一個(gè)5分鐘變位增量的15%,或小于所用量測儀器的最小分辨值,即認(rèn)為結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對穩(wěn)定。全部測點(diǎn)在正式加載試驗(yàn)前均應(yīng)進(jìn)行零級荷載讀數(shù),以后每次加載或卸載后應(yīng)即讀數(shù)一次,并在結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對穩(wěn)定后,進(jìn)入下一級荷載之前再讀數(shù)一次。對結(jié)構(gòu)變位較大的測點(diǎn)

9、,宜每隔5分鐘觀測一次,以觀測結(jié)構(gòu)變位是否達(dá)到相對穩(wěn)定。若在加載試驗(yàn)過程中發(fā)生下列情況之一應(yīng)立即終止加載試驗(yàn):(a 控制測點(diǎn)應(yīng)力或力值超過計(jì)算值并且達(dá)到或超過按規(guī)范安全條件反算的控制應(yīng)力或力值時(shí);(b 控制測點(diǎn)撓度變形超過規(guī)范允許值時(shí);(c 由于加載試驗(yàn)使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非正常的受力損傷或局部發(fā)生損壞,影響橋梁承載能力和今后正常使用時(shí)。另外,在施加試驗(yàn)荷載過程中,當(dāng)某一加載工況接近滿載時(shí)(大于滿載量的80%,應(yīng)將該工況后續(xù)加載車在試驗(yàn)測試橋跨的行車速度控制在10Km/h以下;在卸載過程中,禁止多輛加載車同時(shí)啟動(dòng)。4.2 動(dòng)載試驗(yàn)動(dòng)載試驗(yàn)主要通過脈動(dòng)試驗(yàn)、行車試驗(yàn)和制動(dòng)試驗(yàn)測定橋梁作為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)在動(dòng)力

10、荷載作用下的受迫振動(dòng)特性和結(jié)構(gòu)的自振特性,測定橋梁的動(dòng)力特性(頻率、阻尼系數(shù)及動(dòng)力響應(yīng)(動(dòng)應(yīng)變沖擊系數(shù)等,以評價(jià)橋梁的動(dòng)力性能。(1脈動(dòng)試驗(yàn):測試在環(huán)境激勵(lì)下橋梁的微小振動(dòng)響應(yīng),分析橋梁的自振特性(自振頻率及阻尼比。(2行車試驗(yàn),在橋面無任何障礙的情況下,用1輛載重汽車(總重約300KN按對稱情形,以20 km/h、30 km/h、40 km/h、50 km/h的速度勻速跑車使橋梁產(chǎn)生受迫振動(dòng),測定橋跨結(jié)構(gòu)在運(yùn)行車輛荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)實(shí)測曲線。(3剎車試驗(yàn),在橋面無任何障礙的情況下,用1輛載重汽車(總重約300KN,以20km/h、30km/h進(jìn)行勻速跑車,在預(yù)定的截面位置進(jìn)行剎車,測定橋跨

11、結(jié)構(gòu)主要控制截面測點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力和動(dòng)撓度時(shí)間歷程響應(yīng)曲線。(1動(dòng)應(yīng)變觀測:采用在結(jié)構(gòu)混凝土表面粘貼長標(biāo)距混凝土應(yīng)變片,以動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀DH3817、動(dòng)態(tài)信號采集分析系統(tǒng)觀測混凝土表面應(yīng)變;橋跨結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)(位移,并同時(shí)記錄其輸出信號。(2沖擊系數(shù)觀測:采用實(shí)測動(dòng)應(yīng)變時(shí)程曲線計(jì)算得出;(3振動(dòng)速度觀測:采用在選定測點(diǎn)上安裝拾震器,配匹數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)進(jìn)行觀測。在測記橋跨結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)要注意保證信號完整,信號測記長度應(yīng)足夠,并需照顧到各測記通道的動(dòng)態(tài)范圍,小信號足夠靈敏,大信號不飽和,測記時(shí)應(yīng)配有示波器監(jiān)視振動(dòng)響應(yīng)信號的質(zhì)量。群聯(lián)村大橋根據(jù)現(xiàn)場情況,動(dòng)載試驗(yàn)截面布置在第6跨最大正彎矩截面(3-3截面上

12、,左右幅均相同,測點(diǎn)布置如附錄圖。表1 動(dòng)載試驗(yàn)工況表工況項(xiàng)目測試項(xiàng)目及其荷載位置無障礙行車試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)態(tài)增量車速20km/h無障礙行車試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)態(tài)增量車速30km/h無障礙行車試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)態(tài)增量車速40km/h無障礙行車試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)態(tài)增量車速50km/h剎車試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)態(tài)增量車速20km/hVI 剎車試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)、動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)態(tài)增量車速30km/h附錄靜力荷載試驗(yàn)測試斷面、測點(diǎn)布置及加載細(xì)則 圖1-1 群聯(lián)村大橋左右幅靜載試驗(yàn)控制截面圖(長度單位:cm 圖1-2 群聯(lián)村大橋左、右幅1-1、2-2、3-3截面應(yīng)

13、變測點(diǎn)布置圖 圖1-3 群聯(lián)村大橋左右幅撓度測試布置截面示意圖(長度單位:cm 圖1-4 群聯(lián)村大橋左、右幅A-A、B-B截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,撓度測試時(shí)各截面撓度數(shù)據(jù)采集擬采用精密水準(zhǔn)儀讀數(shù)。各截面應(yīng)變片的粘貼需使用橋檢車作業(yè)。加載細(xì)則 1-1(2-2 圖1-1 群聯(lián)村大橋左右幅靜載試驗(yàn)控制截面圖(長度單位:cm1、加載效率表表1 左、右線各截面設(shè)計(jì)最大彎矩及試驗(yàn)荷載效應(yīng)截面設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)-公路級(kN·m試驗(yàn)荷載(kN·m效率系數(shù)(q汽車控制彎矩1-1 6臺30T 8651.3 7334.9 0.852、1-1截面加載示意圖(工況1-1、1-2、1-3左、右

14、線汽車荷載縱向布置示意圖(6臺30T車左、右線汽車加載橫向布置(滿載貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道路與橋梁工程系創(chuàng)新論文 根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，撓度測試時(shí)各截面數(shù)據(jù)采集擬采用精密水準(zhǔn)儀讀數(shù),應(yīng)變片的粘 貼需使用橋檢車作業(yè)。 應(yīng)變片 i% 拾振器 第 11 頁 共 11 頁 貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道路與橋梁工程系創(chuàng)新論文 圖 1-1 群聯(lián)村大橋左右幅 3-3 號截面動(dòng)應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖 附錄 擬投入項(xiàng)目設(shè)備清單 表 1 擬投入大橋荷載試驗(yàn)項(xiàng)目的主要試驗(yàn)儀器、設(shè)備用表 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 設(shè)備名稱 臺（套）數(shù) 2 1 5 2 3 3 4 1 2 4 若干 3

15、1 1 中國 中國 中國 中國 中國 中國 江蘇 江蘇 江蘇 智博聯(lián) 山東 產(chǎn)地 蘇州 作 用 備注 精密水準(zhǔn)儀 DSZ2 手持紅外線測距儀 鋼卷尺 30m 皮尺 DH3815N 靜態(tài) 測試儀 DH3817 動(dòng)態(tài)測試儀 拾振器 ZBL-F103 裂縫觀測儀 ZC3-A 回彈儀 筆記本電腦 應(yīng)變片 發(fā)電機(jī) 橋梁檢測車 非金屬超聲檢測儀 標(biāo)高（撓度） 結(jié)構(gòu)尺寸 結(jié)構(gòu)尺寸 結(jié)構(gòu)尺寸、放樣 靜載試驗(yàn) 動(dòng)載試驗(yàn) 動(dòng)力特性 裂縫觀測 混凝土強(qiáng)度 數(shù)據(jù)采集 應(yīng)變傳感器 提供電源 測試工作平臺 混凝土強(qiáng)度 結(jié)論 橋梁檢測方案對橋梁檢測的具體實(shí)施具有指導(dǎo)意義！ 望全體工作人員同心協(xié)力，共同完成此次檢測工作。 第 12 頁 共 11 頁 貴州交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院道路與橋梁工程系創(chuàng)新論文 參考文獻(xiàn)： （1）交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D62-2004） ； （2）交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004） ； （3）交通行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) 第一冊 土建工程 （JTG F