三級公路改建工程大橋橋梁荷載試驗報告

PAGE報告編號：SXGSJC/BG-QL-2011-070三原縣蒲家河經(jīng)新安至安樂三級公路改建工程K32+088濁峪河大橋橋梁荷載試驗報告陜西高速公路工程試驗檢測有限公司2011年12月報告編號：SXGSJC/BG-QL-2011-070三原縣蒲家河經(jīng)新安至安樂三級公路改建工程K32+088濁峪河大橋橋梁荷載試驗報告報告年月日審核年月日簽發(fā)年月日報告附件共3份共23頁陜西高速公路工程試驗檢測有限公司2011年12月目錄HYPERLINK\l"_Toc304811634"1概述1HYPERLINK\l"_Toc304811635"2荷載試驗?zāi)康募皟?nèi)容1HYPERLINK\l"_Toc304811636"2.1荷載試驗?zāi)康?HYPERLINK\l"_Toc304811637"2.2荷載試驗內(nèi)容2HYPERLINK\l"_Toc304811638"3荷載試驗依據(jù)2HYPERLINK\l"_Toc304811639"4荷載試驗實施方案2HYPERLINK\l"_Toc304811640"5主要儀器設(shè)備3HYPERLINK\l"_Toc304811641"6K32+088濁峪河大橋檢測結(jié)果4HYPERLINK\l"_Toc304811642"6.1靜載試驗檢測結(jié)果4HYPERLINK\l"_Toc304811643"6.2動載試驗檢測結(jié)果5HYPERLINK\l"_Toc304811644"6.3檢測結(jié)論5HYPERLINK\l"_Toc304811645"附件1靜載試驗方案7HYPERLINK\l"_Toc304811646"1.1測試孔選取7HYPERLINK\l"_Toc304811647"1.2測試截面選取7HYPERLINK\l"_Toc304811648"1.3測點布置8HYPERLINK\l"_Toc304811649"1.4試驗荷載8HYPERLINK\l"_Toc304811650"1.5試驗工況9HYPERLINK\l"_Toc304811651"1.6試驗的實施與控制10HYPERLINK\l"_Toc304811652"附件2動載試驗方案11HYPERLINK\l"_Toc304811653"2.1測試截面選取11HYPERLINK\l"_Toc304811654"2.2試驗工況11HYPERLINK\l"_Toc304811655"2.3試驗實施11HYPERLINK\l"_Toc304811656"附件3K32+088濁峪河大橋檢測數(shù)據(jù)匯總12HYPERLINK\l"_Toc304811657"3.1靜載檢測結(jié)果12HYPERLINK\l"_Toc304811658"3.2動載檢測結(jié)果20陜西高速公路工程試驗檢測有限公司報告編號：SXGSJC/BG-QL-2011-070第29頁共23頁K32+088濁峪河大橋橋梁荷載試驗報告1概述為評價三原縣蒲家河經(jīng)新安至安樂三級公路改建工程K32+088濁峪河大橋的承載能力和工程質(zhì)量，并為該橋交（竣）工驗收提供技術(shù)資料，受咸陽市交通工程質(zhì)量監(jiān)督站及三原縣交通運輸局委托，陜西高速公路工程試驗檢測有限公司于2011年9月10日對K32+088濁峪河大橋進(jìn)行現(xiàn)場荷載試驗。被檢橋梁技術(shù)參數(shù)見表1-1。表1-1K32+088濁峪河大橋技術(shù)參數(shù)一覽表起點樁號4中心樁號.終點樁號5橋梁全長（米）105.16橋面寬度欄欄上部結(jié)構(gòu)凝下部結(jié)構(gòu)肋板臺，柱式橋墩墩，樁基礎(chǔ)橋面結(jié)構(gòu)土C土混凝土強(qiáng)度鋪蓋臺擋樁設(shè)計荷載公路-Ⅱ級試驗日期12荷載試驗?zāi)康募皟?nèi)容2.1荷載試驗?zāi)康模?）通過靜載試驗，測試橋跨結(jié)構(gòu)在靜載作用下的應(yīng)變、撓度，觀察裂縫的開展情況，評價結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和抗裂性能；（2）通過動載試驗，測定結(jié)構(gòu)在動荷載作用下自振頻率，對結(jié)構(gòu)的動力性能進(jìn)行評價；（3）根據(jù)靜載和動載測試結(jié)果綜合評價該橋整體工作性能與承載能力是否滿足設(shè)計與通行要求。2.2荷載試驗內(nèi)容靜載試驗內(nèi)容如下：（1）測試各工況控制截面砼的應(yīng)變；（2）測試各工況控制截面的撓度；（3）觀測橋梁結(jié)構(gòu)在各工況荷載作用下裂縫的開展情況。動載試驗內(nèi)容如下：（1）測試結(jié)構(gòu)的自振頻率。3荷載試驗依據(jù)（1）交通部科研院：《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程（報批稿）》；（2）交通部科研院：《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（最終建議）》.1982；（3）交通部：《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）；（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》（JTGD62-2004）；（5）陜西交通公路設(shè)計有限公司：三原縣蒲家河經(jīng)新安至安樂三級公路改建工程相關(guān)橋梁施工圖紙。4荷載試驗實施方案我公司接到此任務(wù)后，根據(jù)檢測任務(wù)的實際情況，提出了詳細(xì)的靜、動荷載試驗實施方案，就測試孔和截面選取、測點布置、試驗荷載、試驗工況、試驗的實施與控制等方面對荷載試驗工作進(jìn)行了詳細(xì)的安排。其中，靜載試驗方案見附件1，動載試驗方案見附件2。5主要儀器設(shè)備本次橋梁荷載試驗采用的主要儀器、設(shè)備見表5-1。表5-1荷載試驗采用的主要儀器、設(shè)備序號儀器設(shè)備名稱型號儀器編號1靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)統(tǒng)TDS-303QL0147-0001-0222機(jī)電百分表WBD-50GF051-011~203裂縫觀測儀SW-LW-1001QL0153-0007-0114動態(tài)信號采集分析析系統(tǒng)DEWE-BOOOK-8QL0148-0002-0115拾振器891-4GF052-0116橋梁檢測車XZJ5310JJQJ18/6K32+088濁峪河大橋檢測結(jié)果6.1靜載試驗檢測結(jié)果靜載試驗測試孔選擇第2、3孔，加載效率與各工況撓度、應(yīng)變的檢測結(jié)果匯總見表6-1～表6-3，詳細(xì)檢測結(jié)果見附件3。表6-1靜載試驗加載效率一覽表測試位置工況控制指標(biāo)試驗荷載計算值①①設(shè)計荷載控制值②②荷載效率③=①/②彎右偏跨中彎矩(kN··m)表6-2撓度檢測結(jié)果一覽表荷載工況2孔跨中撓度校驗系系數(shù)3孔跨中撓度校驗系系數(shù)范圍平均值范圍平均值工況10.57～0.6620.600.60～0.6650.63工況20.58～0.6630.610.62～0.6660.63工況30.60～0.6640.620.63～0.6670.65表6-3應(yīng)變檢測結(jié)果一覽表荷載工況2孔跨中應(yīng)變校驗系系數(shù)3孔跨中應(yīng)變校驗系系數(shù)范圍范圍平均值平均值工況10.61～0.7710.680.61～0.6680.66工況20.63～0.7730.670.66～0.7720.68工況30.65～0.7700.670.65～0.6690.676.2動載試驗檢測結(jié)果本次動載試驗選擇2、3孔的跨中截面，實測一階和二階自振頻率檢測結(jié)果統(tǒng)計見表6-4，詳細(xì)檢測結(jié)果見附件3。表6-4結(jié)構(gòu)自振頻率實測值和計算值對比測試位置階序自振頻率實測平均值①（Hz）理論計算值②（Hz）頻率比③=①/②第2孔跨中截面16.104.731.292/7.86/第3孔跨中截面16.104.731.292/7.86/6.3檢測結(jié)論（1）本次試驗所選擇的截面均為橋梁運營過程中受力控制截面，試驗過程中所配置的各類檢測設(shè)備工作性能穩(wěn)定，采集的數(shù)據(jù)均能有效反應(yīng)結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)。（2）第2、3孔靜載試驗加載效率為0.96，滿足《大跨徑混凝土橋梁試驗方法》要求。（3）第2孔各工況下各控制截面的主要撓度測點實測最大值為3.89mm，校驗系數(shù)平均值在0.60～0.62范圍內(nèi)，第3孔各工況下各控制截面的主要撓度測點實測最大值為4.12mm，校驗系數(shù)平均值在0.63～0.65范圍內(nèi)，低于《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》規(guī)定的上限值1.05。各工況卸載后結(jié)構(gòu)的位移回零良好，無明顯殘余位移。表明該橋在試驗荷載作用下處于良好的彈性工作狀態(tài)，縱向抗彎剛度滿足設(shè)計要求，并有一定的安全儲備。（4）第2孔各工況下各控制截面的主要應(yīng)變測點實測最大值為74με，校驗系數(shù)平均值在0.67～0.68范圍內(nèi)，第3孔各工況下各控制截面的主要應(yīng)變測點實測最大值為76με，校驗系數(shù)平均值在0.66～0.68范圍內(nèi)，低于《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》規(guī)定的上限值1.05。各工況卸載后結(jié)構(gòu)的應(yīng)變回零良好，無明顯殘余變形。表明該橋在試驗荷載作用下處于良好的彈性工作狀態(tài)，縱向抗彎強(qiáng)度滿足設(shè)計要求，并有一定的安全儲備。（5）各偏載工況下，左、右側(cè)撓度和應(yīng)變漸變趨勢與理論計算相符。表明該橋預(yù)應(yīng)力空心板橫向聯(lián)接性能良好。（6）在加載測試中，經(jīng)觀察梁體表面混凝土未出現(xiàn)裂縫，表明該橋抗裂性能滿足要求。（7）在全橋異常變形觀察工況加載過程中，橋跨結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)異常變形，橋墩未出現(xiàn)異常變位，表明該橋整體結(jié)構(gòu)技術(shù)狀況良好。（8）該橋第2、3孔動載測試前2階實測自振頻率與理論計算值的頻率比為1.29，大于1，表明該橋的整體性能和動剛度良好。綜上所述：我們認(rèn)為K32+088濁峪河大橋的承載能力和工作性能滿足設(shè)計要求，可投入正常運營。陜西高速公路工程試驗檢測有限公司2011年12月附件1靜載試驗方案1.1測試孔選取靜載試驗按照下列原則選取測試孔。（1）對全橋進(jìn)行缺陷檢查，若存在缺陷較為嚴(yán)重的橋跨，則該橋跨作為測試孔。（2）以業(yè)主和監(jiān)理指定的橋跨作為測試孔。（3）若無指定和要求時，選擇橋梁在使用活載作用下內(nèi)力最不利的橋跨作為測試孔。（4）測試孔數(shù)量滿足《陜西省公路工程竣（交）工驗收辦法實施細(xì)則》的規(guī)定頻率要求。1.2測試截面選取為了確保計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，各橋荷載作用下的內(nèi)力和變形根據(jù)施工單位提供的施工圖紙，用橋梁結(jié)構(gòu)專用計算程序公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)GQJS9.7和橋梁結(jié)構(gòu)檢測分析系統(tǒng)進(jìn)行對比計算，具有較高的準(zhǔn)確性。測試截面應(yīng)選擇橋梁在可變荷載作用下內(nèi)力最不利截面。本標(biāo)段橋梁結(jié)構(gòu)類型為。根據(jù)計算結(jié)果，。依據(jù)計算結(jié)果和《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》的建議和要求，。附圖1-1簡支空心板橋測試截面位置示意圖1.3測點布置附圖1-2簡支板梁橋應(yīng)變、撓度測點位置及編號示意圖1.4試驗荷載根據(jù)《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中的規(guī)定，靜力試驗荷載的效率系數(shù)η的取值范圍為1.05≥η≥0.80。其中η＝Ｓstat/（Ｓ×（1+μ））經(jīng)過計算確定，本次荷載試驗共需要2輛載重汽車。試驗前對每輛車都進(jìn)行配重，并記錄下各輛車的實際軸重、總重、輪間距和軸間距，詳見附表1-1。應(yīng)力和撓度分析計算過程中的車輛荷載都是按實際的軸距、輪距和軸重取值的。附表1-1試驗用車輛參數(shù)表車號軸重（噸）軸間距（米）1軸2軸3軸合計1-22-31號車5.814.614.635.03.501.302號車8.013.413.434.83.501.30合計13.828.028.069.83.501.301.5試驗工況簡支空心板橋靜載試驗分為4種試驗工況，各工況采用兩列車隊加載，各工況中汽車荷載的位置如下：工況1：跨中最大正彎矩中載工況。順橋向按跨中截面最大正應(yīng)力和最大撓度的最不利位置布載，橫橋向為對稱布載。工況2：跨中最大正彎矩右偏載工況。順橋向布載位置與工況1相同，橫橋向為偏右布載。工況3：跨中最大正彎矩左偏載工況。順橋向布載位置與工況1相同，橫橋向為偏左布載。工況4：全橋異常變形觀察工況。按正彎矩最不利加載位置布置車列沿全橋慢速行駛。觀察荷載作用下不同部位的混凝土是否出現(xiàn)開裂現(xiàn)象及橋跨結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)異常變形。附圖1-3簡支板橋各工況車輛順橋向布置示意圖附圖1-4簡支板橋各工況加載車輛的橫橋向布置試驗橋在各工況下荷載效率均應(yīng)大于0.80且小于1.05，符合《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中基本荷載試驗的荷載效率的規(guī)定，保證試驗的有效性。1.6試驗的實施與控制荷載試驗正式開始前，須完成如下各項準(zhǔn)備工作：（1）按應(yīng)變和位移測點布置方案進(jìn)行放樣。對應(yīng)變測點位置進(jìn)行打磨、找平處理后，粘貼電阻應(yīng)變片并焊接導(dǎo)線。在位移測點架設(shè)機(jī)電百分表，并與應(yīng)變平衡箱進(jìn)行導(dǎo)線連接。（2）根據(jù)車輛計算和配重結(jié)果，對各工況車輛加載位置劃線放樣。（3）進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，用一輛汽車進(jìn)行預(yù)加載，以檢驗各測點應(yīng)變片、機(jī)電百分表及應(yīng)變平衡箱工作的可靠性。靜載試驗每一工況應(yīng)分兩次逐級加載。在檢測過程中，為減少混凝土流變特性對測讀結(jié)果的影響，各級荷載到位后需關(guān)閉汽車發(fā)動機(jī)5分鐘以上，待結(jié)構(gòu)變形完全穩(wěn)定后再測取數(shù)據(jù)，并將所測的最大撓度和應(yīng)變與理論計算結(jié)果進(jìn)行比較，確信安全。若檢測過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，立即卸掉加載車輛，以防發(fā)生意外事故。每次卸載后至下一次加載的間隔時間均不得少于10分鐘。同一工況按上述加載、卸載程序重復(fù)進(jìn)行測試，直至兩次測試結(jié)果相對誤差不超過5%，該工況測試完成，可以進(jìn)行下一工況測試。附件2動載試驗驗方案2.1測試截面面選取動載試驗選擇與靜靜載試驗相同同孔進(jìn)行，根根據(jù)各類橋梁梁動力特性的的理論分析結(jié)結(jié)果，按照理理論計算得出出的振型大致致形狀，在測測試孔前2階振型變位較較大的部位布布置傳感器。簡支板橋動力特性測試選擇在試驗孔的跨中，在各測試截面安裝豎橋向加速度傳感器。2.2試驗工況況測試分為兩個工況況：（1）測試車輛以時速速30公里/小時跑車通通過測試聯(lián)//孔；（2）測試車輛以時速速40公里/小時跑車通通過測試聯(lián)//孔。2.3試驗實施施試驗前現(xiàn)場準(zhǔn)備工工作：（1）按照試驗方案布布置傳感器，布布置導(dǎo)線并連連接試驗儀器器；（2）試驗開始前應(yīng)封封閉交通，禁禁止閑雜人員員和非試驗車車輛進(jìn)入；（3）檢查儀器、儀表表、測量線路路的工作狀態(tài)態(tài)，確定測量量放大器的放放大系數(shù)。進(jìn)行跑車試驗時采采用載重車輛輛以不同速度度通過橋梁時時產(chǎn)生的效應(yīng)應(yīng)作為激振荷荷載，采集橋橋梁振動時的的頻率譜。每每次測試后，要要在現(xiàn)場進(jìn)行行數(shù)據(jù)回放和和頻譜分析，并并與測試橋梁梁動力特性的的理論計算值值進(jìn)行比較，檢檢查測試數(shù)據(jù)據(jù)是否正常，如如有異常情況況應(yīng)立即檢查查、分析原因因，必要時應(yīng)應(yīng)重新進(jìn)行測測試。動載測測試一般采用用一輛加載車車進(jìn)行。附件3K32+0088濁峪河大橋橋檢測數(shù)據(jù)匯匯總3.1靜載檢測結(jié)結(jié)果K32+088濁濁峪河大橋靜靜載試驗撓度度、應(yīng)變檢測結(jié)結(jié)果和對比曲曲線分別見附附表3-1～附表3-4和附圖3-1～附圖3-4。附表3-1第第2孔各工況撓撓度計算值、實實測值與校驗驗系數(shù)荷載工況測點位置撓度計算值(mmm)①撓度實測值(mmm)校驗系數(shù)⑤=④//①截面位置測點編號第一次②第二次③平均值④工況1：跨中截面面最大正彎矩矩中載工況跨中515.923.453.293.370.57525.903.653.623.640.62535.893.653.603.630.62545.883.433.393.410.58校驗系數(shù)平均值0.60工況2：跨中截面最大正正彎矩右偏載載工況跨中515.783.303.413.360.58525.843.533.473.500.60535.943.623.583.600.61546.043.793.843.820.63校驗系數(shù)平均值0.61工況3：跨中截面最大正正彎矩左偏載載工況跨中516.103.883.893.890.64525.953.673.723.700.62535.833.553.553.550.61545.743.473.423.450.60校驗系數(shù)平均值0.62附圖3-1第2孔各工工況測點撓度度實測值與計計算值對比曲曲線附表3-2第2孔各各工況應(yīng)變計計算值、實測測值與校驗系系數(shù)荷載工況測點應(yīng)變計算值(μεε)①應(yīng)變實測值(μεε)校驗系數(shù)⑤=④//①截面位置測點編號第一次②第二次③平均值④面矩跨中1946461630.672976468660.683986870690.704987267700.715986370660.676976865670.697936055570.61校驗系數(shù)平均值0.68工況2：跨中截面最大正正彎矩右偏載載工況跨中1905559570.632946461620.663956561630.664977360660.685996764660.676996963660.677997074720.73校驗系數(shù)平均值0.67工況3：跨中截面最大正正彎矩左偏載載工況跨中1996771690.7021006169650.653996663650.664976068640.665966862650.686946662640.687906064620.69校驗系數(shù)平均值0.67附圖3-2第2孔各工工況測點應(yīng)變變實測值與計計算值對比曲曲線附表3-3第3孔各工況撓度計算算值、實測值值與校驗系數(shù)數(shù)荷載工況測點位置撓度計算值(mmm)①撓度實測值(mmm)校驗系數(shù)⑤=④//①截面位置測點編號第一次②第二次③平均值④工況1：跨中截面面最大正彎矩矩中載工況跨中515.923.563.583.570.60525.903.803.773.780.64535.893.783.843.810.65545.883.623.593.600.61校驗系數(shù)平均值0.63工況2：跨中截面最大正正彎矩右偏載載工況跨中515.783.603.543.570.62525.843.673.623.640.62535.943.753.743.740.63546.044.003.973.980.66校驗系數(shù)平均值0.63工況3：跨中截面最大正正彎矩左偏載載工況跨中516.104.014.124.060.67525.953.823.883.850.65535.833.673.713.690.63545.743.663.623.640.63校驗系數(shù)平均值0.65附圖3-3第3孔各工況測點撓度度實測值與計計算值對比曲曲線附表3-4第3孔各工況應(yīng)變計算算值、實測值值與校驗系數(shù)數(shù)荷載工況測點應(yīng)變計算值(μεε)①應(yīng)變實測值(μεε)校驗系數(shù)⑤=④//①截面位置測點編號第一次②第二次③平均值④面矩跨中1945756570.612976764650.673986470670.684986369660.675986071650.666976365640.667935762600.65校驗系數(shù)平均值0.66工況2：跨中截面最大正正彎矩