黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告(石拱)

報(bào)告編號(hào)：QL-2023-02-04泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告山東省大路橋梁檢測(cè)中心20231月說明：12、當(dāng)消滅以下狀況之一者視為本報(bào)告無效：(1)、復(fù)印、涂改、無技術(shù)負(fù)責(zé)人簽字、無加蓋“山東省大路橋梁檢測(cè)中心試驗(yàn)檢測(cè)專用章”紅章315日內(nèi)向檢測(cè)單位提出。單位名稱：山東省大路橋梁檢測(cè)中心130號(hào)單位郵政編碼：257091單位“://lqjcjs/“l(fā)qjcjs單位郵箱：“mailto:sdqjzx@yahoo.cn“sdqjzx@yahoo.cn泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告第泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告第1頁共18頁泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告復(fù)核：參與工程工作人員序號(hào)1姓名職務(wù)、職稱工程師2工程師3工程師4助理工程師5技術(shù)員6技術(shù)員山東省大路橋梁檢測(cè)中心SHANDONGHIGHWAYBRIDGESURVEYCENTER泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告第泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告第10頁共18頁山東省大路橋梁檢測(cè)中心SHANDONGHIGHWAYBRIDGESURVEYCENT山東省大路橋梁檢測(cè)中心SHANDONGHIGHWAYBRIDGESURVEYCENT目 錄\l“_TOC_250021“1.橋梁概況 3\l“_TOC_250020“靜力荷載試驗(yàn)?zāi)康?4\l“_TOC_250019“靜力荷載試驗(yàn)依據(jù) 4\l“_TOC_250018“試驗(yàn)組織 4\l“_TOC_250017“人員組織 4\l“_TOC_250016“儀器設(shè)備 5\l“_TOC_250015“現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境 5\l“_TOC_250014“荷載試驗(yàn)方案 6\l“_TOC_250013“靜力荷載試驗(yàn)方案 6試驗(yàn)荷載確定 6\l“_TOC_250012“荷載試驗(yàn)工程 7\l“_TOC_250011“加載方式與分級(jí)加載 7\l“_TOC_250010“加載位置與加載工況確定 7\l“_TOC_250009“測(cè)試工程及量測(cè)方法 8測(cè)試斷面與測(cè)點(diǎn)布置 8靜載試驗(yàn)規(guī)章 8加載試驗(yàn)程序 9動(dòng)力荷載試驗(yàn)方案 9測(cè)試截面及測(cè)點(diǎn)布置 9試驗(yàn)工程 10試驗(yàn)系統(tǒng)配置 10測(cè)試流程 10試驗(yàn)留意事項(xiàng) 11\l“_TOC_250008“靜力荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及評(píng)定 11\l“_TOC_250007“靜載試驗(yàn)效率 11跨中最大正彎矩加載試驗(yàn) 11\l“_TOC_250006“橋臺(tái)最大水平推力試驗(yàn) 13\l“_TOC_250005“動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果分析及評(píng)定 13\l“_TOC_250004“脈動(dòng)試驗(yàn) 13\l“_TOC_250003“跑車試驗(yàn) 14\l“_TOC_250002“動(dòng)載試驗(yàn)評(píng)定 15\l“_TOC_250001“試驗(yàn)結(jié)論 15\l“_TOC_250000“9建議 16泰安黃前大橋荷載試驗(yàn)報(bào)告1.橋梁概況泰安黃前大橋是連接泰安市和濟(jì)南市的重要通道，橋梁全長59.69m，橋梁中心K654+04.008.04m45m1/6、拱1m7.3m33米的13，拖－60。12所示。2黃橋大橋正面照片圖2黃橋大橋正面照片202312月對(duì)該橋進(jìn)展了荷載試驗(yàn)。靜力荷載試驗(yàn)?zāi)康挠捎谠摌蚪ǔ赏ㄜ嚂r(shí)間較長，且設(shè)計(jì)荷載等級(jí)較低，因此本次試驗(yàn)的根本目的是通過對(duì)橋梁構(gòu)造進(jìn)展靜力荷載試驗(yàn)，檢驗(yàn)橋梁構(gòu)造在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際受力狀況是否滿足通行荷載等級(jí)汽-20-100觀測(cè)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)象的綜合分析，對(duì)橋梁構(gòu)造做出總體評(píng)價(jià)，具體目的如下：和撓度，并與理論計(jì)算值進(jìn)展比較分析，以檢驗(yàn)構(gòu)造把握斷面應(yīng)力與撓度值是否與設(shè)計(jì)相符，主要試驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)能否符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定的要求。力響應(yīng)，檢驗(yàn)橋梁構(gòu)造的整體剛度和行車性能。護(hù)及加固改建供給技術(shù)依據(jù)。靜力荷載試驗(yàn)依據(jù)〔JTJ021-89〕〔“鐵組”YC4-4/1978科研專題〕〔交通部標(biāo)準(zhǔn)，1988年〕〔JTJ022-85〕黃前水庫溢洪道大橋施工圖試驗(yàn)組織人員組織1。表1 檢測(cè)人員組成序號(hào)姓名職稱、職務(wù)本工程擔(dān)當(dāng)工作1高級(jí)工程師/中心主任靜力荷載試驗(yàn)參謀2高級(jí)工程師/工程部主任靜力荷載試驗(yàn)技術(shù)指導(dǎo)3工程師試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集4工程師儀器設(shè)備檢驗(yàn)5工程師試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄6助理工程師儀器的粘貼、連接7助理工程師試驗(yàn)車輛加載調(diào)度8技術(shù)員試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集儀器設(shè)備2所列。表2 試驗(yàn)儀器設(shè)備及性能指標(biāo)序號(hào) 名 稱 規(guī) 格 數(shù) 量 精度1裂縫寬度觀測(cè)儀SW-LW-1011臺(tái)0.01mm2綜合測(cè)試儀JMZX-30012套1με3周密電子水準(zhǔn)儀日本Topcon1套0.1mm4激光測(cè)距儀瑞士LeicaClassica5a1臺(tái)1mm5水平尺80cm2個(gè)1mm6筆記本電腦東芝24002臺(tái)7其它工具等現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間環(huán)境狀況為：試驗(yàn)起止時(shí)間：1：50~5：30溫度：最高1℃，最低-4℃，平均-2℃；濕度：15%～22%；天氣：晴或多云；風(fēng)力：3級(jí)；其他：現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境根本可以滿足檢測(cè)環(huán)境要求。對(duì)荷載試驗(yàn)根本環(huán)境條件的要求。荷載試驗(yàn)方案靜力荷載試驗(yàn)方案受力特征的最直接和最有效的手段和方法。試驗(yàn)荷載確定將依據(jù)試驗(yàn)荷載產(chǎn)生的該加載試驗(yàn)工程對(duì)應(yīng)的加載把握截面內(nèi)力或變位的最不利效應(yīng)值，按下式所確定的原則等效換算而得：0.80q

Sstate 1.05式中：ηq— 靜力試驗(yàn)荷載效率；Sstate—試驗(yàn)荷載作用下把握截面內(nèi)力計(jì)算值；S把握荷載作用下把握截面最不利內(nèi)力計(jì)算值〔不計(jì)沖擊；(1+μ)—按標(biāo)準(zhǔn)取用的沖擊系數(shù)?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)加載設(shè)備的快捷與便利，靜力試驗(yàn)荷載實(shí)際承受4輛單輛車貨總重約為300KN的三軸載重貨車充當(dāng)，試驗(yàn)加載車的主要技術(shù)參數(shù)見表3。BAC表BAC序號(hào)車牌號(hào)ABC前軸重〔t〕〔t〕總重〔t〕121623.41.351.86.0024.3830.38221633.41.351.86.0624.2430.30321643.41.351.86.0024.2830.28421653.41.351.86.0224.1030.12荷載試驗(yàn)工程本次靜力荷載試驗(yàn)的工程有：度的偏心加載試驗(yàn)；檢驗(yàn)橋臺(tái)在最不利活載作用下產(chǎn)生的最不利水平推力的偏心加載試驗(yàn)。加載方式與分級(jí)加載置的不同以及加載車數(shù)量的多少分級(jí)。本次試驗(yàn)加載方式，為單次逐級(jí)遞加到最大荷載，然后一次卸零。加載位置與加載工況確定加載位置與加載工況主要依據(jù)以下原則確定：①盡可能用最少的加載車輛到達(dá)最大的試驗(yàn)荷載效率；夠到達(dá)試驗(yàn)?zāi)康那疤嵯聦?duì)加載工況進(jìn)展合并，以盡量削減加載位置；③每一加載工況依據(jù)某一試驗(yàn)工程為主，兼顧其他檢驗(yàn)工程。加載位置2個(gè)，每個(gè)工況加載位置、主要試驗(yàn)工程及其1。加載流程在進(jìn)展正式加載試驗(yàn)前，首先承受一輛加載車在跨中進(jìn)展預(yù)加載試驗(yàn)，預(yù)加載20分鐘。預(yù)加載的目的是使構(gòu)造進(jìn)入正常工作狀態(tài)，并消退構(gòu)造非彈性變形。預(yù)加載卸至零荷載，并在構(gòu)造得到充分的零荷載恢復(fù)后，方可進(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(hào)逐一進(jìn)展，完成一個(gè)序號(hào)的加載工況后，應(yīng)使構(gòu)造得到充分的零荷恢復(fù)，方可進(jìn)入下一序號(hào)的加載工況。構(gòu)造零荷充分恢復(fù)的10分鐘的11015%。靜力荷載試驗(yàn)加載流程如以以下圖所示。預(yù)加載 檢驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)和組織 靜力荷載試驗(yàn)工況 卸載 試驗(yàn)完畢測(cè)試工程及量測(cè)方法

圖3 靜力荷載試驗(yàn)流程圖本次靜力荷載試驗(yàn)的主要觀測(cè)工程及量測(cè)方法為：拱頂跨中截面的撓度，承受Topcon周密電子水準(zhǔn)儀協(xié)作條碼標(biāo)尺測(cè)量，電0.1mm。橋臺(tái)水平位移，承受周密千分表進(jìn)展測(cè)量。測(cè)試斷面與測(cè)點(diǎn)布置測(cè)試斷面選在拱頂跨中截面和橋臺(tái)。測(cè)試斷面位置見圖4所示。測(cè)點(diǎn)布置如圖所示。圖4 測(cè)試斷面示意圖554321圖5 跨中截面測(cè)點(diǎn)布置圖注：圖中“ ”表示應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，“▼”表示撓度測(cè)點(diǎn)。靜載試驗(yàn)規(guī)章2℃和構(gòu)造溫度趨于穩(wěn)定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)展，本橋選擇在氣溫差異不大的時(shí)間進(jìn)展。正式加載前，用試驗(yàn)最大加載量的20%-30%的荷載對(duì)試驗(yàn)孔跨中截面進(jìn)展預(yù)加載，并檢驗(yàn)測(cè)試組織及儀表是否處于正常工作狀態(tài)。位到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定，才能進(jìn)入下一級(jí)荷載試驗(yàn)階段。同一級(jí)荷載內(nèi)，當(dāng)構(gòu)造在最終五5%或小于所用測(cè)量?jī)x器的最小區(qū)分率值時(shí)，即認(rèn)為構(gòu)造變位到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定。讀數(shù)一次，并在主梁變位到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定后，進(jìn)入下一級(jí)荷載前，再讀數(shù)一次。終止加載試驗(yàn)條件〔或應(yīng)變〕在未加到最大試驗(yàn)荷載前，提前到達(dá)或超過設(shè)計(jì)計(jì)算值，應(yīng)馬上終止加載。加載試驗(yàn)程序在進(jìn)展正式加載試驗(yàn)前，首先承受一輛重車在跨中截面進(jìn)展預(yù)加載試驗(yàn)，預(yù)20分鐘。在預(yù)加載卸零荷并得到充分的零荷恢復(fù)后，即進(jìn)入正式加載試驗(yàn)。正式加載按以下程序進(jìn)展：跨中截面最大正彎矩加載：0→1第一級(jí)→其次級(jí)→第三級(jí)→第四級(jí)→卸載橋臺(tái)最大水平推力加載0→2第一級(jí)→其次級(jí)→第三級(jí)→第四級(jí)→卸載動(dòng)力荷載試驗(yàn)方案參數(shù)。橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn)主要是通過測(cè)試橋跨構(gòu)造的動(dòng)力特性指標(biāo)〔自振特性指標(biāo)和動(dòng)荷載作用下的振動(dòng)特性指標(biāo)〕，爭(zhēng)論橋梁構(gòu)造的自振特性和車輛動(dòng)力荷載與橋梁構(gòu)造的聯(lián)合振動(dòng)特性，以檢驗(yàn)這些指標(biāo)能否滿足設(shè)計(jì)或標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，從而推斷橋梁構(gòu)造的整體剛度、行車性能。測(cè)試截面及測(cè)點(diǎn)布置承受QLJC專用橋梁分析軟件對(duì)橋梁進(jìn)展構(gòu)造動(dòng)力特性分析，動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)依據(jù)構(gòu)造振型外形布置在變位較大的位置，避開各階振型的節(jié)點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試確定在跨1/4處布設(shè)傳感器進(jìn)展信號(hào)采集。動(dòng)力荷載試驗(yàn)的測(cè)點(diǎn)布置如圖6所示。下游濟(jì)南6654321注： 表示垂直型拾振器表示水平型拾振器圖6 動(dòng)載試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置圖試驗(yàn)工程下測(cè)試內(nèi)容：脈動(dòng)試驗(yàn)脈動(dòng)試驗(yàn)主要是在橋面無交通荷載以及橋址四周無規(guī)章振源的狀況下，測(cè)定橋跨構(gòu)造由于橋址處風(fēng)荷載、地脈動(dòng)和水流等隨機(jī)荷載激振而引起的橋跨構(gòu)造微幅振動(dòng)響應(yīng)，進(jìn)而測(cè)定橋跨構(gòu)造固有振動(dòng)特性〔自振頻率、振型和臨界阻尼比〕。測(cè)試方法為：承受在選定測(cè)點(diǎn)上安裝891-4拾震器，配放大器及DH5937數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，記錄橋跨構(gòu)造的脈動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，使用專用軟件處理。跑車試驗(yàn)承受一輛載重汽車，在橋面無任何障礙的狀況下，分別以10km/h、20km/h、30km/h的速度駛過橋跨構(gòu)造，測(cè)定橋跨構(gòu)造的自振頻率。測(cè)試方法為：承受在選定測(cè)點(diǎn)上安裝891-4拾震器，配放大器及DH5937數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)，記錄橋跨構(gòu)造的脈動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，使用專用軟件處理。試驗(yàn)系統(tǒng)配置891-Ⅳ拾振動(dòng)態(tài)放大器DH5937數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)橋跨構(gòu)造動(dòng)力性能測(cè)試承受891-Ⅳ型加速度傳感器置于橋梁測(cè)試斷面護(hù)欄四周DH5937891-Ⅳ拾振動(dòng)態(tài)放大器DH5937數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)試流程

圖7 動(dòng)力性能測(cè)試系統(tǒng)配置8所示：脈動(dòng)試試驗(yàn)結(jié)試驗(yàn)留意事項(xiàng)

圖8 動(dòng)力荷載試驗(yàn)測(cè)試流程進(jìn)展標(biāo)定，進(jìn)展動(dòng)載試驗(yàn)的車輛還應(yīng)檢查車上時(shí)速表的準(zhǔn)確性和靈敏性。照看到各測(cè)記通道的動(dòng)態(tài)范圍，小信號(hào)足夠靈敏，大信號(hào)不飽和，測(cè)記時(shí)應(yīng)配有示波器監(jiān)視振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)的質(zhì)量。靜力荷載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及評(píng)定靜載試驗(yàn)效率4。由表可見，本次試驗(yàn)的靜力荷載試驗(yàn)效率η0.904、0.917，滿足“鑒定方法”0.80≤η≤1.05的要求，說明本次荷載試驗(yàn)反響了橋跨構(gòu)造在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的受力性能。表4 靜載試驗(yàn)荷載效率表工況效應(yīng)工況效應(yīng)效應(yīng)跨中截面最大正彎矩/(kN·m)Ⅰ1109.601227.960.904橋臺(tái)最大水平推力/(kN)6.2跨中最大正彎矩加載試驗(yàn)Ⅱ893.78974.890.917

加載 試驗(yàn)荷載

設(shè)計(jì)荷載

荷載效率5所示。由表可見，實(shí)測(cè)跨中截面最大撓度為4.3mm，約為理論計(jì)算值4.60.935倍，0.935，滿足“鑒定方法”1.0的規(guī)定。卸載后，各測(cè)5.0～14.6%之間，滿足“鑒定方法”20%5中數(shù)據(jù)繪制的典型測(cè)點(diǎn)〔A1、A3、A5〕荷載—撓度曲線如圖9、10、11所示，由圖可見，試驗(yàn)荷載作用下典型測(cè)點(diǎn)的荷載—撓度曲線接近直線狀態(tài)，由此說明，在試驗(yàn)荷載作用下跨中截面根本處于彈性工作狀況。表5 試驗(yàn)荷載作用下A-A跨中截面撓度值工況

相對(duì)剩余測(cè)點(diǎn)變形測(cè)點(diǎn)變形(%)A11.00.37.1A4.30.614.0AA41.00.614.6A4.00.25.0

其次級(jí)

第三級(jí)

第四級(jí) 卸載注：撓度以向下為正，單位為mm。120012001000應(yīng)效載荷800600400200000.511.522.533.544.5撓度圖9 A1測(cè)點(diǎn)荷載-撓度曲線120012001000800·N600應(yīng)效載荷400200000.511.522.533.544.5撓度(mm)圖10 A3測(cè)點(diǎn)荷載-撓度曲線120012001000)m·800Nk(應(yīng)效載荷600400200000.511.522.533.544.5撓度(mm)6.3橋臺(tái)最大水平推力試驗(yàn)

圖11 A5測(cè)點(diǎn)荷載-撓度曲線求。動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果分析及評(píng)定脈動(dòng)試驗(yàn)6所列，同時(shí)表中亦列出頻率理論計(jì)算12、13所示。表6 實(shí)測(cè)橋梁自振頻率測(cè)點(diǎn)號(hào)123

測(cè)點(diǎn)位置支點(diǎn)4垂直型10.498554垂直型10.49855水平型10.0699跨中6 垂直型10.1552

拾振器類型水平型垂直型水平型

實(shí)測(cè)頻率10.276910.187710.0699

計(jì)算頻率8.7739圖12 典型實(shí)測(cè)振動(dòng)頻譜圖〔測(cè)點(diǎn)號(hào)1〕圖13 典型實(shí)測(cè)振動(dòng)頻譜圖〔測(cè)點(diǎn)號(hào)2〕跑車試驗(yàn)〔質(zhì)量、剛度、阻尼〕有關(guān)外，還與橋面的不平坦度、車輛行駛的速度有關(guān)。測(cè)點(diǎn)號(hào)拾振器測(cè)點(diǎn)部位10km/h20km/h30km/h714、15測(cè)點(diǎn)號(hào)拾振器測(cè)點(diǎn)部位10km/h20km/h30km/h類型1水平支點(diǎn)截面10.071210.181710.65102垂直支點(diǎn)截面10.181710.157211.19783水平L/4截面10.56729.594311.60714垂直L/4截面10.786610.278512.09775水平跨中截面10.551011.208610.37756垂直跨中截面11.572711.661510.4587圖14 跑車試驗(yàn)〔10公里〕典型實(shí)測(cè)頻譜圖—測(cè)點(diǎn)號(hào)2圖15 跑車試驗(yàn)〔30公里〕典型實(shí)測(cè)頻譜圖—測(cè)點(diǎn)號(hào)5動(dòng)載試驗(yàn)評(píng)定理論計(jì)算值，說明該橋總體剛度較理論為大，動(dòng)力特性能夠滿足要求。試驗(yàn)結(jié)論通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)現(xiàn)象、試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)結(jié)果的分析，可得到如下結(jié)論：本次試驗(yàn)的靜力荷載試驗(yàn)效率在0.9040.917，試驗(yàn)荷載在構(gòu)造把握截面產(chǎn)生的最大內(nèi)力效應(yīng)和變位效應(yīng)，能夠反映理論計(jì)算活載作用下同一截面最不利內(nèi)力效應(yīng)和變位效應(yīng)，滿足“鑒定方法”的有關(guān)要求。試驗(yàn)分級(jí)加載過程中，實(shí)測(cè)跨中截面”荷載—撓度”曲線接近直線狀態(tài)，說明試驗(yàn)荷載作用下橋跨構(gòu)造處于彈性工作狀況。荷載卸零后，各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)剩余變形在20%以內(nèi)，