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文檔簡介
1城市軌道交通工程橋梁試驗與評價規(guī)范范圍本文件規(guī)定了城市軌道交通工程橋梁試驗與評價的基礎(chǔ)要求、測試設(shè)備、技術(shù)要求、靜載試驗和動載試驗的方法以及性能評價指標要求。本文件適用于新建、加固或改建城市軌道交通橋梁的荷載試驗。在對公軌兩用橋或其他特殊橋梁進行荷載試驗時,可參照本文件執(zhí)行。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的引用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB∕T39559.2
城市軌道交通設(shè)施運營監(jiān)測技術(shù)規(guī)范第2部分:橋梁GB∕T51234
城市軌道交通橋梁設(shè)計規(guī)范JTG∕TJ21-01
公路橋梁荷載試驗規(guī)程TB10002鐵路橋涵設(shè)計規(guī)范鐵運函[2004]120號鐵路橋梁檢定規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。城市軌道交通?urbanrailtransit采用專用軌道導向運行的城市公共客運交通系統(tǒng),包括地鐵系統(tǒng)、輕軌系統(tǒng)、單軌系統(tǒng)、有軌電車、磁浮系統(tǒng)、自動導向軌道系統(tǒng)、市域快速軌道系統(tǒng)。橋梁荷載試驗?loadtestingofbridge通過施加荷載方式對橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的靜、動力特性進行的現(xiàn)場試驗測試。包括靜載試驗和動載試驗。靜載試驗?staticloadtesting通過在橋梁結(jié)構(gòu)上施加與控制荷載等效的靜態(tài)外加荷載,利用檢測儀器設(shè)備測試橋梁結(jié)構(gòu)控制部位與控制截面的力學效應的現(xiàn)場試驗。動載試驗?dynamicloadtesting動載試驗包括行車試驗和脈動試驗。行車試驗是采用線路運營車輛,以一定的速度等級勻速、加速或緊急制動通過測試橋梁,測試橋梁關(guān)鍵截面振動加速度、振幅、動撓度以及車輛脫軌系數(shù)、輪對減載率等動力特性。脈動試驗是在橋梁上布置傳感器,采集橋梁在環(huán)境激勵下的動力特征。2控制荷載?controlloads為進行荷載試驗所確定的荷載,可用來確定荷載試驗效率和初步分級加載等級所采用的荷載,可以是設(shè)計荷載或目標荷載。荷載試驗效率?loadefficiencyratio試驗荷載所產(chǎn)生的效應與控制荷載效應的比值。結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)?structuralverificationcoefficient試驗荷載作用下結(jié)構(gòu)應變(應力)或變形實測值與相應的理論計算值的比值。基本規(guī)定一般規(guī)定新建、加固或改建橋梁,可通過荷載試驗來檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的靜力、動力性能是否符合設(shè)計和運營要求。對在用橋梁,存在下列情況之一時,可進行荷載試驗:技術(shù)狀況等級為四、五類;結(jié)構(gòu)檢算結(jié)果不滿足規(guī)范要求;對缺乏設(shè)計和竣工資料,無法按理論計算其承載能力的橋梁;對結(jié)構(gòu)薄弱、受力復雜、嚴重受損或振動劇烈,僅通過理論計算難以確定其承載能力的橋梁;遭受重大自然災害或意外事件;對改建或重大加固后的橋梁進行竣工檢定,檢驗其設(shè)計預期效果;主跨超過150m的斜拉橋、拱橋、大跨度鋼桁橋等特殊橋型竣工通車前驗收試驗,檢驗其設(shè)計計算的正確性和橋梁整體的靜力、動力性能是否達到設(shè)計要求;采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)型式或新計算方法、新計算理論橋梁的科研試驗,為改進設(shè)計參數(shù)或發(fā)展橋梁計算理論積累科學依據(jù)。荷載試驗應保證橋梁結(jié)構(gòu)以及附屬軌道結(jié)構(gòu)等整體及局部受力安全。試驗程序荷載試驗應按照試驗準備、現(xiàn)場實施和試驗結(jié)果分析三個階段進行。試驗準備階段工作內(nèi)容應包括:資料準備。應收集下列資料:設(shè)計資料:設(shè)計圖紙、變更設(shè)計圖紙和作為設(shè)計依據(jù)的其他原始資料;施工和監(jiān)理資料:材料性能試驗報告、各分項或分部工程驗收報告等;施工監(jiān)控資料:施工監(jiān)控報告、成橋線形、內(nèi)力(應力)、索力(桿力)等;竣工資料:竣工圖紙、工程驗收報告等?,F(xiàn)場調(diào)查。主要調(diào)查下列內(nèi)容:橋梁結(jié)構(gòu)尺寸、線形、支座工作狀況、材料的物理力學性能、結(jié)構(gòu)物的裂縫、缺陷、損傷和鋼筋銹蝕狀況等;橋上線路的軌型、軌縫位置及寬度,軌枕、扣件型式等,以及附屬設(shè)備如人行道、檢3修通道、通信、電力支架等布置情況;橋址線路容許最高速度以及列車編組、實際過橋速度等。測試孔選擇。對擬試驗橋聯(lián)(座)進行現(xiàn)場踏勘和外觀檢查,選擇代表性橋孔作為測試孔,同時宜考慮便于支架搭設(shè)或檢測車操作,加載方便,儀器設(shè)備連接容易實現(xiàn)等;方案編制。根據(jù)試驗控制荷載作用下的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變位及結(jié)構(gòu)基頻等的理論計算結(jié)果,結(jié)合測試內(nèi)容,按等效原則擬定試驗荷載大小、試驗工況、加載位置及方法,制訂試驗加載、測點布設(shè)及測試方案等;試驗計劃申請。根據(jù)線路運營單位的要求,提前申請試驗計劃,包括列車需求、試驗區(qū)間和時間、行車組織等內(nèi)容,按計劃進行試驗。資料準備工作一般通過走訪建設(shè)單位、管理單位及設(shè)計單位等,收集與橋梁荷載試驗相關(guān)的技術(shù)資料。
試驗橋孔通常具有試驗橋聯(lián)(座)受力性能的代表性,即結(jié)構(gòu)受力最不利、技術(shù)狀況較差、損傷缺陷突出。現(xiàn)場實施階段工作內(nèi)容應包括:現(xiàn)場準備。包括試驗測點放樣、布置,列車配重,軌行區(qū)請銷點、作業(yè)計劃申報及試驗測試系統(tǒng)安裝調(diào)試等;預加載試驗。在正式實施加載試驗前,應先進行預加載試驗,檢驗整個試驗測試系統(tǒng)工作狀況,并進行調(diào)試;正式加載試驗。按照預定的荷載試驗方案進行加載試驗,并記錄各測點測值和相關(guān)信息;過程監(jiān)控。監(jiān)測主要控制截面最大效應實測值,并與相應的理論計算值進行分析比較,關(guān)注結(jié)構(gòu)薄弱部位的力學指標變化、既有病害的發(fā)展變化情況,判斷橋梁結(jié)構(gòu)受力是否正常,再加載是否安全,確定可否進行下一級加載。按JTG∕TJ21-01執(zhí)行。試驗結(jié)果分析階段工作內(nèi)容應包括:理論計算。按照實際施加荷載情況對橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力(應變)和變形進行理論計算。必要時還應對裂縫寬度、動力響應等進行分析;數(shù)據(jù)分析。對原始測試記錄進行分析處理,提取有價值的信息;報告編制。根據(jù)理論計算和測試數(shù)據(jù)對比分析,對試驗結(jié)果做出判斷與評價,形成荷載試驗報告。原始測試記錄包括大量的觀測數(shù)據(jù)、文字記載和圖片等材料,由于試驗中影響因素較多,通常對其進行科學的分析比較,從中提取有價值的信息。對于一些數(shù)據(jù)或信號,必要時按照數(shù)理統(tǒng)計的方法進行分析、取舍,或依靠專門的分析儀器和分析軟件進行分析處理,或按照相關(guān)規(guī)程的方法進行計算。試驗環(huán)境荷載試驗應在試驗橋梁所在區(qū)間封閉狀態(tài)下實施。荷載試驗宜在3級風及3級風以下實施,對于風效應顯著的大跨橋梁,試驗時宜對風環(huán)境進行監(jiān)測,不能滿足試驗要求時應暫停試驗。荷載試驗應在氣溫平穩(wěn)的時段進行,宜在試驗過程中記錄氣溫以及橋梁構(gòu)件溫度變化數(shù)據(jù)。當氣溫較低或較高時,應根據(jù)儀器設(shè)備正常工作的溫度范圍,確定是否進行荷載試驗。荷載試驗在氣溫平穩(wěn)的時段進行是為了減少溫度變化對試驗結(jié)果造成的影響。雨雪及大霧等惡劣天氣不宜進行荷載試驗。小雨天氣進行荷載試驗時,應做好儀器設(shè)備、加載物及傳輸線路的防雨措施。在沖擊、振動、強磁場等干擾測試效果的時段內(nèi)不宜進行荷載試驗。4計算原則進行橋梁的交(竣)工驗收荷載試驗時,應依據(jù)竣工圖文件建立計算模型,并與設(shè)計模型進行校對。分析橋梁結(jié)構(gòu)動力特性時,宜采用空間模型進行計算。對加固或改建后橋梁的交(竣)工驗收荷載試驗,計算時應考慮新舊結(jié)構(gòu)的相互作用、力學性能差異及二次受力的影響。對在役的橋梁進行荷載試驗時,應依據(jù)橋梁幾何尺寸、材料特性及結(jié)構(gòu)實際狀況等實測參數(shù)建立計算模型,根據(jù)控制荷載進行分級,由低一級向高一級荷載加載試算,按相應的設(shè)計規(guī)范規(guī)定對結(jié)構(gòu)的動力參數(shù)、控制截面內(nèi)力、應力(應變)、變形等效應進行檢算。測試設(shè)備與技術(shù)要求一般規(guī)定試驗用測試設(shè)備的技術(shù)性能應符合相關(guān)標準的規(guī)定。試驗用測試設(shè)備應按規(guī)定定期進行檢定、校準。宜使用技術(shù)標準先進的測試設(shè)備。橋梁荷載試驗使用的儀器和儀表的性能應能滿足試驗對精度、量程、靈敏度、穩(wěn)定性、頻響特性、使用溫度范圍和耐振等方面的要求,測試儀器、儀表在現(xiàn)場使用時的主要技術(shù)性能應符合其出廠檢驗標準。試驗應根據(jù)不同的測試內(nèi)容和要求,并視具體的橋址情況,合理選用儀器和儀表。荷載試驗前應對測試設(shè)備進行核查,在預加載環(huán)節(jié)應對各類儀器工作狀態(tài)進行檢查。測試設(shè)備精度應不大于預計測量值的5%,所選儀器量程應在預計實測值的15%~85%。同一次試驗宜選用同種類型或規(guī)格的測試設(shè)備。靜態(tài)或動態(tài)測試用導線應區(qū)別輸送不同性質(zhì)電量(電壓、電流、電荷等)的用途,合理選用抗干擾導線。導線接頭應慎重處理。長導線對靈敏度的影響應作修正,否則應作系統(tǒng)含長導線聯(lián)機校準。靜力參數(shù)測試試驗測試的橋梁靜力參數(shù)宜包括應變(應力)、變位、裂縫、傾角和索(桿)力。試驗過程中,應觀察結(jié)構(gòu)的反應現(xiàn)象。應變(應力)測試應符合表1的技術(shù)要求:表1應變(或應力)測試設(shè)備技術(shù)要求儀表名稱最小分劃值()常用量測范圍()數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)備注儀器名稱技術(shù)參數(shù)電阻應變儀1±20000應變測試分析系統(tǒng)①測量應變范圍:±200000;②分辨率:1貼電阻片振弦式應變計1±3000振弦式傳感器、頻率測量儀或綜合測試儀①測量范圍:振弦頻率400~6000Hz;②測量精度:頻率精度0.05Hz表面粘貼5表1應變(或應力)測試設(shè)備技術(shù)要求(續(xù))儀表名稱最小分劃值()常用量測范圍()數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)備注儀器名稱技術(shù)參數(shù)光纖光柵式應變計2±6000光纖光柵式解調(diào)儀可接入傳感單元>64;掃描頻率>60Hz;波長分辨率不大于1pm表面粘貼、埋設(shè)測鋼構(gòu)件(或混凝土內(nèi)鋼筋)應變,宜采用標距不大于6mm的小標距應變計;
測混凝土結(jié)構(gòu)表面應變,宜選用標距不小于80~100mm的大標距應變計;
或采用符合技術(shù)要求的其他設(shè)備。變位測試應符合表2的技術(shù)要求:表2變形測試設(shè)備技術(shù)要求儀表名稱最小分劃值及精度常用量測范圍備注千分表0.001mm0~10mm配置安裝配件百分表0.01mm1~50mm精密水準儀0.3mm—全站儀測角:精度為0.5";測距:標準測量精度1.0mm+10-6L—監(jiān)測使用時大氣環(huán)境,必要時進行修正位移計0.01~0.03mm20~100mm配置安裝配件經(jīng)緯儀0.5mm—連通管0.1mm<300mm配備測讀儀器衛(wèi)星定位系統(tǒng)坐標測量水平:5mm+10-6L;垂直:10mm+2×10-6L—滿足大跨度橋梁形變測量需要圖像視覺多點橋梁撓度儀角度精度:0.001°;測量精度:L/1000?免靶標非接觸,多點同步實時測量或采用符合技術(shù)要求的其他設(shè)備。L為觀測距離。機械式測試設(shè)備包括千分表、百分表、連通管和撓度計;電(聲、光)測試設(shè)備包括電測變形計、水準儀、經(jīng)緯儀、全站儀、測距儀和機電百(千)分表。機械式測試設(shè)備是指各種用于非電量測試的儀表、器具或設(shè)備,這類設(shè)備需人工讀取測值。電(聲、光)測試設(shè)備可自動記錄測值,其精度高、更新快、量程也比較大。當橋梁跨度超過50m時,通常采用連通管測量變形。利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)進行變形測量時,為了提高測量精度,通常采取以載波相位觀測值為根據(jù)的實時差分技術(shù)。裂縫測試應符合下列規(guī)定:應針對結(jié)構(gòu)承受拉力較大部位及原有裂縫較長、較寬部位進行;宜測試荷載試驗前結(jié)構(gòu)上的既有裂縫和試驗中出現(xiàn)的新裂縫;裂縫長度、分布和走向可直接觀測得到。裂縫寬度可采用刻度放大鏡、裂縫計及裂縫寬度探測儀進行測量,也可在被測裂縫處安裝固定裝置進行觀測。必要時,也可采用取芯法或其他無損方法測量裂縫的深度。裂縫測試設(shè)備應滿足表3的技術(shù)要求。6表3裂縫測試設(shè)備技術(shù)要求儀表名稱最小分劃值常用量測范圍備注刻度放大鏡0.01mm
裂縫計0.01mm<200mm配置安裝配件千分表0.001mm0~10mm裂縫觀測儀0.01mm
或采用符合技術(shù)要求的其他設(shè)備。傾角測試應符合下列規(guī)定:傾角測試可采用水準式傾角儀、光纖光柵式傾角計、數(shù)顯傾角儀或雙軸傾角儀等各種類型的傾角儀。傾角測試設(shè)備應滿足表4的技術(shù)要求。表4傾角測試設(shè)備技術(shù)要求儀表名稱最小分劃值常用量測范圍備注水準式傾角儀2.5'20'~1°固定支架光纖光柵式傾角計5'±10°配置安裝配件數(shù)顯傾角儀1'±1°~±18°鐵質(zhì)安裝界面雙軸傾角儀1'±30°配置安裝配件或采用符合技術(shù)要求的其他設(shè)備。索(桿)力測試應符合下列規(guī)定:測量斜拉索、吊索(桿)、系桿力及主纜索力可采用振動測量法。所用儀器與隨機振動測試的儀器相同,應符合表5的要求;索力測試傳感器(拾振器)應綁扎在拉索上,宜遠離錨固點,測量拉索的橫向振動信號,并對其進行譜分析。當取拉索減振器安裝前的長度進行分析時,應對索力計算公式進行修正;索力測試溫度宜與主梁合龍時溫度一致,兩者溫差宜控制在+5℃范圍內(nèi),否則應進行溫度修正。表5索力測試設(shè)備技術(shù)要求儀表名稱精度常用量測范圍備注振弦式索力儀0.5%FS0~10000KN
光纖光柵式索力計0.1%FS0~500KN(可定制)
磁通量式索力計2%FS0~屈服強度
橋梁索(桿)力包括斜拉橋的斜拉索索力、中下承式拱橋吊索(桿)力、系桿力、懸索橋主纜索力及吊索索力。測試橋梁的索力時,先估算不同拉索的振動頻率,選擇頻響特性合適的拾振器,將其綁扎在拉索上,采用環(huán)境隨機振動或人工激振法使拉索振動,測出拉索的橫向振動頻率,經(jīng)分析計算得出索力。選擇與主梁合龍時溫度一致的時段進行索力測量,便于與合龍索力進行比較。7動力參數(shù)測試應測試結(jié)構(gòu)自振特性參數(shù)和動力響應值。試驗過程中,應觀察結(jié)構(gòu)的反應現(xiàn)象。自振特性參數(shù)包括結(jié)構(gòu)的自振頻率(自振周期)、阻尼比和振型。橋梁動力響應一般指橋梁在特定動荷載作用下的動應力、動撓度、加速度、動力放大系數(shù)、沖擊系數(shù)。自振特性參數(shù)測試應符合下列規(guī)定:應測試自振頻率(自振周期)、阻尼比和振型;測試自振特性參數(shù)的測試設(shè)備應包括測振傳感器(拾振器)、放大器及記錄儀等。測量時,應將測振傳感器(拾振器)布設(shè)在被測結(jié)構(gòu)理論振型的峰(谷)點、選擇的固定參考點和各分界點上,用放大特性相同的多路放大器和記錄特性相同的多路記錄儀同時測記各測點的振動響應信號。橋梁自振特性測試設(shè)備應滿足表6的技術(shù)要求。橋梁振型測量時,通常先分析理論振型,測點數(shù)目要足以連接成曲線,且測點盡可能布置在控制斷面上。拾振器數(shù)量有限時,通常將一個拾振器放在參考點上始終不動,分批搬動其他拾振器得到所有測點。振型測量前把測振儀器系統(tǒng)放在參考點上標定,從而對標定以后的測振儀器系統(tǒng)(拾振器、導線,記錄通道)進行變更。利用各通道的系統(tǒng)靈敏度,換算得到實測的幅值關(guān)系并歸一化后,得到最大坐標值為1時的振型曲線。表6自振特性參數(shù)測試設(shè)備技術(shù)要求測試內(nèi)容測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)備注儀器名稱適用范圍儀器名稱技術(shù)參數(shù)動力特性參數(shù)磁電式拾振器及放大器①測量范圍:位移±20mm;加速度±5g;②頻率響應:0.3~20Hz;③可用于行車試驗、脈動試驗由計算機與相應軟件構(gòu)成的采集系統(tǒng)①輸入電壓范圍:0~±5(10)V;②頻率響應:0~5kHz;③采樣頻率不低于1kHz
應變式加速度計及動態(tài)應變計①測量范圍:±5g;②頻率響應:0~100Hz;③可用于行車試驗壓電式加速度計及電荷放大器①測量范圍:±100g;②頻率響應:0.0~1000kHz;③可用于行車試驗、索力測量、高靈敏度的也可以用于脈動試驗伺服式加速度計及放大器①測量范圍:±5g;②頻率響應:0~100Hz;③可用于行車試驗、脈動試驗8表6自振特性參數(shù)測試設(shè)備技術(shù)要求(續(xù))電容式加速度計及放大器①測量范圍:±5g;②頻率響應:0~100Hz;③可用于行車試驗、脈動試驗動力響應測試應符合下列規(guī)定:應測試動撓度、振動加速度、振幅、動位移、動應變、動力放大系數(shù)和沖擊系數(shù);動位移可采用位移傳感器和測量放大器,或光電變形測量儀等進行測試;動應變可采用電阻應變計、動態(tài)應變儀或光纖光柵式應變計和調(diào)制解調(diào)器等進行測試;動力放大系數(shù)和沖擊系數(shù)應由分析計算得出。橋梁動力響應測試設(shè)備應滿足表7的技術(shù)要求;動力響應的測點應布置在變位和應變較大的部位;數(shù)據(jù)采集時,應保證所采集的信息波形不失真。表7動力響應測試設(shè)備技術(shù)要求測試內(nèi)容測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)備注儀器名稱適用范圍儀器名稱技術(shù)參數(shù)應變電阻應變計(片)及動態(tài)應變儀①測量范圍:±15000;②頻率響應:0~10kHz;③可用于行車試驗;由計算機與相應軟件構(gòu)成的采集系統(tǒng)①橋壓范圍:0~±5(10)V;②頻率響應:0~5kHz;③采樣頻率不低于1kHz可預埋或后裝光纖光柵式應變計及調(diào)制解調(diào)器①測量范圍:±6000;②分辨率:1;③可用于行車試驗光纖光柵式解調(diào)儀采樣頻率:不低于100Hz拾振儀在測振過程中要求與被測構(gòu)件直接良好接觸,確保無相對位移,為此應使用粘合劑直接與被測構(gòu)件粘合。應根據(jù)預計的結(jié)構(gòu)物最大振幅和振動頻率參數(shù)正確設(shè)定拾振儀的量測檔位,使其最大量程和通頻帶符合被測結(jié)構(gòu)的振動特征。拾振儀安置完畢應再次核對設(shè)置的檔位。測試要求測試設(shè)備安裝完畢后,應進行系統(tǒng)調(diào)試,并進行不少于15min的穩(wěn)定觀測。測試設(shè)備安裝完畢后通常進行檢查,利用過往車輛或進行預加載來觀察測試設(shè)備工作是否正常。一般在加載試驗之前對各測點進行一段時間的穩(wěn)定觀測。觀測結(jié)果用于衡量外界氣候條件對測試結(jié)果的誤差影響,或用于測點的溫度影響修正。應采取必要的措施對試驗現(xiàn)場的測試設(shè)備進行安全保護,并注重下列各點:采用電子穩(wěn)壓電源;合理布設(shè)導線并防止被牽拉和踩踏;保證各類接插件和波段開關(guān)潔凈完好;9加強儀器對沙塵、風雨的防范;儀器盡量遠離電磁場、遠離振源,必要時采取隔振措施;一切屏蔽導線和需接地的儀器必須可靠地接地;電子儀器工作前,要有足夠的預熱時間;多臺儀器同時工作時,要保證不相互干擾;測試中應避免通訊工具如對講機、手機等電磁波的干擾。對暴露在野外的電纜導線接頭、電阻絲應變片、各種觀測裝置等應采取嚴密的防水防潮措施。為提高測試精度,試驗宜避免在雨天進行。試驗過程中應對測試數(shù)據(jù)進行實時分析,發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象應查明原因并采取措施。靜態(tài)應變測試卸載讀數(shù)與加載前初讀數(shù)的應變差應不大于5,動態(tài)測試時域波形基線應穩(wěn)定在±5以內(nèi)。試驗結(jié)果可采用人工或計算機自動采集記錄。采用人工讀表時,測讀應及時、準確,減小人為誤差,并記錄在專門的表格上。采用計算機自動采集系統(tǒng)讀數(shù)記錄時,應對控制點的測值進行監(jiān)控。記錄表格的信息一般包括測試設(shè)備的編號、加載分級次數(shù)與每次讀數(shù)、異常情況記錄、記錄人及復核人等信息。橋梁靜載試驗一般規(guī)定橋梁靜載試驗方案應在橋梁調(diào)查、檢算的基礎(chǔ)上制訂。試驗方案除應包括下列內(nèi)容:測試內(nèi)容:試驗橋跨、控制截面及控制測點的布置;試驗荷載:加載設(shè)備、荷載工況;儀器設(shè)備:符合本規(guī)范第5.2條要求的儀器設(shè)備性能指標和量值溯源途徑;試驗程序:加載、卸載程序與測試程序,試驗終止條件;組織與分工:試驗組織框架,人員分工職責,具體協(xié)調(diào)要求;安全措施:按獲批的橋梁交通安全保障方案,明確試驗期間人員、設(shè)施、儀器設(shè)備等安全保障措施;試驗資料整理的要求;當試驗橋跨、控制截面或測試截面、控制測點或測點由委托方或設(shè)計單位指定時,宜在試驗方案中注明。靜載試驗測試宜針對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、應力、位移和裂縫的控制截面進行。試驗橋跨應選擇受力不利、缺陷較多或病害較嚴重的橋跨。橋梁試驗可根據(jù)不同的試驗目的、結(jié)構(gòu)形式及橋梁跨度,采用下列荷載作為試驗荷載:使用該線路運營列車,通過在車廂內(nèi)布置沙袋等重物,使列車軸重達到目標值;在軌道平車上放置標稱砝碼,并通過牽引機車提供動力,將平車停在測試橋跨上,從而實現(xiàn)加載;使用重物加載,如砌塊、水袋等;采用汽車與列車共同加載,該方式適用于公軌合用橋;10其他加載方法。靜載試驗工況應包括單線加載試驗工況和雙線加載試驗工況,應通過計算確定試驗工況的加載位置。結(jié)構(gòu)獨立的一聯(lián)應作為一座橋進行荷載試驗。試驗工況及測試截面橋梁靜載試驗應按橋梁結(jié)構(gòu)的最不利受力原則和代表性原則確定試驗工況及測試截面。測試截面選擇時,通常根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力包絡圖,并考慮應力分布,按最不利受力原則選定截面,然后擬定相應的試驗工況。常見橋梁靜載試驗工況及測試截面宜按表8確定。其中,主要工況應為必做工況,附加工況可視具體情況由試驗檢測者確定是否進行。表8常見橋梁靜載試驗工況及測試截面橋型試驗工況測試截面簡支梁橋主要工況跨中截面主梁最大正彎矩工況跨中截面附加工況①L/4截面主梁最大正彎矩工況;②支點附近主梁最大剪力工況①L/4截面;②梁底距支點h/2截面內(nèi)側(cè)向上45°斜線與截面形心線相交位置連續(xù)梁橋主要工況①主跨支點位置最大負彎矩工況;②主跨跨中截面最大正彎矩工況;③邊跨主梁最大正彎矩工況①主跨(中)支點截面;②主跨最大彎矩截面;③邊跨最大彎矩截面附加工況主跨(中)支點附近主梁最大剪力工況計算確定具體截面位置連續(xù)剛構(gòu)橋主要工況①主跨墩頂截面主梁最大負彎矩工況;②主跨跨中截面主梁最大正彎矩及撓度工況;③邊跨主梁最大正彎矩及撓度工況①主跨墩頂截面;②主跨最大正彎矩截面;③邊跨最大正彎矩截面附加工況①墩頂截面最大剪力工況;②墩頂縱橋向最大水平位移工況①計算確定具體截面位置;②墩頂截面斜拉橋主要工況①主梁中孔跨中最大正彎矩及撓度工況;②主梁墩頂最大負彎矩工況;③主塔塔頂縱橋向最大水平位移與塔腳截面最大彎矩工況①中跨最大正彎矩截面;②墩頂截面;③塔頂截面(位移)及塔腳最大彎矩截面附加工況①中孔跨中附近拉索最大拉力工況;②主梁最大縱向飄移工況①典型拉索;②加勁梁兩端(水平位移)懸索橋主要工況①加勁梁跨中最大正彎矩及撓度工況;②加勁梁3L/8截面最大正彎矩工況;③主塔塔頂縱橋向最大水平位移與塔腳截面最大彎矩工況①中跨最大彎矩截面;②中跨3L/8截面;③塔頂截面(位移)及塔腳最大彎矩截面附加工況①主纜錨跨索股最大張力工況;②加勁梁梁端最大縱向漂移工況;③吊桿(索)活載張力最大增量工況;④吊桿(索)張力最不利工況①主纜錨固區(qū)典型索股;②加勁梁兩端(水平位移);③典型吊桿(索);④最不利吊桿(索)系桿拱橋主要工況①拱肋1/4截面最大正彎矩;②系桿1/4截面最大正彎矩;③拱肋跨中截面最大負彎矩;④拱腳截面最大負彎矩;⑤系桿跨中截面正彎矩;⑥系桿端部截面負彎矩;⑦吊桿最大索力①拱肋1/4截面及3L/4截面;②系桿1/4截面及3L/4截面;③拱肋跨中;④拱腳截面;⑤最不利系桿跨中;⑥系桿端部;⑦最不利吊桿11表8常見橋梁靜載試驗工況及測試截面(續(xù))橋型試驗工況測試截面L-橋梁計算跨徑;h-主梁梁高。在確定異型橋梁和其他組合體系橋梁試驗工況時,應根據(jù)荷載情況、結(jié)構(gòu)主要力學特征及JTJ/TT21-01相關(guān)規(guī)定,計算確定試驗工況及相應的測試截面。異型橋梁和組合體系橋梁結(jié)構(gòu)形式較多,測試截面及其相應的荷載工況通常結(jié)合理論計算成果和結(jié)構(gòu)具體特征確定。計算時除考慮彎矩、剪力、軸力等最不利受力工況外,通常還要考慮扭矩及彎扭耦合等受力工況,并關(guān)注梁端支座反力的變化。加固或改建后的橋梁應根據(jù)其最終結(jié)構(gòu)體系受力特點,按最不利受力的原則,結(jié)合加固或改建的具體內(nèi)容、范圍及改造前病害嚴重程度選擇測試截面,確定相應的試驗工況。對在用橋梁進行靜載試驗時,除應符合表6的規(guī)定外,尚應根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷的程度、部位及特征,結(jié)合計算分析成果,增加測試截面和試驗工況。測試內(nèi)容靜載試驗的測試內(nèi)容應反映橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力、應力(應變)、位移及裂縫最不利控制截面的力學特征,試驗過程應關(guān)注可能出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象。常見橋梁靜載試驗測試內(nèi)容可按表9確定。表9常見橋梁靜載試驗測試內(nèi)容橋型測試內(nèi)容簡支梁橋主要內(nèi)容①跨中截面撓度和應力(應變);②支點沉降;③混凝土梁體裂縫附加內(nèi)容①L/4截面撓度;②支點斜截面應力(應變)連續(xù)梁橋主要內(nèi)容①主跨支點斜截面應力(應變);②主跨最大正彎矩截面應力(應變)及撓度;③邊跨最大正彎矩截面應力(應變)及撓度;④支點沉降;⑤混凝土梁體裂縫附加內(nèi)容主跨(中)支點附近斜截面應力(應變)連續(xù)剛構(gòu)橋主要內(nèi)容①主跨墩頂截面主梁應力(應變);②主跨最大正彎矩截面應力(應變)及撓度;③邊跨最大正彎矩截面應力(應變)及撓度;④混凝土梁體裂縫附加內(nèi)容①墩頂支點截面附近斜截面應力(應變);②墩身控制截面應力(應變);③墩頂縱橋向水平位移斜拉橋主要內(nèi)容①主梁中孔最大正彎矩截面應力(應變)及撓度;②主梁墩頂支點斜截面應力(應變);③主塔塔頂縱橋向水平位移與塔腳截面應力(應變);④塔柱底截面應力(應變);⑤混凝土梁體裂縫;⑥典型拉索索力附加內(nèi)容①斜拉索活載張力最大增量;②加勁梁縱向漂移12表9常見橋梁靜載試驗測試內(nèi)容(續(xù))橋型測試內(nèi)容懸索橋主要內(nèi)容①加勁梁最大正彎矩截面應力(應變)及撓度;②主塔塔頂縱橋向最大水平位移與塔腳截面應力(應變);③塔、梁體混凝土裂縫;④最不利吊桿(索)力增量附加內(nèi)容①主纜錨跨索股最大張力增量;②加勁梁梁端最大縱向漂移;③吊桿(索)活載張力最大增量系桿拱橋主要內(nèi)容①拱肋1/4截面最大正彎矩;②系桿1/4截面最大正彎矩;③拱肋跨中截面最大負彎矩;④拱腳截面最大負彎矩;⑤系桿跨中截面正彎矩;⑥系桿端部截面負彎矩;⑦吊桿最大索力對懸索橋、斜拉橋及高墩橋梁,應進行橋塔、墩的縱橋向位移測試。必要時,尚應進行主塔塔頂三維坐標測試。懸索橋、斜拉橋應進行加勁梁的豎向撓度及水平位移測試,加勁梁水平位移測點宜布置在梁端。懸索橋尚應進行主纜控制截面的三維坐標測試。異型橋梁及組合體系橋梁試驗測試內(nèi)容,應根據(jù)結(jié)構(gòu)的力學特征及計算成果,按6.2.2及6.3.2條的規(guī)定確定。對在用橋梁進行靜載試驗時,除應符合6.3.2的規(guī)定外,尚應根據(jù)結(jié)構(gòu)損傷的程度、部位及特征,結(jié)合試驗目的增加測試內(nèi)容。在豎向撓度測試時,應同時測試支點的豎向變位,并按6.7.3進行支點沉降修正。試驗荷載靜載試驗應根據(jù)試驗目的確定試驗控制荷載。交(竣)工驗收荷載試驗,應以設(shè)計荷載作為控制荷載;否則,應以目標荷載作為控制荷載。靜載試驗荷載效率,宜介于0.90~1.00之間。應按式(1)計算。 (1)式中:Ss——靜載試驗荷載作用下,某一加載試驗項目對應的加載控制截面內(nèi)力或位移的最大計算效應值;S——控制荷載產(chǎn)生的同一加載控制截面內(nèi)力或位移的最不利效應計算值;μ——按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)值。試驗前應對試驗荷載進行標記、稱重。采用車廂布置重物加載時,應詳細記錄列車軸重。采用加載物加載時,應根據(jù)加載分級情況,分別編號、稱量、記錄各級荷載量。采用車廂布置重物加載時,裝載物通常采用外形規(guī)則的物體并整齊碼放,或采用松散均勻材料在車廂內(nèi)攤鋪平整,在車廂控制室記錄列車軸重。采用水箱或重物在橋面上堆放加載時,一般通過測量水箱或重物的體積與密度來換算其重量。當采用加載物分布在橋面上加載時,通常將重物化整為零稱量后按逐級加載要求分堆放置,以便加載時取用。通常根據(jù)不同的加載方法和具體條件選用稱重法或體積法等方法稱量加載重量。13加載車輛單軸重量不應超過相關(guān)標準、規(guī)范的規(guī)定。必要時,應驗算道床板等局部構(gòu)件的承載能力和裂縫寬度。本條主要是為了保證道床板局部承載安全,保證橋梁不會發(fā)生局部加載破壞或嚴重開裂。測點布置應變測點的布置應遵循下列原則:應變測點應根據(jù)測試截面及測試內(nèi)容合理布置,并應能反映橋梁結(jié)構(gòu)的受力特征;單向應變測點布置應體現(xiàn)左右對稱、上下兼顧、重點突出的原則,并應能充分反映截面高度方向的應變分布特征。單點應變花測點的布置不宜少于兩組。測點布置完畢,應準確測量其位置;常見截面的單向應變測點布置見表10。結(jié)構(gòu)對稱時,1/2橫截面的應變測點可減少,但不宜少于2個;表10主要截面應變測點布置示意構(gòu)件名稱主要截面類型應變測點布置示意備注混凝土主梁梁式截面鋼筋混凝土T梁①每片梁底面測點為1~2個;②每片梁側(cè)面測點不宜少于2個預應力混凝土T梁①每片梁底面測點為1~2個;②每片梁側(cè)面測點不宜少于2個14表10主要截面應變測點布置示意(續(xù))構(gòu)件名稱主要截面類型應變測點布置示意備注整體式箱梁①在箱室內(nèi)布置測點時,每箱室頂、底板不宜少于3個;②單肋側(cè)面測點不宜少于2個;③當箱梁未預留檢修孔時,測點布置于箱梁外側(cè)鋼箱梁及鋼混組合梁鋼箱梁①每箱室頂、底板測點不宜少于3個,邊測點應貼近腹板布置;②每腹板測點不宜少于3個;③加勁肋有選擇地進行測點布置I形梁①頂、底面測點不宜少于2個;②單側(cè)面測點不宜少于3個拱肋鋼筋混凝土矩形①頂、底面測點不宜少于2個;②單側(cè)面測點不宜少于3個箱形①頂、底面測點不宜少于2個;②單側(cè)面測點不宜少于3個鋼管混凝土單肢不宜少于4個,對稱布置15表10主要截面應變測點布置示意(續(xù))構(gòu)件名稱主要截面類型應變測點布置示意備注雙肢單肢不宜少于5個,鋼管與綴板連接處宜布置測點,并準確測量其幾何中心四肢單肢不宜少于5個,鋼管與綴板連接處宜布置測點,并準確測量其幾何中心整體式板(箱)整體式板①頂、底面測點不宜少于5個,對稱布置;②單側(cè)面測點不宜少于2個整體式箱①頂、底面測點不宜少于5個,對稱布置;②側(cè)面測點不宜少于2個;③腹板對應位置應布置測點;④當箱內(nèi)布置測點時,同整體式箱梁構(gòu)件名稱主要截面類型應變測點布置示意備注橋墩圓形不宜少于4個,對稱布置矩形①橫橋向每側(cè)不宜少于3個;②縱橋向每側(cè)不宜少于2個箱形①橫橋向每側(cè)不宜少于3個;②縱橋向每側(cè)不宜少于3個蓋梁矩形①底板測點不宜少于3個;②單側(cè)面測點不宜少于3個彎橋、斜橋及異型橋應根據(jù)控制荷載作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力(應力)特征及結(jié)構(gòu)特征確定應變測點;鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受拉區(qū)應變測點宜布置在受拉區(qū)主鋼筋上;主應變(應力)應采用應變花進行測試,其測點布置見表11;16表11應變花測點布置示意構(gòu)件名稱主要測試內(nèi)容應變測點布置示意測試位置主梁近支點附近主應力簡支梁支點向橋跨方向1/2梁高處沿45°方向與主梁梁高中心線相交位置不宜少于3個應變花;其余構(gòu)件主應力測試位置應經(jīng)計算確定應變測試應設(shè)置補償片,補償片位置應處于與結(jié)構(gòu)相同材質(zhì)、相同環(huán)境的非受力部位;各類測試儀表必須細心正確安裝。粘貼電阻絲應變片的構(gòu)件部位要求平整,對鋼材光潔度要求▽5。在測試時,電阻絲應變片與構(gòu)件間的粘貼膠層必須保證充分干燥與有效,干燥程度可用兆歐表測量其對構(gòu)件的絕緣度來檢驗。絕緣度標準視片基材質(zhì)和標距而異,其絕緣值應符合表12的規(guī)定。表12應變片絕緣度標準標距(mm)絕緣電阻(ΜΩ)紙基樹脂基<20≥500≥100020-100≥300≥500>100≥200≥300通常采用單向應變計(片)測試正應變(應力),采用應變花測試主應變(應力)。測試單向應變時,根據(jù)測試構(gòu)件形狀特點沿寬度及高度方向布置的應變測點可以反映應變沿構(gòu)件截面的橫向和高度方向的變化特征;腹(肋)板應變測點能夠反映截面高度方向應變分布規(guī)律,頂緣應變測點布置于腹(肋)板最上緣。測試截面確定后,應變測點的布置與截面形狀關(guān)系密切。對于常見的受彎構(gòu)件,主要針對最大受壓及受拉區(qū)進行測試,至少要保證頂、底板應變測點的有效性。為了反映應變沿高度方向的變化規(guī)律,一般沿構(gòu)件腹板或肋板的高度方向分布應變測點。主梁外側(cè)頂板通常不具備測點布置條件。此時,可以盡量貼近頂板或上翼緣板布置側(cè)面頂緣應變測點,避免將測點布置在中性軸附近。一般不在實腹式拱橋或空腹式拱橋跨中實腹段的拱肋上緣布置應變測點。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載時,當受拉區(qū)混凝土開裂時,混凝土應變測試結(jié)果會失真,鋼筋應變測試結(jié)果較為可靠。測試時,通常局部鑿除受拉區(qū)混凝土保護層,露出鋼筋并布置鋼筋應變片(計)進行測試,測試結(jié)束后及時修復混凝土保護層。位移測點布置應遵循下列原則:位移測點的測值應能反映結(jié)構(gòu)的最大變位及其變化規(guī)律;主梁豎向位移的縱橋向測點宜布置在各工況荷載作用下?lián)隙惹€的峰值位置;豎向位移測點的橫向布置應充分反映橋梁橫向撓度分布特征,整體式截面不宜少于3個,多梁式(分離式)截面宜逐片梁布置。常見主梁豎向位移測點的橫向布置見表13;17表13主梁豎向位移測點橫向布置示意構(gòu)件名稱主要截面類型位移測點布置示意備注混凝土主梁梁式截面鋼筋混凝土T梁每片梁底面不宜少于1個或橋面不宜少于3個預應力混凝土T梁每片梁底面不宜少于1個或橋面不宜少于3個整體式箱梁橫橋向梁底面不宜少于3個或橋面不宜少于3個鋼箱梁及鋼混組合梁鋼箱梁橫橋向梁底面不宜少于5個或橋面不宜少于3個鋼混組合梁每片縱梁底面不宜少于1個或橋面不宜少于3個主梁水平位移測點應根據(jù)計算布置在相應的最大位移處;墩塔的水平位移測點應布置在頂部,并根據(jù)需要設(shè)置縱、橫向測點;支點沉降的測點宜靠近支座處布置。進行撓度測試時,撓度測點通常布置于梁(桿、肋或主拱圈)底面,條件不具備時布置在橋面。當測試主梁、主拱、加勁梁、主纜等的撓度曲線時,通常在最大、最小撓度控制截面之間內(nèi)插若干撓度測試截面。荷載試驗測試時,宜采用橋梁施工控制的有效測點。采用施工控制的有效測點可以節(jié)約成本,也便于與施工控制的測試結(jié)果進行對比分析。裂縫測點應布置在開裂明顯、寬度較大的部位。傾角測點宜根據(jù)需要布置在轉(zhuǎn)動明顯、角度較大的部位。18試驗過程控制及記錄現(xiàn)場荷載試驗應根據(jù)測量方法和儀器使用條件,采取下列措施:宜選擇晝夜溫差小的陰天或溫差小的時段進行試驗;宜布置適量的溫度測點,空載時量測結(jié)構(gòu)溫度場的變化,同時觀測結(jié)構(gòu)溫度變化對測點應變及變位的影響;對不具有溫度補償能力的傳感器測點,應在同一溫度場中設(shè)置無應力補償測點;在加載過程中觀測受力測點測值變化的同時,扣除無應力補償測點的測值變化。正式加載之前應進行預加載。一般采用分級加載的第一級荷載或單輛試驗車作為預加載。試驗荷載應分級施加,加載級數(shù)應根據(jù)試驗荷載總量和荷載分級增量確定,可分成3~5級。當橋梁的技術(shù)資料不全時,應增加分級。重點測試橋梁在荷載作用下的響應規(guī)律時,可加密加載分級。靜荷載輪位應加載在影響線最不利位置處,輪位允許偏差為±10cm。加卸載過程中,應保證非控制截面內(nèi)力或位移不超過控制荷載作用下的最不利值。加載時間間隔應滿足結(jié)構(gòu)反應穩(wěn)定的時間要求。應在前一級荷載階段內(nèi)結(jié)構(gòu)反應相對穩(wěn)定、進行了有效測試及記錄后方可進行下一級荷載試驗。當進行主要控制截面最大內(nèi)力(變形)加載試驗時,分級加載的穩(wěn)定時間不應少于5min;對尚未投入運營的新橋,首個工況的分級加載穩(wěn)定時間不宜少于15min。加卸載穩(wěn)定時間取決于結(jié)構(gòu)變形達到穩(wěn)定所需的時間。同一級荷載內(nèi),結(jié)構(gòu)最大變形測點在最后5min內(nèi)的變形增量小于第一個5min變形增量的15%,或小于測量儀器的最小分辨值時,通常認為結(jié)構(gòu)變形達到相對穩(wěn)定。若因連接較弱或變形緩慢而造成測點觀測值穩(wěn)定時間較長,如結(jié)構(gòu)的實測變形(或應變)值遠小于計算值,一般適當延長加載穩(wěn)定時間。應根據(jù)各工況的加載分級,對各加卸載過程結(jié)構(gòu)控制點的應變(或變形)、薄弱部位的破損情況等進行觀測與分析,并與理論計算值對比。當試驗過程中發(fā)生下列情況之一時,應停止加載,查清原因,采取措施后再確定是否進行試驗:控制測點應變值已達到或超過計算值;控制測點變形(或撓度)超過計算值;結(jié)構(gòu)裂縫的長度、寬度或數(shù)量明顯增加;實測變形分布規(guī)律異常;橋體發(fā)出異常響聲或發(fā)生其他異常情況;試驗加載過程中,應記錄結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的異常響動、失穩(wěn)、扭曲、晃動等異?,F(xiàn)象;斜拉索或吊索(桿)索力增量實測值超過計算值。試驗數(shù)據(jù)分析試驗數(shù)據(jù)分析時,應根據(jù)溫度變化、支點沉降及儀表標定結(jié)果的影響對測試數(shù)據(jù)進行修正。當影響小于1%時,可不修正。溫度影響修正可按式(2)進行計算: (2)式中:19——溫度修正后的測點加載測值變化量;——溫度修正前的測點加載測值變化量;——相應于ΔS觀測時間段內(nèi)的溫度變化量(℃);對應變宜采用構(gòu)件表面溫度,對撓度宜采用氣溫;——空載時溫度上升1℃時測點測值變化量;如測值變化與溫度變化關(guān)系較明顯時,可采用多次觀測的平均值,;——空載時某一時間區(qū)段內(nèi)測點測值變化量;——相應于,同一時間區(qū)段內(nèi)溫度變化量。被測構(gòu)件表面溫度與內(nèi)部溫度的差異、貼片位置與非貼片位置的溫差、局部貼片與整體貼片間的溫差、貼片與補償片間的溫差等,構(gòu)成了溫度影響的復雜性。通常采取縮短加載時間,選擇溫度變化較穩(wěn)定的時間段進行試驗等辦法,盡量減小溫度對測試精度的影響。必要時,可利用加載試驗前進行的溫度穩(wěn)定性觀測數(shù)據(jù),建立溫度變化和測點測值變化的關(guān)系曲線進行溫度修正。當支點有沉降發(fā)生時,支點沉降修正量可按式(3)計算: (3)式中:——測點的支點沉降修正量;——A支點到B支點的距離;——撓度測點到A支點的距離;——A支點沉降量;——B支點沉降量。測點位移或應變可按式(4)~式(6)計算: (4) (5) (6)式中:——試驗荷載作用下測量的結(jié)構(gòu)總位移(或總應變)值;——試驗荷載作用下測量的結(jié)構(gòu)彈性位移(或應變)值;——試驗荷載作用下測量的結(jié)構(gòu)殘余位移(或應變)值;——加載前的測值;——加載達到穩(wěn)定時的測值;——卸載后達到穩(wěn)定時的測值。測點的相對殘余位移(或應變)可按式(7)計算: (7)式中:——相對殘余位移(或應變);、——意義同前。20測點校驗系數(shù)應符合下列規(guī)定:測點校驗系數(shù)應按式(8)計算: (8)式中:——校驗系數(shù);——同式(5.7.4-2);——同式(5.4.2)。當結(jié)構(gòu)處于線彈性工作狀態(tài)時,應根據(jù)量測到的測點應變,利用虎克定律計算測點的應力。應采用實測位移(或應變)最大值Semax與橫向各測點實測位移(或應變)平均值,按式(5.7.7-2)計算實測橫向增大系數(shù)。 (9)式中:ξ——橫向增大系數(shù)。條文說明根據(jù)《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》專題研究成果(1982年),在進行Se與Ss比較時,Se采用實測最大值,Ss采用空間理論分析的相應最大值,對于平面計算,通常采用考慮橫向增大系數(shù)的計算值。對于整體式截面,也可采用實測的橫截面平均值與計算值比較。橫向增大系數(shù)采用實測值,無實測值時采用理論計算值。試驗曲線的繪制應包括下列主要內(nèi)容:列出各加載工況下主要測點實測位移(或應變)與相應的理論計算值的對照表,并繪制出其關(guān)系曲線;繪制各加載工況下主要控制點的位移(或應變等)與荷載或荷載效率的關(guān)系曲線;繪制各加載工況下控制截面位移(或應變)分布圖、沿縱(橫)橋向撓度圖、截面應變沿高度(寬度)分布圖等;結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫后典型裂縫的形態(tài)隨試驗荷載增加的變化開展圖。試驗曲線能直觀地反映試驗結(jié)果。一般通過試驗曲線來表示實測應變和理論計算值的比較情況、主要控制點的變形(應變)與荷載的歷程曲線、撓度及應變分布情況。通過這些曲線能夠?qū)υ囼灲Y(jié)果進行評價,判斷異常點、結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)、應變(變形)分布是否符合一般規(guī)律等。橋梁動載試驗一般規(guī)定橋梁動載試驗包含橋梁動力響應測試和脈動試驗??⒐そ桓对囼炛?,根據(jù)試驗任務應選擇具有代表性的橋聯(lián)(孔);評估試驗中,應選擇受力不利、缺陷較多或病害較嚴重的橋跨。同時開展靜、動載試驗的多聯(lián)(孔)橋梁,動載試驗應選擇與靜載試驗相同的橋聯(lián)(孔)。21動載試驗采用的加載車輛應性能良好,無異常振動。試驗工況及測試截面根據(jù)不同試驗任務,橋梁動力響應測試的準靜態(tài)標定可以采用控制截面彎矩最不利輪位靜態(tài)加載以及小于5km/h低速行車兩種方式。橋梁動力響應測試速度根據(jù)設(shè)計最高運營速度確定:設(shè)計最高運營速度大于120km/h的橋梁,試驗速度宜從設(shè)計最高運營速度60%開始,速度級差宜為20km/h,從設(shè)計最高運營速度80%開始或距設(shè)計最高運營速度差值在50km/h以內(nèi)時,速度級差以為10km/h;設(shè)計最高運營速度小于等于120km/h的橋梁,試驗速度宜從設(shè)計最高運營速度50%開始,每級速度級差不大于10km/h。進行橋梁動力響應測試時,每個速度級應測試不少于2次,雙線橋梁上下行可分開測試。動力響應測試測點應根據(jù)橋梁振型形狀布置在橋梁振動響應較大的部位;應變測點應根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)類型布置在控制截面;無砟軌道橋梁相鄰梁端或橋臺與梁端兩側(cè)鋼軌支點橫向相對動位移測點應布置在梁縫兩側(cè)鋼軌支點處;支座橫向、縱向和豎向位移測點應布置在支座中心線位置。脈動試驗的測點應根據(jù)橋梁振型布置在橋梁變位較大的部位,并避開各階振型的節(jié)點。測試內(nèi)容根據(jù)不同試驗任務,動力試驗測試橋梁關(guān)鍵截面振動加速度、振幅、動撓度、行車安全指標等動力特性,脈動試驗測試橋梁自振頻率、振型、阻尼比等動力特性。脈動試驗應包括豎平面內(nèi)彎曲、橫向彎曲自振特性以及扭轉(zhuǎn)自振特性的測試。應根據(jù)試驗目的和需要確定測試縱橋向豎平面內(nèi)彎曲自振特性。橋梁的測試階次應不少于表14的規(guī)定。表14橋梁的測試階次表橋型簡支梁橋非簡支梁橋、拱橋斜拉橋、懸索橋測試階數(shù)1階3階9階按JTG∕TJ21-01執(zhí)行。試驗荷載橋梁動力響應測試宜采用橋梁所在線路運營車輛,并記錄車輛速度、車型、編組以及軸重情況。根據(jù)試驗任務的不同,動力響應測試車輛編組可以采用滿載、空載以及滿—空混編編組,編組形式以被測動力響應參數(shù)最不利布置工況確定,但車輛編組以及軸重不可超過橋梁設(shè)計活載。動力試驗應在試驗橋梁所在線路具備行車條件后進行,避免加載所用車輛軸重產(chǎn)生的局部效應引起橋梁部件損傷。脈動試驗激振方法可根據(jù)結(jié)構(gòu)特點、測試的精度要求、方便性及現(xiàn)場實際情況確定,宜采用環(huán)境微振動法或自由振動衰減法。試驗過程控制及記錄在進行動載試驗前,應根據(jù)試驗任務編制試驗實施方案,其中應包含行車調(diào)度方案。橋梁動載試驗宜依次分為預加載、正式試驗以及試驗數(shù)據(jù)檢查三個階段。在預加載階段,應驗證測試系統(tǒng)的穩(wěn)定性與準確性,及時排查干擾測試系統(tǒng)運行的干擾22源。在正式試驗階段,應實時判斷橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài),并對采集的數(shù)據(jù)進行初步分析,發(fā)現(xiàn)異常應立即停止試驗,分析原因。在試驗數(shù)據(jù)檢查階段,應對采集的數(shù)據(jù)進行初步整理與分析,檢查數(shù)據(jù)的完整性。動載試驗測試系統(tǒng)的性能應滿足試驗對量程、精度、分辨率、穩(wěn)定性、幅頻特性、相頻特性的要求。傳感器安裝應與主體結(jié)構(gòu)保持良好接觸,無相對振動。動載試驗中主要測試參數(shù)的精度應符合表15中的要求。表15動載試驗測試參數(shù)精度要求測試參數(shù)精度應變、位移≤±3%振幅≤±10%自振頻率≤±1%阻尼比≤±3%列車速度≤±1%當試驗分析僅作頻域分析時,采樣頻率可?。寒斣囼灧治鰞H作時域分析時,采樣頻率可?。寒斣囼灧治鲆蠹茸鲿r域分析又做頻域分析時,采樣頻率可?。涸囼灁?shù)據(jù)分析應對測試信號進行檢查和評判,并進行剔除異常數(shù)據(jù)、去趨勢項、數(shù)字濾波等必要的預處理。應仔細查找并消除系統(tǒng)誤差,舍棄因過失誤差產(chǎn)生的可疑數(shù)據(jù),需要時做加窗和數(shù)字濾波等預處理。自振頻率可采用頻譜分析法或余振波形分析法得到。自振頻率宜取多次測試、不同分析方法所得的均值。阻尼比可采用頻諾分析法或余振波形分析法得到。阻尼比宜取多次測試、不同分析方法所得的均值。梁體豎向撓度應取實測列車靜活載豎向撓度扣除實測支座豎向位移后,換算至靜活載作用下的豎向撓度,確定梁體豎向撓跨比。橋梁動力系數(shù)可從動撓度、動應變實測波形分析計算獲得。從梁體控制截而豎向動撓度得到的動力系數(shù)主要反映結(jié)構(gòu)的整體動力系數(shù);從梁體控制截面動應變得到的動力系數(shù)主要反映該應變點所在部位的動力系數(shù)。截取動車組列車通過時段的振動時域波形,作頻譜分析,求取動車組列車對橋梁產(chǎn)生的強振頻率。從位移波形上直接讀取支座橫向、縱向和豎向位移最大值以及無昨軌道橋梁相鄰梁端或橋臺與梁端兩側(cè)鋼軌支點橫向相對動位移最大值。23評價指標靜載試驗評價指標橋梁荷載試驗當出現(xiàn)下列情形之一時,應判定橋梁不滿足正常使用要求,應采取加固、限速或停止使用等一種或多種措施。主要測點靜力荷載試驗結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)大于1.05;主要測點相對殘余變位或相對殘余應變超過20%;試驗荷載作用下裂縫擴展寬度超過限值,且卸載后裂縫閉合寬度小于擴展寬度的2/3。試驗結(jié)果結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)通常值見表16:表16結(jié)構(gòu)校驗系數(shù)通常值梁別應變(或應力)校驗系數(shù)撓度校驗系數(shù)鋼筋混凝土梁0.45~0.600.50~0.65預應力混凝土梁0.75~0.950.65~0.90鋼筋混凝土拱0.6~0.80.6~0.85斜拉橋(混凝土主梁)0.75~0.950.7~1.0斜拉橋(鋼主梁)0.8~1.00.8~1.0拉索0.9~1.00.8~1.0懸索橋(鋼箱梁)0.8~1.00.60~0.95塔柱0.6~0.80.55~0.95梁式橋橋跨結(jié)構(gòu)由列車豎向靜活載引起的豎向撓度不應超過表17規(guī)定的容許值按照TB10002執(zhí)行。表17梁體豎向撓度的容許值跨度L(m)豎向撓度容許值L≤30L/200030<L≤60L/150060<L≤80L/1200L>80L/1000拱橋的1/4跨度處,由列車豎向靜活載所產(chǎn)生的上下?lián)隙冉^對值之和,不宜大于計算跨度的1/800。斜拉橋由列車豎向靜活載所產(chǎn)生的梁體堅向撓度不宜大于計算跨度的1/600。列車豎向靜活載與公路靜活載同時作用下,結(jié)構(gòu)的豎向撓度不宜大于計算跨度的1/500。在列車靜活載作用下,有砟軌道橋梁梁體單端豎向轉(zhuǎn)角不應大于5‰,無砟軌道橋梁梁體單端轉(zhuǎn)角不應大于3‰。當無砟軌道橋梁梁體單端豎向轉(zhuǎn)角大于2‰時,應檢算梁端處軌道扣件的上拔力。按照GB/T39559.2執(zhí)行。24動載試驗評價指標采用橡膠支座的中小跨度鋼筋混凝土或預應力混凝土橋梁,列車通過時,支座橫向位移不應超過2mm。在列車作用下,橋跨結(jié)構(gòu)梁體的橫向水平位移不宜大于計算跨度的1/4000。按照GB/T51234執(zhí)行。在列車作用下,無砟軌道橋梁相鄰梁端兩側(cè)的鋼軌支點處橫向相對位移不應大于1mm。在計入沖擊系數(shù)的列車活載作用下,橋跨結(jié)構(gòu)整體扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的梁體同一橫斷面一條線上兩根鋼軌的豎向變形差不應大于6mm。橋面板在20Hz及以下的豎向振動加速度限值,有砟橋面時不應大于3.5m,無砟橋面時不應大于5.0m/s2(半峰值)。列車通過時,各類簡支橋跨結(jié)構(gòu)在荷載平面處跨中橫向振幅行車安全限值(Amax)5%見表18。按照鐵運函[2004]120號鐵路橋梁檢定規(guī)范執(zhí)行。表18橋跨結(jié)構(gòu)橫向振幅行車安全限值(Amax)5%類別結(jié)構(gòu)類型跨中橫向振幅行車安全限值(Amax)5%鋼梁無橋面系的板梁或桁梁L/5500有橋面系板梁L/6000桁梁(L≤40m)L/6500(40m<L≤96m)L/(75L+3500)鋼筋混凝土梁、預應力混凝土梁L/9000L為跨度(m)。當列車通過時,橋跨結(jié)構(gòu)在荷載平面的橫向振動加速度不應該超過1.4m/s2。列車正常運行時,各類簡支橋跨結(jié)構(gòu)在荷載平面處跨中最大橫向振幅和最低橫向自振頻率的通常值見表19。表19橋跨結(jié)構(gòu)橫向剛度通常值類別結(jié)構(gòu)類型客車實測跨中橫向最大振幅通常值(Amax)5%(mm)實測橫向最低自振頻率通常值f(Hz)有縫線路無縫線路鋼梁無橋面系的板梁、桁梁≤≤≥有橋面系的板梁、桁梁≤≤≥預應力混凝土梁≤≤≥L為跨度(m);B:鋼梁為主梁中心距(m),預應力混凝土梁為支座中心距(m)。現(xiàn)場組織一般規(guī)定25加載試驗過程中和試驗結(jié)束后,應對加載影響較大的部位(受力較大部位、薄弱部位、原有缺陷部位等)進行詳細檢查。加載試驗前應對測點與測量儀器予以防護,避免日照、風雨、振動和周圍其他干擾。試驗時應保持現(xiàn)場人員的通信暢通。試驗準備和實施過程中,軌行區(qū)作業(yè)人員應做好自身安全防護,包括穿戴熒光衣、勞保鞋、安全帽等安全防護用品。測量儀器和導線的安裝,不應影響列車運行安全。軌行區(qū)內(nèi)的儀器、導線應固定牢靠,并做好標識,防止侵限。試驗結(jié)束后,應清理干凈,恢復正常狀態(tài)。操作平臺是指供人員進行儀表或元件現(xiàn)場安裝、測試讀數(shù)或者行走的工作平臺。操作平臺通常采用橋檢車、腳手架等?,F(xiàn)場布設(shè)測點放樣與布設(shè)應符合下列規(guī)定:現(xiàn)場測點布設(shè)應事先準備詳細的測點布置方案;測點布置時,如需局部調(diào)整布置方案,應做好記錄;采用有線傳輸多點應變信號時,應采用電阻值相同的數(shù)據(jù)線,測點布設(shè)
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