1、全橋靜、動荷載試驗檢測方案江西省公路工程檢測中心二O一二年七月目 錄江西省公路工程檢測中心資質1全橋靜荷載試驗方案5一、橋梁結構鑒定性荷載試驗目的5二、試驗依據及技術標準5三、靜載試驗荷載效率5四、主要試驗項目和試驗部位5五、試驗準備工作6六、現場試驗步驟7七、試驗工況安排8八、試驗測點布置8 8.1 小箱梁測點布置8 8.2 空心板測點布置9 8.3 T梁測點布置10 8.4 現澆連續梁測點布置10九、試驗加載布置11 9.1 小箱梁試驗加載11 9.2 空心板試驗加載13 9.3 T梁試驗加載14 9.4 連續箱梁試驗加載16十、檢測信息整理分析及處理反饋17 十一、橋梁動載試驗方案19

2、11.1 動荷載試驗目的19 11.2 動荷載試驗內容19 11.3 動荷載試驗儀器設備19 11.4 動荷試驗孔的選擇及測點布置19 11.5 動荷試驗結果及分析20 11.6 動荷載試驗結論32江西省公路工程檢測中心 橋梁成橋靜、動荷載試驗檢測方案江西省公路工程檢測中心資質資質等級試驗檢測項目及參數(一)試驗檢測項目及參數(二)試驗檢測項目及參數變更和須知全橋靜荷載試驗方案一、橋梁結構鑒定性荷載試驗目的橋梁結構荷載試驗是對橋梁結構物工作狀態進行直接測試的一種鑒定手段。橋梁結構在試驗荷載作用下，測試結構控制截面的應變、撓度和變形等試驗參數，從而判斷橋梁結構的工作狀態和受力性能，以及大橋結構的

3、剛度、強度、整體受力性能和抗裂性能，為竣工驗收提供依據。所以，通過現場荷載試驗，以求達到如下主要目的：1、了解橋梁的荷載橫向分布規律、受力性能；2、評定橋梁結構承載能力是否達到設計荷載標準與規范要求。二、試驗依據及技術標準1、公路技術狀況評定標準（JTG H20-2007）2、公路橋涵養護技術規范（JTG H11-2004）3、公路工程質量檢驗評定標準（JTGF80/1-2004）4、公路工程技術標準（JTG B01-2003）5、公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范（JTG D62-8004）6、公路橋涵設計通用規范（JTG D60-2004）7、公路橋梁承載能力檢測評定規程（JTG /

4、T J21 -2011）8、交通部頒：大跨度混凝土橋梁的試驗方法（試行），1982年9、兩階段施工圖設計成橋的設計資料。三、靜載試驗荷載效率靜載試驗采用等效荷載加載方式，在結構設計的影響線最不利處布載，計算出跨中控制截面在試驗荷載作用下的最大內力值，與設計荷載（公路-級、公路-級）作用下的跨中控制截面的理論內力值的比值，為靜載試驗荷載效率。依據大跨徑混凝土橋梁的試驗方法的建議，試驗荷載效率在0.951.05范圍內。四、主要試驗項目和試驗部位（一）主要試驗項目根據連續梁橋結構受力特點和受力性能，本次試驗隨機選用兩跨連續箱梁結構試驗，主要測試以下項目：1、結構控制截面的最大應力（或應變）;2、結構

5、的最大撓度和變形（包括上、下游兩側撓度差及水平位移）;3、支座部位的撓度和變形;4、裂縫的可能出現和擴展，包括初始裂縫的出現，裂縫的寬度、長度、間距、位置、方向和形狀，以及卸載后的閉合狀況。（二）主要測試部位1、應力（應變）：正彎矩應力 負彎矩應力2、撓度：跨中部位、理論支承部位、L/4部位3、位移：橋墩與橋臺下沉4、裂縫：根據理論結構分析，在試驗荷載作用下大橋各控制截面不會出現裂縫，為安全起見，試驗派專人對控制截面進行裂縫觀測。五、試驗準備工作1、加截車輛試驗采用等代荷載，試驗擬采用6輛裝載材料的后八輪（或其它類型的重車，每輛車重約330KN左右），進行試驗加載，通過調整各車距，使在主要截面

6、產生的效應達到設計荷載在同一截面產生效應的0.80倍以上（1.00倍以下）。詳細加載車位經結構試驗狀況分析后確定。2、加載材料加載材料采用石料、砂礫等均可,只要滿足荷重要求。3、加載稱重試驗加載車輛裝載材料后必須過地磅（稱重），分別量測出每輛車前軸、后軸和整車重量。4、橋面車位標記在試驗前準備好尺子和涂料，根據車位布置圖，分別在橋面上劃出醒目準確的標記。5、試驗檢測車采用試驗檢測車，根據加載布置圖貼好應變計片，吊置好錘球及做好其它檢測前的一切準備工作。6、現場秩序維持測試時只允許工作人員和獲準參觀的少數人員進入指定區內，外界車輛、人員一律不許進入試驗區范圍（包括橋下），試驗期間大橋必須中斷一切

7、交通，并配備糾察人員維持秩序。六、現場試驗步驟由于大橋剛剛建成，為使結構進入正常狀態，在正式加載前，擬用兩部試驗車輛在橋上來回行駛數次，并停在橋跨中部位半小時左右進行預載，以消除橋梁在非彈性變形。正式荷載試驗是整個荷載試驗的核心內容，荷載試驗的過程如圖1。具體步驟如下： 圖7-1 荷載試驗過程框圖1.初讀數靜載初讀數是指試驗正式開始時的零荷載讀數，不是準備階段調試儀器的讀數。對于新建橋梁，在初讀數之前往往要進行預壓（一般以部分重車在橋上緩行幾次）。從初讀數開始整個測試系統就運動起來了，測量、讀數記錄人員進入現場各司其職。2.加載安排專人指揮車輛停靠，駕駛員一開始不熟悉情況，一經熟悉，一般都可以

8、很好配合。3.穩定后讀數加載后結構的變形和內力需要有一個穩定過程，對不同的結構這一過程的長短不一樣，一般是以控制點的應變值或撓度值穩定為準，只要讀數波動值在測試儀器的精度范圍以內，就認為結構已處于相對穩定狀態，可以測量讀數。4.卸載讀零一個工況結束，荷載退下橋去，各測點要讀回零值，同樣要有一個穩定過程。5.靜載試驗過程中，主要工況要重復2-3次，試驗時必須時時關心幾個控制點數據的情況，一旦發現間題（數據本身規律差或儀器故障等）要重新加載測試，這種現場數據校核的做法，可以避免實測數據出現大的差錯，是非常必要的。七、試驗工況安排根據大橋實際結構受力狀態與試驗目的，試驗擬對以下工況進行試驗與測試：第

9、1工況：邊跨主梁最大正彎矩、最大撓度偏載加載；第2工況：邊跨主梁最大正彎矩、最大撓度對稱加載；第3工況：中跨主梁最大正彎矩、最大撓度偏載加載；第4工況：中跨主梁最大正彎矩、最大撓度對稱加載；第5工況：試驗跨墩柱頂最大負彎矩偏載加載；第6工況：試驗跨墩柱頂最大負彎矩對稱加載；第7工況：試驗跨墩柱沉降偏載加載。八、試驗測點布置8.1 小箱梁測點布置依據前述測試工況及內容，主梁控制測試截面如圖2所示。圖中A-A、B-B、C-C截面為主要測試斷面，分別測試邊跨、中跨跨內最大正彎矩(撓度)、最大負彎矩，C-C截面附加測試該處橋墩沉降。在主梁的控制截面梁底及側面粘貼應變及撓度測試元件，A-A、B-B、C-

10、C截面處測試元件布置如圖3所示。圖2大橋控制截面示意圖 (單位：m) a) A-A截面應變點、撓度布置(14號測點為偏載方向) b) B-B截面應變點、撓度布置(28號測點為偏載方向) c) C-C截面應變點布置(38號測點為偏載方向) 墩柱沉降示意圖 圖3 控制截面應變點、撓度示意圖(單位：m)8.2 空心板測點布置依據前述測試工況及內容，安排測試截面如圖4所示。圖中A-A、B-B截面為主要測試斷面，分別測試邊跨、中跨跨內最大正彎矩和撓度。D-D、E-E截面為附加測點，分別設在距離支座L/4截面處，僅在該處布置撓度測試元件。C-C截面附加測試該處橋墩沉降。圖4 大橋控制截面示意圖 (單位：m

11、)圖5 大橋控制截面示意圖 (單位：m)8.3 T梁測點布置依據前述測試工況及內容，主梁控制測試截面如圖6所示。圖中A-A、B-B、C-C截面為主要測試斷面，分別測試邊跨、中跨跨內最大正彎矩(撓度)、最大負彎矩，C-C截面附加測試該處橋墩沉降。在主梁的控制截面梁底及側面粘貼應變及撓度測試元件，A-A、B-B、C-C截面處測試元件布置如圖7所示。圖6大橋控制截面示意圖 (單位：m)圖7 大橋控制截面示意圖 (單位：m)8.4 現澆連續梁測點布置依據前述測試工況及內容，主梁控制測試截面如圖8所示。圖中A-A、B-B、C-C、D-D截面為主要測試斷面，分別測試邊跨、中跨跨內最大正彎矩(撓度)、最大負

12、彎矩，C-C截面附加測試該處橋墩沉降，D-D截面距支座1.2m，測試試驗跨內支座處橋墩最大剪力。在主梁的控制截面梁底及側面粘貼應變及撓度測試元件，A-A、B-B、C-C、D-D截面處測試元件布置如圖9所示。圖8 大橋控制截面示意圖 (單位：m)a) A-A截面應變點、撓度布置(1號測點為偏載方向) b) B-B截面應變點、撓度布置(12號測點為偏載方向)c) C-C截面應變點布置(23號測點為偏載方向) d) D-D截面應變點布置(33號測點為偏載方向)e)墩柱沉降示意圖圖9控制截面應變點、撓度示意圖(單位：m)九、試驗加載布置9.1 小箱梁試驗加載布置詳見圖10所示：工況一 邊跨跨中最大正彎

13、矩偏載布載示意圖 工況二 邊跨跨中最大正彎矩對稱布載示意圖 工況三 中跨跨中最大正彎矩偏載布載示意圖 工況四 中跨跨中最大正彎矩對稱布載示意圖 工況五 支點最大負彎矩偏載布載示意圖 工況六 支點最大負彎矩對稱布載示意圖 工況七 墩柱最大沉降加載示意圖圖10 小箱梁加載示意圖9.2 空心板試驗加載布置詳見圖11所示：試驗跨A-A截面最大彎矩荷載偏載、對稱布置圖試驗跨B-B截面最大彎矩荷載偏載、對稱布置圖試驗跨C-C截面墩柱最大沉降荷載布圖11 空心板加載示意圖9.3 T梁試驗加載布置詳見圖12所示：工況一 邊跨跨中最大正彎矩偏載布載示意圖工況二 邊跨跨中最大正彎矩對稱布載示意圖工況三 中跨跨中最

14、大正彎矩偏載布載示意圖 工況四 中跨跨中最大正彎矩對稱布載示意圖 工況五 支點最大負彎矩偏載布載示意圖 工況六 支點最大負彎矩對稱布載示意圖 工況七 墩柱最大沉降加載示意圖圖12 T梁加載示意圖9.4 連續箱梁試驗加載布置詳見圖13所示：工況一 邊跨跨中最大正彎矩偏載布載示意圖工況二 邊跨跨中最大正彎矩對稱布載示意圖工況三 中跨跨中最大正彎矩偏載布載示意圖 工況四 中跨跨中最大正彎矩對稱布載示意圖 工況五 支點最大負彎矩偏載布載示意圖工況六 支點最大負彎矩對稱布載示意圖 工況七 墩柱最大沉降加載示意圖圖13 連續箱梁梁加載示意圖十、檢測信息整理分析及處理反饋(1) 資料的整理和保存檢測過程中做

15、好檢測記錄，每天對檢測記錄進行分類整理，主要做好如下工作：資料分橋整理、保存；每座橋梁對照竣工資料填寫橋梁資料卡，對資料不全，通過現場調查完成橋梁資料卡；并現場校對橋梁的基本數據，拍攝橋梁的全景及相關照片；現場按照竣工圖（或設計圖）對墩、臺、梁等構件進行編號，對橋梁病害做好現場記號，內業資料中應有書面記錄。(2) 檢測報告的編制檢測報告內容分橋編寫；按業主要求提交檢測報告與電子文檔；報告包括的內容有：橋梁檢測的原因、內容、項目、方法；使用的儀器設備；檢測結果分析；結構定期檢測的評論結論；結構使用限制（包括荷載、速度、機動車通行或車道數限制）；按照橋梁養護技術規范中規定的表格進行填寫，包括橋梁資

16、料卡，橋梁等級分類等內容；進行仿真驗算，計算書作為附件附于檢測報告中，提交業主。(3) 荷載試驗報告（實驗數據處理分析）按照試驗大綱的內容，簡要介紹試驗實施概況；試驗前后和試驗期間對橋梁進行外觀檢查所得到的結構狀況（包括構件尺寸、裂縫和損壞等）；量測數據的計算結果和各種關系曲線；對試驗成果的分析與評定，包括試驗值與理論計算值或標準規定值的比較；對于結構適用性、耐久性和設計合理性的評定和橋梁安全運營條件的建議；現場檢測的原始記錄和正式檢測報告應有項目負責人、各檢測人員、編制人員、校核人、審核人、批準人親筆簽字；所有相關資料及正式檢測報告由項目負責人及時收集，一并提交資料保管員，統一歸檔登記。橋梁

17、動載試驗方案11.1 動荷載試驗目的橋梁結構在移動車輛荷載作用下將產生振動、沖擊等動力反應，這種反應除了與橋梁及車輛的結構特性（質量、剛度、阻尼）有關外，還與橋梁和車輛這兩個振動系統的相互作用，車輛的行使速度和橋面的平整度有關。在設計中是用沖擊系數乘以靜載內力加以考慮的。為了測定實橋結構在各種動力荷載下的動力反應參數，分析橋梁的動力特性和車輛荷載作用下的動力響應，需進行橋梁動載試驗。11.2 動荷載試驗內容 脈動試驗測定橋梁結構在環境隨機振動下的結構動力響應，包括前幾階自振頻率、振型。 跑車試驗A) 測定橋梁結構在跑車下的結構動力響應，包括自振頻率、沖擊系數。B) 測定圖10-1中截面關鍵點在

18、動荷載作用下的動應力。C) 測定圖10-1中截面關鍵點在動荷載作用下的動撓度。 跳車激振試驗測定橋梁結構在瞬時動荷載作用下自由振動的振動特性，包括振型、頻率、振幅、和阻尼特性。11.3 動荷載試驗儀器設備本橋動載試驗采用：江蘇東華測試技術股份有限公司研發的DH-5922數據采集系統及分析軟件(JXJCYQ158)，超低頻的DH610V單向垂直傳感器，WBD型百分表式電阻應變位移傳感器，電阻應變計。11.4 動荷試驗孔的選擇及測點布置11.4.1 試驗孔的選擇根據現有橋梁在汽車荷載作用下的振動現象，選取第11跨作為此次動載試驗跨，圖10-1所示（僅示意試驗聯部分），各種加載工況均沿橋軸線對稱布置

19、。圖10-1豎向傳感器布置示意圖(單位：m)11.4.2測點布置在試驗跨(第11跨)的L/4、跨中和3L/4處截面分別安置DH610V拾振器和WBD型百分表式電阻應變位移傳感器以及電阻應變計。11.5動荷試驗結果及分析11.5.1橋梁振動模態分析測定橋梁模態自振特性參數是橋梁振動試驗的基本內容，也是研究橋梁結構的抗震、抗風或抗其它動荷載的性能和能力所必須了解的基本參數。橋梁的振動模態參數，包括振動頻率、振型和阻尼系數，是反映橋梁自身動力特性和狀態的重要參數。當結構的剛度、質量或阻尼發生變化時，結構的模態參數將隨之發生變化。當橋梁經過多年運營之后，或遇到地震破壞等其它損傷，有必要進行橋梁安全檢測

20、時，可以通過檢測橋梁的振動模態參數來判斷橋梁是否處于安全工作狀態。如果振動頻率變化不大，則說明橋梁的剛度沒有多大變化，可以保證橋梁的安全運營；如果振動頻率下降較多，則說明橋梁的剛度明顯降低，需要立即采取加固措施。如果阻尼系數增大，則說明橋梁梁體裂紋較多。1)自振頻率測試結果分析結果如圖10-2所示A）模態采集原始數據B）模態一階頻率：9.09Hz 阻尼比：4.00% 模態二階頻率：13.19Hz 阻尼比：3.69%C）一階模態線框圖（頻率：9.09Hz 阻尼比：4.00%）：D）一階模態云圖（頻率：9.09Hz 阻尼比：4.00%）： E）二階模態線框圖（頻率：13.19Hz 阻尼比：3.69

21、%）F）二階模態云圖（頻率：13.19Hz 阻尼比：3.69%）圖10-2 模態分析結果 橋梁自振特性實測值 表10-1頻率階數自振頻率實測值（Hz）阻尼比（）19.094.00213.193.69 2）自振頻率理論計算根據該橋的結構特點，用大型有限元程序ANSYS和Midas對全橋建立有限元模型，進行三維動力分析。其中用梁單元模擬縱梁，欄桿、橋面鋪裝等都作為附加質量加在橋面板上。坐標軸方向為順橋向是X軸，豎向為Z軸，橫向為Y軸，該坐標系的原點在跨中縱梁翼緣邊。 前2階頻率及其振動類型（理論值） 表10-2階數頻率（Hz）振動類型16.356豎向一階對稱彎曲213.18橫向扭轉3）實測結果與理

22、論計算對比分析從表10-3中可以看出：一階頻率實測值大于理論值較多，說明實際結構剛度較大;二階扭轉頻率較接近理論值，說明橫向剛度一般，這也和本橋梁結構形式(空心板鉸接)相應；從阻尼比來看其阻尼系數小，說明橋梁結構振動衰減較慢。 橋梁自振特性實測值與理論計算值對比表 表10-3頻率階數自振頻率（Hz）阻尼比（）fmi/fdi實測值fm計算值fdi19.096.3564.001.43213.1913.183.691.0111.5.2跑車試驗選取靜載試驗加載車04號車沿橋軸線分別以20、30、40km/h的速度勻速行駛于橋梁中心上，分別記錄每一車速下的控制斷面各測點的動態響應信號。分析結果如圖10-

23、3及表10-4所示。A)車速20km/h動撓度與動應變曲線（左邊兩個為動撓度，右邊兩個為動應變）B)車速20km/h時 跨中動應變曲線C)車速20km/h時 沖擊系數D)車速30km/h動撓度與動應變曲線（左邊兩個為動撓度，右邊兩個為動應變）E)車速30km/h時 跨中動應變曲線F)車速30km/h時 沖擊系數G)車速40km/h動撓度與動應變曲線（左邊兩個為動撓度，右邊兩個為動應變）H)車速40km/h時 跨中動應變曲線I)車速40km/h時 沖擊系數圖10-3 跑車分析結果由以上動撓度曲線，根據公式10-1，計算可得不同車速下沖擊系數，具體見下表10-4。 （10-1）式中：-動載作用下該測點最大動撓度值；-相應的靜載荷作用下該測點最大撓度值，其值可由動撓度曲線求得：其中為與相應的最小撓度值。 實測計算沖擊系數 表10-4行車速度20km/h30km/h40km/h沖擊