1、某橋荷載試驗(yàn)方案1 工程概況1.1 結(jié)構(gòu)概況本橋全長(zhǎng)195.74m，主橋采用71.6m單跨預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱，兩側(cè)引橋均采用320m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。主橋上部結(jié)構(gòu)為單跨預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱，剛性系桿剛性拱，計(jì)算跨徑L70m，拱軸線為二次拋物線，矢跨比為1/5，矢高為14m。拱肋截面采用等截面箱型，拱肋高1.5m，寬1.0m；系桿截面也采用等截面箱型，系桿高1.2m，寬1.0m；每片拱片設(shè)間距為5m的吊桿13根，吊桿為剛性吊桿，采用6j15mm鋼鉸線；端橫梁采用箱型截面，高度為1.2m，內(nèi)橫梁采用T型截面，高度為1.2m；橋面雙向1.5橫坡通過橫梁高度的變化形成。主橋下部主墩采用柱式墩，鉆孔灌注樁

2、基礎(chǔ)。柱距8.9m，每墩基礎(chǔ)采用10根直徑1.2m鉆孔灌注樁。圖1-1 某橋立面圖圖1-2 某橋橫截面圖1.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)荷載：汽20、掛100級(jí)； 橋面寬度：凈92*1.0m； 通航凈空：507m，通航凈空為矩形斷面； 縱坡豎曲線：縱坡3.5。2 試驗(yàn)?zāi)康臉蛄汉奢d試驗(yàn)是通過對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物直接加載后進(jìn)行相關(guān)測(cè)試、記錄與分析工作，包括試驗(yàn)準(zhǔn)備、理論計(jì)算、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、對(duì)試驗(yàn)結(jié)果分析整理等一系列內(nèi)容，以達(dá)到了解橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)，進(jìn)而評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)受力性能和承載狀況的目的。實(shí)橋荷載試驗(yàn)是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)承載安全性進(jìn)行評(píng)判最直接和有效的方法和手段。本次試驗(yàn)的主要目的為：(1) 通過對(duì)全橋作

3、細(xì)致的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查與檢測(cè)，查明結(jié)構(gòu)現(xiàn)有缺陷，并進(jìn)行詳細(xì)記錄和分析；(2) 通過測(cè)試橋梁在試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)變和撓度，分析和檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的正常使用性能和承載狀況；(3) 通過動(dòng)力試驗(yàn)測(cè)試橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性和車輛荷載作用下的受迫振動(dòng)性能，分析和檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能；(4) 通過本次荷載試驗(yàn)，建立并完善該橋的養(yǎng)護(hù)檔案資料參考資料3 檢測(cè)采用的規(guī)范及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(1) 大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法（交通部公路科學(xué)研究所 1982年）；(2) 公路舊橋承載能力鑒定方法(試行)，1988年；(3) 混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB50152-92）；(4) 公路橋涵養(yǎng)護(hù)規(guī)范（JTG H112004）；(5) 公路橋涵設(shè)計(jì)

4、通用規(guī)范（JTJ21-89）；(6) 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（JTJ023-85）；(7) 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ024.2-85）；(8) 公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）；(9) 公路斜拉橋設(shè)計(jì)規(guī)范（試行）（JTJ027-96）；(10) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTJ001-97）；(11) 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ0412000）；4 檢測(cè)內(nèi)容及方法4.1 橋梁現(xiàn)狀調(diào)查與常規(guī)質(zhì)量檢測(cè)橋梁檢測(cè)是首先通過目測(cè)并結(jié)合必要的儀器接近各部件仔細(xì)檢查其缺損情況，在弄清橋梁現(xiàn)有技術(shù)狀況的前提下，進(jìn)一步采用荷載試驗(yàn)方法進(jìn)行分析和評(píng)估，本橋檢測(cè)內(nèi)容主要包括

5、如下二部分：一、現(xiàn)狀調(diào)查和常規(guī)質(zhì)量檢測(cè)1、橋面系外觀缺陷和病害檢查；2、上部結(jié)構(gòu)外觀缺陷和病害檢查；3、下部結(jié)構(gòu)外觀缺陷和病害檢查；4、T梁、系桿和拱肋等構(gòu)件混凝土強(qiáng)度測(cè)試；5、主體受力構(gòu)件裂縫調(diào)查與檢測(cè)；6、T梁、系桿和拱肋等構(gòu)件主筋保護(hù)層厚度探測(cè)；7、混凝土碳化深度測(cè)試；8、橋面線形檢測(cè)。二、荷載試驗(yàn)1、按汽-20級(jí)等效荷載進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)；2、動(dòng)力加載試驗(yàn)。現(xiàn)狀調(diào)查和常規(guī)質(zhì)量檢測(cè)是橋梁檢測(cè)與評(píng)估中非常重要的一項(xiàng)工作，主要采用接近構(gòu)件通過目測(cè)并結(jié)合必要的儀器對(duì)橋梁進(jìn)行全面細(xì)致的外觀檢查和質(zhì)量檢測(cè)，其主要目的是要找出結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的一些缺陷和病害，并詳細(xì)記錄其出現(xiàn)的部件名稱、位置、損傷程度和范圍，

6、以便弄清橋梁表觀和內(nèi)在的質(zhì)量狀況。4.1.1 橋面系檢查內(nèi)容(1) 橋面鋪裝檢查橋面鋪裝層的縱、橫坡是否順適，有無嚴(yán)重的裂縫（龜裂、縱橫裂縫）、坑槽、波浪、橋頭跳車、防水層漏水，有無磨光現(xiàn)象，有無脫皮露骨現(xiàn)象。(2) 伸縮縫伸縮縫的寬度是否合適，有無拉開或擠抵現(xiàn)象，是否平整，是否完整，有無磨耗、損壞，有關(guān)設(shè)備、構(gòu)件是否完善，能否活動(dòng)自如，工作狀況是否正常。(3) 欄桿及人行道欄桿是否完整、牢固，有無撞壞、斷裂、錯(cuò)位、剝落、銹蝕等。除了因交通事故或人為損壞外，有時(shí)由于橋梁結(jié)構(gòu)線型的改變而導(dǎo)致欄桿變形，甚至破損。人行道是否完整、符合要求。有時(shí)會(huì)因橋梁伸縮縫的問題，而將伸縮縫附近的人行道擠壓破碎或隆

7、起。(4) 排水設(shè)施為迅速排除雨水，防止雨水滲入梁體引起銹蝕而影響橋梁的耐久性，確保橋梁的正常使用，應(yīng)保證排水設(shè)施的完好狀態(tài)。(5) 照明和標(biāo)志設(shè)施橋上交通信號(hào)、標(biāo)志、標(biāo)線、照明設(shè)施是否損壞、老化，是否需要更換。4.1.2上部結(jié)構(gòu)檢查內(nèi)容對(duì)于引橋預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，其檢查主要關(guān)注的內(nèi)容有：(1) 各片T梁間縫隙是否均勻，鉸縫有無松動(dòng)、脫空、破壞以及異常變形等現(xiàn)象，橫向連接和整體受力性能是否處于正常工作狀態(tài)；(2) 在過往車輛作用下，人在橋面是否感到振動(dòng)較大，橋下梁體有無異常振動(dòng)變形；(3) 梁體底面有無開裂、破損、鋼筋銹蝕、混凝土脹裂等現(xiàn)象；(4) 各T梁兩端支承部位附近有無混凝土壓碎現(xiàn)象；(5

8、) 各T梁端部和底面有無滲漏水、混凝土腐蝕、剝落和露筋銹蝕等現(xiàn)象。對(duì)主橋預(yù)應(yīng)力混凝土系桿拱橋，其檢查主要關(guān)注的內(nèi)容有：(1) 逐個(gè)檢查吊桿錨固端及周圍混凝土的情況，錨具是否滲水、銹蝕，是否有銹水流出的痕跡，周圍混凝土是否開裂；(2) 檢查拱肋跨中、L/4和拱腳部位有無裂縫，根據(jù)檢查可能存在的裂縫情況，繪制裂縫性狀圖，包括裂縫分布位置、數(shù)量、長(zhǎng)度和寬度等；(3) 檢查系桿是否開裂，系桿和橫梁連接部位有無松動(dòng)和開裂等現(xiàn)象；(4) 檢查中橫梁間濕接混凝土橋面板有無開裂、滲水和破損等現(xiàn)象；(5) 在過往車輛作用下，主橋結(jié)構(gòu)是否有振動(dòng)異常。4.1.3 支座支座在橋梁中起著重要作用，主要是將上部恒活載傳至

9、下部墩臺(tái)和基礎(chǔ)，因此其工作狀態(tài)的好壞直接影響結(jié)構(gòu)的正常受力，主要檢查內(nèi)容為：(1) 橡膠支座有無老化、開裂和明顯剪切變形；(2) 支座和墊石接觸是否密貼，有無錯(cuò)位和脫空現(xiàn)象；(3) 活動(dòng)支座是否靈活，實(shí)際變形是否正常；(4) 支撐墊石是否開裂和破損；(5) 位置是否準(zhǔn)確，受力是否均勻。4.1.4 下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)A墩臺(tái)橋梁墩臺(tái)的功能在于提供橋梁起點(diǎn)及終點(diǎn)兩端點(diǎn)的支撐，穩(wěn)定兩端橋臺(tái)背后的路基，并支撐上部結(jié)構(gòu)荷載。其主要構(gòu)件的檢查為：錐坡、護(hù)坡主要觀察是否有沖刷、滑坍、沉陷等現(xiàn)象，造成坡頂高度顯著下降；翼（耳）墻主要觀察其是否有開裂、傾斜、滑移、沉陷降低或喪失擋土能力的情況。(1) 墩臺(tái)有無滑動(dòng)、傾

10、斜、下沉或凍拔。(2) 臺(tái)背填土有無沉降或擠壓隆起。(3) 混凝土墩臺(tái)及帽梁有無凍脹、風(fēng)化、開裂、剝落、露筋等。(4) 墩臺(tái)頂面是否清潔，伸縮縫處是否漏水。B. 基礎(chǔ)主要檢查基礎(chǔ)的暴露部分有無缺損、開裂、砂漿面層剝落及露筋銹蝕等病害，有無滑動(dòng)、傾斜或下沉，基礎(chǔ)下是否發(fā)生不許可的沖刷或淘空現(xiàn)象。樁基礎(chǔ)是否受過船只撞擊，損傷程度如何；樁頂段在水位漲落、干濕交替變化處有無沖刷磨損、勁縮、露筋，有無環(huán)狀凍裂，是否受到污水、咸水或生物的腐蝕。4.1.5 裂縫檢測(cè)1、裂縫檢查對(duì)于混凝土橋梁而言，裂縫是最直接的病害表現(xiàn)形式，裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)有損于橋梁的美觀，減小截面的受力面積，更重要的是它會(huì)失去對(duì)鋼筋的保護(hù)

11、作用（鋼筋混凝土橋梁），加速鋼筋的銹蝕。在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)過程中，裂縫檢查是最重要的工作之一，需對(duì)橋梁的裂縫進(jìn)行一次全面細(xì)致的檢查，調(diào)查各受力部位的裂縫形狀、位置、長(zhǎng)度以及發(fā)展趨勢(shì)等，并對(duì)主要裂縫繪制相應(yīng)的裂縫圖。在裂縫邊約35mm處用粉筆或記號(hào)筆或毛筆勾畫線，以示醒目和照相記錄。并標(biāo)出位置坐標(biāo)，沿裂縫劃三個(gè)小圈，第一個(gè)圈是裂縫寬度最寬處；第二個(gè)圈是主鋼筋重心處裂縫寬度；第三個(gè)圈是裂縫未處裂縫寬度。對(duì)于典型裂縫，予以注明裂縫寬度和檢查時(shí)間，以分?jǐn)?shù)形式表示，其中分子表示裂縫寬度，以mm計(jì)；分母表示檢查時(shí)間（以年月日形式） 在裂縫部位用小錘敲擊，若聲響輕脆，則內(nèi)部未起殼，估計(jì)內(nèi)部沒有脹裂現(xiàn)象產(chǎn)生。若聲響沉

12、悶和明顯起殼聲，則內(nèi)部有脹裂現(xiàn)象產(chǎn)生。圖4.1-1 裂縫標(biāo)注示意圖2、定點(diǎn)觀測(cè)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況和裂縫的性狀不同，在各關(guān)鍵受力部位選擇典型裂縫進(jìn)行標(biāo)識(shí)，主要方法如下：對(duì)于裂縫的寬度的測(cè)量主要采用裂縫觀測(cè)儀進(jìn)行觀測(cè)；裂縫的長(zhǎng)度變化采用在裂縫端頭做標(biāo)記，配合鋼卷尺測(cè)量坐標(biāo)的方法進(jìn)行；對(duì)于寬度較大的且位于關(guān)鍵部位的裂縫如有必要將采用取芯的方法對(duì)其進(jìn)行深度測(cè)試。裂縫的長(zhǎng)度走向及擴(kuò)展情況，主要通過劃分網(wǎng)格坐標(biāo)，輔鋼卷尺量測(cè)裂縫的起止點(diǎn)、轉(zhuǎn)折點(diǎn)坐標(biāo)，并做詳細(xì)記錄。圖4.1-2 裂縫寬度觀測(cè)儀3、加載測(cè)試在試驗(yàn)前首先詳細(xì)檢測(cè)裂縫情況，包括其長(zhǎng)度、寬度、位置、方向等性狀。在正式加載試驗(yàn)時(shí)選擇典型裂縫進(jìn)行觀測(cè)，以

13、分析其試驗(yàn)荷載作用下的變化情況。4.1.6 主筋保護(hù)層厚度檢測(cè)鋼筋保護(hù)層厚度現(xiàn)場(chǎng)采用非破損檢測(cè)方法確定鋼筋位置，輔以現(xiàn)場(chǎng)修正確定保護(hù)層厚度，量測(cè)值準(zhǔn)確至毫米。測(cè)試儀器見圖4.1-3所示。圖4.1-3 NJJ85A手持混凝土雷達(dá)4.1.7 主體結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度采用回彈法進(jìn)行檢測(cè)，必要時(shí)須取芯進(jìn)行修正，檢測(cè)方法如下：選取引橋3片T梁作為檢測(cè)對(duì)象，每片10個(gè)測(cè)區(qū)，共30個(gè)測(cè)區(qū)；另外再選拱肋和系桿作為檢測(cè)對(duì)象，每個(gè)10個(gè)測(cè)區(qū)，共40個(gè)測(cè)區(qū)。當(dāng)遇到下列情況時(shí)，可采用鉆芯取樣法進(jìn)行修正：A、當(dāng)測(cè)得橋梁混凝土強(qiáng)度大于60MPa時(shí)；B、當(dāng)測(cè)得橋梁混凝土強(qiáng)度平均碳化深度大于6mm時(shí)；C、當(dāng)實(shí)測(cè)橋梁混凝土

14、強(qiáng)度與原始記錄混凝土強(qiáng)度相差過大時(shí)。4.1.8 混凝土碳化深度根據(jù)結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)位置，現(xiàn)場(chǎng)確定碳化深度測(cè)試位置。砼碳化深度檢測(cè)是使用75的酒精溶液與白色酚酞粉末配置成的濃度為12的酚酞溶劑，將其噴在混凝土的新鮮破損面，根據(jù)指示劑顏色的變化，測(cè)量混凝土的碳化深度，量測(cè)精度準(zhǔn)確至毫米。在進(jìn)行砼碳化深度檢測(cè)時(shí)，因?yàn)橐獙㈨疟砻骅忛_露出新鮮破損面才能滴入化學(xué)試劑進(jìn)行測(cè)試，因此鑿孔時(shí)在保證檢測(cè)精度的情況下應(yīng)該盡量減少對(duì)橋梁外觀的損壞。檢測(cè)對(duì)象同強(qiáng)度檢測(cè)，每個(gè)構(gòu)件測(cè)3個(gè)測(cè)區(qū)，具體方法如下：每一測(cè)區(qū)布置3個(gè)測(cè)孔，三個(gè)測(cè)孔應(yīng)呈“品”字排列，孔距應(yīng)大于3倍孔徑，孔徑約為20mm，鉆孔深度一般為20mm。采用7

15、5的酒精與白色酚酞末配置成酚酞濃度為12酚酞指示劑。成孔后用皮老虎吹凈粉末，不得用水洗。將酚酞指示劑噴到測(cè)孔壁上，待酚酞指示劑變色后，用測(cè)深卡尺測(cè)量混凝土表面至酚酞變色交界處的深度，準(zhǔn)確至1mm。酚酞指示劑從無色變?yōu)樽仙珪r(shí)混凝土未碳化，酚酞指示劑未改變顏色處的混凝土已經(jīng)碳化。將測(cè)區(qū)、測(cè)孔統(tǒng)一編號(hào)，并畫出示意圖，標(biāo)上測(cè)量結(jié)果。整理列出最大值、最小值和平均值。4.1.9 橋面幾何線形檢測(cè)橋梁幾何線形主要檢測(cè)上下游主梁控制點(diǎn)的高程。橋面控制測(cè)點(diǎn)高程的測(cè)量，在清晨溫度穩(wěn)定時(shí)段用精密水準(zhǔn)儀直接進(jìn)行測(cè)量。4.2 靜載試驗(yàn) 試驗(yàn)荷載靜載試驗(yàn)采用三軸載重汽車（見圖4.2-1），就某一檢驗(yàn)項(xiàng)目而言，所需車輛荷載

16、的數(shù)量，根據(jù)設(shè)計(jì)控制荷載產(chǎn)生的最不利效應(yīng)值按下式所定原則等效換算而得，即試驗(yàn)荷載作用下控制截面的內(nèi)力和設(shè)計(jì)荷載作用下的內(nèi)力比值（荷載效率系數(shù)）滿足：0.81.05，以達(dá)到荷載等效的目的。式中：靜力試驗(yàn)荷載效率；試驗(yàn)荷載作用下檢驗(yàn)項(xiàng)目計(jì)算效應(yīng)值；設(shè)計(jì)控制荷載作用下檢驗(yàn)項(xiàng)目的最不利計(jì)算效應(yīng)值；規(guī)范采用的沖擊系數(shù)。 圖4.2-1 加載車輛車型圖（單位：cm） 靜載試驗(yàn)計(jì)算圖4.2-2 主橋系桿和拱肋的彎矩包絡(luò)圖圖4.2-3 主橋系桿和拱肋的軸力包絡(luò)圖圖4.2-4 主橋系桿和拱肋截面上緣組合應(yīng)力包絡(luò)圖圖4.2-5 主橋系桿和拱肋截面下緣組合應(yīng)力包絡(luò)圖圖4.2-6 主橋向下最大撓度包絡(luò)圖圖4.2-7 主

17、橋向上最大撓度包絡(luò)圖圖4.2-8 主橋水平方向最小變位包絡(luò)圖圖4.2-9 主橋水平方向最大變位包絡(luò)圖根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，并結(jié)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)造特點(diǎn)，本次試驗(yàn)主橋主要設(shè)置內(nèi)力控制截面，引橋選擇3跨，設(shè)置11-1113-13截面為內(nèi)力控制截面，具體位置如圖4.2-10和圖4.2-11所示。圖4.2-10 主橋系桿和拱肋測(cè)試截面位置示意圖圖4.2-11 引橋20mT梁測(cè)試截面位置示意圖 靜載試驗(yàn)加載位置和加載工況加載位置與加載工況的確定主要依據(jù)的原則是：盡可能用最少的加載車輛達(dá)到最大的試驗(yàn)荷載效率，同時(shí)考慮簡(jiǎn)化加載工況，縮短試驗(yàn)時(shí)間，并在滿足試驗(yàn)荷載效率的前提下對(duì)加載工況進(jìn)行適當(dāng)合并，每一加載工況依據(jù)控制檢

18、驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)置，同時(shí)兼顧其它檢驗(yàn)項(xiàng)目。經(jīng)過計(jì)算分析，各測(cè)試截面的荷載效率系數(shù)滿足0.801.05的要求，本次橋梁靜載試驗(yàn)所確定的加載工況以及各工況對(duì)應(yīng)加載位置和相應(yīng)的檢驗(yàn)及觀測(cè)項(xiàng)目見表4.2-1和表4.2-2所示。表4.2-1 主橋各測(cè)試截面對(duì)應(yīng)的加載工況和觀測(cè)項(xiàng)目序號(hào)加載工況測(cè)試截面觀測(cè)項(xiàng)目備注1工況11-11-1、7-7截面的應(yīng)力對(duì)稱、偏載6-67-72工況22-22-2、7-7截面的應(yīng)力和2-24.2-4、截面的撓度對(duì)稱、偏載7-73工況33-33-3、8-8截面的應(yīng)力和2-24.2-4、截面的撓度對(duì)稱、偏載8-84工況44.2-44.2-4、9-9、10-10截面的應(yīng)力和2-24.2-4、

19、截面的撓度對(duì)稱9-95工況55-55-5、9-9、10-10截面的應(yīng)力和2-24.2-4、截面的撓度對(duì)稱9-910-10表4.2-2 引橋各測(cè)試截面對(duì)應(yīng)的加載工況和觀測(cè)項(xiàng)目序號(hào)工況測(cè)試截面觀測(cè)項(xiàng)目備注1工況611-11應(yīng)變、撓度對(duì)稱、偏載2工況712-12應(yīng)變、撓度對(duì)稱、偏載3工況813-13應(yīng)變、撓度對(duì)稱、偏載根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式、跨度和行車道數(shù)，計(jì)算各個(gè)加載截面的內(nèi)力影響線，并據(jù)此進(jìn)行荷載布置。各加載工況荷載效率系數(shù)見表4.2-3和表4.2-4，可以看出，主橋和引橋各截面試驗(yàn)荷載布置均滿足試驗(yàn)方法規(guī)定的荷載效率系數(shù)0.81.05范圍內(nèi)的要求。表4.2-3 荷載試驗(yàn)效率系數(shù)匯總表加載工況測(cè)試截面

20、設(shè)計(jì)荷載作用彎矩 (kN.m)試驗(yàn)荷載作用彎矩(kN.m)荷載效率系數(shù)Gk11-1-297.2-238.00.80 Gk22-2901.6841.20.93 Gk33-3565.0521.50.92 Gk44-4901.6841.20.93Gk55-5-297.2-238.00.80Gk16-6-368.7-300.70.82 Gk27-71045.11081.81.04 Gk1-871.4-907.11.04 Gk38-8578.9504.20.87 Gk49-91045.11081.81.04 Gk5-871.4-907.11.04 Gk510-10-368.7-300.70.82表4.2

21、-4 荷載試驗(yàn)效率系數(shù)匯總表加載工況測(cè)試截面設(shè)計(jì)荷載作用彎矩 (kN.m)試驗(yàn)荷載作用彎矩(kN.m)荷載效率系數(shù)Gk611-111539.01305.00.85Gk712-121539.01305.00.85Gk813-131539.01305.00.85(1) 荷載橫向布置橫向分別采用對(duì)稱加載和偏載方式，具體的車輛橫向排列如圖4.2-12和圖4.2-13所示。4.2.4 測(cè)點(diǎn)布置 圖4.2-31 系桿1-15-5截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖 圖4.2-32 拱肋6-610-10截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖圖4-33 引橋11-1113-13截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖4.2.5 靜載試驗(yàn)穩(wěn)定時(shí)間與控制條件(1) 加載穩(wěn)

22、定時(shí)間 每個(gè)工況荷載在橋上穩(wěn)定時(shí)間：10min15min； 所有測(cè)試項(xiàng)目完成后，且實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)無異常時(shí)，再進(jìn)入下一個(gè)工況。(2) 終止加載控制條件 控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值已達(dá)到或超過規(guī)范規(guī)定的控制應(yīng)力值時(shí)； 控制測(cè)點(diǎn)撓度超過規(guī)范允許值時(shí)； 發(fā)生其它影響橋梁安全、耐久及正常使用性能的現(xiàn)象時(shí)。4.3 動(dòng)力試驗(yàn) 行車試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)一輛載重為30噸的三軸自卸車以車速為10 km/h、20km/h、30km/h和40km/h勻速通過橋跨結(jié)構(gòu)，由于在行駛過程中對(duì)橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)。通過動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定測(cè)試截面處的動(dòng)撓度時(shí)間歷程曲線，以測(cè)得在行車條件下的振幅響應(yīng)、動(dòng)撓度及沖擊系數(shù)。 剎車試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)，一

23、輛載重為30噸的三軸自卸車分別以10km/h和30km/h的速度勻速行駛至測(cè)試斷面時(shí)實(shí)施緊急剎車，使其產(chǎn)生較大的制動(dòng)力并對(duì)橋梁形成一定的沖擊作用，測(cè)定跨中測(cè)點(diǎn)的振幅響應(yīng)、動(dòng)撓度及沖擊系數(shù)。 跳車試驗(yàn)在橋梁跨中截面處橋面設(shè)置高度為4cm的障礙物，模擬橋面鋪裝的局部不平整或損傷狀態(tài)。試驗(yàn)時(shí)，一輛載重為30噸的三軸自卸車分別以10km/h和30km/h的速度勻速通過橋跨結(jié)構(gòu)，在跨越障礙時(shí)對(duì)橋梁形成沖擊作用，激起橋梁較大的豎向振動(dòng)。測(cè)定此時(shí)橋梁在橋面不良狀態(tài)時(shí)運(yùn)行車輛荷載作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 脈動(dòng)試驗(yàn)在橋面無任何交通荷載以及橋址附近無規(guī)則振源的情況下，通過高靈敏度動(dòng)力測(cè)試系統(tǒng)測(cè)定橋址處風(fēng)荷載、地脈動(dòng)、水

24、流等隨機(jī)荷載激振而引起橋跨結(jié)構(gòu)的微幅振動(dòng)響應(yīng)，測(cè)得結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型和阻尼比等動(dòng)力學(xué)特征。圖4.2-36 主橋脈動(dòng)試驗(yàn)傳感器橋面測(cè)點(diǎn)布置示意圖5 各加載工況工作流程各加載工況工作流程如下：(1) 橋梁預(yù)壓，2列車隊(duì)以5km/h的車速緩慢通過，同時(shí)各測(cè)試小組觀測(cè)儀器工作是否正常；(2) 空載，根據(jù)總指揮的指令，各測(cè)試小組讀取橋梁在空載下的初始讀數(shù)，加載車輛待命；(3) 各測(cè)量組讀取完初始數(shù)據(jù)后，向總指揮匯報(bào)，然后總指揮向車輛調(diào)度組下指令，加載車輛逐批進(jìn)場(chǎng)（逐級(jí)加載），相繼進(jìn)入指定位置；(4) 加載車輛全部到位后，向總指揮報(bào)告。總指揮下達(dá)指令，各個(gè)測(cè)量小組開始測(cè)量；(5) 各個(gè)測(cè)量小組完成本工況

25、各自的測(cè)量任務(wù)后，向總指揮報(bào)告；(6) 根據(jù)各個(gè)測(cè)量小組匯報(bào)的測(cè)量結(jié)果，總指揮判斷試驗(yàn)是否正常。如果測(cè)量結(jié)果有異樣，則命令相應(yīng)的小組重新測(cè)量。如果一切正常，則命令加載車輛撤離，本工況結(jié)束；(7) 進(jìn)入下一加載工況，直至試驗(yàn)結(jié)束。6 人員安排本次荷載試驗(yàn)觀測(cè)項(xiàng)目多，試驗(yàn)人員和設(shè)備眾多。為保證試驗(yàn)有條不紊地進(jìn)行，特成立以下8個(gè)職能小組。具體見表6-1所示。表6-1 荷載試驗(yàn)人員分組表序號(hào)工作組人數(shù)工作內(nèi)容負(fù)責(zé)人備注1領(lǐng)導(dǎo)小組11人2測(cè)點(diǎn)布設(shè)組4布設(shè)測(cè)點(diǎn)傳感器1人1組4人3應(yīng)力測(cè)試組2應(yīng)力數(shù)據(jù)采集和處理1人1組2人4幾何測(cè)量組3撓度測(cè)量1人1組3人5車輛調(diào)度組11人6計(jì)算組2控制計(jì)算1人7后勤保障組

26、1荷載試驗(yàn)期間的后勤工作1人駕駛員1人8動(dòng)測(cè)組3動(dòng)載測(cè)試部分1人1組3人7 檢測(cè)計(jì)劃安排檢測(cè)計(jì)劃安排見圖7-1所示。收集資料，制定試驗(yàn)方案、實(shí)施細(xì)則組織人員、設(shè)備方案、細(xì)則評(píng)審現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作靜載試驗(yàn)動(dòng)載試驗(yàn)拆除設(shè)備向業(yè)主提交初步報(bào)告，整理資料，撰寫報(bào)告提交最終報(bào)告圖7-1 檢測(cè)計(jì)劃流程圖8 注意事項(xiàng)(1) 參與試驗(yàn)的全體人員要有高度責(zé)任感，在試驗(yàn)中認(rèn)真負(fù)責(zé)，保證試驗(yàn)的順利實(shí)施，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；(2) 試驗(yàn)的各項(xiàng)工作均要聽從總指揮的指令，以保證試驗(yàn)各個(gè)步驟的協(xié)調(diào)、有序、統(tǒng)一；(3) 車輛調(diào)度組向加載司機(jī)申明：嚴(yán)禁在橋上掉頭，嚴(yán)禁刮擦兩側(cè)護(hù)欄，并且所有車輛油箱全部用彩條布包好，防止出現(xiàn)泄漏油污

27、染橋面；(4) 在試驗(yàn)中要注意安全，不得擅自行事；(5) 全體人員要注意保護(hù)橋梁結(jié)構(gòu)及附屬設(shè)施，不得隨意破壞、挪位；(6) 試驗(yàn)結(jié)束后，認(rèn)真清理試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，打掃垃圾。9 配合、協(xié)調(diào)工作的要求等其它事項(xiàng)10 檢測(cè)手段、檢測(cè)資料及分析報(bào)告的形成10.1 橋梁初始狀況的檢測(cè)方法和資料的整理10.2 靜載檢測(cè)手段、檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析 靜載檢測(cè)手段 靜載試驗(yàn)加載試驗(yàn)資料的整理分析(1) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的修正 測(cè)值修正。根據(jù)各類儀表的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的修正，如電測(cè)儀表的率定系數(shù)、靈敏系數(shù)、應(yīng)變計(jì)導(dǎo)線電阻影響等等。當(dāng)這些因素對(duì)測(cè)值的影響小于1時(shí)可不予修正。 溫度影響修正。由于溫度對(duì)測(cè)試的影響比較復(fù)雜，通常采用縮短加

28、載時(shí)間，選擇溫度穩(wěn)定性較好的時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)等方法，盡量減小溫度對(duì)測(cè)試精度的影響。 支點(diǎn)沉降影響的修正。當(dāng)支點(diǎn)沉降量較大時(shí)，應(yīng)修正其對(duì)撓度值的影響，修正量C按下式進(jìn)行計(jì)算：式中：C測(cè)點(diǎn)的支點(diǎn)沉降影響修正量； lA支點(diǎn)到B支點(diǎn)的距離； x撓度測(cè)點(diǎn)到A支點(diǎn)的距離； aA支點(diǎn)沉降量； bB支點(diǎn)沉降量。(2) 各測(cè)點(diǎn)變位（撓度、位移、沉降）與應(yīng)變的計(jì)算(3) 實(shí)測(cè)應(yīng)力計(jì)算(4) 橫向增大系數(shù)用實(shí)測(cè)的變位（或應(yīng)變）最大值與橫向各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)變位（或應(yīng)變）平均值，按下式進(jìn)行計(jì)算：(5) 主要測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)及相對(duì)殘余變形的計(jì)算 對(duì)加載試驗(yàn)的主要測(cè)點(diǎn)（即控制測(cè)點(diǎn)或加載試驗(yàn)效率最大部位測(cè)點(diǎn)）按下式計(jì)算校驗(yàn)系數(shù)式中：試驗(yàn)

29、荷載作用下量測(cè)的彈性變位（或應(yīng)變）值；試驗(yàn)荷載作用下理論計(jì)算變位（或應(yīng)變）值。 與的比較，可用實(shí)測(cè)的橫截面平均值與計(jì)算值比較，也可考慮荷載橫向不均勻分布而選用實(shí)測(cè)最大值與考慮橫向增大系數(shù)的計(jì)算值進(jìn)行比較。橫向增大系數(shù)最好采用實(shí)測(cè)值，若無實(shí)測(cè)值也可采用理論計(jì)算值。(6) 試驗(yàn)曲線的整理 列出各加載工況下主要測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)變位（或應(yīng)變）與相應(yīng)理論計(jì)算值的對(duì)照表，并繪制出其關(guān)系曲線； 繪制各加載工況下控制截面應(yīng)變（或撓度）分布圖，截面應(yīng)變沿高度的分布圖等等。 靜載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定靜載試驗(yàn)結(jié)束后，要從試驗(yàn)資料的整理和分析中，提取充分而又必要的資料，對(duì)結(jié)構(gòu)整體的承載能力、變形能力以及抗裂性等作出判斷，進(jìn)而說

30、明結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求的程度。(1) 靜載試驗(yàn)效率根據(jù)靜載試驗(yàn)實(shí)際加載載位與加載量，求得靜載試驗(yàn)效率系數(shù)，應(yīng)滿足大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法規(guī)定：。(2) 結(jié)構(gòu)工作狀況評(píng)定分析結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)是評(píng)定結(jié)構(gòu)工作狀況，確定橋梁承載能力的一個(gè)重要指標(biāo)。一般要求校驗(yàn)系數(shù)值不大于1。不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁其校驗(yàn)系數(shù)值一般不同，其常值范圍見表10-1所示：表10-1 橋梁校驗(yàn)系數(shù)常值表橋梁類型應(yīng)變（或應(yīng)力）校驗(yàn)系數(shù)撓度校驗(yàn)系數(shù)鋼筋混凝土板橋鋼筋混凝土梁橋預(yù)應(yīng)力混凝土橋圬工拱橋0.300.700.400.800.500.900.601.000.400.800.500.900.601.000.701.00撓度校驗(yàn)系

31、數(shù)應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)當(dāng)時(shí)，說明理論與實(shí)際相符；當(dāng)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠，承載力有余，有安全儲(chǔ)備；當(dāng)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度不足，不夠安全。(3) 實(shí)測(cè)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件主要控制截面應(yīng)變沿高度分布圖符合平截面假定，實(shí)測(cè)的控制點(diǎn)變位或應(yīng)變與荷載的關(guān)系曲線接近于直線，說明橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件處于良好的彈性工作狀態(tài)(4) 在橋梁靜載試驗(yàn)中，可以測(cè)出在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載時(shí)結(jié)構(gòu)控制截面的最大實(shí)測(cè)撓度，然后將實(shí)測(cè)撓度和規(guī)范規(guī)定的允許撓度進(jìn)行比較。(5) 主要控制測(cè)點(diǎn)的相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變）Sp/St越小，說明結(jié)構(gòu)越接近彈性工作狀況，一般要求Sp/St值不大于20。當(dāng)Sp/St大于20時(shí)，應(yīng)查明原因，如確系橋梁強(qiáng)度不足，應(yīng)酌情降低橋梁的承

32、載能力。(6) 主要控制截面在控制荷載作用下的橫向增大系數(shù)或荷載橫向分布系數(shù)m，反映了橋梁結(jié)構(gòu)荷載橫向不均勻分布的程度及結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)結(jié)的工作狀況。值或m值越大，說明荷載橫向分布越不均勻，結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)結(jié)越薄弱，結(jié)構(gòu)受力越不利。10.3 動(dòng)載檢測(cè)手段、檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析 動(dòng)載測(cè)試手段動(dòng)載試驗(yàn)采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的DH3817數(shù)據(jù)采集設(shè)備和低頻性能較好、測(cè)試精度較高的941-B速度型傳感器組成的測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試。 動(dòng)載試驗(yàn)資料的整理與分析(1) 沖擊系數(shù)活載沖擊系數(shù)，根據(jù)測(cè)點(diǎn)動(dòng)撓度或動(dòng)應(yīng)變時(shí)間歷程曲線進(jìn)行整理分析求得，按下式計(jì)算：式中：在動(dòng)力荷載作用下測(cè)點(diǎn)的最大撓度（或應(yīng)變）值； 在相應(yīng)靜載作用下測(cè)點(diǎn)的最大撓度（或

33、應(yīng)變）值；檢測(cè)部位的最大波峰值； 同一檢測(cè)部位與峰相應(yīng)的波谷值。 (2) 根據(jù)不同車速的活載沖擊系數(shù)或動(dòng)力增大系數(shù)，繪制活載沖擊系數(shù)或動(dòng)力增大系數(shù)與車速的關(guān)系曲線，并求出活載沖擊系數(shù)的最大值。(3) 頻率和振型的分析自振頻率由振動(dòng)信號(hào)的經(jīng)過FFT變化后分析得到，可根據(jù)橋梁跳車激振試驗(yàn)測(cè)記的測(cè)點(diǎn)余振響應(yīng)信號(hào)分析得到，也可根據(jù)脈動(dòng)試驗(yàn)測(cè)記的測(cè)點(diǎn)隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)分析得到，還可根據(jù)行車試驗(yàn)測(cè)記的測(cè)點(diǎn)動(dòng)撓度或動(dòng)應(yīng)變余振曲線分析得到，為保證分析的正確性和可靠性，在本項(xiàng)目自振頻率分析中將對(duì)上述各試驗(yàn)數(shù)據(jù)都進(jìn)行分析，進(jìn)行比較分析后綜合確定。振型通過對(duì)各個(gè)測(cè)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行互譜分析、傳遞函數(shù)分析，并建立橋梁結(jié)構(gòu)的幾何模型，求出結(jié)構(gòu)的振型。(4) 阻尼比的分析振動(dòng)分析中用阻尼比代表阻尼的大小，試驗(yàn)中采用頻譜圖中的半功率譜帶寬來計(jì)算阻尼比Dn：(其中：表示第n階頻率，表示第n階半功率帶寬頻率)。 動(dòng)載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定(1) 實(shí)測(cè)自振頻率一般應(yīng)大于理論計(jì)算頻率，以檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的總體剛度是否滿足設(shè)計(jì)要求；(2) 實(shí)測(cè)活載沖擊系數(shù)一般應(yīng)要求小于設(shè)計(jì)采用的沖擊系數(shù)；(3) 行車試驗(yàn)實(shí)測(cè)的橋跨結(jié)構(gòu)最大變位控制測(cè)點(diǎn)的垂直振幅標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)ct（等于局部離差平方的二次根）宜小于表10-2所列限值。表10-2 橋跨結(jié)構(gòu)振幅標(biāo)準(zhǔn)值限值表序號(hào)橋型及跨度允許振幅標(biāo)準(zhǔn)值（mm）1跨度20m以下的鋼筋混凝土梁橋0.32跨度為2045