01-桥梁结构检测评定作业指导书

1、湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第1页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 IN-03-01桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 适用范围 适用于新建桥梁和旧桥的荷载试验和承载能力的检测评定 二、检测依据 1. 公路桥梁承载能力检测评定规程(JTG/T J21-2011) 2. 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 3. 公路圬工桥涵设计规范(JTG D61-2005) 4. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004) 5. 公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-

2、2004) 6. 公路桥涵施工技术规范(JTG/T F50-2011) 7. 公路桥涵养护规范(JTG H11-2004) 8. 大跨径混凝土桥梁的试验方法交通部公路科学研究所，1982年 9. 公路斜拉桥设计细则(JTG/T D65-01-2007) 10. 公路勘测规范(JTG C10-2007) 11. 公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-01-2008) 12. 公路桥梁抗风设计规范(JTG/T D60-01-2004) 13. 公路桥涵地基与基础设计规范(JTG D63-2007) 14. 工程测量规范(GB 50026-2007) 15. 公路桥梁技术状况评定标准(JTG/T

3、 H21-2011) 三、仪器设备 1.应变测试仪器：主要采用 DH-3815N静态应变测试系统，江苏东华测试技术有限 公司生产。主要技术参数：16通道，可适应120欧姆、240欧姆、350欧姆不同的应变 片； 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第2页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 2变形测试仪器：精密水准仪、百分表、全站仪、卷尺等； 3动力特性测试仪器：DH5935N东华动力测试系统 4.裂缝观测设备：裂缝宽度观测仪 ZBL-F101 ； 5配套仪器及工具：笔记本电脑1台，普通5号电池4节，螺丝刀一把

4、，干净棉纱 手套两双等。 四、检测方法与步骤 1.试验方案的确定 1.1荷载试验的目的 桥梁荷载试验的目的是检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范 的要求，对于新桥型及桥梁中运用新材料、新工艺的，应验证桥梁的计算图式，为完善 结构分析理论积累资料。对于旧桥通过荷载试验可以评定出其运营荷载等级。 1.2结构计算 桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，应根据荷载试验的目的进 行认真的调查，并根据试验对象的结构布置，试验前必须进行详细的结构计算分析。 1.3试验方案 在结构计算的基础上周密地考虑试验的全过程，预计可能出现的问题，制定出切实 可行的试验计划（包括荷载试验的主要内

5、容），包括以下几个方面： 1.3.1测试跨（或墩）的选择 对多孔桥梁中跨径相同的桥孔（或墩）可选13孔具有代表性的桥孔（或墩）进行加载 试验。选择时应综合考虑以下因素： 该孔（或墩）计算受力最不利； 该孔（或墩）施工质量较差、缺陷较多或病害较严重； 该孔（或墩）便于搭设脚手架，便于设置测点或便于实施加载。 选择试验孔的工作与制定计划前的调查工作结合进行。晴天或多云天气下进行加载 试验时，阳光直射下的应变测点，应设置遮挡阳光的设备，以减小温度变化造成的观测 误差。雨季进行加载试验时，则应准备仪器，设备等的防雨设施，以备不时之需。 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第3页共21

6、页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 桥下或桥头用活动房或帐篷搭设临时实验室安放数据采集等仪器、并供测试人员临 时办公和看管设备之用。 1.3.2测试断面及试验荷载工况的确定 为了满足鉴定桥梁承载力的要求，荷载工况选择应反映桥梁设计的最不利受力状 态，简单结构可选12个工况，复杂结构可适当多选几个工况，但不宜过多。进行各 荷载工况布置时可参照截面内力（或变形）影响线进行，常见桥型荷载工况可参考以下 情形： 简支梁桥 跨中最大正弯矩工况 支点最大剪力工况 桥墩最大竖向反力工况 连续梁桥 主跨跨中最大正弯矩工况 主跨支点负弯矩工况 主跨桥

7、墩最大竖向反力工况 主跨支点最大剪力工况 边跨最大正弯矩工况 悬臂梁桥（T型刚构桥） 支点（墩顶）最大负弯矩工况 锚固孔跨中最大正弯矩工况 支点（墩顶）最大剪力工况 挂孔跨中最大正弯矩工况 拱桥 跨中最大正弯矩工况 拱脚最大负弯矩工况 拱脚最大推力工况 正负挠度绝对值之和最大工况 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第4页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 此外，对桥梁施工中的薄弱截面或缺陷修补后的截面可以专门进行荷载工况设计， 以检验该部位或截面对结构整体性能的影响。 动载试验一般安排标准汽车车列（对小跨径

8、桥也可用单车）在不同车速时的跑车试 验，跑车时速一般定为10km/h、20km/h、30 km/h、40 km/h、50 km/h。此外可根据桥况 安排其他试验项目，如需测定桥梁承受活载水平力性能时作车辆制动试验，为测定桥梁 自振频率作跳车后的余振观测，并在无荷载时进行脉动观测。 1.3.3试验荷载的确定及加载方案设计 控制荷载的确定 为了保证荷载试验的效果，对所确定的试验工况，必须先确定试验的控制荷载。根 据桥梁设计荷载（汽车、人群、挂车、履带车、或特殊重型车辆等），计算对结构控制 截面产生的内力（或变形）的最不利值，并按最不利者对应的荷载作为控制荷载。 荷载试验应尽量采用与控制荷载相同的荷

9、载，而组成控制荷载（标准设计荷载）的 车辆是由运管车辆统计而得的概率模型。当客观条件所限，采用的试验荷载与控制荷载 有差别时，为保证试验效果，在选择试验荷载的大小和加载位置时采用静载试验效率q 动载试验效率d进行控制。 静载试验效率 静载试验效率为 Ss S(1) 式中：Ss静载试验荷载作用下控制截面内力计算值； s控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值； 按规范采用的冲击系数。 q值可采用0.951.05，当桥梁的调查、检算工作比较完善而又受加载设备能力所 限，q值可采用低限；当桥梁的调查、检算工作不充分，尤其是缺乏桥梁计算资料时， q值应采用高限。总之应根据前期工作的具体情况来确定，一般情

10、况下q值不宜小于 0.95。 荷载试验宜选择温度稳定的季节和天气进行。当温度变化对桥梁结构内力影响较大 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第5页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 时，应选择温度内力较不利的季节进行荷载试验，否则应考虑用适当增大静载试验效率 q来弥补温度影响对结构控制截面产生的不利内力。 当控制荷载为挂车或履带车而采用汽车荷载加载时，考虑到汽车荷载的横向应力增 大系数较小，为了使截面的最大应力与控制荷载作用下截面最大应力相等，可适当增大 静载试验效率q。 Sd S 动载试验效率 动载试验效率

11、为 式中：Sd动载试验荷载作用下控制截面最大计算内力值； S标准汽车荷载作用下控制截面最大计算内力值 （不计入车辆冲击系数）0 q值一般采用1动载试验的效率不仅取决于试验车型及车重，而且取决于实 际跑车时的车间距。因此在动载试验跑车时应注意保持试验车辆之间的间距，并采用实 际测定跑车时的车间距作为修正动载试验效率q的计算依据。 1.3.4测点布置与测试 主要测点的布设： 测点的布设不宜过多，但要保证观测质量。有条件时，同一测点可用不同的测试 方法进行校对，一般情况下，对主要测点的布设应能控制结构的最大应力（应变）和 最大挠度（或位移）0几种常用桥梁体系的主要测点布设如下。 简支梁桥：跨中挠度，

12、支点沉降，跨中截面应变。 连续梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变。 悬臂梁桥：悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变。 拱桥：跨中，1/4处挠度，拱顶I /4和拱脚截面应变。 挠度观测测点一般布置在桥中轴线位置。截面抗弯应变测点应设置在截面横桥向应 力可能分布较大的部位，沿截面上、下缘布设，横桥向测点设置一般不少于3处，以控 制最大应力的分布。 当采用测点混凝土表面应变的方法来确定钢筋混凝土结构中钢筋承受的拉力时，考 虑到混凝土表面已经和可能产生的裂缝对观测的影响，测点的位置应合理进行选择。如 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第6页共21页 主题桥梁结构承载能力检

13、测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 凿开混凝土保护层直接在钢筋上设置拉应力测点，则在试验完后必须修复保护层。 其他测点的布设： 根据桥梁调查和检算工作的深度， 综合考虑结构特点和桥梁目前状况等可适当加设 以下测点： 挠度沿桥长或沿控制截面桥宽方向分布； 应变沿控制截面桥宽方向分布； 应变沿截面高的分布； 组合构件的结合面上、下缘应变； 墩台的沉降、水平位移与转角，连拱桥多个墩台的水平位移； 剪切应变； 其他结构薄弱部位的应变； 裂缝的监测测点。 一般应实测控制断面的横向应力增大系数，当结构横向联系构件质量较差，联接较 弱时则必须测定控制截面的横向应力增大系数

14、。简支梁跨中截面横向应力增大系数的测 定，既可采用观测跨中沿桥宽方向应变变化的方法，也可采用观测跨中沿桥宽方 向挠度变化的方法业进行计算或用两种方法互校。 对于剪切应变测点一般采取设置应变花的方法进行观测。为了方便，对于梁桥的剪 应力也可在截面中性轴处主应力方向设置单一应变测点来进行观测。梁桥的实际最大剪 应力截面应设置在支座附近而不是支座上。 温度测点的布设： 选择与大多数测点较接近的部位设置 12处气温观测点，此外可根据需要在桥梁 主要测点部位设置一些构件表面温度观测点。 1.3.5加载控制与安全措施 静载加载分级与控制： 为了加载安全和了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化关系，对桥梁荷

15、载试验 的各荷载工况的加载应分级进行。其中分级控制的原则是： 当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力荷载工况均分为4-5级。 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第7页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 当使用载重车加载，车辆称重有困难时也可分成 3级加载。 当桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差，应尽量增多加载分级。如限于条 件，加载分级校少时，应注意每级加载时，车辆荷载应逐辆缓缓驶入预定加载位置，必 要时可在加载车辆未到达预定加载位置前分次对控制测点进行读数监控，以确保试验安 全。 在安排加载分级时

16、，应注意加载过程中其他截面内力亦应逐渐增加，且最大内力 不应超过控制荷载作用下的最大利内力。 根据具体条件决定分级加载的方法，最好每级加载后卸载，也可逐级加载，达到最 大荷载后逐级卸载。一般采用后种方法进行荷载试验。采用车辆荷载加载分级的方法如 下： 逐渐增加加载车数量； 先上轻车后上重车； 加载车位于内力影响线的不同部位； 加载车分次装载重物。 以上各法亦可综合采用。 加载重物的称量： 可根据不同的加载方法和具体条件选用以下方法，对所加载进行称量。 称重法 当采用重物直接在桥上加载时，可将重物化整为零称重后按逐级加载要求分堆置 放，以便加载取用。 当采用车辆加载时，可将车辆逐轴开上称重台进行

17、称重。如没有现成可供利用的称 重台，可自制专用称重台进行称重。 体积法 如采用水箱加载，可通过测量水体积来换算水的重力。 综合计算法 根据车辆出厂规格确定空车轴重（注意考虑车辆零配件的更换和添减， 汽油、水、乘 员重力的变化）。再根据装载重物的重力及其重心将其分配至各轴。装载物最好采用规 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第8页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 则外形的物体整齐码放或采用松散均匀料在车箱内摊铺平整，以便准确确定其重心位 置。 无论采用何种确定加载物重力的方法，均应作到准确可靠，其称量误差最

18、大不得超 过5%。最好能采用两种称重方法互相较核。 力卩、卸载的时间选择： 为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以22:00至晨6:00为宜。尤其 是采用重物直接加载，加卸载周期比较长的情况下只能在夜间进行试验。对于采用车辆 等加卸载迅速的试验方式，如夜间试验照明等有困难时亦可安排在白天进行试验，但在 晴天或多云的天气下进行加载试验时每一加、卸载周期所花费的时间不宜超过20mi n。 加载设备的选择： 静载试验加载设备可根据加载要求及具体条件选用，一般有以下两种加载方式。 可行式车辆 可选用装载重物的汽车或平板车，也可就近利用施工机械车辆。选择装载的重物时 要考虑车厢能否容纳得下，装

19、载是否方便，装载的重物应置放稳妥，以避免车辆行驶时 因摇晃而改变重物的位置。 采用车辆加载优点很多，如便于调运和加载布置，加卸载迅速等。采用汽车荷载 既能作静试验又能作动载试验。这是较常采用的一种方法。 重物直接加载 一般可按控制荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在承载架上堆放重物或设置水箱进 行加载。如加载仅为满足控制面内力要求，也可采取直接在桥面堆放重物或设置水箱的 方法加载。承载架的设置和加载物的堆放应安全、合理，能按要求分布和加载重量，并 不使加载设备与桥梁结构共同承载而形成 卸载”现象。 重物直接加载准备工作量大，加卸载所需周期一般较长，交通中断时间亦较长，且 试验时温度变化对测点的影响

20、较大，因此宜于安排夜间进行试验。 此外其他一些加载方式也可根据加载要求因地制宜采用。 静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排： 静载试验前应在桥面上对加载位置进行放样，以便于加载试验的顺利进行。如加载 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第9页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 工况较少，时间允许，可在每次工况加载前临时放样。如加载工况较多，则应预先放样， 且用不同颜色的标志区别不同加载工况时的荷载位置。 静载试验荷载卸载的安放位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加卸载方便， 离加载位置近一些，又要使安放的

21、荷载不影响试验孔（或墩）的受力，一般可将荷载安放 在桥台后一定距离处。对于多孔桥，如有必要将荷载停放在桥孔上，一般应停放在距试 验孔较远处以不影响试验观测为度。 2现场测试 2.1试验人员组织及分工 桥梁的荷载试验是一项技术性较强的工作，由组织专门的桥梁试验队伍来承担，也 可由熟悉这项工作的技术人员为骨干来组织试验队伍。应根据每个试验人员的特长进行 分工，每人分管的仪表数目除考虑便于进行观测外，应尽量使每人对分管仪表进行一次 观测所需的时间大致相同。所有参加试验的人员应能熟练掌握所分管的仪器设备，否则 应在正式开始试验前进行演练。为使试验有条不紊地进行，应设试验总指挥1人，其他 人员的配备可根

22、据具体情况考虑。 2.2安全工作 所有进入试验现场的试验人员都必须遵守施工工地的安全条例，听从现场安全人员 的安全警示，并佩戴安全帽。 另外，加载试验的供电照明设施、通讯联络设施、桥面交通管制等工作应根据荷载 试验的需要进行准备。 2.3试验程序 2.3.1准备工作：施工方进场搭设测试跨梁底支架、 主塔支架一前期试验人员进场准 备（测点表面处理、贴应变片等）一电源配合。 2.3.2静载试验时测试人员分为两组，一组在桥面布载放线，另一组则将各种仪器调 平、读数等操作。试验是按照以下的程序进行的，即： 测试主梁的恒载（静止）挠度观测一测试跨中截面布载试验-主塔塔顶位移测试。 同时对主梁、墩、台、支

23、座工作状况，裂缝开展情况进行检测。作跨中截面布载试验时， 荷载分两级加载。 湖南中南林大土木建筑工程检测中心 作业指导书 第1章 第10页共21页 主题桥梁结构承载能力检测评定作业指导书 第三版 第0次修订 颁布日期： 2012-08-01 2.4试验规则 2.4.1静力加载持续时间 再次加、卸载的持续时间取决于结构最大变位测点达到稳定标准所需要的时间，实 际观测时，一般是取15分钟。 2.4.2终止加载的控制条件 控制测点应力值已达到或超过弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时； 控制测点变位（或挠度）超过规范允许值时； 由于加载使结构裂缝长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，裂缝宽度超出允 许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时。 发生其它破坏，如预应力筋崩断、混凝土压碎、拉索崩断、墩台桥墩偏位