桥梁公路水运工程试验检测人员继续教育培训PPT课件

1、1桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述 桥梁基本组成部分 梁桥 1-主梁 2-桥面 3-桥墩 4-桥台 5-锥坡桥梁工程概况桥梁工程概况第1页/共137页2桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力(永久荷载和可变荷载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料来建造。 据支承条件(也称受力条件），梁桥分为简支梁、连续梁、悬臂梁。第2页/共137页简支梁桥第3页/共137页4郑州黄河公路大桥第4页/共137页南宁邕江大桥（悬臂梁桥）第

2、5页/共137页六库怒江桥（连续梁桥）六库怒江桥（连续梁桥）双 悬 臂 梁 桥均 布 荷 载q第6页/共137页7桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述 简支梁桥跨中截面承受最大的弯矩，支点截面承受最大剪力。 连续梁在支点处有负弯矩存在，因此，连续梁多采用变截面。 简支梁桥适用于较小跨径的桥梁，当跨径增大，应采用连续梁或其他结构形式的桥梁。 第7页/共137页8桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述拱桥 1-主拱圈；2-拱顶；3-拱脚；4-拱轴线；5-拱腹；6-拱背；7-伸缩缝；8-桥台；9-基础；10-锥坡；11-拱上建筑；l0-净跨径；l-计算跨径；f0-净矢高

3、，f-计算矢高，f/l-矢跨比第8页/共137页石拱桥（空腹式）第9页/共137页卢沟桥-连拱桥 第10页/共137页11河南龙门大桥石拱桥 跨径90m第11页/共137页12前河大桥-第12页/共137页 以钢管混凝土作为劲性骨架，再外包混凝土形成箱形拱 万县长江大桥 第13页/共137页 此外，我国用悬臂施工法建成了多座桁式组合拱桥，跨度最大的是贵州江界河桥 贵州江界河桥 第14页/共137页 已经建成通车的上海卢浦大桥是目前世界上单孔跨度最大的拱桥，该桥为中承式拱梁组合体系钢拱桥，主跨跨径为550m，矢跨比为1/5.5，拱肋为全焊钢箱拱结构。上海卢浦大桥 图1-9第15页/共137页16

4、俯瞰卢浦大桥第16页/共137页17钢箱梁拼装桥面-正交异性桥面板拼装第17页/共137页18天津大沽桥第18页/共137页19桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述n 拱桥是在竖向荷载作用下产生水平反力的结构。n 按拱脚约束情况，拱桥分为三铰拱（静定结构）、两铰拱（一次超静定）、无铰拱（三次超静定）。n 由于水平反力的出现，使得拱桥各截面的弯矩降低，截面受力以承压为主。第19页/共137页杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，全长36公里北航道桥为主跨448m的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥南航道桥为主跨318m的A型单塔双索面钢箱梁斜拉桥第20页/共137页1.3

5、1.3 技术状况评定标准背景及总则技术状况评定标准背景及总则苏通大桥，连接苏州南通，总长8206米。斜拉桥主孔跨度1088米；主塔高度300.4米；斜拉索的长度577米；群桩基础平面尺寸113.75米 X 48.1米。 苏通大桥，连接苏州南通，总长8206米。斜拉桥主孔跨度1088米；主塔高度300.4米；斜拉索的长度577米；群桩基础平面尺寸113.75米 X 48.1米。第21页/共137页青岛海湾大桥，世界最长跨海大桥，跨越胶州湾海域，全长青岛海湾大桥，世界最长跨海大桥，跨越胶州湾海域，全长41.58公里公里大沽河航道桥为独塔自锚式悬索桥，塔高大沽河航道桥为独塔自锚式悬索桥，塔高160米

6、，主孔跨径米，主孔跨径260米米第22页/共137页 1998年4月5日建成通车的日本的明石海峡公铁两用悬索桥。它跨越日本本州四国岛之间的明石海峡，大桥全长3910m，主跨长1991m。.明石海峡大桥 第23页/共137页桥梁的发展趋势桥梁的发展趋势1大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展。2注重新材料的开发和应用。 3在设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段，进行有效的快速优化和仿真分析，运用智能化制造系统在工厂生产部件，利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。 4突破大型深水基础工程。5桥梁建成交付使用后，将通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行，一旦发生故障或损伤，将自动报告损伤部位和养

7、护对策。 6重视桥梁美学及环境保护。第24页/共137页25桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述 我国公路桥梁设计标准的演变我国公路桥梁设计标准的演变 2020世纪世纪5050年代：年代：公路工程设计准则公路工程设计准则 60 60年代：年代：公路桥梁设计规范公路桥梁设计规范（试行）（试行）（19611961年年9 9月）月） 7070年代年代: :公路桥涵设计规范公路桥涵设计规范（19751975年）年） 公路预应力混凝土桥梁设计规范公路预应力混凝土桥梁设计规范 （19781978年）年） 第25页/共137页26桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述8080年

8、代：年代：公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范 JTJ021-85 JTJ021-85公路砖石及混凝土桥涵设计规范公路砖石及混凝土桥涵设计规范JTJ022-85JTJ022-85、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ023-85JTJ023-85、 公路桥涵钢结构及木结构设计规范公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ023-86JTJ023-86、 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-86 JTJ024-86 等等第26页/共137页27桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述进入进入2121世纪：

9、世纪：公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004JTG D60-2004公路圬工桥涵设计规范公路圬工桥涵设计规范JTG D61-2005JTG D61-2005公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62-2004 JTG D62-2004 等等 桥梁的设计方法桥梁的设计方法 容许应力法容许应力法 破坏阶段法破坏阶段法 极限状态法极限状态法第27页/共137页28桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述 桥梁涵洞分类-按跨径大小分桥涵分类多孔桥全长L(m)单孔跨径 L （m）桥梁分类多孔桥全长L(m)单孔跨径

10、 L(m)特大桥L1000L 150小桥8L305l 20大桥100L100040l150涵洞l 5中桥30L10020l40公路工程技术标准表1-1第28页/共137页29桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述我国公路桥梁发展趋势：1.跨度不断增大2.桥型不断丰富3.结构不断轻型化4.重视环保与美观5.桥梁全寿命周期成本分析第29页/共137页30桥梁检测概述桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁试验检测的目的、意义桥梁试验检测的目的、意义 工程设计参数、施工质量控制、施工验收评定和养护决策的依据； 推广应用新材料、新技术、新工艺； 用定量的方法科

11、学评定材料和构件质量，提高质量评定结果的可信度与利用价值。第30页/共137页31桥梁施工试验检测的主要内容桥梁施工试验检测的主要内容 施工准备阶段的试验检测项目施工准备阶段的试验检测项目 桥位放样测量；桥位放样测量； 钢材原材料试验；钢材原材料试验； 钢结构连接性能试验；钢结构连接性能试验； 预应力锚具、夹具和连接器试验；预应力锚具、夹具和连接器试验； 水泥性能试验；水泥性能试验； 混凝土混凝土粗细集料试验；粗细集料试验； 混凝土配合比试验；混凝土配合比试验； 砌体材料性能试验；砌体材料性能试验； 台后压实标准试验；台后压实标准试验； 其它成品、半成品试验检测其它成品、半成品试验检测 施工过

12、程中的试验检测施工过程中的试验检测 地基承载力试验检测；地基承载力试验检测； 基础位置、尺寸和标高检测；基础位置、尺寸和标高检测； 钢筋钢筋位置尺寸和标高检测；位置尺寸和标高检测； 钢筋加工检测；钢筋加工检测； 混凝土强度抽样试验；混凝土强度抽样试验； 砂浆强度抽样试验；砂浆强度抽样试验； 桩基检测；桩基检测； 墩、台位置、尺寸和标高墩、台位置、尺寸和标高检测；检测； 上部结构（构件）位置、尺寸检测；上部结构（构件）位置、尺寸检测； 预制构件张拉、预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；运输和安装强度控制试验；预应力张拉控制检测；预应力张拉控制检测； 桥梁上部结桥梁上部结构标高、变形、内力（应力

13、）监测；构标高、变形、内力（应力）监测；支架内力、变形和稳定性监支架内力、变形和稳定性监测；测；钢结构连接加工检测；钢结构连接加工检测；钢构件防护涂装检测。钢构件防护涂装检测。 施工完成后的试验检测施工完成后的试验检测 桥梁总体检测；桥梁荷载试验；桥梁质量评定桥梁总体检测；桥梁荷载试验；桥梁质量评定桥梁施工检测与评价技术桥梁施工检测与评价技术第31页/共137页32原材料试验原材料试验-石料石料 单轴抗压强度试验单轴抗压强度试验 仪器设备：压力试验机，测量精度仪器设备：压力试验机，测量精度1%1%；切石机或钻石机，磨平；切石机或钻石机，磨平机；游标卡尺机；游标卡尺(0.1mm)(0.1mm)、

14、角尺及水池、角尺及水池 试件：试件：70702mm2mm的立方体的立方体 6 6个；平面度公差小于个；平面度公差小于0.05mm0.05mm，垂直，垂直度偏差小于度偏差小于0.250.25度度 步骤：对试件编号，用游标卡尺量取试件尺寸；选择含水状态：步骤：对试件编号，用游标卡尺量取试件尺寸；选择含水状态：烘干状态、天然状态、饱和状态；试件烘干方法烘干状态、天然状态、饱和状态；试件烘干方法 105105110110（12 12 24h24h）20202 2 ；饱水处理；饱水处理, , 试件强制饱和方法：试件强制饱和方法：煮沸法与真空抽气法；按岩石强度性质，选定合适的压力机。煮沸法与真空抽气法；按

15、岩石强度性质，选定合适的压力机。擦干试件，称其质量。试件对正上、下承压板，加力速率在擦干试件，称其质量。试件对正上、下承压板，加力速率在0.5-1.0Mpa/S0.5-1.0Mpa/S至破坏。至破坏。 分析及评定：软化系数分析及评定：软化系数KpKpRw/RdRw/Rd（饱水状态（饱水状态/ /干燥状态）；干燥状态）；取算术平均值作为测试结果，抗压强度取算术平均值作为测试结果，抗压强度3 3个值中最大与最小之个值中最大与最小之差不应超过平均值的差不应超过平均值的2020，否则，取第，否则，取第4 4个，个，4 4取取3 3最接近的平最接近的平均值作为结果，给出均值作为结果，给出4 4个值。个值

16、。 桥梁施工检测与评价技术桥梁施工检测与评价技术第32页/共137页33原材料试验原材料试验-石料石料 石料抗冻性试验石料抗冻性试验 仪器设备：压力试验机，测量精度仪器设备：压力试验机，测量精度1%1%；切石机或钻石机，；切石机或钻石机，磨平机，冰箱、天平、放大镜；游标卡尺磨平机，冰箱、天平、放大镜；游标卡尺(0.1mm)(0.1mm)、角尺及、角尺及水池水池 试件：试件：70702mm2mm的立方体的立方体3 3个，备用个，备用3 3个；平面度公差小于个；平面度公差小于0.05mm0.05mm，垂直度偏差小于，垂直度偏差小于0.250.25度度 步骤：对试件编号，用游标卡尺量取试件尺寸，烘干

17、，测步骤：对试件编号，用游标卡尺量取试件尺寸，烘干，测量质量；饱水，先量质量；饱水，先1/41/4，2h2h到到1/21/2，2h2h到到3/43/4，6h6h后高于试后高于试件件20mm20mm，自由吸水，自由吸水48h48h；-15-15冰冻冰冻4h4h，202055融解融解4h4h，为一个循环；每隔一定冻融次数检查试件表面状态；测定为一个循环；每隔一定冻融次数检查试件表面状态；测定冻融后的干燥质量及饱水抗压强度，未冻融的饱水抗压强冻融后的干燥质量及饱水抗压强度，未冻融的饱水抗压强度。度。 分析及评定：石料抗冻性试验测试的指标有：质量损失率分析及评定：石料抗冻性试验测试的指标有：质量损失率

18、 （冻融后质量变化比率）；耐冻系数（冻融后质量变化比率）；耐冻系数 （冻融前后强度比（冻融前后强度比值）；试件外形无变化（无剥落、裂缝、分层及掉角）。值）；试件外形无变化（无剥落、裂缝、分层及掉角）。桥梁施工检测与评价技术桥梁施工检测与评价技术第33页/共137页34原材料试验原材料试验-混凝土混凝土 混凝土试件制作混凝土试件制作 试件尺寸应根据集料的最大粒径选定试件尺寸应根据集料的最大粒径选定 标准最大标准最大40mm 40mm 试件的形状和数量（弹模试件的形状和数量（弹模6 6，其余，其余3 3） 试件尺寸公差试件尺寸公差 （角（角90900.50.5，尺寸，尺寸1mm1mm） 试件的制作

19、应注意问题试件的制作应注意问题 成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；尤其是对高强混凝土，应格成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；尤其是对高强混凝土，应格外重视检查试模的尺寸是否符合试模标准的要求。特别应检查外重视检查试模的尺寸是否符合试模标准的要求。特别应检查150mm150mm150mm150mm150mm150mm试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。 普通混凝土力学性能试验每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同普通

20、混凝土力学性能试验每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，一车混凝土中取样。在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为0.5%0.5%；骨料为；骨料为1%1%。 取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过过15min15min。 根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm70mm的混的混凝土宜用振动振

21、实；大于凝土宜用振动振实；大于70mm70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。 桥梁施工检测与评价技术桥梁施工检测与评价技术第34页/共137页35原材料试验原材料试验-混凝土混凝土 试件养护试件养护 标准养护条件为，在温度标准养护条件为，在温度202055的环境中静置一到二天，然后拆模，立即的环境中静置一到二天，然后拆模，立即放入放入202022，相对湿度，相对湿度95%95%以上的标准养护室中或以上的标准养护室中或202022不流动饱和不流动饱

22、和CaCa（OHOH）2 2养护，标准龄期养护，标准龄期28d28d；非标准为；非标准为1d 3d 7d 60d 90d 180d 1d 3d 7d 60d 90d 180d 立方体抗压强度立方体抗压强度 抗压试验步骤：抗压试验步骤：检查所用压力机（精度检查所用压力机（精度1%1%），选择量程（），选择量程（20%20%破坏荷载破坏荷载80%80%）试件表面与上下层压板面擦干净，试件承压面与成型时的顶面垂直，试件中心与试件表面与上下层压板面擦干净，试件承压面与成型时的顶面垂直，试件中心与压力机下压板中心对准；压力机下压板中心对准；等级等级C30C60等级等级C30C30时为时为0.5-0.8M

23、Pa/S0.5-0.8MPa/S，等级，等级C60C60时为时为0.8-1.0MPa/S0.8-1.0MPa/S； （4 4）当试件接近破坏开始急速变形时，停止调整油门，直到破坏。）当试件接近破坏开始急速变形时，停止调整油门，直到破坏。 抗压强度计算与确定：抗压强度计算与确定：取取3 3个试件的算术平均值为强度值，当最大值或最小值与中间值得差超过中间值得个试件的算术平均值为强度值，当最大值或最小值与中间值得差超过中间值得15%15%，则舍弃最大与最小值，取中间值为抗压强度，若同时超过中间值的，则舍弃最大与最小值，取中间值为抗压强度，若同时超过中间值的15%15%，则，则结果无效。结果无效。C6

24、0 部件部件(i)(i)构件构件(j)(j) 结构包括桥面系结构包括桥面系(D)(D)、上部结构、上部结构(P)(P)、下部结构、下部结构(B)(B) 结构是由多类部件组成结构是由多类部件组成 每类部件都包括一到多个构件每类部件都包括一到多个构件 每个构件可能存在一到多种病害每个构件可能存在一到多种病害(k)(k)桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第91页/共137页92桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第92页/共137页93桥梁技术状况评定桥梁技术状况评定 分层综合评定法步骤分层综合评定法步骤桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第93页/

25、共137页94桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术 - -评定内容：评定内容： 公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面公路桥梁技术状况评定包括桥梁构件、部件、桥面系、上部结构、下部结构评定和全桥评定。系、上部结构、下部结构评定和全桥评定。- -评定顺序：评定顺序： 首先确定各构件指标的类别首先确定各构件指标的类别(1(1- -5 5类类) )。对各构件检。对各构件检测指标的评定，是整个技术状况评定工作的关键和基础。测指标的评定，是整个技术状况评定工作的关键和基础。然后依次计算构件、部件、上部结构（下部结构、桥面然后依次计算构件、部件、上部结构（下部结构、桥面系）的技术状况

26、，最后根据上部结构、下部结构、桥面系）的技术状况，最后根据上部结构、下部结构、桥面系的技术状况计算全桥技术状况。系的技术状况计算全桥技术状况。 第94页/共137页95桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术桥梁总体技术状况评定等级分为 1 类、2 类、3 类、4 类、5 类。第95页/共137页96桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术 桥梁主要部件技术状况评定标度分为 1 类、2 类、3 类、4 类、5 类。技术状况评定标度技术状况评定标度 桥梁技术状况描述桥梁技术状况描述 1类全新状态、功能完好 2类功能良好，材料有局部轻度缺损或污染 3类材料有中等缺损；或出现

27、轻度功能性病害，但发展缓慢，尚能维持正常使用功能 4类材料严重缺损；或出现中等功能性病害，且发展较快；结构变形小于或等于规范值。功能明显降低 5类材料严重缺损，出现严重的功能性病害，且有继续扩展现象；关键部位的部分材料强度达到极限，变形大于规范值，结构的强度、刚度、稳定性达不到安全通行的要求。第96页/共137页97桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术 桥梁次要部件技术状况评定标度分为 1 类、2 类、3 类、4 类。 技术状况评定标度技术状况评定标度 桥梁技术状况描述桥梁技术状况描述 1类全新状态，功能完好；或功能良好，材料有轻度缺损；污染等。 2类有中等缺损或污染 3类材料

28、有严重缺损，出现功能降低，进一步恶化将不利于主要部件、影响交通。 4类材料有严重缺损，失去应有功能，严重影响正常交通；或原无设置，而调查需要补设第97页/共137页98桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术 桥梁技术状况评定流程第98页/共137页99 例如：某桥桥跨组合为6-20+3-60+6-20，共15跨，引桥为钢筋混凝土T型梁，主桥为钢筋混凝土系杆拱桥，两幅的桥墩都为双柱式桥墩，桥梁总长420.7m。第99页/共137页100 该桥由两种结构形式组成，第7跨至第9跨钢筋混凝土系杆拱结构，其它部分为钢筋混凝土T型梁。将7-9跨主桥划为主桥单元，1-6跨及10-15跨为合并起

29、来为引桥单元。对于公共的桥墩，建议将公共的桥墩划分给跨径长的单元（划分给主桥系杆拱部分）。 第100页/共137页101n 主桥系杆拱桥部分按照标准要求，采用分层综合评定法进行评定，最终评定为四类，引桥评定为三类。全桥技术状况等级评定结果以最差的一个评定单元作为全桥的评定结果，即按照主桥评定结果，全桥技术状况最终评定为四类。第101页/共137页102桥梁静载试验桥梁静载试验 静载试验静载试验 将静止的荷载作用在桥梁上指定位置，然后对桥梁结将静止的荷载作用在桥梁上指定位置，然后对桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝（形态、宽度、长度）构的静力位移、静力应变、裂缝（形态、宽度、长度）等参量进行测试

30、，从而对桥梁在荷载作用下的工作性等参量进行测试，从而对桥梁在荷载作用下的工作性能及使用能力作出评价。能及使用能力作出评价。 桥梁静载试验的目的桥梁静载试验的目的 对新建桥梁施工质量进行检验、鉴定对新建桥梁施工质量进行检验、鉴定 对既有桥梁结构性能和承载能力进行评价对既有桥梁结构性能和承载能力进行评价 静力荷载试验检测的原则静力荷载试验检测的原则 测试部位应突出桥梁结构受力关键测试部位应突出桥梁结构受力关键 测试内容应反映承载力指标测试内容应反映承载力指标 施测载位应以无损结构为限度施测载位应以无损结构为限度桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第102页/共137页103桥梁静载

31、试验桥梁静载试验 参照的设计规范与标准参照的设计规范与标准 公路桥涵设计通用规范公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004JTG D60-2004）；）； 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范（JTG D62-JTG D62-20042004）；）； 公路桥涵地基与基础设计规范公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007JTG D63-2007）；）； 公路工程技术标准公路工程技术标准（JTG B01-2003JTG B01-2003）；）； 公路桥涵养护规范公路桥涵养护规范（JTG H11JTG H1120042004）；）； 公路桥梁

32、承载能力检测评定规程公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011JTG/T J21-2011）；）； 公路工程质量检验评定标准公路工程质量检验评定标准 第一册第一册 土建工程土建工程，JTG F80/1-JTG F80/1-20042004；桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第103页/共137页104桥梁静载试验桥梁静载试验 工作内容：工作内容： 试验的准备工作试验的准备工作 加载方案设计加载方案设计 测点设置与测试测点设置与测试 加载控制与安全措施加载控制与安全措施 试验结果分析与承载力评定试验结果分析与承载力评定 试验报告编写试验报告编写桥梁运营维护检测与

33、评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第104页/共137页105桥梁静载试验桥梁静载试验 试验前期准备阶段工作内容试验前期准备阶段工作内容 试验准备阶段是桥梁荷载试验顺利进行的前提和保试验准备阶段是桥梁荷载试验顺利进行的前提和保障。障。 收集、桥梁设计文件、施工记录、监理记录、原试收集、桥梁设计文件、施工记录、监理记录、原试验资料、桥梁养护与维修记录等桥梁技术资料验资料、桥梁养护与维修记录等桥梁技术资料 检查桥梁现状，如桥面系、承重结构构件、支座、检查桥梁现状，如桥面系、承重结构构件、支座、基础等部位的表观状况基础等部位的表观状况 检算设计荷载和试验拟加荷载作用下理论内力检算设计荷载和试验拟加荷

34、载作用下理论内力桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第105页/共137页106桥梁静载试验桥梁静载试验 三个工作阶段三个工作阶段 试验准备试验准备 加载与观测加载与观测 分析、评价分析、评价桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第106页/共137页107桥梁静载试验桥梁静载试验 静载试验的准备工作静载试验的准备工作 测试工况确定测试工况确定 试验孔（墩、台）的选择试验孔（墩、台）的选择 测试仪器选择测试仪器选择 检查架与仪表架的搭设检查架与仪表架的搭设 加载方案与实施加载方案与实施 制订观测方案制订观测方案 施加荷载的准备施加荷载的准备桥梁运营维护检测与评价技

35、术桥梁运营维护检测与评价技术第107页/共137页108桥梁静载试验桥梁静载试验 测试工况测试工况 简支梁（板）桥简支梁（板）桥 主要工况：跨中最大正弯矩工况主要工况：跨中最大正弯矩工况 附加工况：附加工况：L L4 4截面最大正弯矩工况；支点截面最大正弯矩工况；支点最大剪力最大剪力 工况；桥墩最大竖向反力工况工况；桥墩最大竖向反力工况 连续梁桥连续梁桥 主要工况：主跨支点最大负弯矩工况；主跨主要工况：主跨支点最大负弯矩工况；主跨跨中最大正弯矩工况跨中最大正弯矩工况 附加工况：边跨最大正弯矩工况；主跨桥墩附加工况：边跨最大正弯矩工况；主跨桥墩最大竖向反力工况；主跨支点最大剪力工况最大竖向反力工

36、况；主跨支点最大剪力工况桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第108页/共137页109桥梁静载试验桥梁静载试验 测试工况测试工况 悬臂梁桥悬臂梁桥(T(T形刚构桥形刚构桥) ) 主要工况：墩顶支点最大负弯矩工况；锚固孔跨中最大正弯矩主要工况：墩顶支点最大负弯矩工况；锚固孔跨中最大正弯矩工况工况 附加工况：墩顶支座截面最大剪力工况；挂孔跨中最大正弯矩附加工况：墩顶支座截面最大剪力工况；挂孔跨中最大正弯矩工况；桥墩最大坚向反力工况工况；桥墩最大坚向反力工况 无铰拱桥无铰拱桥 主要工况：拱顶最大正弯矩工况；拱脚最大负弯矩工况主要工况：拱顶最大正弯矩工况；拱脚最大负弯矩工况 附加工况

37、：拱脚最大水平推力工况；附加工况：拱脚最大水平推力工况；L L4 4截面最大正弯矩和最截面最大正弯矩和最大负弯矩工况；大负弯矩工况；L L4 4截面正负挠度绝对值之和最大工况截面正负挠度绝对值之和最大工况桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第109页/共137页110桥梁静载试验桥梁静载试验 测试工况测试工况 斜拉桥斜拉桥 主要工况：主梁跨中最大正弯矩工况；主梁墩顶支座截面最大负弯矩主要工况：主梁跨中最大正弯矩工况；主梁墩顶支座截面最大负弯矩工况；主塔塔顶顺桥向最大水平变位与塔脚截面最大弯矩工况工况；主塔塔顶顺桥向最大水平变位与塔脚截面最大弯矩工况（不同（不同的结构体系，存在差

38、异）的结构体系，存在差异） 附加工况：中孔跨中附近拉索最大拉力工况；主梁最大挠度工况；辅附加工况：中孔跨中附近拉索最大拉力工况；主梁最大挠度工况；辅助墩最大坚向反力工况助墩最大坚向反力工况 悬索桥悬索桥 主要工况：加劲粱跨中最大正弯矩工况；加劲梁主要工况：加劲粱跨中最大正弯矩工况；加劲梁L L8 8截面最大正弯矩截面最大正弯矩工况；主塔塔顶顺桥向最大水平变位与塔脚截面最大弯矩工况工况；主塔塔顶顺桥向最大水平变位与塔脚截面最大弯矩工况 附加工况：加劲粱最大竖向挠度工况；主缆锚固拉索最大张力工况；附加工况：加劲粱最大竖向挠度工况；主缆锚固拉索最大张力工况；加劲梁梁端最大纵向漂移工况；吊杆加劲梁梁端

39、最大纵向漂移工况；吊杆( (索索) )活载张力最大增量工况。活载张力最大增量工况。桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第110页/共137页111桥梁静载试验桥梁静载试验 试验孔（墩、台）的选择试验孔（墩、台）的选择 结构型式结构型式 结构病害状况因素结构病害状况因素 典型性典型性 代表性代表性 最严重最严重 测试条件因素测试条件因素 仪器安装条件仪器安装条件 量测条件量测条件桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第111页/共137页112桥梁静载试验桥梁静载试验 测试仪器选择测试仪器选择 应变应变 电阻应变片电阻应变片 振弦应变计振弦应变计 百分表式应变仪百分

40、表式应变仪 挠度挠度 百分表、电子位百分表、电子位移计移计 连通管连通管 水准仪水准仪 转角转角 倾角仪倾角仪桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第112页/共137页113桥梁静载试验桥梁静载试验 加载方案与实施加载方案与实施 加载试验项目的确定（与测试项目对应）加载试验项目的确定（与测试项目对应） 加载设备选择加载设备选择 静载试验荷载的确定静载试验荷载的确定 试验荷载分级与加载方式试验荷载分级与加载方式 加载时间选择与静力荷载的持续时间加载时间选择与静力荷载的持续时间 加载程序的确定加载程序的确定 加载试验的控制加载试验的控制桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评

41、价技术第113页/共137页114桥梁静载试验桥梁静载试验 加载设备加载设备 汽车汽车 堆载（特别要注意荷载作用模式、要明确传力途径）堆载（特别要注意荷载作用模式、要明确传力途径） 反力架装置反力架装置 抗拔桩抗拔桩 自平衡（特别要注意稳定性）自平衡（特别要注意稳定性）桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第114页/共137页115桥梁静载试验桥梁静载试验 静载试验荷载的确定静载试验荷载的确定 荷载效应的大小荷载效应的大小 荷载大小和作用位置荷载大小和作用位置 试验荷载对不同结构部位的影响试验荷载对不同结构部位的影响桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第115页

42、/共137页116桥梁静载试验桥梁静载试验 测试荷载效应大小（等级）确定测试荷载效应大小（等级）确定 控制荷载的确定控制荷载的确定 测试荷载与活荷载的比较测试荷载与活荷载的比较 荷载试验效率荷载试验效率 静载试验效率静载试验效率 试验荷载作用下被试验荷载作用下被 检测部位的内力检测部位的内力( (或变形的或变形的计算值计算值) )与包括动力扩大效应在内的与包括动力扩大效应在内的标准标准设计荷设计荷载作用下，同一部位的内力载作用下，同一部位的内力( (或变形计算值或变形计算值) )的的比值。比值。 取值取值 0.950.951.051.05桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第1

43、16页/共137页117桥梁静载试验桥梁静载试验 荷载试验效率系数的辨证选择荷载试验效率系数的辨证选择 取较大值时取较大值时 荷载测试风险荷载测试风险 大大 结构安全评价较保守结构安全评价较保守 有利于保证结构安全有利于保证结构安全 取较小值时取较小值时 荷载测试风险荷载测试风险 小小 结构安全评价较冒险结构安全评价较冒险 不利于保证结构安全不利于保证结构安全桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第117页/共137页118桥梁静载试验桥梁静载试验 试验荷载大小与作用位置确定试验荷载大小与作用位置确定 根据加载设备及荷载试验效率系数确定荷载大小与作根据加载设备及荷载试验效率系数确

44、定荷载大小与作用位置用位置 同时兼顾荷载对非测试截面的影响同时兼顾荷载对非测试截面的影响桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第118页/共137页119桥梁静载试验桥梁静载试验 制订观测方案制订观测方案 观测项目的确定观测项目的确定 整体变形：挠度、位移、转角整体变形：挠度、位移、转角 局部变形：应变局部变形：应变 测量部位选择与测点布设测量部位选择与测点布设 仪器仪表选择原则仪器仪表选择原则 观测方法的确定观测方法的确定 位移测量位移测量 应变测量应变测量 裂缝观测裂缝观测桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第119页/共137页120桥梁静载试验桥梁静载试验

45、 试验方案的汇总与制订试验方案的汇总与制订 测试跨选择测试跨选择 结构状况结构状况 病害状况病害状况 测试条件测试条件 加载方案加载方案 测试工况测试工况（不同桥型测试结构部位和项目）（不同桥型测试结构部位和项目） 荷载等级（大小）荷载等级（大小） 加载分级控制加载分级控制 加载设备加载设备 汽车、堆载汽车、堆载 测点布设测点布设 应变、挠度仪器（静力与动力仪器的区分）应变、挠度仪器（静力与动力仪器的区分） 应变测点应变测点 挠度测点挠度测点桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第120页/共137页121桥梁静载试验桥梁静载试验 试验荷载分级控制试验荷载分级控制 重要与必要性重

46、要与必要性 加载安全加载安全 了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化关系关系 分级原则分级原则 预加载预加载 一般一般4 45 5级级 3 3级也可级也可 情况不明时，增加分级情况不明时，增加分级 考虑非测试断面考虑非测试断面 卸载也分级卸载也分级 试验时机、加载时间试验时机、加载时间 温度变化小温度变化小 每级每级1515分钟左右分钟左右桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第121页/共137页122桥梁静载试验桥梁静载试验 试验意外终止试验意外终止 测点应变或挠度测试值突然增大测点应变或挠度测试值突然增大 测点应变或挠度测试值超过规范允

47、许值测点应变或挠度测试值超过规范允许值 结构原有裂缝突然增大或新裂缝增多结构原有裂缝突然增大或新裂缝增多 结构薄弱环节突然变形变位结构薄弱环节突然变形变位桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第122页/共137页123桥梁静载试验桥梁静载试验 测试结果整理测试结果整理 测值转换：数字变物理量测值转换：数字变物理量 应力计算：应变变应力应力计算：应变变应力 误差处理误差处理 支点沉降修正支点沉降修正 影响应力（应变）测试因素分析影响应力（应变）测试因素分析 温度温度 结构裂缝结构裂缝 仪器漂移仪器漂移桥梁运营维护检测与评价技术桥梁运营维护检测与评价技术第123页/共137页124桥梁静载试验桥梁静载试验 评价方法评价方法 使用性能使用性能 活载挠度不超过活载挠度不超过L/600L/600（简支梁）、（简支梁）、 L/300L/300（悬臂端）、（悬臂端）、 L/800L/800（拱桥、桁架桥）（拱桥、桁架桥） 校验系数校验系数 测试值与计算值的比值测试值与计算值的比值 弹性阶段，具有一定的安全储备弹性阶段，具有一定的安全储备 实测值与理论值的关系曲线实测值