连续钢构桥大桥荷载试验方案-

1、黄河大桥动静载试验检测方案二一三年九月目录1.概述 (12.检测目的 (13.检测依据 (14.主要检测项目 (24.1全桥检查 (2(1结构外观 (24.2荷载试验 (25.本项目组织机构 (2试验项目组织机构框图 (36.动静载检测方法及主要仪器设备 (36.1全桥检查 (36.2桥梁上下部结构混凝土强度检测 (36.3 应变(应力测试 (36.4 挠度(变形测试 (36.5 裂缝观测 (36.6 动力特性测试 (36.7试验检测设备 (47.测点布置 (47.1 静载试验 (57.2 动载试验 (78.试验荷载设计及加载程序 (88.1 静载试验 (88.2 动载试验 (149.试验人员

2、组成及时间安排 (1410、服务承诺及各项保证措施 (14黄河大桥动静载试验检测方案1.概述黄河大桥位于境内,东西向横跨黄河,分左右幅。左幅桥梁起讫桩号为zk209+200.39zk210+842.000,上部结构为4(350m装配式预应力混凝土连续T梁 +(80+4150+80m预应力混凝土连续刚构+(530m装配式预应力混凝土连续T梁 +(430m装配式预应力混凝土连续T梁,全长1641.61米;右幅桥梁起讫桩号为zk209+213.678zk210+765.000,上部结构为4(350m装配式预应力混凝土连续T 梁+(80+4150+80m预应力混凝土连续刚构+(630m装配式预应力混凝

3、土连续T 梁,全长1551.322米。主桥为预应力混凝土连续刚构桥,直腹板变截面单箱单室箱梁,三向预应力混凝土结构。箱梁顶宽13m,底宽7.0m,悬臂长3m;合拢段梁高3.5m,顶、底板厚0.3m,0号块中心高度9.0m,底板厚1.5m,从悬臂端到0号块梁高按h=3.5+5.5*(x/691.8变化,底板厚按h=0.3+0.7*(x/691.8变化。主墩采用薄壁空心墩,墩高在88至115米之间;过渡墩采用变截面空心墩。基础采用钻孔灌注桩。桥梁主要技术标准为:设计荷载公路级;设计洪水频率1/300;地震动峰值加速度0.05g,地震基本烈度;基本设计风速取25m/s;整体均匀升降20,降温24;结

4、构安全等级:一级;环境类别类。2.检测目的(1通过荷载试验,检验大桥的工程质量,验证结构的可靠性,为桥梁竣工验收提供必要的技术数据。(2通过实桥的静载试验,了解结构在试验荷载作用下的实际工作状态,检验结构承载能力是否达到设计标准。(3通过动力荷载试验,了解桥跨结构的自振特性,以及在长期使用荷载作用下的动力性能。为今后营运提供初始状态数据,建立大桥的原始档案。3.检测依据1公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-20042混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-20023大跨径混凝土桥梁的试验方法 (交通部公路科研所等 1982.104公路桥梁承载能力检测评定规程 (JTG/T J

5、21-20115公路桥梁技术状况评定标准 (JTG/T H21-20116混凝土结构试验方法标准(GB 50152-927公路工程技术标准(JTG B01-20038公路桥涵设计通用规范(JTG D60-20049公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-200410桥梁有关设计文件、施工图等技术资料4.主要检测项目4.1全桥检查(1结构外观检查桥梁结构的现有工作状态和外观。(2混凝土强度采用回弹的方式现场检定各结构部位的混凝土强度。(3支座安装质量抽查采用目测及仪器测量的方法对桥梁过渡墩支座是否有偏压、脱空等安装病害进行抽查。4.2荷载试验(1全面考察桥梁试验跨结构的现有状况

6、。(2测试试验跨各控制断面在最不利荷载作用下的应力及应力分布情况。(3测试试验跨各控制断面在最不利荷载作用下的挠度(变形及变形曲线。(4观测桥梁结构在加载过程中是否有裂缝产生及其变化情况。(5测试桥梁结构的动力特性。5.本项目组织机构试验项目组织机构框图6.动静载检测方法及主要仪器设备6.1全桥检查全面检查主要以人力目测为主,辅助以钢尺、卷尺、锤击等进行测量、检查,有损坏的部位及某些关键部位采用仪器进行检测。6.2桥梁上下部结构混凝土强度检测采用回弹法检测混凝土的强度,上部结构抽检总孔数的20%,且不许少于5孔,每孔不少于10个测区;下部结构抽检总墩台数的20%,且不许少于5个墩台,每个墩台不

7、少于2个测区;6.3 应变(应力测试以电阻应变仪测试系统为主,配置TDS-602高性能静态数据采集仪与自动扫描箱进行测点应变测试及数据采集。6.4 挠度(变形测试采用位移传感器挠度测试系统采用数据采集仪自动读数进行挠度测量。6.5 裂缝观测采用目视、裂缝观测仪、塞尺及钢尺对结构砼裂缝的出现、缝宽、长度、深度、间距及变化情况进行观测。6.6 动力特性测试(1 结构强迫振动特性的测试通过数据大容量自动采集与信号处理分析系统,采集行车试验过程中的振动响应信项目负责顾问组技术组后勤安检组应力测试组动载测试组变形测试组观察检测组数据分析处理组号,确定桥梁结构的强迫振动特性,即强迫振动的频率、阻尼、振幅等

8、。(2 结构自振特性的测试通过数据大容量自动采集与信号处理分析系统,采集结构的无荷载状况下的自由振动响应信号,确定桥梁结构的自振动特性,即结构的固有频率、阻尼、振幅等。6.7试验检测设备拟投入本项目的检测试验设备见表3试验检测主要使用仪器设备表3 序号设备型号精度数量备注1 静态应变仪TDS-602 1台2 应变仪平衡箱ASW50 4台3 交流电压调节器WH-1796 1台4 动应变测试仪830BK 1台5 多功能抗混滤波放大器INV-9 1台6 智能信号采集处理分析仪INV306D(F1台7 水平拾振器941B 16台8 垂直拾振器941B 16台9 裂缝观测仪ZBL-P101 0.01mm

9、 1台10 温度计3支11 多路无线电对讲机4部12 电桥惠斯登0.1欧姆1台13 发电机本田2KW 2台14 万用表4台15 塞尺1套16 电喇叭2个17 望远镜30倍1部18 50m钢卷尺1mm 2个19 计算机(含打印机 联想5台20 照相机2部21 汽车2辆24 桥梁检测车MBl 1台7.测点布置根据对试验桥梁的受力分析及桥梁的实际情况,选择大桥左幅第13跨、第14跨、第15跨为试验检测跨,进行桥梁荷载试验,总体布局见图7-1。临县佳县12号墩18号台13号墩14号墩15号墩16号墩17号墩第13跨第14跨第15跨图7-1 黄河大桥总体布置图( 单位:cm7.1 静载试验 (1 应力测

10、点布设应力实验测点布置主要选取桥梁最大正弯矩断面(边跨为3L/8处,次边跨跨中、中跨为跨中处、最大负弯矩断面(支点附件断面、最大剪力断面(支点附件断面,并按照应力拟合方法布设应变片测点。箱梁桥应力测点布置见图7-2。第15跨第14跨第13跨17号墩16号墩15号墩14号墩13号墩18号台12号墩3100佳县临县3#2#1#4#5#6#315图7-2(1黄河大桥应力测试断面图(单位:cm N-10N-7备注:1、本图尺寸以厘米计。2、M表示2#、4#、6#应力测试断面号,N表示3#、5#应力测试断面。N-9N-11N-12N-13N-14N-15N-16N-1N-2N-3N-6N-5N-4N-8

11、M-8M-9M-10M-11M-12M-1M-2M-7M-6M-3M-4M-53#、5#断面应力测点布置图457非偏载侧偏载侧偏载侧非偏载侧2#、4#、6#断面应力测点布置图图7-2(2 黄河大桥应力测点布置图(2挠度测点布设箱梁桥挠度测点布置见图7-3。临县佳县12号墩18号台13号墩14号墩15号墩16号墩17号墩第13跨第14跨第15跨3#2#1#4#5#6#7#8#9#图7-3(1黄河大桥挠度测试断面布置图(cm M-1M-3N-2N-1M-2偏载侧非偏载侧其他断面挠度测点布置图2#、5#、8#断面挠度测点布置图非偏载侧偏载侧图7-3(2黄河大桥挠度测点布置图7.2 动载试验1 动应力

12、(应变测点:选静载试验应力测试的次边跨跨中两个应力测点和14#墩支点两个应力测点进行桥梁动应力测试。2 强迫振动选择第十四跨和第十五跨跨中断面,分别布置在行车道边缘处,每个断面横、竖向各布置一个测点。 3 自振特性测点布置见图7-4。第15跨第14跨第13跨17号墩16号墩15号墩14号墩13号墩18号台12号墩佳县临县1#2#3#4#5#6#7#8#9#注:1、本图尺寸均以厘米计。2、 表示拾振器测试点,布置 在桥面两侧的行车道边缘处。13#12#10#9#8#7#3#2#1#4#5#11#6#图7-4 黄河大桥结构自振动测点布置图8.试验荷载设计及加载程序 8.1 静载试验 8.1.1试验

13、荷载设计由于本次荷载试验为交工验收荷载试验,其主要目的是检验桥梁结构的工作性能和承载能力是否符合设计要求,检验工程的可靠性和安全度,为工程验收提供技术依据,即取静力试验荷载(活载部分效率:0.851.05。 =S stat /(S 式中:S stat 试验荷载作用下,检测部位变位或力的计算值。S 设计标准活载作用下,检测部位或力的计算值(不计动力系数。 设计取用的动力系数。本次试验根据理论计算及最终选用试验车辆的实际情况,确定最终所选取的试验荷载效率,试验荷载所产生的力学效应均能够满足对桥梁力学效应检验和分析的要求。 8.1.2加载车辆综合考虑桥梁受力状况、设计荷载等级及车辆来源等因素,本次试

14、验拟选用双后轴重车作为静载试验加载车辆,车辆轴重严格按照试验荷载设计的要求进行称重控制。以下表8-1进行车辆统计。加载车辆轴距、轮距表表8-1(1 编号车型车牌前-中轴距(m中-后轴距(m轮间距(m1234加载车辆轴重明细表表8-1(2编号车型前轴重(KN后轴重(KN总重(KN1234均值8.1.3加载程序程序一:边跨(13跨3L/8正弯矩加载(正载。程序二:边跨(13跨3L/8最大正弯矩加载(偏载。程序三:次中跨(14跨L/2正弯矩及13#墩支点负弯矩加载(正载。程序四:次中跨(14跨L/2最大正弯矩及13#墩支点最大负弯矩加载(偏载。程序五:中跨(15跨L/2正弯矩、14#墩支点负弯矩加载

15、(正载。程序六:中跨(15跨L/2最大正弯矩、14#墩支点最大负弯矩及14#墩支点剪力加载(偏载。程序七:12#墩支点处剪力加载(偏载。详细的加载程序见下表8-2。静载试验各加载程序试验荷载效率及相应测试项目表表8-2荷载 加载分级 横桥向布载情况 试验荷载效率主要测试项目程序一 2 正载 0.99 主桥边跨(13跨3L/8正弯矩加载 程序二 2 偏载 0.99 主桥边跨(13跨3L/8最大正弯矩加载 程序三 3 正载 0.95 0.94 主桥次中跨(14跨L/2正弯矩 13#墩支点负弯矩加载程序四 3 偏载 0.95 0.94 主桥次中跨(14跨L/2最大正弯矩 13#墩支点最大负弯矩加载

16、程序五3正载0.97/0.99 主桥中跨(15跨L/2正弯矩 14#墩支点负弯矩加载程序六 3 偏载0.97 0.99 0.87 主桥中跨(15跨L/2最大正弯矩 14#墩支点最大负弯矩 14#墩支点剪力加载 程序七 2 偏载0.97主桥12#墩支点剪力加载各程序加载加载布置详图见图8-1图8-7。12#墩中心线8000120013#墩中心线22001200临县佳县下游200200180130180130180备注:1.本图尺寸均以厘米为单位; 2.-表示加载车辆编号; 3.表示第一级加载; 表示第二级加载。36图7-1 程序一 边跨(13跨3L/8截面正弯矩加载图(正载12#墩中心线8000

17、120013#墩中心线22001200临县佳县下游备注:1.本图尺寸均以厘米为单位; 2.-表示加载车辆编号; 3.表示第一级加载; 表示第二级加载。6318013018013018050350图7-2 程序二 边跨(13跨3L/8截面最大正弯矩加载图(偏载250013#墩中心线佳县临县下游2900460014#墩中心线120015000200200180130180130180备注:1.本图尺寸均以厘米为单位; 2.-表示加载车辆编号; 3.表示第一级加载; 表示第二级加载; 表示第三级加载。图7-3 程序三 次中跨(14跨L/2正弯矩及13#墩支点负弯矩加载(正载250013#墩中心线佳县

18、临县下游2900460014#墩中心线120015000备注:1.本图尺寸均以厘米为单位;2.-表示加载车辆编号;3.表示第一级加载; 表示第二级加载; 表示第三级加载。18013018013018050350图7-4 程序四 次中跨(14跨L/2最大正弯矩及13#墩支点最大负弯矩加载(偏载14#墩中心线佳县临县下游15#墩中心线120015000200200180130180130180备注:1.本图尺寸均以厘米为单位; 2.-表示加载车辆编号; 3.表示第一级加载; 表示第二级加载; 表示第三级加载。420016001700图7-5 程序五 中跨(15跨L/2正弯矩及14#墩支点负弯矩加载

19、(正载佳县临县下游12001500050350180130180130180备注:1.本图尺寸均以厘米为单位; 2.-表示加载车辆编号; 3.表示第一级加载; 表示第二级加载; 表示第三级加载。42001600170014#墩中心线15#墩中心线图7-6 程序六 中跨(15跨L/2最大正弯矩、14#墩支点最大负弯矩及14#墩支点剪力加载(偏载备注:1.本图尺寸均以厘米为单位; 2.-表示加载车辆编号; 3.表示第一级加载; 表示第二级加载。50225180130180130180840010755#墩中心线6号台背墙10001200下游河南山西图7-7 程序七 12#墩支点剪力加载(偏载8.1

20、.4加载及读数控制(1 按照设计加载程序进行分级加载。(2 各加载程序及分级读数应在加、卸载后立即测读一次,并在加、卸载稳定后再读取稳定读数。(3 控制实测应力值小于理论控制应力值。 (4 控制实测挠度值小于理论控制挠度值。黄河大桥动静载试验检测方案 第 14 页 (5 控制结构裂缝的长度及宽度的急剧增加。 8.2 动载试验 桥梁结构在移动车辆荷载作用下的动力反应是桥梁和车辆这两个振动系统相互作 用的结果。除与两者本身的动力特性（质量、刚度、阻尼）有关外，还与桥面的平整度、 车辆行驶速度有关，测定桥梁在使用荷载作用下的动力特性及其响应是非常必要的。 在移动车辆荷载作用下，桥梁将产生振动、冲击等

21、动力效应。此时桥梁各截面除受 静力外， 还受动力作用。 在一辆或横向一排车辆荷载作用下的动态增长率称为动态增量。 对于不同的测试项目，动态增量又可分为位移动态增量和应力动态增量。 本次动载试验以测量一辆重车行驶的动态响应为主，程序如下： 1 两辆重车按不同车速（20km/h、40km/h、60km/h）行驶通过桥跨。 2 两辆重车按 10km/h 和 20km/h 行驶至指定测试断面位置急刹车。 3 无活载作用下桥梁的脉动试验。 9.试验人员组成及时间安排 9.1 试验人员组成 本项目安排试验人员 16 名，其中技术人员 13 名，辅助人员 3 名。 9.2 试验进度安排 (1 桥梁动静载检测

22、：（含脚手架、观测台搭设、测点布置、元件安装、仪器调试、 加载）15 天。 (2 报告编写：（受力计算、资料整理、分析）20 天。如在现场检测时发现桥梁明 显缺陷，则进行及时沟通。 10、服务承诺及各项保证措施 10.1 试验安全措施 (1 为保证试验期间人员、结构物、试验荷载以及仪器设备的安全，试验指挥人员 在试验过程中，要随时掌握各方面的情况，以便对加载试验进行全方位的控制。 (2 加载试验控制：加载应严格按照设计的加载程序依次进行加载，荷载的大小、 截面内力的大小都应由小到大逐渐增加，对加载试验的控制截面的测点及控制观察的结 构部位要随时观测、观察，并随时进行分析计算，将结果随时报告试验

23、指挥人员，一但 黄河大桥动静载试验检测方案 第 15 页 出现控制试验终止条件的情况或其它不利情况时，应立即中途终止加载，进行分析研究 后再决定试验如何进行。 (3 在桥较高、有流水的情况下，要设置必要的脚手架、搭设必要的测试平台，并 设立安全网或安全扶手，要求这些临时结构要布置适当、坚固可靠，试验人员要系好保 险带，戴好安全帽。 (4 仪器、仪表要有专人负责，应轻拿轻放并进行防尘、防水等保护，以防损坏， 影响试验工作的正常进行。 (5 对试验人员必须进行安全教育，每个人都要具有足够的安全意识，试验中试验 人员一定要听从指挥，服从统一安排。 (6 对于一些易燃、易爆、有毒、腐蚀性试剂、溶液等如

24、丙酮、502 胶水、环氧树脂、 聚酰胺等，要严格按照产品说明书使用，并随时整理，统一存放。 (7 要注意安全用电、注意防火等。 10.2 检测期内服务承诺 (1 质量目标：确保检测结果真实、详细、准确。 (2 安全生产目标：确保无重大工程事故发生。 (3 文明检测目标：创文明检测现场。 (4 社会效益目标：各方评价良好，让业主放心满意。 (5 项目总体目标：按合同要求按时足量完成。 (6为顺利实现以上目标，我单位采取的主要管理措施有： 将该检测项目列为我单位的重点工程项目，由单位领导直接负责，充分发挥我 单位的科研优势、设备优势、技术优势、人员优势，确保检测项目的顺利完成。 由责任感强、经验丰富的项目管理人员及检测人员，组成高素质的检测队伍， 确保检测工作的顺利实施。 充分发挥我单位在管理上的优势，严格按照 ISO9001 项目质量管理体系的要求， 进行项目实施，确保工程总体目标的实现。 10.3 检测进度保障措施 为了保证该项目工程按合同工期完成，我们主要采取以下措施：