三级公路改建工程大桥桥梁荷载试验报告

1、PAGE 报告编号：SXGSJC/BG-QL-2011-070三原县蒲家河经新安至安乐三级公路改建工程K32+088浊峪河大桥桥梁荷载试验报告陕西高速公路工程试验检测有限公司2011年12月报告编号：SXGSJC/BG-QL-2011-070三原县蒲家河经新安至安乐三级公路改建工程K32+088浊峪河大桥桥梁荷载试验报告报 告 年 月 日审 核 年 月 日签 发 年 月 日报告附件共 3 份共 23 页陕西高速公路工程试验检测有限公司2011年12月目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc304811634 1 概述 PAGEREF _Toc304811634

2、h 1 HYPERLINK l _Toc304811635 2 荷载试验目的及内容 PAGEREF _Toc304811635 h 1 HYPERLINK l _Toc304811636 2.1 荷载试验目的 PAGEREF _Toc304811636 h 1 HYPERLINK l _Toc304811637 2.2 荷载试验内容 PAGEREF _Toc304811637 h 2 HYPERLINK l _Toc304811638 3 荷载试验依据 PAGEREF _Toc304811638 h 2 HYPERLINK l _Toc304811639 4 荷载试验实施方案 PAGEREF

3、_Toc304811639 h 2 HYPERLINK l _Toc304811640 5 主要仪器设备 PAGEREF _Toc304811640 h 3 HYPERLINK l _Toc304811641 6 K32+088浊峪河大桥检测结果 PAGEREF _Toc304811641 h 4 HYPERLINK l _Toc304811642 6.1 静载试验检测结果 PAGEREF _Toc304811642 h 4 HYPERLINK l _Toc304811643 6.2 动载试验检测结果 PAGEREF _Toc304811643 h 5 HYPERLINK l _Toc3048

4、11644 6.3 检测结论 PAGEREF _Toc304811644 h 5 HYPERLINK l _Toc304811645 附件1 静载试验方案 PAGEREF _Toc304811645 h 7 HYPERLINK l _Toc304811646 1.1 测试孔选取 PAGEREF _Toc304811646 h 7 HYPERLINK l _Toc304811647 1.2 测试截面选取 PAGEREF _Toc304811647 h 7 HYPERLINK l _Toc304811648 1.3 测点布置 PAGEREF _Toc304811648 h 8 HYPERLINK

5、l _Toc304811649 1.4 试验荷载 PAGEREF _Toc304811649 h 8 HYPERLINK l _Toc304811650 1.5 试验工况 PAGEREF _Toc304811650 h 9 HYPERLINK l _Toc304811651 1.6 试验的实施与控制 PAGEREF _Toc304811651 h 10 HYPERLINK l _Toc304811652 附件2 动载试验方案 PAGEREF _Toc304811652 h 11 HYPERLINK l _Toc304811653 2.1 测试截面选取 PAGEREF _Toc304811653

6、 h 11 HYPERLINK l _Toc304811654 2.2 试验工况 PAGEREF _Toc304811654 h 11 HYPERLINK l _Toc304811655 2.3 试验实施 PAGEREF _Toc304811655 h 11 HYPERLINK l _Toc304811656 附件3 K32+088浊峪河大桥检测数据汇总 PAGEREF _Toc304811656 h 12 HYPERLINK l _Toc304811657 3.1 静载检测结果 PAGEREF _Toc304811657 h 12 HYPERLINK l _Toc304811658 3.2

7、动载检测结果 PAGEREF _Toc304811658 h 20陕西高速公路工程试验检测有限公司 报告编号：SXGSJC/BG-QL-2011-070第 PAGE 23 页 共23 页K32+088浊峪河大桥桥梁荷载试验报告1 概述为评价三原县蒲家河经新安至安乐三级公路改建工程K32+088浊峪河大桥的承载能力和工程质量，并为该桥交（竣）工验收提供技术资料，受咸阳市交通工程质量监督站及三原县交通运输局委托，陕西高速公路工程试验检测有限公司于2011年9月10日对K32+088浊峪河大桥进行现场荷载试验。被检桥梁技术参数见表1-1。表1-1 K32+088浊峪河大桥技术参数一览表起点桩号K32

8、+035.42中心桩号K32+088.00终点桩号K32+140.58桥梁全长（米）105.16桥面宽度0.5米（防护栏）+净7.0米（行车道）+0.5米（防护栏）上部结构5-20m预应力混凝土板梁下部结构肋板台，柱式桥墩，桩基础桥面结构6cm沥青混凝土铺装层10cmC40防水混凝土现浇层混凝土强度预制板梁及桥面铺装C40，护栏、盖梁、台帽、台身背墙、挡块与垫石C30，墩柱、桩基础C25设计荷载公路-级试验日期2011年9月10日2 荷载试验目的及内容2.1 荷载试验目的（1）通过静载试验，测试桥跨结构在静载作用下的应变、挠度，观察裂缝的开展情况，评价结构构件的强度、刚度和抗裂性能；（2）通过

9、动载试验，测定结构在动荷载作用下自振频率，对结构的动力性能进行评价；（3）根据静载和动载测试结果综合评价该桥整体工作性能与承载能力是否满足设计与通行要求。2.2 荷载试验内容静载试验内容如下：（1）测试各工况控制截面砼的应变；（2）测试各工况控制截面的挠度；（3）观测桥梁结构在各工况荷载作用下裂缝的开展情况。动载试验内容如下：（1）测试结构的自振频率。3 荷载试验依据（1）交通部科研院：公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）；（2）交通部科研院：大跨径混凝土桥梁的试验方法（最终建议）.1982；（3）交通部：公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）；（4）交通部：公路钢筋混凝土及预应力

10、混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）；（5）陕西交通公路设计有限公司：三原县蒲家河经新安至安乐三级公路改建工程相关桥梁施工图纸。4 荷载试验实施方案我公司接到此任务后，根据检测任务的实际情况，提出了详细的静、动荷载试验实施方案，就测试孔和截面选取、测点布置、试验荷载、试验工况、试验的实施与控制等方面对荷载试验工作进行了详细的安排。其中，静载试验方案见附件1，动载试验方案见附件2。5 主要仪器设备本次桥梁荷载试验采用的主要仪器、设备见表5-1。表5-1 荷载试验采用的主要仪器、设备序号仪器设备名称型号仪器编号1静态应变测试系统TDS-303QL0147-001-022机电百分表WBD-

11、50GF051-01203裂缝观测仪SW-LW-101QL0153-007-014动态信号采集分析系统DEWE-BOOK-8QL0148-002-015拾振器891-4GF052-016桥梁检测车XZJ5310JQJ18/6 K32+088浊峪河大桥检测结果6.1 静载试验检测结果静载试验测试孔选择第2、3孔，加载效率与各工况挠度、应变的检测结果汇总见表6-1表6-3，详细检测结果见附件3。表6-1 静载试验加载效率一览表测试位置工况控制指标试验荷载计算值设计荷载控制值荷载效率=/第2、3孔跨中截面最大正弯矩中载、右偏载、左偏载跨中弯矩(kNm)2940.003066.490.96表6-2 挠

12、度检测结果一览表荷载工况2孔跨中挠度校验系数3孔跨中挠度校验系数范围平均值范围平均值工况10.570.620.600.600.650.63工况20.580.630.610.620.660.63工况30.600.640.620.630.670.65表6-3 应变检测结果一览表荷载工况2孔跨中应变校验系数3孔跨中应变校验系数范围范围平均值平均值工况10.610.710.680.610.680.66工况20.630.730.670.660.720.68工况30.650.700.670.650.690.676.2 动载试验检测结果本次动载试验选择2、3孔的跨中截面，实测一阶和二阶自振频率检测结果统计见

13、表6-4，详细检测结果见附件3。表6-4 结构自振频率实测值和计算值对比测试位置阶序自振频率实测平均值（Hz）理论计算值（Hz）频率比=/第2孔跨中截面16.104.731.292/7.86/第3孔跨中截面16.104.731.292/7.86/6.3 检测结论（1）本次试验所选择的截面均为桥梁运营过程中受力控制截面，试验过程中所配置的各类检测设备工作性能稳定，采集的数据均能有效反应结构的受力状态。（2）第2、3孔静载试验加载效率为0.96，满足大跨径混凝土桥梁试验方法要求。（3）第2孔各工况下各控制截面的主要挠度测点实测最大值为3.89mm，校验系数平均值在0.600.62范围内，第3孔各工

14、况下各控制截面的主要挠度测点实测最大值为4.12mm，校验系数平均值在0.630.65范围内，低于大跨径混凝土桥梁的试验方法规定的上限值1.05。各工况卸载后结构的位移回零良好，无明显残余位移。表明该桥在试验荷载作用下处于良好的弹性工作状态，纵向抗弯刚度满足设计要求，并有一定的安全储备。（4）第2孔各工况下各控制截面的主要应变测点实测最大值为74，校验系数平均值在0.670.68范围内，第3孔各工况下各控制截面的主要应变测点实测最大值为76，校验系数平均值在0.660.68范围内，低于大跨径混凝土桥梁的试验方法规定的上限值1.05。各工况卸载后结构的应变回零良好，无明显残余变形。表明该桥在试验

15、荷载作用下处于良好的弹性工作状态，纵向抗弯强度满足设计要求，并有一定的安全储备。（5）各偏载工况下，左、右侧挠度和应变渐变趋势与理论计算相符。表明该桥预应力空心板横向联接性能良好。（6）在加载测试中，经观察梁体表面混凝土未出现裂缝，表明该桥抗裂性能满足要求。（7）在全桥异常变形观察工况加载过程中，桥跨结构未出现异常变形，桥墩未出现异常变位，表明该桥整体结构技术状况良好。（8）该桥第2、3孔动载测试前2阶实测自振频率与理论计算值的频率比为1.29，大于1，表明该桥的整体性能和动刚度良好。综上所述：我们认为K32+088浊峪河大桥的承载能力和工作性能满足设计要求，可投入正常运营。陕西高速公路工程试

16、验检测有限公司2011年12月 附件1 静载试验方案1.1 测试孔选取静载试验按照下列原则选取测试孔。（1）对全桥进行缺陷检查，若存在缺陷较为严重的桥跨，则该桥跨作为测试孔。（2）以业主和监理指定的桥跨作为测试孔。（3）若无指定和要求时，选择桥梁在使用活载作用下内力最不利的桥跨作为测试孔。（4）测试孔数量满足陕西省公路工程竣（交）工验收办法实施细则的规定频率要求。1.2 测试截面选取为了确保计算结果的准确性，各桥荷载作用下的内力和变形根据施工单位提供的施工图纸，用桥梁结构专用计算程序公路桥梁结构设计系统 GQJS 9.7和桥梁结构检测分析系统进行对比计算，具有较高的准确性。测试截面应选择桥梁在

17、可变荷载作用下内力最不利截面。本标段桥梁结构类型为简支空心板桥。根据计算结果，简支空心板桥在设计荷载作用下的最大正弯矩和挠度均发生在各孔的跨中截面。依据计算结果和大跨径混凝土桥梁的试验方法的建议和要求，简支空心板桥应变和挠度测试截面均选择测试孔跨中截面，如附图1-1所示。附图1-1 简支空心板桥测试截面位置示意图1.3 测点布置为了测试简支板桥在试验荷载下的应力(应变)状况和变形情况，分别在各测试孔布设挠度和应变测点。简支板桥应变和挠度具体位置和编号见附图1-2。为了扣除支座变形对测量结果的影响，在各测试孔两端支座处梁底板布设一个挠度测点对支座变形进行观测。附图1-2 简支板梁桥应变、挠度测点

18、位置及编号示意图1.4 试验荷载根据大跨径混凝土桥梁的试验方法中的规定，静力试验荷载的效率系数的取值范围为 1.050.80。其中 stat/（1+ ）经过计算确定，本次荷载试验共需要2辆载重汽车。试验前对每辆车都进行配重，并记录下各辆车的实际轴重、总重、轮间距和轴间距，详见附表1-1。应力和挠度分析计算过程中的车辆荷载都是按实际的轴距、轮距和轴重取值的。附表1-1 试验用车辆参数表车号轴重（吨）轴间距（米）1轴2轴3轴合计1-22-31号车5.814.614.635.03.501.302号车8.013.413.434.83.501.30合计13.828.028.069.83.501.301.

19、5 试验工况简支空心板桥静载试验分为4种试验工况，各工况采用两列车队加载，各工况中汽车荷载的位置如下：工况1：跨中最大正弯矩中载工况。顺桥向按跨中截面最大正应力和最大挠度的最不利位置布载，横桥向为对称布载。工况2：跨中最大正弯矩右偏载工况。顺桥向布载位置与工况1相同，横桥向为偏右布载。工况3：跨中最大正弯矩左偏载工况。顺桥向布载位置与工况1相同，横桥向为偏左布载。工况4：全桥异常变形观察工况。按正弯矩最不利加载位置布置车列沿全桥慢速行驶。观察荷载作用下不同部位的混凝土是否出现开裂现象及桥跨结构是否出现异常变形。简支板桥各工况加载车辆纵桥向布置如附图1-3所示，空心板桥加载车辆的横桥向布置如附图

20、1-4所示。附图1-3 简支板桥各工况车辆顺桥向布置示意图附图1-4 简支板桥各工况加载车辆的横桥向布置试验桥在各工况下荷载效率均应大于0.80且小于1.05，符合大跨径混凝土桥梁的试验方法中基本荷载试验的荷载效率的规定，保证试验的有效性。1.6 试验的实施与控制荷载试验正式开始前，须完成如下各项准备工作：（1）按应变和位移测点布置方案进行放样。对应变测点位置进行打磨、找平处理后，粘贴电阻应变片并焊接导线。在位移测点架设机电百分表，并与应变平衡箱进行导线连接。（2）根据车辆计算和配重结果，对各工况车辆加载位置划线放样。（3）进行联机调试，用一辆汽车进行预加载，以检验各测点应变片、机电百分表及应

21、变平衡箱工作的可靠性。静载试验每一工况应分两次逐级加载。在检测过程中，为减少混凝土流变特性对测读结果的影响，各级荷载到位后需关闭汽车发动机5分钟以上，待结构变形完全稳定后再测取数据，并将所测的最大挠度和应变与理论计算结果进行比较，确信安全。若检测过程中发现数据出现异常，立即卸掉加载车辆，以防发生意外事故。每次卸载后至下一次加载的间隔时间均不得少于10分钟。同一工况按上述加载、卸载程序重复进行测试，直至两次测试结果相对误差不超过5%，该工况测试完成，可以进行下一工况测试。附件2 动载试验方案2.1 测试截面选取动载试验选择与静载试验相同孔进行，根据各类桥梁动力特性的理论分析结果，按照理论计算得出

22、的振型大致形状，在测试孔前2阶振型变位较大的部位布置传感器。简支板桥动力特性测试选择在试验孔的跨中，在各测试截面安装竖桥向加速度传感器。2.2 试验工况测试分为两个工况：（1）测试车辆以时速30公里/小时跑车通过测试联/孔；（2）测试车辆以时速40公里/小时跑车通过测试联/孔。2.3 试验实施试验前现场准备工作：（1）按照试验方案布置传感器，布置导线并连接试验仪器；（2）试验开始前应封闭交通，禁止闲杂人员和非试验车辆进入；（3）检查仪器、仪表、测量线路的工作状态，确定测量放大器的放大系数。进行跑车试验时采用载重车辆以不同速度通过桥梁时产生的效应作为激振荷载，采集桥梁振动时的频率谱。每次测试后，

23、要在现场进行数据回放和频谱分析，并与测试桥梁动力特性的理论计算值进行比较，检查测试数据是否正常，如有异常情况应立即检查、分析原因，必要时应重新进行测试。动载测试一般采用一辆加载车进行。附件3 K32+088浊峪河大桥检测数据汇总3.1 静载检测结果K32+088浊峪河大桥静载试验挠度、应变检测结果和对比曲线分别见附表3-1附表3-4和附图3-1附图3-4。附表3-1 第2孔各工况挠度计算值、实测值与校验系数荷载工况测点位置挠度计算值(mm)挠 度 实 测 值(mm)校验系数=/截面位置测点编号第一次第二次平均值工况1：跨中截面最大正弯矩中载工况跨中51 5.92 3.45 3.29 3.37

24、0.57 52 5.90 3.65 3.62 3.64 0.62 53 5.89 3.65 3.60 3.63 0.62 54 5.88 3.43 3.39 3.41 0.58 校 验 系 数 平 均 值0.60 工况2：跨中截面最大正弯矩右偏载工况跨中51 5.78 3.30 3.41 3.36 0.58 52 5.84 3.53 3.47 3.50 0.60 53 5.94 3.62 3.58 3.60 0.61 54 6.04 3.79 3.84 3.82 0.63 校 验 系 数 平 均 值0.61 工况3：跨中截面最大正弯矩左偏载工况跨中51 6.10 3.88 3.89 3.89

25、0.64 52 5.95 3.67 3.72 3.70 0.62 53 5.83 3.55 3.55 3.55 0.61 54 5.74 3.47 3.42 3.45 0.60 校 验 系 数 平 均 值0.62 附图3-1 第2孔各工况测点挠度实测值与计算值对比曲线附表3-2 第2孔各工况应变计算值、实测值与校验系数荷载工况测 点应变计算值()应 变 实 测 值()校验系数=/截面位置测点编号第一次第二次平均值工况1：跨中截面最大正弯矩中载工况跨中194 64 61 63 0.67 297 64 68 66 0.68 398 68 70 69 0.70 498 72 67 70 0.71 5

26、98 63 70 66 0.67 697 68 65 67 0.69 793 60 55 57 0.61 校 验 系 数 平 均 值0.68 工况2：跨中截面最大正弯矩右偏载工况跨中190 55 59 57 0.63 294 64 61 62 0.66 395 65 61 63 0.66 497 73 60 66 0.68 599 67 64 66 0.67 699 69 63 66 0.67 799 70 74 72 0.73 校 验 系 数 平 均 值0.67 工况3：跨中截面最大正弯矩左偏载工况跨中199 67 71 69 0.70 2100 61 69 65 0.65 399 66 6

27、3 65 0.66 497 60 68 64 0.66 596 68 62 65 0.68 694 66 62 64 0.68 790 60 64 62 0.69 校 验 系 数 平 均 值0.67 附图3-2 第2孔各工况测点应变实测值与计算值对比曲线附表3-3 第3孔各工况挠度计算值、实测值与校验系数荷载工况测点位置挠度计算值(mm)挠 度 实 测 值(mm)校验系数=/截面位置测点编号第一次第二次平均值工况1：跨中截面最大正弯矩中载工况跨中51 5.92 3.56 3.58 3.57 0.60 52 5.90 3.80 3.77 3.78 0.64 53 5.89 3.78 3.84 3

28、.81 0.65 54 5.88 3.62 3.59 3.60 0.61 校 验 系 数 平 均 值0.63 工况2：跨中截面最大正弯矩右偏载工况跨中51 5.78 3.60 3.54 3.57 0.62 52 5.84 3.67 3.62 3.64 0.62 53 5.94 3.75 3.74 3.74 0.63 54 6.04 4.00 3.97 3.98 0.66 校 验 系 数 平 均 值0.63 工况3：跨中截面最大正弯矩左偏载工况跨中51 6.10 4.01 4.12 4.06 0.67 52 5.95 3.82 3.88 3.85 0.65 53 5.83 3.67 3.71 3.69 0.63 54 5.74 3.66 3.62 3.64 0.63 校 验 系 数 平 均 值0.65 附图3-3 第3孔各工况测点挠度实测值与计算值对比曲线附表3-4 第3孔各工况应变计算值、实测值与校验系数荷载工况测 点应变计算值()应 变 实 测 值()校验系数=/截面位置测点编号第一次第二次平均值工况1：跨中截面最大正弯矩中载工况跨中194 57 56 57 0.61 297 67 64 65 0.67 398 64 70 67 0.68 498 63 69 66 0.67 598 60 71 65 0.66 697 63 65 64 0