三级公路改建工程大桥桥梁荷载试验报告

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HYPERLINK\l"_Toc304811634"1概述1HYPERLINK\l"_Toc304811635"2荷载试验目的及内容1HYPERLINK\l"_Toc304811636"2.1荷载试验目的1HYPERLINK\l"_Toc304811637"2.2荷载试验内容2HYPERLINK\l"_Toc304811638"3荷载试验依据2HYPERLINK\l"_Toc304811639"4荷载试验实施方案2HYPERLINK\l"_Toc304811640"5主要仪器设备3HYPERLINK\l"_Toc304811641"6K32+088浊峪河大桥检测结果4HYPERLINK\l"_Toc304811642"6.1静载试验检测结果4HYPERLINK\l"_Toc304811643"6.2动载试验检测结果5HYPERLINK\l"_Toc304811644"6.3检测结论5HYPERLINK\l"_Toc304811645"附件1静载试验方案7HYPERLINK\l"_Toc304811646"1.1测试孔选取7HYPERLINK\l"_Toc304811647"1.2测试截面选取7HYPERLINK\l"_Toc304811648"1.3测点布置8HYPERLINK\l"_Toc304811649"1.4试验荷载8HYPERLINK\l"_Toc304811650"1.5试验工况9HYPERLINK\l"_Toc304811651"1.6试验的实施与控制10HYPERLINK\l"_Toc304811652"附件2动载试验方案11HYPERLINK\l"_Toc304811653"2.1测试截面选取11HYPERLINK\l"_Toc304811654"2.2试验工况11HYPERLINK\l"_Toc304811655"2.3试验实施11HYPERLINK\l"_Toc304811656"附件3K32+088浊峪河大桥检测数据汇总12HYPERLINK\l"_Toc304811657"3.1静载检测结果12HYPERLINK\l"_Toc304811658"3.2动载检测结果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29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1-1K32+088浊峪河大桥技术参数一览表起点桩号4中心桩号.终点桩号5桥梁全长（米）105.16桥面宽度栏栏上部结构凝下部结构肋板台，柱式桥墩墩，桩基础桥面结构土C土混凝土强度铺盖台挡桩设计荷载公路-Ⅱ级试验日期12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》（JTGD60-2004）；（4）交通部：《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；（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静态应变测试系统统TDS-303QL0147-0001-0222机电百分表WBD-50GF051-011~203裂缝观测仪SW-LW-1001QL0153-0007-0114动态信号采集分析析系统DEWE-BOOOK-8QL0148-0002-0115拾振器891-4GF052-0116桥梁检测车XZJ5310JJQJ18/6K32+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①①设计荷载控制值②②荷载效率③=①/②弯右偏跨中弯矩(kN··m)表6-2挠度检测结果一览表荷载工况2孔跨中挠度校验系系数3孔跨中挠度校验系系数范围平均值范围平均值工况10.57～0.6620.600.60～0.6650.63工况20.58～0.6630.610.62～0.6660.63工况30.60～0.6640.620.63～0.6670.65表6-3应变检测结果一览表荷载工况2孔跨中应变校验系系数3孔跨中应变校验系系数范围范围平均值平均值工况10.61～0.7710.680.61～0.6680.66工况20.63～0.7730.670.66～0.7720.68工况30.65～0.7700.670.65～0.6690.676.2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①（Hz）理论计算值②（Hz）频率比③=①/②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0.60～0.62范围内，第3孔各工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0.63～0.65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74με，校验系数平均值在0.67～0.68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76με，校验系数平均值在0.66～0.68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GQJS9.7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可变荷载作用下内力最不利截面。本标段桥梁结构类型为。根据计算结果，。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，。附图1-1简支空心板桥测试截面位置示意图1.3测点布置附图1-2简支板梁桥应变、挠度测点位置及编号示意图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η的取值范围为1.05≥η≥0.80。其中η＝Ｓstat/（Ｓ×（1+μ））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13.828.028.069.83.501.301.5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。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动载试验验方案2.1测试截面面选取动载试验选择与静静载试验相同同孔进行，根根据各类桥梁梁动力特性的的理论分析结结果，按照理理论计算得出出的振型大致致形状，在测测试孔前2阶振型变位较较大的部位布布置传感器。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试验工况况测试分为两个工况况：（1）测试车辆以时速速30公里/小时跑车通通过测试联//孔；（2）测试车辆以时速速40公里/小时跑车通通过测试联//孔。2.3试验实施施试验前现场准备工工作：（1）按照试验方案布布置传感器，布布置导线并连连接试验仪器器；（2）试验开始前应封封闭交通，禁禁止闲杂人员员和非试验车车辆进入；（3）检查仪器、仪表表、测量线路路的工作状态态，确定测量量放大器的放放大系数。进行跑车试验时采采用载重车辆辆以不同速度度通过桥梁时时产生的效应应作为激振荷荷载，采集桥桥梁振动时的的频率谱。每每次测试后，要要在现场进行行数据回放和和频谱分析，并并与测试桥梁梁动力特性的的理论计算值值进行比较，检检查测试数据据是否正常，如如有异常情况况应立即检查查、分析原因因，必要时应应重新进行测测试。动载测测试一般采用用一辆加载车车进行。附件3K32+0088浊峪河大桥桥检测数据汇汇总3.1静载检测结结果K32+088浊浊峪河大桥静静载试验挠度度、应变检测结结果和对比曲曲线分别见附附表3-1～附表3-4和附图3-1～附图3-4。附表3-1第第2孔各工况挠挠度计算值、实实测值与校验验系数荷载工况测点位置挠度计算值(mmm)①挠度实测值(mmm)校验系数⑤=④//①截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④工况1：跨中截面面最大正弯矩矩中载工况跨中515.923.453.293.370.57525.903.653.623.640.62535.893.653.603.630.62545.883.433.393.410.58校验系数平均值0.60工况2：跨中截面最大正正弯矩右偏载载工况跨中515.783.303.413.360.58525.843.533.473.500.60535.943.623.583.600.61546.043.793.843.820.63校验系数平均值0.61工况3：跨中截面最大正正弯矩左偏载载工况跨中516.103.883.893.890.64525.953.673.723.700.62535.833.553.553.550.61545.743.473.423.450.60校验系数平均值0.62附图3-1第2孔各工工况测点挠度度实测值与计计算值对比曲曲线附表3-2第2孔各各工况应变计计算值、实测测值与校验系系数荷载工况测点应变计算值(μεε)①应变实测值(μεε)校验系数⑤=④//①截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④面矩跨中1946461630.672976468660.683986870690.704987267700.715986370660.676976865670.697936055570.61校验系数平均值0.68工况2：跨中截面最大正正弯矩右偏载载工况跨中1905559570.632946461620.663956561630.664977360660.685996764660.676996963660.677997074720.73校验系数平均值0.67工况3：跨中截面最大正正弯矩左偏载载工况跨中1996771690.7021006169650.653996663650.664976068640.665966862650.686946662640.687906064620.69校验系数平均值0.67附图3-2第2孔各工工况测点应变变实测值与计计算值对比曲曲线附表3-3第3孔各工况挠度计算算值、实测值值与校验系数数荷载工况测点位置挠度计算值(mmm)①挠度实测值(mmm)校验系数⑤=④//①截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④工况1：跨中截面面最大正弯矩矩中载工况跨中515.923.563.583.570.60525.903.803.773.780.64535.893.783.843.810.65545.883.623.593.600.61校验系数平均值0.63工况2：跨中截面最大正正弯矩右偏载载工况跨中515.783.603.543.570.62525.843.673.623.640.62535.943.753.743.740.63546.044.003.973.980.66校验系数平均值0.63工况3：跨中截面最大正正弯矩左偏载载工况跨中516.104.014.124.060.67525.953.823.883.850.65535.833.673.713.690.63545.743.663.623.640.63校验系数平均值0.65附图3-3第3孔各工况测点挠度度实测值与计计算值对比曲曲线附表3-4第3孔各工况应变计算算值、实测值值与校验系数数荷载工况测点应变计算值(μεε)①应变实测值(μεε)校验系数⑤=④//①截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④面矩跨中1945756570.612976764650.673986470670.684986369660.675986071650.666976365640.667935762600.65校验系数平均值0.66工况2：跨中截面最大正正弯矩