高谷乌江大桥荷载试验

彭水高谷乌江大桥n型板梁荷载试验检测方案重庆华盛建筑工程质量检测有限公司二0一三年九月一、工程概况彭水高谷乌江大桥位于国道319线彭武公路彭水县境内，是彭水到武隆的一座大型桥梁，该桥于1997年建成通车，使用至今已逾14年。该桥主孔为lX150m钢管混凝土中承式桁架拱桥，拱肋采用等截面悬链线，矢跨比：/5，拱轴系数m=1.347,上、下弦杆采用Q600X10mm钢管，内灌C50混凝土，桥面宽：净9m+2X1.50m,桥面板为跨径5m、6m钢筋混凝土n型板，吊杆横梁及盖梁为钢筋混凝土T形梁。设计荷载等级：汽车20级，挂车100级，人群3.5KN/m。本次荷载试验抽取n型板梁数量共1片，试验梁由委托方选定。二、检测目的通过对n型板梁(裸梁)加载试验，检测控制截面应力、挠度、裂缝等指标，依据现行规范和理论计算分析，以达到以下目的：1、 检验试验n型板梁在静力试验荷载作用下的结构强度、刚度以及裂缝等指标是否满足设计要求，承载力是否满足设计标准；2、 积累和完善相关技术资料。三、检测依据1、 中华人民共和国交通部部颁《大跨径混凝土桥梁的试验方法》(YC4-4/1982)；2、 中华人民共和国交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004)。3、 中华人民共和国交通部部颁标准《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)；4、 中华人民共和国交通部部颁标准《公路工程技术标准》(JTJB01-2003)；5、 试验桥梁相关设计文件；6、 检测合同。四、检测内容1、 测试截面附近区域梁体外观检查；2、 测试截面混凝土应力检测；3、 测试截面挠度检测；4、 测试截面附近区域裂缝观测。五、试验荷载和加载方法5.1控制荷载以试验n型板梁的实际安装位置，用试验n型板梁在正常使用状态下跨中截面最大弯矩作为试验加载的依据，按照裸梁跨中截面下缘混凝土应力增量等效的原则进行主梁跨中抗弯试验。控制荷载计算原则为：在简支状态下计算湿接缝重量在试骊型板梁跨中下缘产生的混凝土应力及弯矩增量；建立有限元模型，计算n型板梁裸梁恒载应力及弯矩增量；考虑4cm厚混凝土桥面铺装对试验口型板梁跨中下缘产生的混凝土应力及弯矩增量；计算人群荷载(2.5KN/m)处于最不利位置时在试验1型板梁跨中下缘产生的混凝土应力及弯矩增量；根据跨中截面下缘混凝土应力增量等效的原则，计算裸梁简支状态跨中截面的弯矩值，并以此作为试验加载的控制依据。试验n型板梁跨中截面控制内力等效计算结果见表1。表1戒验n型板梁跨中内力计算结果工况跨中弯矩(KN*m)跨中挠度(mm)跨中下缘砼应力增量(MPa)湿接缝1.2-0.0300.11板梁裸梁11.3-0.2841.03桥面铺装2.3-0.0590.21人群荷载5.9-0.1480.545.2试验荷载试验荷载宜采用较准确、容易估计重量的堆载物(如水泥、钢筋、钢绞线、预制盖板、边沟板等)。推荐用50kg/包的标准袋装水泥作为加载重物，采用直接在主梁上分垛堆载的方式进行均布加载。为提高加载效率，根据跨中截面内力等效原则，按照图1的试验荷载图式进行加载；荷载总量为1.6t，共使用50kg/包标准袋装水泥32包，线荷载集度为4.0KN/m。线荷载集度：4.0KN/m1^ 1^=2m ►-1口口跨中横隔梁中心线图1试验荷载图式1、试验荷载效率根据试验n型板梁跨中截面下缘混凝土应力增量等效的原则，采用图1所示的试验加载图式，计算试验荷载效率，其结果见表2。表2试验荷载效率控制截面设计控制内力(kN.m)试验内力(kN.m)试验控制荷载(吨)荷载效率跨中9.49.01.60.96说明：表中的弯矩值为裸梁状态下的相应的设计控制内力和试验内力。2、加载程序荷载准备为提高加载效率，尽量减少因温度变化对检测结果的影响，正式加载前将足够数量的荷载(50kg/包袋装水泥)就近均匀布置在试验n型板梁相邻的两片n型板梁上，以便在正式加载时将荷载快速地平移到试验n型板梁上。加载组织拟需委托单位组织8名加载人员，2人负责一垛(每垛为1m加载区间)的加载和卸载，并组织专人负责荷载重物数量的清点。试验加载为考察测试截面挠度、应力随荷载变化的规律，分4级逐级施加到试验控制荷载。在加载之前，事先计算每垛加载区间的加载数量，并将每级荷载均匀地布置在预定的加载区间内。试验加载程序见表3。

表3试验加载程序表加载分级编号加载重物数量（包）11-7#梁跨中截面弯矩（kN.m）荷载持续时间（分）检测内容000.0—挠度、应变182.210挠度、应变2164.510挠度、应变3246.710挠度、应变4329.030挠度、应变、裂缝500.020挠度、应变六、测点布置在试验n型板梁梁体上布置5个挠度测试截面和2个应力测试截面，测试截面位置以及截面测点布置见图2和图3。1、 在试验n型板梁上布置5个挠度测试截面，测点布置在L/4、L/2、3L/4截面和两支点截面，其中L/4、L/2、3L/4截面分别布置2个测点，支点截面分别布置1个测点。在测试截面布置2个相对式电测位移计（0~30mm机电百分表）进行测试截面挠度检测，测试分辨率为土0.1mm。2、 在试验梁上布置2个应变（应力）测试截面，如图2所示。应变测点均布置在混凝土表面上，共计12个测点，应力根据实测应变和主梁混凝土弹性模量理论值换算得到。应变采用应变片和应变仪进行测试，分辨率为±1X10-6。2.15m 1.05m 1.05m 2.15mI I"* ^1F fF Fa— — 11J2| kOSm J1&0.05mn3L/4 L/2 L/4说明：1、图中标记为挠度测试截面，“丨”标记为应力（应变）测试截面。2、考虑到横隔板的局部加强作用，应变测试截面分别偏离L/2和3L/4截面5cm处。图2测试截面位置

图3.1L/2截面挠度、J1截面应变测点布置示意图图3・23L/4截面挠度、J2截面应变测点布置示意图图3・3L/4截面挠度测点布置示意图说明：“ 标记为混凝土表面应变测点，为挠度测点。七、主要检测仪器1、 BX120-80AA应变片：应变测试；2、 0〜30mm机电百分表：挠度测试；3、 DSZ2+FS1精密水准仪：挠度和支点位移测试；4、 YE2539高速静态应变仪：应变测试；5、 SW-LW-101裂缝宽度观测仪：裂缝宽度测试；6、 其它辅助设备。八、试验检测组织与分工协作试验检测工作由检测方具体组织实施，施工单位提供相关的配合。1、试验方负责工作内容提供试验方案；提供试验测试所需的仪器设备及传感器的准备工作；负责布置测试断面、测点及相应的测试用仪器设备及传感器的安装调试工作；负责组织现场试验工作的具体实施，包括检测、施加试验荷载、测试测量记录等；负责试验数据的分析计算及出据试验成果报告。注：以上(2)、(3)、(4)需要施工方提供必要的配合。2、 施工方准备及负责工作内容负责将试验梁运至试验场地，并将梁安置于事先制作好的临时支座上，做好梁的支护，确保梁的稳定性和试验加载的安全性；负责试验加载重物的准备及按要求实施分级加载、分级卸载等相关工作；负责提供试验现场必要的便利条件，包括提供220V照明及测试用电、搭设临时现场工作棚及负责现场安全工作等。3、 试验安全注意事项梁静载试验验时除保证梁本身的安置的可靠性和加载的安全性以外，还须注意以下几点：梁分级加/卸载试验过程中，除试验人员外，其他人应尽可能远离试验现场，尤其应远离梁两侧；梁分级加/卸载时，配重块应对称、缓慢且稳定地安置于梁顶两侧，保证加裁的对称性和梁自身不受因加载方式不妥而导致的损伤；梁分级加/卸加载过程中，配重的加/卸载应听从试验人员指令，如加载过程中梁出现特殊情况(如异常响动、侧向变形、应变/挠度过大、产生