延壶标K惠洛沟大桥荷载试验报告

PAGE报告编号：SXGSJC/BG-QL-2008-012桥梁荷载试验报告陕西高速公路工程试验检测有限公司二〇〇八年九月报告编号：SXGSJC/BG-QL-2008-012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无陕西高速公路工程试验检测有限公司二〇〇八年九月目录HYPERLINK\l"_Toc195685900"1概述1HYPERLINK\l"_Toc195685901"2试验依据1HYPERLINK\l"_Toc195685902"3试验目的和内容2HYPERLINK\l"_Toc195685903"3.1试验目的2HYPERLINK\l"_Toc195685904"3.2试验内容2HYPERLINK\l"_Toc195685905"4主要仪器设备2HYPERLINK\l"_Toc195685906"5静载试验3HYPERLINK\l"_Toc195685907"5.1结构计算3HYPERLINK\l"_Toc195685908"5.2测试截面3HYPERLINK\l"_Toc195685909"5.3测点布置3HYPERLINK\l"_Toc195685910"5.4试验荷载4HYPERLINK\l"_Toc195685911"5.5试验工况5HYPERLINK\l"_Toc195685912"5.6试验的实施过程8HYPERLINK\l"_Toc195685913"6动载试验8HYPERLINK\l"_Toc195685914"7结果分析8HYPERLINK\l"_Toc195685915"7.1结构检算结果8HYPERLINK\l"_Toc195685916"7.2静载试验结果9HYPERLINK\l"_Toc195685917"7.3动载试验结果17HYPERLINK\l"_Toc195685918"8结论18陕西高速公路工程试验检测有限公司报告编号：SXGSJC/BG-QL-2008-012第26页共19页延壶S303二级公路第八合同段K106+670.00大桥桥梁荷载试验报告1概述K106+670.00大桥位于省道(S303)延安至壶口段K106+670.00处，桥梁起点桩号K106+545.904，终点桩号K106+798.764，全长252.98米。上部结构为3×30+2×30+3×30米先简支后连续部分预应力混凝土箱形梁，桥面宽度：0.5米（防护栏）+8.5米（行车道）+0.5米（防护栏）。下部结构采用双柱式桥墩，钻孔（挖孔）灌注桩基础，桥台为U型桥台，扩大基础。桥梁第1~3孔位于直线上，第4~8孔位于R=800m的圆曲线内，墩台径向布置。设计荷载：公路-II级。为评价该桥的承载能力和施工质量，为该桥竣工验收提供技术资料,受宝鸡市宝天高速公路建设管理处委托，陕西高速公路工程试验检测有限公司对该桥进行现场荷载试验。现场检测工作在业主、监理、施工单位三方的共同配合下，于2008年6月23日顺利完成。2试验依据（1）交通部：《公路桥梁承载能力检测评定规程（报批稿）》.2004；（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（JTJD60-2004）》.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(JTJD62-2004)》.2004；（5）陕西省交通厅：《陕西省公路工程竣（交）工验收办法实施细则》（DBJTJ/T-003-2005）；（6）西安公路研究所：K106+670.00惠洛沟大桥施工图纸。3试验目的和内容3.1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的整体承载能力和施工质量。3.2试验内容（1）各工况测试控制截面砼的应变；（2）各工况测试控制截面的挠度；（3）测试结构的自振频率；（4）观测桥梁结构在各工况荷载作用下裂缝的开展情况；（5）全桥各孔异常变形观察。4主要仪器设备本次荷载试验采用的主要仪器、设备见表1。表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静态应变测试系系统DH-38166QL0147--001--022机电百分表WBD-50GF051-001-1223裂缝观测仪SW-LW-1101QL0153--007--014动态信号采集分分析系统DEWE-BOOOK-88QL0148--002--015拾振器891-4GF052-0016动态应变测试系系统DEWE-BOOOK-88QL0148--002--025静载试验5.1结构计算为了确定该桥的承载能力，检测前对该桥上部结构进行了计算。检算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GQJS9.3和桥梁结构检测分析系统进行对比计算，并将计算结果作为荷载试验的理论计算结果。5.2测试截面测试截面选择桥梁在使用活载作用下内力最不利的截面。按照施工图进行分析计算，该桥在设计荷载作用下的最大正弯矩和最大挠度将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，应变测试截面选择在第7孔、第8孔跨中截面和7号墩墩顶截面，挠度测试截面选择在第7孔、第8孔跨中截面，如图1所示。图1测试截面位置示意图5.3测点布置为了测试箱梁在试验荷载下的应力(应变)状况，分别在第7、8孔的跨中截面和7号墩墩顶截面每片箱梁布置应变测点，具体位置和编号见图2（不含补偿片）。为了测量板梁在试验荷载下的变形情况，在第7、8孔的跨中截面处每片箱梁的梁底布设挠度测点，具体位置见图2。为了扣除支座变形对测量结果的影响，在两端支座处箱梁底板各布设一个挠度测点对支座变形进行观测。图2应变与挠度测点点位置示意意图5.4试验荷荷载根据《大跨径混混凝土桥梁梁的试验方方法》中的的规定，静静力试验荷荷载的效率率系数η的取值范范围为1.005≥η≥0.8其中η＝ＳＳstatt/（Ｓ×（1+μ））本共载试每进并各实总间间见分过车都际轮重表2试验用车辆的参参数表车号轴重（吨）轴间距（米）前轴重中轴重后轴重总重前-中中-后1号车7.4414.8714.8737.183.501.302号车7.4014.7814.7836.983号车7.4014.8014.80374号车7.58.521.437.41.953.9合计29.7452.9565.85148.565.5试验工况况静载试验共分为为7种试验工工况，各工工况均采用用两辆车加载。各各工况中汽汽车荷载的的位置如下下：工况1：第8孔跨中截面最大正正弯矩中载载工况。顺顺桥向按跨跨中截面最最大正应力力和最大挠挠度的最不不利位置布布载，横桥桥向对称布布载。工况2：第8孔跨中截面最大正正弯矩左偏载工况况。顺桥向向布载位置置与工况1相同，横横桥向为偏偏左布载。工况3：第7号号墩墩顶截截面最大负弯矩中载工况。顺顺桥向按墩顶截面最最大正应力力最不利位位置布载，横横桥向对称称布载。工况4：第7号号墩墩顶截截面最大负弯矩左偏载工况况。顺桥向向布载位置置与工况33相同，横横桥向为偏偏左布载。工况5：第7孔孔跨中截面面最大正弯弯矩中载工况。顺顺桥向按跨跨中截面最最大正应力力和最大挠挠度的最不不利位置布布载，横桥桥向对称布布载。工况6：第7孔孔跨中截面面最大正弯弯矩左偏载工况况。顺桥向向布载位置置与工况55相同，横横桥向为偏偏左布载。工况7：全桥异异常变形观观察工况。按按正弯矩最最不利加载载位置布置置车列沿全全桥慢速行行驶。观察察荷载作用用下不同部部位的混凝凝土是否出出现开裂现现象及桥跨跨结构是否否出现异常常变形。各工况车辆加载载位置详见见图3和图4。上述各工况中试试验荷载对对观测截面面产生的荷荷载效应与与设计标准准活荷载效效应的最大大值的荷载载效率见表表3。表3静载试验荷载效效率一览表表工况控制指标试验荷载计算值①设计荷载计算值值②荷载效率η⑤=①/②第8孔跨中截面最大大正弯矩工工况跨中弯矩(kNN·m)465947150.9887号墩墩顶截面最最大负弯矩工况况墩顶负弯矩(kkN·m))-3711-38910.954第7孔跨中截面最大大正弯矩工工况跨中弯矩(kNN·m)398539641.005注：该桥全桥设设计荷载采采用公路II级。汽车车荷载效应应计算考虑虑了车道折减减系数和冲冲击系数。试验荷载载效应的计计算值和标标准活荷载载效应的计计算值中均均未计入偏偏载的影响响。工况77仅进行观察，不实测测数据。由表3可见，各工况测测试截面在在试验荷载载下的弯矩矩值均超过过设计荷载载效应的0.8以上，低于于或略高于上限限值1.05，符合《大大跨径混凝凝土桥梁的的试验方法法》的规定定，保证了了试验的有有效性。图3各工况车辆顺桥桥向布置示示意图图4各工况加载车辆辆的横桥向向布置5.6试验的实实施过程2008年6月月23日下午，完成成了如下各各项准备工工作：（1）按应变和位移测测点布置方方案进行放放样。对应应变测点位位置进行打打磨、找平平处理后，粘粘贴电阻应应变片并焊焊接导线。在在位移测点点架设机电电百分表，并并与应变平平衡箱进行行导线连接接。（2）根据计算和车车辆配重结结果，对各各工况车辆辆加载位置置划线放样样。（3）进行联机调试试，用一辆汽车进进行预加载载，以检验验各测点应应变片、机机电百分表表及应变平平衡箱工作作的可靠性性。本次静载试验每每一工况分分两次逐级加加载。在检检测过程中中，为减少少混凝土流流变特性对对测读结果果的影响，各各级荷载到到位后关闭闭汽车发动动机5分钟以上上，待结构构变形完全全稳定后再再测取数据据，并将所所测的最大大挠度和应应变与理论论计算结果果进行比较较，确信安安全。若检检测过程中中发现数据据出现异常常，立即卸卸掉加载车车辆，以防防发生意外外事故。每次卸载后至下下一次加载载的间隔时时间均不少少于10分钟。同同一工况按按上述加载载、卸载程程序重复进进行测试，直直至两次测测试结果相相对误差不不超过5%，该工况况测试完成成，可以进进行下一工工况测试。6动载试验为了有效地测取取结构的动动力性能，应应将测点布布置在一阶阶、二阶振振型中振幅幅较大的位位置。依据据主桥振型型图确定，在在第8孔的跨中截面面处安装加加速度传感感器。采用用过往两辆辆加载车辆辆跑车激振振后，测取取桥跨结构构的振动信信号，分析析自振频率率。7结果分析7.1结构检检算结果为了确保计算的的准确性，荷荷载作用下下的应力按按空间有限限元方法计计算，采用用结构静、动动力分析通通用程序JFDJ完成计算算，内力和和应变的计计算值具有有较高的准准确性，为为正确地分分析试验结结果和评估估结构状况况奠定了基基础。结果果详见静载载和动载结结果分析中中的计算值值。7.2静载试试验结果该桥第7、8孔孔在各工况况试验荷载载作用下各各测点的挠挠度实测值值、计算值值对比详见见表4，各测点点的应变实实测值、计计算值对比比详见表5。该桥第7、8孔孔在各工况况试验荷载载作用下各各测点的挠挠度实测值值与计算值对对比曲线见图5、6、7，各测点点的应变实实测值与计算值对对比详见图图8、9、10表4各工况挠度计算算值、实测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(mm)校验系数⑤=④④/①截面测点第一次②第二次③平均值④位置编号工况1：最大正弯矩中中载工况8孔跨中截面518.153.613.613.610.443528.463.623.623.620.428538.193.613.613.610.4417孔跨中截面54-3.07-0.97-0.97-0.970.31655-3.06-0.99-0.99-0.990.32356-3.07-1.02-1.03-1.030.334校验系数平均值值0.381工况2：最大正弯矩左左偏载工况况8孔跨中截面519.135.745.745.740.629528.413.603.603.600.428537.272.352.352.350.3237孔跨中截面54-3.18-0.97-0.97-0.970.30655-3.07-1.06-1.05-1.060.34456-2.96-0.89-0.91-0.900.304校验系数平均值值0.389续表4各工况挠度计算算值、实测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(mm)校验系数⑤=④④/①截面测点第一次②第二次③平均值④位置编号工况3：最大负弯矩中中载工况8孔跨中截面513.902.632.632.630.674524.122.472.432.450.595533.881.831.831.830.4727孔跨中截面542.482.052.052.050.827552.691.541.551.550.574562.480.830.830.830.335校验系数平均值值0.579工况4：最大负弯矩左左偏载工况况8孔跨中截面514.592.712.712.710.590524.072.372.332.350.577533.251.041.041.040.3207孔跨中截面543.092.482.482.480.803552.641.431.451.440.545561.900.960.960.960.505校验系数平均值值0.557工况5：最大正弯矩中中载工况8孔跨中截面51-2.66-1.39-1.39-1.390.52352-2.65-1.26-1.27-1.270.47853-2.65-0.63-0.63-0.630.2387孔跨中截面546.573.433.433.430.522556.893.113.123.120.452566.612.212.212.210.334校验系数平均值值0.424工况6：最大正弯矩左左偏载工况况8孔跨中截面51-2.73-1.70-1.70-1.700.62352-2.65-1.51-1.50-1.510.56853-2.58-0.91-0.91-0.910.3527孔跨中截面547.535.075.085.080.674556.843.143.153.150.460565.712.312.312.310.405校验系数平均值值0.514表5各工况应应变计算值值、实测值值与校验系系数荷载工况测点应变计算值(μμε)①应变实测值(με)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：跨中截面最大大正弯矩中中载工况跨中截面11046360620.59621075960600.5613-37-25-25-250.67641145153520.45651126263630.5636-38-27-29-280.73771086057590.54681066258600.566校验系数平均值值0.588工况2：跨中截面最大大正弯矩左左偏载工况况跨中截面11218883860.71121217678770.6363-33-16-17-170.51541135757570.50451146263630.5536-37-21-22-220.5957915357550.6048954746470.495校验系数平均值值0.577工况3：墩顶截截面最大负负弯矩中载工况墩顶截面9-61-38-37-380.62310381820190.50011382021210.55312-67-38-38-380.56713391920200.51314382120210.55315-61-39-38-390.639校验系数平均值值0.564续表5各工况应应变计算值值、实测值值与校验系系数荷载工况测点应变计算值(μμε)①应变实测值(με)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4：墩顶截截面最大负负弯矩左偏载工况况墩顶截面9-78-46-46-460.59010422323230.54811422423240.57112-66-41-41-410.62113341718180.52914321819190.59415-45-30-30-300.667校验系数平均值值0.589工况5：跨中截截面最大正正弯矩中载工况跨中截面16886365640.72717916465650.71418-31-19-19-190.61319986464640.65320966362630.65621-32-20-21-210.65622926665660.71723906464640.711校验系数平均值值0.681工况6：跨中截截面最大正正弯矩左偏偏载工况跨中截面161077976780.729171067877780.73618-29-18-17-180.62119975553540.55720977575750.77321-30-18-18-180.60022745151510.68923775151510.662校验系数平均值值0.671图5工况1--2各测点挠度度实测值与与计算值对对比曲线图6工况3--4各测点挠度度实测值与与计算值对对比曲线图7工况5-6各测测点挠度实实测值与计计算值对比比曲线图8工况1-2各测测点应变实实测值与计计算值对比比曲线图9工况3-4各测测点应变实实测值与计计算值对比比曲线图10工况55-6各测点点应变实测测值与计算算值对比曲曲线7.3动载试验结果K106+6700.00大桥第8孔结构计算算振型与自自振频率见见图11。桥梁梁结构自振振频率计算算值和实测测值对比见见表6。实测时时域曲线和和频域分析析曲线分别别见图12、图13。一阶振型对应自自振频率f1=3.466Hz二阶振型对应自自振频率f2=4.399Hz三阶振型对应自振振频率f3=6.30Hzz图11K1006+6770.000大桥第8孔结构计算算振型图表6结构自自振频率实实测值和计计算值对比比测试位置阶序自振频率实测值（Hz）①计算值（Hz）②校验系数③=①/②第8孔跨中14.153.