延壶标K觉德号小桥荷载试验报告

PAGE报告编号：SXGSJC/BG-QL-2008-012延壶S303二级公路第三合同段K50+121小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二〇〇八年九月报告编号：SXGSJC/BG-QL-2008-012延壶S303二级公路第三合同段K50+121小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6HYPERLINK\l"_Toc195685913"6动载试验7HYPERLINK\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8HYPERLINK\l"_Toc195685917"7.3动载试验结果9HYPERLINK\l"_Toc195685918"8结论10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24页共19页延壶二级公路第三合同段K50+121.00小桥桥梁荷载试验报告1概述K50+121.00小桥位于省道(S303)延安至壶口二级公路K50+121.00处，桥梁起点桩号K50+101.666，终点桩号K50+139.556，全长37.89米。上部结构为2×13米预应力混凝土空心板梁，桥面宽度：0.5米（防护栏）+9.0米（行车道）+0.5米（防护栏）。下部结构桥台采用U型台，桥墩采用实体墩，墩台采用扩大基础。桥梁平面位于直线上，桥面横坡为单向5%，纵断面纵坡-0.85%，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25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：K50+121.00觉德3号小桥施工图纸。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1孔、第2孔跨中截面，挠度测试截面选择在第1孔、第2孔跨中截面，如图1所示。图1测试截面面位置示意意图5.3测点布布置为了测试板梁在在试验荷载载下的应力力(应变)状况，分分别在第1孔、第2孔跨中截面面每片板梁梁底部布置置应变测点点，具体位位置和编号号见图2（不含补补偿片）。为了测量板梁在在试验荷载载下的变形形情况，在在第1孔、第2孔的跨中截面面处每片板板梁的梁底底布设挠度度测点，具具体位置见见图2。为了扣扣除支座变变形对测量量结果的影影响，在两两端支座处处板梁底板各各布设一个个挠度测点点对支座变变形进行观观测。图2应变与挠度度测点位置置示意图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））经过计算确定，本本次试验共共需要2辆三轴载载重汽车。试试验前对每每辆车都进进行配重，并并记录下各各辆车的实实际轴重、总总重、轮间间距和轴间间距，详见见表2。应力分分析计算过过程中的车车辆荷载都都是按实际际的轴距、轮轮距和轴重重取值的。表2试验用车辆的参数数表车号轴重（吨）轴间距（米）前轴重中轴重后轴重总重前-中中-后1号车8.8317.6617.6644.153.501.302号车9.3210.2124.8544.381.953.9合计18.1527.8742.5188.535.5试验工工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1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1孔跨中截面最大正正弯矩右偏偏载工况。顺顺桥向布载载位置与工工况1相同，横横桥向为偏偏右布载。工况3：第1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1相同，横横桥向为偏偏左布载。工况4：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩中载工工况。顺桥桥向按跨中中截面最大大正应力和和最大挠度度的最不利利位置布载载，横桥向向对称布载载。工况5：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩右偏载载工况。顺顺桥向布载载位置与工工况4相同，横横桥向为偏偏右布载。工况6：第2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44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荷载试验荷荷载效率一一览表工况控制指标试验荷载计算值值①设计荷载计算值值②荷载效率η⑤=①/②第1孔跨中截面最大大正弯矩工工况跨中弯矩(kNN·m)200119541.024第2孔跨中截面最大大正弯矩工工况跨中弯矩(kNN·m)200119541.024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5.6试验的的实施过程程2008年6月月25日上午，完完成了如下下各项准备备工作：（1）按应变和位移移测点布置置方案进行行放样。对对应变测点点位置进行行打磨、找找平处理后后，粘贴电电阻应变片片并焊接导导线。在位位移测点架架设机电百百分表，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。图4各工况加载车辆辆的横桥向向布置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1孔、第2孔的L/4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1、2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1、2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、图6，各测点点的应变实实测值与计算值对对比详见图图7、图8。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截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④工况1：第1孔跨中截面最大正正弯矩中载载工况跨中截面514.111.041.161.100.268524.871.711.771.740.357535.561.771.921.850.332545.662.222.322.270.401555.181.521.551.540.296564.311.061.041.050.244校验系数平均值值0.316工况2：第1孔跨中截面最大正正弯矩右偏偏载工况跨中截面512.960.870.880.880.296523.661.411.421.420.387535.011.851.841.850.368545.562.322.322.320.417556.221.921.921.920.309566.111.471.471.470.241校验系数平均值值0.336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截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④工况3：第1孔跨中截面最大正正弯矩左偏偏载工况跨中截面515.801.831.811.820.314526.012.252.252.250.374535.761.942.011.980.343545.292.172.272.220.420553.911.101.211.160.295563.090.530.520.530.170校验系数平均值值0.319工况4：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩中载工工况跨中截面574.110.880.880.880.214584.871.992.012.000.411595.562.152.172.160.388605.662.012.022.020.356615.182.052.092.070.400624.310.480.490.490.113校验系数平均值值0.314工况5：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩右偏载载工况跨中截面572.960.590.590.590.199583.661.571.561.570.428595.011.901.901.900.379605.561.901.901.900.342616.222.412.402.410.387626.110.970.970.970.159校验系数平均值值0.316工况6：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩左偏载载工况跨中截面575.801.551.541.550.266586.012.392.382.390.397595.762.172.172.170.377605.291.841.831.840.347613.911.581.581.580.404623.090.180.180.180.058校验系数平均值值0.308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=④④/①截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④工况1：第1孔跨中截面最大正正弯矩中载载工况跨中截面1884452480.5452904853510.56131035971650.63141085165580.53751197079750.62661225671640.52071156151560.48781127061660.5859985545500.51010935647520.554校验系数平均值值0.500工况2：第1孔跨中截面最大正正弯矩右偏偏载工况跨中截面1644040400.6252664242420.6363744344440.5884884848480.54551066464640.60461176868680.58171245455550.44081356869690.50791365958590.430101366463640.467校验系数平均值值0.496工况3：第1孔跨中截面最大正正弯矩左偏偏载工况跨中截面11266060600.47621276966680.53131277372730.57141246770690.55251256767670.53661155847530.4577966360620.6418796661640.8049694642440.63810674441430.634校验系数平均值值0.521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=④④/①截面位置测点编号第一次②第二次③平均值④工况4：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩中载工工况跨中截面11885252520.59112904850490.544131035052510.495141085761590.546151197076730.613161225562590.480171155359560.487181126573690.61619984851500.50520934647470.500校验系数平均值值0.488工况5：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩右偏载载工况跨中截面11643536360.55512663232320.48513743334340.45314884040400.455151065253530.495161175657570.483171246363630.508181357676760.563191366061610.445201366565650.478校验系数平均值值0.444工况6：第2孔孔跨中截面面最大正弯弯矩左偏载载工况跨中截面111267475750.591121276668670.528131276263630.492141246868680.548151257070700.560161155050500.43517964444440.45818794445450.56319693233330.47120672929290.433校验系数平均值值0.465图5工况1--3各测点点挠度实测测值与计算算值对比曲曲线图6工况4--6各测点点挠度实测测值与计算算值对比曲曲线图7工况1--3各测点点应变实测测值与计算算值对比曲曲线图8工况4-6各测点应应变实测值值与计算值值对比曲线线7.3动载试验结果K50+121..00小桥结构计算算振型与自自振频率见见图9。桥梁结结构自振频频率计算值值和实测值值对比见表表6。实测时时域曲线和和频域分析析曲线分别别见图10、图11。一阶振型对应自自振频率f1=6.477Hz二阶振型对应自自振频率f2=10.117Hzz图9K50++121..00小桥结构计算算振型图表6结构自振振频率实测测值和计算算值对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1孔L/4110.746.471.670215.9910.171.572第2孔L/4110.256.