预制梁板静载及成桥静动载试验检测方案

预制梁板静载及成桥静、动载试验检测方案四川省XX工程检测中心二零一零年预制梁板静载试验方案一、试验目的和内容预制梁板静载试验是对结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。结构在试验荷载作用下，通过测试控制截面的静应变、静挠度，并与理论计算结果对比，从而判断结构的工作状态和受力性能。试验的目的主要是通过对预制梁板在设计使用荷载下的受力性能进行测试，了解单梁的实际受力性能，从而积累科学技术资料，为设计提供试验资料。二、试验技术标准和依据1、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（经1982年10月在柏林举行的专题第五次专家会议通过），交通部公路科学研究所、交通部公路局技术处、交通部公路规划设计院，1982年10月，北京（以下简称《试验方法》）；2、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；3、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；5、《公路桥梁承载能力检测评定规程（征求意见稿）》交通部公路科学研究所；6、《公路工程技术标准》JTGB01-2004；7、《桥梁工程检测手册》人民交通出版社;8、《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98;9、相关的图纸及文件。三、测试项目和测点布置1、测试跨中砼应变：测试跨中应变能较好地反映设计和施工质量情况，预应力梁以砼应变为主，在梁跨中和一侧四分点梁底、顶板各布置二个应变测点，跨中腹板沿梁高布置三个应变测点，共布置14个应变测点。2、测试跨中挠度：满足正常使用对结构的刚度要求，体现在跨中挠度应小于设计计算值或规范规定的允许值,梁跨中、四分点各布置二个挠度测点。3、测试支座变形（沉陷）：测定支座沉陷量是消除其对跨中挠度的影响,两端支座处分别布置二个测点检测支座变形（沉陷）。4、测定残余值：试验荷载卸载后，测定梁挠度值、应变值与卸载后相对应的残余值比值，利于梁结构试验结果评定。5、裂缝观测:试验前和试验过程中，对梁结构是否出现裂缝进行观测，拟了解梁施工质量和利于试验数据分析。纵向布置L/2L/4支点支点横向布置支点截面L/2截面L/4截面图示:电测应变计精密水准仪测点图一测点布置示意图四、理论计算理论计算考虑了桥梁实际施工过程对单梁受力性能的影响，根据桥梁实际施工顺序和设计荷载计算出梁底产生的应力，反算出裸单梁承受的荷载，进而得到试验等效荷载。五、静载试验测试方法试验加载分四级（50%、80%、90%、100%）、卸载分二级（50%、0%）进行，试验前先进行了80%加载量的预压;每级加载，观测应变值读数稳定后，记录应变、挠度值，同步对试验梁进行裂缝观测。根据试验现场条件，加载方式可采用以下方式之一：①在试验梁跨中顶面放置方钢(或钢轨)做分配梁，再在分配梁上放置千斤顶及荷载传感器，反顶加载横主梁（由工字钢、钢轨或贝雷架等组成），并用钢丝绳栓住配载梁端吊钩（无吊钩可兜梁底），两片梁重量不够时可补堆其它重物，形成扁担式加载装置。本方法最好在预制场进行，不宜在已架好的桥梁上进行，加载装置见图二。需准备的辅助材料：6m长刚性钢梁1根（亦可由三根45或50型钢轨组成），２m长的枕木８根，橡胶支座４块。加载横梁加载横梁钢丝绳千斤顶分配梁分配梁配载梁橡胶支座配载梁橡胶支座枕木配载梁枕木配载梁注：1、试验梁底板距地面约50cm左右；试验梁两端支座垫放位置与设计要求相同；2、配载梁与试验梁间的距离约50cm～60cm；3、两配载梁吊环的中点与试验梁中点确保在一条线上，且其连线与试验梁垂直。图二用预制梁配载加载装置示意图②对预制场采用龙门吊吊梁的桥，可用龙门吊吊配载梁加载，一片梁自重不够可用两片。梁加载示意图如图三。需准备的辅助材料：短钢轨两根，2m长枕木６根，橡胶支座４块，支承刚性主梁的垫块若干。龙门吊配载梁千斤顶试验梁试验梁图三用龙门吊吊配载梁加载装置示意图③对现场有足够重量且较准确、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）的桥，可采用平台堆载法加载，加载装置示意图如图四。需准备的辅助材料：2m长枕木８根，６m长钢性主梁４根（50或60型的钢轨或25#以上的工字钢），2m长次梁30根（脚手架钢管），堆载重物（如预制砼块、水泥、砂、定型钢筋等，重量约为最大试验荷载的1.2倍），橡胶支座4块。由于需准备的辅助材料多，安全性不高，建议尽量不采用本方法进行试验。堆载物千斤顶试验梁地面注：1、试验梁底板距地面约50cm左右；试验梁两端支座垫放位置与设计要求相同；2、加载主梁中点位于试验梁中点正上方，且与试验梁平行；次梁放在主梁上方，且与主梁垂直；堆载完成后主梁距试验梁顶的距离70cm。图四堆载法加载装置示意图试验采用何种加载方法由检测单位与施工单位协商确定.六、测试成果分析根据试验的原始数据，计算出试验梁（板）跨中截面梁底砼应力及跨中挠度，并观测试验过程中梁（板）的裂缝产生及发展的状况，依据试验技术标准及依据，判断试验梁（板）是否满足设计及使用要求，并及时出具检测报告。成桥静荷载试验检测方案由于桥梁是公路工程中特殊的“咽喉”地段，保证桥梁的承载能力以及施工质量是公路线路承载能力和通行能力的基础，需要引起高度的重视。近年来，国内屡屡出现垮桥事故说明对桥梁必须在建成后进行适当的检查和鉴定，以提前发现桥梁安全隐患和为将来桥梁状况评估建立技术档案。一、试验技术标准和依据《公路工程技术标准》（JTGB012003）《公路工程质量量检验评定定标准》（JTGF80//1-20004）《混凝土结构试试验方法标标准》(GB5501522—92)《公路桥涵施工工技术规范范》（JTJ041--20000）《公路钢筋混凝凝土和预应应力混凝土土桥涵施工工技术规范范》（JTGD62--20044）《城市桥梁养护护技术规范范》（CJJ99-22003）《公路桥涵设计计通用规范范》(JTGD60--20044)《公路桥涵养护护规范》（JTGH11－2004）《公路工程水泥泥混凝土试试验规程》（JTJ053-94）《公路工程金属属试验规程程》（JTJ055--83）《超声回弹综合合法检测混混凝土强度度技术规程程》（CECSS02:888）《回弹法评定混混凝土抗压压强度技术术规程》（JGJ//T23--20011）《钻芯法检测混混凝土强度度技术规程程》（CECSS03:888）《大跨径混凝土土桥梁的荷荷载试验方方法》《公路旧桥承载载能力鉴定定方法》（试试行19998北京）。各试验桥施工设设计图、变变更设计图图、竣工图图、及其他他原始资料料。二、试验目的(1)通过静静载试验，掌掌握结构的的现有工作作状况，判判断桥梁的的实际工作作状况是否否符合设计计要求或处处于正常受受力状态；；(2)通过静静载试验研研究和理论论计算分析析：对桥梁梁的承载能能力及工作作状况做出出综合评价价；综合判判断该桥梁梁的安全性性和可靠性性，并将试试验报告作作为今后定定期养护参参考的技术术文件和依依据。三、桥梁荷载试验主主要检测内内容根据不同桥型特特点确定试试验检测内内容如下：：（1）连续梁桥主要观观测内容为为①边孔L/4及L/22附近截面面、中孔L/4、L/2截面、墩墩顶截面在在试验荷载载下的应力力（应变）；；②边孔、中孔控制制截面（L/4、L/2、3L/4）在试验验荷载下的的挠度；③主梁在偏载作用用下的荷载载横向分布布情况及偏偏载作用下下的影响系系数；（2）简支梁（板）桥桥主要观测测内容为①跨中截面的最大大正应力（应应变）；②跨中截面的挠度度（刚度）分分布规律；；③支座位置的沉降降及梁端转转角；④跨径较大时要单单独对L/4截面加载载测试L/4截面的正正应力（应应变），跨跨度不大时对实验跨跨L/2截面加载载时同步测测量L/4截面的正正应力（应应变）；四、荷载试验现现场实施⑴荷载试验前期准准备工作 为顺利完成荷载载试验，得得到合理、客客观的评价价结果，必必须做好荷荷载试验前前的准备工工作。需要要进行的主主要准备工工作有以下下几个方面面。⑵检测资料分析与与总结在前期桥梁外观观检查检测测资料的基基础上，分分析、归纳纳、总结得得到结构物物的实际技技术状况：：包括结构构的总体尺尺寸、行车车道路面的的平整度、材材料的实际际物理力学学性能等。⑶确定桥址情况及及试验跨段段包括桥上和两端端线路技术术状况，线线路容许车车速、桥下下净空、水水深和通航航情况、线线路交通量量、桥址供供电情况等等，据以选选择合适的的加载方式式、量测手手段和安全全措施。确确定试验跨跨段（实验验跨段可由由业主指定定，亦可由由监理工程程师指定，如如没有特殊殊要求，则则我单位根根据桥梁实实际情况自自行确定实实验跨段）。⑷试验测点布置试验测点布置的的合理科学学与否，是是决定试验验效果的关关键因素，经经我单位分分析研究，进进行荷载实实验的简支支桥梁，桥桥梁跨中截截面每片梁梁板底面布布置两个受受拉应变测测点和一个个挠度观测测点，在试试验跨L/4截面每片片梁底面布布置一个应应变测点和和一个挠度度测点，在在实验跨跨跨中截面偏偏载加载一一侧的外腹腹板沿高度度方向布置置3～5个应变测测点，测点点布置如图图1所示（以以简支板梁梁为例示意意，各桥实实际测点布布置中标后后在实施方方案中提供供）。对于于连续梁桥桥（本处指指跨径小于于45米的连续梁梁），桥梁梁跨中截面面每片梁板板底面布置置两个受拉拉应变测点点和一个挠挠度观测点点，在实验验跨L/4截面每片片梁底面布布置一个应应变测点和和一个挠度度测点，在在负弯墩顶顶截面附近近各梁下缘缘布置2个应变测测点，在实实验跨跨中中截面及负负弯墩顶截截面偏载加加载一侧的的外腹板沿沿高度方向向布置3～5个应变测测点，测点点布置如图图2所示（以以横向布置置7片T梁的连续T梁为例示示意，连续续小箱梁测测点布置与与此类似，各各桥实际测测点布置中中标后在实实施方案中中提供）。如计算分析表明明支点附近近的剪应力力需要测试试测试，则则按照图1e所示布置置剪应力应应变测点。图1a简支梁梁（板）桥桥跨中截面面应力及挠挠度测点布布置示意图1b简支梁梁（板）桥桥L/4截面应力力及挠度测测点布置示示意图1c简支梁变变形测点在在梁底的平平面布置示示意图图1d盖梁测测点布置示示意图图图1e剪应变测测点布置示示意图图11简支梁试试验测点布布置示意图图图2a连续梁梁实验跨跨跨中及墩顶顶负弯矩截截面应变测测点布置示示意图图2b连续梁梁边跨、次次边跨L/4截面应变变测点布置置示意图图2c墩柱及盖盖梁测点布布置示意图图（以三柱柱桥墩为例例）图2d变形及控控制截面挠挠度测点布布置示意图图图2连续梁试验测点点布置示意意图（以T型截面梁梁为例）⑸量测系统的准备备：标定仪仪器、搭设设设施、安安置仪表和和进行测点点编号等。⑹加载装置的准备备：加载荷荷重的准备备、分级称称量等。五、计算和分析析在进行荷载试验验准备的同同时，根据据常规检查查结果和现现有设计、竣竣工等资料料，对结构构进行计算算分析，确确定结构的的控制截面面、最不利利荷载位置置，进而确确定该桥的的内力控制制截面，并并确定静力力分级加载载方案。静载试验最大试试验荷载量量的确定方方法如下。静力试验荷载效效率表示为为：式中：Sstat－－试试验荷载作作用下，检检测部位变变位或力的的计算值；；S－－设计标准活活荷载作用用下，检测测部位变位位或力的计计算值（不不计动力系系数）；ζ－－动力系数。活载内力（或变变形）在总总内力（或或变形）中中的比值,大跨径混混凝土桥比比中小跨径径混凝土桥桥为小，为为达到检测测精度，其其η值的下限限宜高于中中小跨径。基基本荷载试试验：1.0≥η>0.88确定试验荷载大大小及荷载载加载位置置后，建立立全桥实体体模型对结结构进行加加载分析，得得到试验荷荷载作用下下，就够应应力、变形形的预测值值（理论控控制值）。六、量测要求在现场荷载试验验的短时间间里，必须须注意日照照和昼夜温温度变化对对结构物及及量测数据据的影响。根根据不同的的量测方法法和条件，采采取以下措措施减少温温度对结构构及测量结结果的影响响：（1）荷载试验安排排在昼夜温温差小、阴阴天或夜间间（深夜至至黎明前）近近乎恒温的的条件下进进行试验；；（2）选择气象条件件较稳定的的日期进行行试验。事事先从当地地气象台站站取得可靠靠的天气预预报资料，在在加载试验验前，即在在无荷载作作用下至少少记录24小时的气气温变化，并并采用与试试验程序相相同的间隔隔时间对所所有测点进进行读数，以以此修正加加载试验过过程中各测测点的量测测数据；（3）在试验过程中中可采用连连续观测读读数、分段段计算每个个荷载阶段段读数增量量的方法（假假设加载短短时间内结结构温度场场近乎不变变）；（4）埋设与测点相相同的、以以传感器制制备的无应应力试件。在在加载试验验中，每次次观测应力力测点的同同时。观测测无应力计计的变化，以以此修正其其它量测数数据。此法法只能补偿偿结构均匀匀温度变化化和均匀收收缩的影响响；（5）量测仪器的精精度、静态态测定时应应选用不大大于预计量量测值的5％，动态态测定时应应选用不大大于预计量量测最大值值的10％；（6）测量的基准点点、如仪表表架、水准准观测站及及标尺等，必必须牢固可可靠；连同同量测仪器器，均应予予以防护，避避免日照、风风雨、振动动和周围其其它干扰；；（7）测量中选用受受温度影响响小、能够够进行自动动温度补偿偿的仪器设设备。七、测试方法（1）挠度测量方法挠度测量采用电电阻式位移移计、激光光挠度仪或或精密水准准仪进行测测量。法度准挠度量意（2）应力测试应力测试采用混混凝土表面面应变计或或应变片测测试应变，再再通过其计计算公式换换算成应力力。测试仪仪器采用应应变数据采采集设备（如YJ-26等）。数据采集集系统传感器传感器集线箱采集仪计算机监控模拟信号数字信号现场传输数字信号现场监控中心前端设备桥梁图6传感器数据采集集流程示意意图八、荷载试验的的加载实施施(1)荷载试试验加载的的准备①召开动员会，明明确各专业业组分工和和各组负责责人责任；；②经过前期准备、桥桥况详查，进进行测点和和试验项目目调整；③设置测点、基准准点；④在桥面划出车道道线、载位位线；对于桥梁加载，根根据控制截截面位置及及截面的控控制内力，进进行加载车车位置划分分。下图为为某桥加载载车位划分分示意图。图7连续梁墩顶最大大负弯矩加加载车位划划分示意图图（偏载）图8简支或或连续梁（板板）桥跨中中最大正弯弯矩加载车车位划分示示意图（偏偏载）⑤连接仪器设备、通通电，检查查各个系统统工作是否否正常；⑥根据天气、交通通情况，最最终确定加加载时间。(2)荷载试试验的试验验加载①按预定的加载时时间、加载载方案开始始试验；②按拟定的测试工工况加载；；由于招标检测的的桥梁全部部为梁桥，确确定现场试试验按照以以下工况进进行加载。A：简支梁桥简支梁桥加载进进行四个试试验工况：：跨中正弯弯矩偏载加加载工况、跨跨中正弯矩矩对称加载载工况、墩墩柱盖梁加加载试验工工况和支点点剪应力加加载试验工工况。对于于跨度达到到25米以上的简简支梁桥，还还应组织对对L/4截面受力力最不利加加载试验。B：连续梁桥连续梁桥试验加加载分为9个试验工工况，即：：边跨最大大正弯矩截截面偏载加加载工况、边边跨最大正正弯矩截面面对称加载载工况、墩墩顶负弯矩矩截面偏载载加载工况况、墩顶负负弯矩截面面对称加载载工况、次次边跨跨中中最大正弯弯矩截面偏偏载加载工工况、次边边跨跨中最最大正弯矩矩截面对称称加载工况况、边跨L/4（附近）截截面最大正正弯矩加载载工况、次次边跨L/4（附近）截截面最大正正弯矩加载载工况、墩墩柱盖梁加加载试验工工况。如有有要求或计计算发现支支点部位剪剪应力较大大，尚应进进行支点部部位最大剪剪应力加载载试验工况况。③发现试验异常，立立即中止试试验；对试试验异常的的判断和试试验中止条条件按下节节“试验控制制与安全”要求处理理；④试验完成后，清清理试验现现场；⑤整理试验资料和和电子数据据，确认试试验成果；；⑥确定试验现场作作业结束。图9某桥夜间间静载试验验九、荷载试验的的控制与安安全试验指挥人员在在加载试验验过程中随随时掌握各各方面的情情况，对加加载进行控控制。既要要取得良好好的试验效效果，又要要确保人员员、仪表设设备及桥梁梁的安全，避避免不应有有的损失。⑴加载的控制应严格按设计的的加载程序序进行加载载，荷载的的大小，截截面内力的的大小都应应由小到大大逐渐增加加，并随时时做好停止止加载和卸卸载的准备备。⑵测点的观测对加载试验的控控制点应随随时观测，随随时计算并并将计算结结果报告试试验指挥人人员，如实实测值超过过计算值较较多，则应应暂停加载载，待查明明原因再决决定是否继继续加载。试试验人员如如发现其他他测点的测测值有较大大的反常变变化也应查查找原因，并并及时向试试验指挥人人员报告。⑶加载过程的观察察加载过程中应指指定人员随随时观察结结构各部位位可能产生生的新裂缝缝，注意观观察构件薄薄弱部位是是否有开裂裂、破损，组组合构件的的结合面是是否有开裂裂错位，支支座附近混混凝土是否否开裂，横横隔板的接接头是否拉拉裂，结构构是否产生生不正常的的响声，加加载时墩台台是否发生生摇晃现象象等等，如如发生这些些情况应报报告试验指指挥人员，以以便采取相相应的措施施。⑷终止加载控制条条件发生下列情况应应中途终止止加载：（1）控制测点的应应力值已达达到或超过过用弹性理理论按规范范安全条件件反算的控控制应力值值时；（2）控制测点变位位（或挠度度）超过规规范允许值值时；（3）由于加载，使使结构裂缝缝的长度，缝缝宽急剧增增加，新裂裂缝大量出出现，裂缝缝宽度超过过允许值的的裂缝大量量增多，对对结构使用用寿命造成成较大的影影响时；（4）加载时沿跨长长方向的实实测挠度曲曲线分布规规律与计算算值相差过过大或实测测挠度超过过计算过多多时；（5）发生其他损坏坏，影响桥桥梁承载能能力或正常常使用时。⑸荷载试验过程中中的交通管管制进行桥梁荷载试试验，必须须中断交通通，为此应应根据最终终确定的试试验方案、试试验开始时时间和试验验预计历时时，编制交交通管制方方案，考虑虑道所有试试验桥均未未通车，交交通管制采采取封闭试试验桥两端端的办法进进行管制。十、检测信息整整理分析及及处理反馈馈(1)资料的的整理和保保存检测过程中做好好检测记录录，每天对对检测记录录进行分类类整理，主主要做好如如下工作：：①资料分桥整理、保保存；②每座桥梁对照竣竣工资料填填写桥梁资资料卡，对对资料不全全，通过现现场调查完完成桥梁资资料卡；并并现场校对对桥梁的基基本数据，拍拍摄桥梁的的全景及相相关照片；；③现场按照竣工图图（或设计计图）对墩墩、台、梁梁等构件进进行编号，对对桥梁病害害做好现场场记号，内内业资料中中应有书面面记录。(2)检测报报告的编制制①检测报告内容分分桥编写；；②按业主要求提交交检测报告告与电子文文档；③报告包括的内容容有：桥梁梁检测的原原因、内容容、项目、方方法；使用用的仪器设设备；检测测结果分析析；结构定定期检测的的评论结论论；结构使使用限制（包包括荷载、速速度、机动动车通行或或车道数限限制）；④按照《桥梁养护护技术规范范》中规定定的表格进进行填写，包包括桥梁资资料卡，桥桥梁等级分分类等内容容；⑤进行仿真验算，计计算书作为为附件附于于检测报告告中，提交交业主。(3)荷载试试验报告（实实验数据处处理分析）①按照试验大纲的的内容，简简要介绍试试验实施概概况；②试验前后和试验验期间对桥桥梁进行外外观检查所所得到的结结构状况（包包括构件尺尺寸、裂缝缝和损坏等等）；③量测数据的计算算结果和各各种关系曲曲线；④对试验成果的分分析与评定定，包括试试验值与理理论计算值值或标准规规定值的比比较；⑤对于结构适用性性、耐久性性和设计合合理性的评评定和桥梁梁安全运营营条件的建建议；⑥试验和报告的日日期，主持持和参加单单位及人员员名称，主主持者签名名。成桥动载试验检检测方案一、试试验目的桥梁结构动力性性能的各参参数，如固固有频率、阻阻尼比、振振型、动力力冲击系数数及动力响响应的大小小等参数，是是宏观评价价桥梁结构构的整体刚刚度、运营营性能的重重要指标，也也是一些规规范评价桥桥梁安全运运营性能的的主要尺度度，因此，进进行桥梁动动载试验以以期达到以以下目的：：1、检验桥梁在成成桥状态下下的实际工工作性能和和工程质量量是否符合合设计标准准和运营要要求；2、识别结构的现现有状态，为为今后的维维修和养护护提供原始始参考资料料。二、试验技术标标准和依据据1、《大跨径混凝凝土桥梁的的试验方法法》（经1982年10月在柏林林举行的专专题第五次次专家会议议通过），交交通部公路路科学研究究所、交通通部公路局局技术处、交交通部公路路规划设计计院，1982年10月，北京京（以下简简称《试验验方法》）；；2、《公路工程质质量检验评评定标准》JTGGF800/1-22004；3、《公路桥涵设设计通用规规范》JTGGD600-20004；4、《公路钢筋混混凝土及预预应力混凝凝土桥涵设设计规范》JTGD62--20044；5、《公路桥梁承承载能力检检测评定规规程（征求求意见稿）》交交通部公路路科学研究究所；6、《公路工程技技术标准》JTGGB011-20004；7、《桥梁工程检检测手册》人民交通通出版社。8、《城市桥梁设设计荷载标标准》CJJ777-988;9、相关的设计图图纸和文件件。三、动力试验测测试内容1、测定桥梁作为为一个整体体结构在动动力载荷作作用下的受受迫振动特特性，特别别是桥梁在在接近各种种运营条件件下的汽车车以不同的的速度通过过桥梁时桥桥梁所反映映的振动频频率、振幅幅、阻尼比比、振型各各种动力特特性，以评评价大桥的的最大动力力响应是否否满足有关关规范要求求。2、测定桥梁结构构的自振特特性，即结结构的自振振频