龙潭河特大桥竣工试验方案

XX特大桥竣工试验方案XX特大桥是XX高速公路湖北境内的一座特大型桥梁。全桥分上下行两幅，左幅跨径布置4×50+106+3×200+106+3×50=1162m，其中主桥106+3×200+106m部分为变截面预应力混凝土连续刚构，引桥4×50、3×50m为预应力混凝土先简支后连续刚构。右幅跨径布置3×50+106+3×200+106+3×50=1112m，其中主桥部分域左幅一样，引桥一侧50预应力混凝土先简支后连续结构比左幅少一跨，为3×50。两幅桥桥宽方向尺寸：0.5（护栏）+11.5（车行道）+0.5（护栏）=12.5m。每幅主梁为单箱单箱单室竖直腹板断面，箱梁顶板宽12.5m，箱梁底宽6.5m，翼缘板长3.0m；梁高3.5m（跨中）～12.0m（支点）不等变化；顶板厚度28cm，底板厚度32～110cm，腹板厚度40～70cm。混凝土双薄壁桥墩，其中中墩高度达179m。设计荷载为汽车-超20，挂车-120验算。为了检验桥梁主结构的设计、施工质量，也为了保证桥梁竣工以后正常运营的安全，有必要对主桥结构进行鉴定性质的竣工试验。本竣工试验大纲根据湖北XX高速公路建设指挥部的招标书拟订。竣工试验的主要内容将包括：静力加载试验、动载试验和自振特性测试三部分。本次竣工试验采用的检测标准及依据为：[1]中华人民共和国交通部标准《公路桥涵设计规范》合定本1989北京[2]中华人民共和国交通部标准《公路工程质量检验评定标准》1999北京[3]“大跨度混凝土桥梁的试验方法”交通部公路科学研究所等1982年1.外观检查已建成桥梁的外观检查是评价桥梁建设质量很重要的一个方面。1.1外观检查的主要内容①主梁、墩台等结构（包括尺寸、标高、平整度等）检查；②主梁混凝土强度和质量（包括缺陷、损坏等）检测；③裂缝观察（如有裂缝，对裂缝进行描述或绘制裂缝图）。1.2检查方法将按照参考检测标准⑵进行。①采用TCA2003智能全站仪测量桥梁的线形（成桥状态结构的三维坐标）。②采用DNA-03型精密水准仪、DISTO激光测距仪和其他普通丈量器具检查主梁、墩台和支座等结构的尺寸、平整度等外观质量。③采用Tico数显式超声混凝土测试仪和Digi-Schmidt2000ND数显式回弹仪对主梁和墩台的混凝土强度和质量等进行检测。④与工程监理报告结合，对隐患工程、问题工程等进行专项检查、核实。⑤采用Endoscope裂缝显微镜、放大镜和裂缝尺等设备进行裂缝观察，如有裂缝，对裂缝进行描述或绘制裂缝图。2.静载试验桥梁静载试验是测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和内力，它是了解结构实际性能如结构刚度、强度等最直接有效的办法。在XX特大桥竣工试验中，静载试验是最主要的内容。2.1试验荷载本次试验的主要目的是检验结构承载能力是否符合设计要求，故采用基本荷载加载。按惯例，取静力试验荷载的效率系数，须满足1.00.8。（具体效率系数的取舍将由业主、设计及试验单位商定）。2.1.1加载车辆根据静力试验荷载效率及主要控制断面的设计弯矩值，再考虑加载车辆的特性，建议选用汽车-20级的重车，规范规定的此类车辆的轮、轴距和轴重见表2-1。表2-1加载车辆技术参数和载重表车型轴距后轮距(cm)前轴重(kN)中后轴重(kN)总重(kN)中后轴距(cm)前中轴距(cm)重车14040018060240300初步估计试验用车约20～24辆（实际用车辆数有待计算确定）。2.1.2加载位置本次静载试验的加载位置，纵向分别为使中跨、次边跨和边跨等三个断面正弯矩最大、次边跨和中跨墩顶附近负弯矩最大以及#5、#6和#7墩墩顶和墩底轴力或弯矩最大等控制。横向分对称和偏心作用。（正式方案对上述加载位置将绘称立面、平面和断面图）。2.2试验内容和测点布置2.2.1试验内容考虑到桥梁分左、右两幅,且这两幅在结构上又是完全一样的情况,试验将以左幅桥梁为主进行。同时，为了对全桥结构的状况有一个较为全面了解，也将对右幅桥梁中跨的跨中断面应力、挠度和全桥的动力特性进行检测，以资比较。以下叙述凡未特殊说明者，均指左幅桥梁。(1)按#5和#6墩（以下称中跨）和#6和#7墩间（以下称次边跨）墩间正弯矩最大加载位置横向对称和偏心布载时主要测量=1\*GB3①全桥挠度；=2\*GB3②对应箱梁跨中附近断面顶板、腹板和底板的混凝土应变；=3\*GB3③对应主墩、边墩墩顶、墩底附近墩身的混凝土应变。(2)按#5和#6墩附近箱梁负弯矩加载位置横向对称布载时主要测量：对应墩附近箱梁断面顶板、腹板和底版的混凝土应变。②对应主墩墩顶附近墩身的混凝土应变。⑶按边跨跨内正弯矩最不利加载位置横向对称和偏心布载时主要测量=1\*GB3①全桥挠度；=2\*GB3②边跨箱梁正弯矩最大断面顶板、腹板和底板的混凝土应变；⑷按#5、#6和#7墩墩顶、墩脚截面最大、最小轴力和弯矩相应加载位置对称时主要测量对应墩墩顶、墩脚附近墩身的混凝土应变。事实上部分墩身截面内力最大最小相应的加载位置，相互之间以及它们与部分箱梁截面最不利加载位置之间有些是重复的。所以实际加载工况中，将根据计算结果，考虑这种重复并相互兼顾。⑸按右幅中跨跨中加载位置（与(1)加载位置一致）横向对称布载时测量该跨跨中应变和挠度。2.2.2测点布置⑴挠度和转角测点在中跨、次边跨四分点和边跨跨中断面布置挠度测点，车行道两侧各11点，共22点。在#5、#6和#7墩墩顶断面布置转角测点，每墩两侧各1点，共6点。在右幅中跨跨中和四分点布置挠度测点，车行道两侧各3点，共6点。具体测量断面和测点如图2-1所示。⑵应变测点选中跨、次边跨和边跨等3个主梁正弯矩最大、#5、#6和#7墩附近箱梁负弯矩最大等3个箱梁断面以及#5、#6和#7等3个薄壁墩墩顶和墩脚等6个断面，共12个断面为应变测试断面。图2-2示意了这些断面的具体位置。另外，再选右幅中跨跨中断面为应变测试断面，测点布置参考图2-3a)。箱梁在箱梁的3个正弯矩断面，沿箱梁顶板和底板宽度布置混凝土应变测点，每断面顶板和底板各5点，共10点，三个断面共30点。在箱梁的三个负弯矩测试断面，沿箱梁腹板高度、顶板和底板宽度布置混凝土应变测点，每断面两腹板各5点（应变花）、顶板和底板各5点，应变片和应变花测点各10点；两个断面共20点单向点和20点应变花测点。具体位置如图2-3（a）和（b）所示。边墩、主墩在三个高墩墩顶和墩底断面，沿墩身宽度（顺高度方向）布置混凝土应变测点，每墩一侧各3点、两侧6点，墩顶和墩底共12点；3个高墩共36点。具体位置如图2-4所示。转角转角挠度点图2-1挠度和转角测点图中跨跨中中跨跨中次边跨跨中边跨跨中#5墩墩顶#6墩墩顶#5墩顶#6墩顶#7墩顶#5墩脚#6墩脚#7墩脚#7墩墩顶图2-2应变测试断面示意a)三个箱梁正弯矩断面应变测点a)三个箱梁正弯矩断面应变测点（每断面顶板5点、底板5点）应变花应变花单向应变b)三个箱梁负弯矩断面应变测点b)三个箱梁负弯矩断面应变测点（每断面顶板5点、底板5点；腹板10点应变花）图2-3六个箱梁正、负弯矩断面应变测点布置图2-3六个箱梁正、负弯矩断面应变测点布置（共60点单向应变测点、30点应变花测点）墩顶墩顶墩脚图2-4三个高墩墩顶、墩脚附近断面应变测点布置图2-4三个高墩墩顶、墩脚附近断面应变测点布置（每墩12点，共36个单向应变测点）2.3试验仪仪器挠度测试：采用用Leicca20003智能全站站仪。转角测量：采用用Leicca20003智能全站站仪和倾角角仪。应变测试：采用用电阻应变变片、应变变花，配2套DH38815静态数据据采集系统统和6台YJR55静态电阻阻应变仪。2.4试验程程序试验按表2-22工况进行行。（正式方案将按按计算结果果确定加载载工况）表2-2静载载试验工况况表工况号加载位置主要测试内容1中跨跨中正弯矩矩对称加载载全桥主梁挠度、中中跨跨中应应变2中跨跨中正弯矩矩偏心加载载同工况13次边跨跨中正弯弯矩对称加加载全桥主梁挠度、次次边跨跨中中应变4次边跨跨中正弯弯矩偏心加加载同工况35边跨对称加载全桥主梁挠度、边边跨应变6边跨偏心加载同工况57#5墩墩顶箱梁正弯弯矩对称加加载#5墩顶箱梁断面应应变8#6墩墩顶箱梁正弯弯矩对称加加载#6墩顶箱梁断面应应变9#7墩墩顶箱梁正弯弯矩对称加加载#7墩顶箱梁断面应应变10#5墩墩顶弯矩最大大对称加载载#5墩顶断面应变11#6墩墩顶弯矩最大大对称加载载#6墩顶断面应变12#7墩墩顶弯矩最大大对称加载载#7墩顶断面应变13#5墩墩底弯矩最大大对称加载载#5墩底断面应变14#6墩墩底弯矩最大大对称加载载#6墩底断面应变15#7墩墩底弯矩最大大对称加载载#7墩底断面应变16右幅中跨跨中正正弯矩对称称加载右幅中跨主梁挠挠度、跨中断面应变2.4.1预加加载正式加载试验前前，用两辆辆试验重车车分别对加加载幅桥梁梁进行预加加载，按结结构最不利受力特特点，预加加荷载对称称停边跨跨跨中、次边边跨跨中、中中跨跨中、另另侧次边跨跨跨中和另另侧边跨跨跨中等五个个断面，每每断面停3分钟；并并重复一次次。预加载载的目的为为使结构能能进入正常常工作状态态，同时亦亦检查整个个试验、测测试系统能能否正常运运行。预加加载卸载后后，须等结结构得到充充分零恢复复后，方可可再进行正正式加载。2.4.2加载载、卸载分分级和重复复加载正式加载试验时时要求分级级加载，分分级加载原原则上要求求分成3级（50%、80%、和100%试验荷荷载），实实际将根据据车辆情况况实施方便便现场停放放及方便对对应计算的的分级。每个加载工况要要求分级卸卸载，分级级卸载原则则上要求分分成二级（50%和0%试验荷载载）。每个主要加载工工况均要求求重复一次次，重复工工况不再实实施分级。2.4.3加载载、卸载控控制按表2-2工况进行行加载、卸卸载时，每每个工况均均要求稳定定读数和回回零读数。加加载、卸载载的读数控控制原则上上均以挠度度值控制，具具体每个工工况的加载载稳定读数数和卸载零零恢复的读读数控制方方法和要求求如下：①加载后马上进行行读数，以以后每隔3分钟对挠挠度控制值值进行再读读数；同一一级荷载内内，当最后后3分钟控制制断面挠度度读数增量量小于首个个3分钟对应应挠度读数数增量的15%或前后两两次读数差差小于挠度度测量最小小分辨率，所所有测点读读数，之后后进入下一一加载工况况。②卸载回零读数控控制，原则则上与加载载读数一样样。2.4.4加载载试验的终终止条件加载试验时，出出现以下情情形之一时时，应立即即终止加载载：①由于加载因素，使使桥梁结构构整体或局局部出现非非正常受力力损伤或损损坏时。②由于加载因素，使使桥梁结构构出现较大大或较多裂裂缝，且裂裂缝宽度超超过规范允允许值时。③控制断面变形超超过桥梁规规范允许值值时。2.5人员和和时间安排排测试人员：挠度度2人；应变4人；试验指挥（包括括车辆指挥挥）：2人；试验时间：1～～2个晚上。3．动载试验桥梁结构在移动动车辆荷载载作用下将将产生振动动、冲击等等动力反应应，这种反反应除了与与桥梁以及及车辆的结结构特性（质质量、刚度度、阻尼）有有关外，还还与桥梁和和车辆这两两个振动系系统相互作作用的结果果、车辆的的行驶速度度和桥面的的不平整度度等因素有有关。在移动车辆荷载载作用下，桥桥梁各构件件截面除受受静应力外外，还承受受动应力。构构件中总应应力等于静静态应力与与动态应力力之和。从从工程设计计观点来看看，最不利利的状态是是最大静态态应力出现现的同时发发生较大的的动态应力力。移动车辆荷载作作用下的动动态增长率率一般被称称为动态增增量。此次次动载试验验，主要内内容是测量量移动车辆辆作用下主主桥结构应应力和位移移的动态响响应。3.1测试内容容及测点布布置动荷载采用一辆辆和两辆载载重车，以以不同车速速、不同情情形在桥面面行驶，以以测量不同同动荷载情情况下主跨跨结构控制制断面的动动态增量。动应变测点布置置在中跨、次次边跨跨中中断面和边边跨测试断断面箱梁底底部、顶部部，共12个测点。具体测点位置如如图3-1所示。中跨跨中中跨跨中次边跨跨中边跨跨中图3-1动应变测试布置示意图3.2测试仪器器及其配套套框图动应变测试采用用DH38817动态数据据采集系统统。动位移测试采用用伺服式传传感器。3.3测试程序序3.3.1一一辆重车分分别以100、20、30、40、50kmm/h的车车速驶过桥桥面，记录录所有测点点的动应变变和动位移移时程信号号；5cm30cm3.3.2两两辆重车分分别以10、20、30、40、50kmm/h的车车速驶过桥桥面，记录录所有测点点的动应变变和动位移移时程信号5cm30cm3.3.3一一辆重车分分别以10、20km//h车速驶驶过设有人工障碍物（断断面为弓形形的高5cm的长条条木板，参见右图）的的桥面，记记录所有测测点的动应应变和动位移峰值值。3.3.4一一辆重车以以30km//h车速驶驶到中跨、次次边跨和边边跨测试断断面附近时时，突然刹刹车，记录录所有测点点的动应变变和动位移移峰值。3.4人员和和时间安排排测试人员：2名名；现场、车辆指挥挥：2名；测试时间：半天天。4.桥梁自振振特性测试试桥梁自振特性测测试主要为为得到结构构的自振频频率、振型型和阻尼比比等参数。桥梁结构的自振振特性是结结构的固有有特性，它它取决于结结构本身的的材料特性性及结构刚刚度、质量量及其分布布规律。自自振特性的的确定不仅仅是进行结结构动力反反应计算分分析的前提提，也可以以作为结构构损伤识别别和质量评评定的依据据。XX特大桥作为为一座特高高墩T构桥，它它的侧向动动力特性是是值得研究究的课题，实实测大桥的的自振特性性既为可更更好地建立立结构实际际动力特性性方面的原原始档案，也也可用获得得的实际自自振特性校校核理论分分析结果。桥梁的强迫振动动与其本身身的自振特特性有关，判判断前面“动载试验”中振动数数据结果，也也须先了解解桥梁结构构的自振特特性。另一方面，通过过对结构总总体刚度和和质量分布布重要指标标之一的右右幅频率的的测试，可可对右幅桥桥梁结构的的整体刚度度进行评价价，并对左左、右两幅幅桥梁结构构进行对比比校核。4.1测试方法法采用环境随机振振动法测定定桥梁的竖竖向和扭转转振动频率率、振型和和阻尼比。具体做法是，在在全桥范围围内布置多多个侧向和和竖向测点点，用加速速度传感器器测得这些些测点处的的振动加速速度时域信信号，再用用专用分析析设备进一一步求得桥桥梁的振型型、自振频频率和阻尼尼比。4.2测点布置置在主桥桥面车行行道两侧的的中跨和两两个次边跨跨的四分点点、两个边边跨的三分分点布置侧侧向和竖向向测点，每每侧13点，共26个测点。具具体如图4-1所示。图4-1主桥自振特性测点布置（全桥26点）图4-1主桥自振特性测点布置（全桥26点）参考点4.3测试仪器器及其配套套框图V-935型加速度传感器INV306型型信号处理仪SV-326型型滤波放大器4.4测试程序序选取主跨四分点点断面为参参考断面，利利用多通道道测振系统统，分工况况测试。4.5人员和时时间安排测试人员：4名名。测试时间：1天天。5.预计检测测成果外观检查结果将将对桥梁成成桥的质量量进行描述述和评价。混凝土质量检测测将包括对对实际结构构材性的定定量评估。静载试验将得到到桥梁控制制断面的变变形和强度度数据等结结果。自振特性测定将将获得桥梁梁结构的固固有频率、振振型和阻尼尼比等振动动参数。动载试验将得到到桥梁在车车辆荷载作作用下的结结构响应（如如应力、位位移动态增增量等）。结合试验将进行行一系列的的结构计算算分析（包包括静、动动两方面）。对试验结果和相相应计算分分析结果的的比较分析析，可以对对XX特大桥桥主桥的设设计、施工工和监理质质量进行综综合评定意意见。6.准备和配配合工作现场测量和试验验准备工作作是整个检检测工作成成败的关键键环节，必必须足够重重视。东营营黄河公路路大桥检测测的准备工工作主要有有两部分：：6.1落实加加载车辆采用符合试验加加载要求的的车辆，经经试验单位位认可后，应应确定并联联系好车辆辆的具体型型号、数目目、载重物物、吨位以以及过磅地地点、租用用时间等细细则。6.2工作脚手手架静载试验箱梁应应变测点基基本在箱梁梁内部，所所以要在箱箱梁里面搭搭设工作脚脚手架，其其中几个墩墩顶断面的的脚手架尺尺寸较大。墩顶或墩身的测测点布置尽尽可能利用用施工支架架和设备，也也可能需要要搭设专用用脚手架。6.3静载试验验技术准备备在确定具体静载载