鄂东长江大桥荷载试验实例

1鄂东长江大桥荷载试验实例2目录第一部分总则第二部分桥梁状态测量结果

第三部分静载试验测试结果第四部分动载试验测试结果第五部分结论3总则工程概况湖北鄂东长江公路大桥位置：长江水道中游，黄石长江大桥上游约1.3km；桥梁总长：6.3km；主跨跨径：926m；桥面净宽：33m；车道：双向6车道；设计车速：100km/h。4总则

主桥为（3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5）m九跨连续半飘浮体系的双塔双索面混合梁斜拉桥。5总则工程概况2010年8月16日提交了包含试验加载轮位的鄂东大桥动静载试验实施细则，并顺利通过专家组评审；于2010年8月25日～9月10日期间对大桥的主桥及南北滩桥进行成桥状态测量和外观普查；2010年9月4日～9月8日，顺利完成了大桥静动载试验2010年10月中旬，提交了正式试验报告。6总则显著的几何非线性；温度效应复杂；钢砼结合段正交异性板主塔较高振动复杂大跨度钢混凝土混合梁斜拉桥难点理论分析难度大试验工作量大组织工作复杂安全质量控制高温影响主桥结构特点及难点7检验承载干能力、工作干状态、可靠干性；强度干及刚干度评干价，干提供干验收、评定干、管养依干据；测试结构干工作干状态干，检干验其干是否干符合干要求；探索特大桥干受力干规律干，积累干桥梁实践干资料；了解结构动力干性能干，确干定运干营条干件、注意干事项；检验干施工干质量干，提干供的干运营干和养干护依干据；提供桥梁干运营干健康干监测干的初始状态和基干础数干据总则试验干目的8总则试验干依据1）湖干北鄂干东长干江公干路大干桥设干计图干纸2）《干公路干钢筋干混凝干土与干预应干力混干凝土干桥涵干设计干规范干》（JT干G干D6干2-干20干04）3）《干公路干工程干技术干标准干》（JT干G干B0干1-干20干03）4）《干公路干桥涵干设计干通用干规范干》（JT干G干D6干0—干20干04）5）《干公路干工程干质量干检验干评定干标准干》（JT干GF干80干/1干—2干00干4）6）《干公路干斜拉干桥设干计规干范》干（JT干/T干4-干20干04）7）《干大跨干径混干凝土干桥梁干的试干验方干法》干（19干82）8）国干家现干行的干其他干桥涵干工程干试验干标准干、规干范、干规程9）业干主审干批及专干家评干审通干过的干荷载试干验细则9第二干部分干桥干梁状干态测干量外观干检测主桥干恒载干线形恒载干索力干测试桥梁干状态干测量10桥梁干状态干测量外观干检测斜拉干索外干观；混凝干土梁干外观干；主塔干外观干；钢箱干梁及干钢混干凝土干结合干段外干观；桥面干铺装干层外干观。主体干结构附属干结构支座干；伸缩干缝；桥面干系附属干设施干。方干法资料干收集干；肉眼干观测干，照干片收干集；仪器干测量干，数干据收干集。11桥梁干状况干测量主桥总体干良好干。侧干钢混干结合干段附干近钢干箱梁干内部干有水干渍，干底板干表面干轻微干锈蚀干。钢箱干梁混凝干土箱梁总体干完好干。钢干混结干合段干附近干的箱干梁内干部存干在积干水，干并有干少量干杂物干。检干查及干荷载干试验干过程干中，干边跨干混凝干土箱干梁未干见结干构性干裂缝干。钢混干结合干段表观干整体干较为干完好干，内干有少干量杂干物。斜拉干索斜拉干索PE护套干、锚干头等干均较干为完干好。干斜拉干索外干置式干阻尼干器外干观良干好。支座干和伸缩干缝状况干良好干，工干作性干能正干常。桥面干系及附属干设施外观干良好干，工干作性干能正干常。12恒载干线形桥梁干状况干测量主梁干线形干测点干与监干控基干本一干致：干测点干横向干布置干在上干下游干侧防干撞护干栏的干路沿干石顶干面；干边跨干线形干测点干纵向干间距干为拉干索梁干端标干准间干距7.干5m，主干跨线干形测干点纵干向间干距为干拉索干梁端干标准干间距干为15干m。主桥13主桥从测干量结干果可干以看干出，干主桥干恒载干线形干总体干上较干为光干滑平干顺。主桥干桥面干设计干高程干标记干点处干的恒干载线干形图测量干仪器干：水干准仪干、全干站仪干；测量干时间干：20干10年9月8日下干午16干:0干0～18干:3干0；测量干气温干：26干℃～28干℃；测量干风力干：微干风（干≤3级）干，无干持续干风向干。桥梁干状况干测量14恒载干索力桥梁干状况干测量恒载干总索干力与干二恒干铺装干后理干论恒干载总干索力干的差干值约干为-2干.2干%，实干测索干力与干理论干值相干比总干体上干略为干偏小干。上游干侧总干索力干与下干游侧干总索干力的干比值干为99干.7干4%干,上下干游侧干索力干总体干偏差干不大干。根据《鄂东干长江干公路干大桥干主桥干主梁干及拉干索施干工控干制手干册》，本干次测干试的90干%以上干斜拉干索实干测索干力满干足该干文件干的索干力控干制精干度要干求，干成桥干索力干控制干较好干。例例15第三干部分干静载干试验干测试测试干内容加载干方法主桥干应力干测试静载干试验干测试主桥干温度干测试有限干元计干算试验干结果干及举干例16静载干试验干测试测试干内容主梁干关键干截面干；主塔干关键干截面干；结构干局部干（结干合段干、钢干锚箱干；斜拉干索索干力；应力干及索干力位移主塔干空间干位置干；梁体干挠度干；支座干位移梁端干转角其它裂缝干观测干（既干有变干化、干新出干现查干找；干）温度干场测干量（干索、干梁、干塔、干环境干温度干）；风速干、风干向。17静载干试验干测试位移干测试干专利干技术液-气耦干合压干差数干字式干桥梁干挠度干仪18静载干试验干测试加载干方法基本干原则干：静载干试验干采用30干0k干N载重等效干加载，根干据设干计标干准活干荷载干产生干的某干工况干下的干最不干利效干应值干按下干式所干定原干则等干效换干算确定干等效干加载干荷载干效应干：静载干试验干的现干场加干载19静载干试验干测试加载干方法试载干荷载干参数干：三轴干载重干汽车干轴重干、轴干距及干平面干布置如下试验干加载干规定干：车辆干重称干、停干放、干预加干载、干分级干、环干境温干度、干监控干、持干荷时干间、干终止干加载干等20静载干试验干测试加载干方法6159.6238.4298.0-2.06259.4240.4299.8-0.26361.4239.8301.31.36458.5241.5300.00.06558.8242.8301.61.6单辆加载车最大偏差（kN）4.5单辆加载车最小偏差（kN）-5.2偏差合计（kN）-34.7单辆载重车的平均重量（kN）299.521主桥干应力干测试应力干测试干截面干布置干图静载干试验干测试22典型截面应力布置主桥干应力干测试静载干试验干测试23正交干异性干板局干部应干力布置干图（4-干4截面干）主桥干应力干测试静载干试验干测试24钢混干结合干段局干部应干力测干点布干置主塔干钢锚干箱局干部应干力测干点布干置主桥干应力干测试静载干试验干测试25测试干仪器干：挠干度测干试仪干、测干量机干器人干、电干子百干分表干、倾干角仪主桥干位移干测试静载干试验干测试26主桥干温度干测试测温干元件：结构干温度干自动干记录干体、干环境干温度干挠度干计自干带静载干试验干测试27主桥干整体干计算干模型主桥干活载干弯矩干包络干图Vo干n干Mi干se干s应力干分布计算干软件干：AN干SY干S和MI干DA干S/干CI干VI干L；计算内容干：确干定各桥的轴力干、弯干矩、干剪力干、应干力及干位移干的包干络图干，确干定受力干复杂干的截干面和干部位干作为干测试干控制干截面干。有限干元计干算静载干试验干测试28试验干结果干及举干例试验干荷载干作用干下，干主桥干混凝干土箱干梁各干试断干面的干实测干应力干增量干在-3干.0干MP干a～+1干.1干MP干a，钢干箱梁干实测干应力干增量干在-2干3.干1M干Pa～+5干1.干2M干Pa之间干，应干力测干试结干果均干在正干常范干围内干。主梁干各测干试断干面的干应力干校验干系数干在0.干31～0.干98之间干，北干塔上干塔柱干根部干截面干校验干系数干在0.干65～0.干90之间干，主干桥各干测试干断面干的应干力校干验系干数均干小于1。测试干结果干表明干主桥干结构干承载干力满干足设干计要干求。干卸载干后的干残余干应变干较小干，测干试结干构处干于弹干性受干力状干态。干各测干试部干位的干受力干均满干足设干计和干规范干要求干。主梁干应力例：工况6静载干试验干测试29钢混干结合干段应干力在试干验荷干载作干用下干，钢干混结干合段干附近干混凝干土箱干梁及干钢箱干梁截干面的干实测干应力干水平干和校干验系干数较干其它干测试干截面干没有干明显干的变干化，干钢混干结合干段加干劲肋干上沿干纵向干布置干测点干的应干力值干变化干较为干均匀干，表明干主梁干在钢干混结干合段干处的干内力干传递干总体干上较干为平干顺。例：工况3钢混干结合干段处干弯矩干影响干线静载干试验干测试30正交干异性干板及干横隔干板应干力中跨L/干4处钢干箱梁干截面干的正干交异干性板干各单干向应干力测干点实干测应干力在-2干0.干6M干Pa～33干.6干MP干a之间干。横干隔板干在钢干箱梁干顶板U肋过干焊孔干应变干花换干算最干大主干拉应干力为41干.1干MP干a，最干大主干压应干力为-1干3.干3M干Pa。由干试验干荷载干引起干的拉干应力干幅值干总体干较小干，小干于铁干路桥干梁钢干结构干设计干规范60干.2干MP干a的最干小疲干劳应干力幅干值。例：工况4主跨1/干4处弯干矩影干响线主跨1/干4跨中干位移干影响干线静载干试验干测试31与足干尺模干型的干应力干对比实桥干荷载干试验干的纵干向应干力测干试值干与模干型试干验单干向应干力测干点的干比值干在0.干52～0.干95之间干，主干拉应干力的干比值干在0.干93～0.干99之间干，主干压应干力的干比值干在0.干57～0.干90之间干。与干之前干进行干的单干节段干足尺干索塔干锚固干区模干型试干验结干果相干比，干在相干同的干索力干增量干下，干实桥干的应干力测干试值干总体干上相干对偏干小。静载干试验干测试32挠度在相干应试干验荷干载作干用下干，主干梁各干关键干测点干实测干挠度干的校干验系干数在0.干42～0.干99之间干，校干验系干数均干小于1。主干梁的干挠度干线形干与理干论计干算结干果总干体上干吻合干较好干。实干测结干果表干明主干桥结干构竖干向整干体刚干度满干足设干计要干求。例：工况6工况干介绍干见应干力测干试静载干试验干测试33挠度在工干况6试验干荷载干作用干下，干中跨干跨中干实测干竖向干挠度干为-4干95干mm（挠干度向干下为干负）干，理干论计干算值干为-5干00干.4干mm（挠干度向干下为干负）干，校干验系干数为0.干98。试干验荷干载作干用下干，中干跨挠干度测干点的干校验干系数干在0.干83～0.干98之间干，主干梁抗干弯刚干度满干足设干计要干求。静载干试验干测试34在工干况10（北干塔塔干顶最干大纵干向偏干位）干试验干荷载干作用干下，干北塔干塔顶干实测干最大干纵向干偏位干为21干2m干m(向大干里程干偏移)，理干论计干算的干偏位干值为22干6m干m（向干大里干程偏干偏移干），干校验干系数干为0.干94。其干他工干况下干，北干塔和干南塔干的塔干顶偏干校验干系数干在0.干60～0.干93之间干，校干验系干数均干小于1，索干塔结干构整干体纵干向抗干弯刚干度满干足设干计要干求。在各干主要干工况干的试干验荷干载作干用下干，南干北塔干塔顶干纵向干偏位干测试干结果干见下干表。干塔顶干偏位干以偏干向大干里程干为正干，偏干向小干里程干为负干，其干中北干塔侧干为小干里程干方向干，南干塔侧干为大干里程干方向塔偏静载干试验干测试35在工干况13（斜干拉索NA干30最大干索力干加载干，轮干位同干工况9）试干验荷干载作干用下干，斜干拉索NA干30的实干测索干力增干量为79干8k干N，理干论计干算值干为80干5干kN，校干验系干数为0.干98。其干他工干况下干的索干力实干测增干量的干校验干系数干在0.干73～0.干99之间干，满干足设干计和干规范干要求干。索力静载干试验干测试36支座在试干验过干程中干，测干量了干主要干试验干工况干下的1#墩梁干端支干座纵干向位干移，干测量干结果干见表9-干2-干26。支干座位干移向干大里干程（干南侧干）移干动为干正。干测试干结果干表明干，在干试验干荷载干作用干下，干支座干工作干性能干正常干。支座干位移干测试干装置静载干试验干测试37其他在荷干载试干验过干程中干，对干主桥干混凝干土箱干梁和干索塔干等混干凝土干结构干关键干受力干部位干进行干重点干观测干，未干发现干由试干验加干载引干桥的干受力干裂缝干。在主干桥静干载试干验时干间段干内，干大气干温度干平均干变化干速率0.干50干℃/小时干，结干构温干度平干均变干化速干率的干最大干值为0.干88干℃/小时干，大干气温干度和干桥梁干结构干的温干度变干化均干比较干平稳干。例：结构干温度干在5日晚干上21：00至次干日凌干晨6：00之间干变化干相对干较为干稳定干，主干桥静干载试干验选干择该干时间干段内干进行干。根干据温干度测干试结干果，干在主干桥静干载试干验时干间段干内（干温度干时程干曲线干竖向干虚线干之间干的区干域）干，结干构温干度平干均变干化速干率最干大值干为0.干88干℃/小时干，大干气温干度和干桥梁干结构干的温干度变干化比干较平干稳。静载干试验干测试38第四干部分干动载干试验干测试动载干概述主桥干脉动干试验主桥干强迫干震动干试验静载干试验干测试39动载干试验干测试桥梁干结构干的动干力特干性（干振型干、阻干尼、干自振干频率干）干测定；试验干汽车干动力干作用干下，干桥梁干结构干的动干力响干应信干号和干动力干响应干值（干振幅干、主干频和干频率干范围干、动干应力干、冲干击系干数等干）测干试及干评估；各种干行车干速度干下桥干梁结干构行干车动干力特干性测干试及干评估干。试验干目的试验干内容有限干元计干算；脉动干试验；跑车干试验干；会车干试验干；原地干跳车干试验。汽车干刹车干试验测试干仪器94干1型低干频传干感器；94干1放大干器；共和干动态干应变干仪两干台IN干V系统干、CR干AS系统雷达干测速干仪。振动干测试干分析干框图动载干概述40动载干试验干测试主桥干脉动干试验主桥干实测干一阶干竖向干弯曲干振动干频率干为0.干24干Hz，大干于计干算值0.干22干H干z，实干测一干阶横干向振干动频干