桥梁检测报告

XXX桥荷载试验检测报告XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX(单位)XXXXXXXX(日期)目录TOC\o"1-2"\h\z\u1工程概况12试验标准、标准及依据23检测内容及仪器33.1检测内容33.2使用仪器34外观检测44.1外观检测使用编号及说明44.2构件表观缺损状况的检查44.3桥梁外观综合评定114.4桥梁结构构件的材质强度检测174.5钢筋锈蚀测试184.6混凝土保护层检测195桥梁承载能力评定215.1Dr.Bridge平面杆系计算程序原理215.2建模参数215.3Dr.Bridge建模过程215.4公路-I级荷载结构验算225.5计算结论256静载试验276.1试验计算分析276.2试验工况和加载车辆276.3试验测试内容286.4静载试验数据分析297动载试验367.1试验目的367.2试验内容367.3测点布置367.4试验结果分析378结论428.1桥梁结构外观检查结果428.2桥梁检算438.3静载试验438.4动载试验438.5建议44工程概况XXXXXXXXXX桥上部结构为16跨混凝土简支双T梁桥，单跨11m，主桥全长176m，桥面宽8.5m，下部桥墩采用两头带圆弧端的矩形墩，桥台采用矩形实体式桥台。该桥于上世纪五十年代投入使用，由于该桥设计资料已丧失，加上年久失修，在此试验之前已经被评定为危桥。受XXXXXXXXX的委托，XXXXXXXX承当XXXXXXXXX桥梁的荷载试验检测工作。2006年4月26日进场，2006年4月29日完成现场测试，2006年5月20日完成资料处理和报告编制。XXXXXXXXXX桥立面示意图如图1-1所示，照片如图1-2所示。图1-1XXXXXXX桥立面示意图图1-2桥梁照片试验标准、标准及依据1、《城市桥梁工程施工与质量验收标准》〔CJJ2-2008〕；2、《城市桥梁养护技术标准》〔CJJ11－2003〕；3、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTGD62－2004〕；4、《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60－2004〕；5、公路桥梁承载能力检测评定规程〔报批稿〕，交通部公路科研所，2005年；6、《国家一、二等水准测量标准》〔GB/T12897－2006〕；7、公路桥梁部件状态评定细那么〔讨论稿〕，交通部公路司，2003年；8、回弹法检测混凝土抗压强度技术规程〔JGJ/T23-2001〕，2001年检测内容及仪器检测内容本次检测主要包括三方面的内容：全桥外观检测、静载试验检测和动载试验检测。外观检测1、表观缺陷检查；2、混凝土强度检测；3、碳化深度检测4、钢筋锈蚀检测；5、钢筋保护层厚度检测。静载荷载试验1、检验主梁结构最大正弯矩截面正截面强度；2、检验主梁结构最大挠度控制截面竖向刚度。动载荷载试验〔1〕结构振动的最大振幅值,对数衰减率与阻尼比；〔2〕结构振型的测定，结构的固有频率；〔3〕汽车不同运行速度时的冲击系数。使用仪器1、桥梁应力检测系统；2、无线桥梁模态测试分析系统；3、碳化深度测量仪；4、钢筋位置测定仪；5、回弹仪；6、钢筋锈蚀仪。外观检测外观检测使用编号及说明1、本桥为16跨简支梁桥，由北至南分别编号为1#孔、2#孔……16#孔，每孔下共有四道横梁，由北至南分别编号为1#横梁、2#横梁、3#横梁和4#横梁。2、全桥根底结构从北到南分别编号为0#台、1#墩、2#墩……15#墩、16#台。构件表观缺损状况的检查对于桥梁结构构件表观缺陷状况，应参照《城市桥梁养护技术标准》〔CJJ11－2003〕)桥梁检查规定的要点，按照桥梁各结构部件的划分，对桥梁外观使用状况进行现场检查、打分、评分。具体表现为如下。〔1〕翼墙、耳墙：无。〔2〕护坡、锥坡：经检查，南侧锥坡开裂，具体情况如图4-1所示。图4-1锥坡开裂〔3〕桥台及根底：经检查，南北侧桥台出现竖向裂缝，典型病害见表4-1，具体情况如图4-2和图4-3所示。表3-1桥台及根底检查结果表序号部件名称缺损状况描述图片1桥台0#桥台竖向裂缝，通长、宽度15mm4-216#桥台竖向裂缝，通长、宽度8mm4-3图4-2北侧桥台竖向裂缝图4-3南侧桥台竖向裂缝〔4〕桥墩及根底：经检查，桥墩有混凝土脱落，渗水泛白等现象，典型病害见表4-2，具体情况如图4-4和图4-5所示。表3-2桥墩及根底检查结果表序号部件名称缺损状况描述图片1桥墩1#墩梁肋底部处局部混凝土脱落4-46#墩梁肋底部处局部混凝土脱落10#墩梁肋底部处局部混凝土脱落1#墩墩身渗水泛白4-5图4-4混凝土脱落图4-5侧壁渗水泛白〔5〕支座：该桥采用的是油毛毡支座，经过多年长期使用及渗水浸泡，支座已出现老化和腐蚀。〔6〕地基冲刷：无。〔7〕上部承重构件：经检查，有梁底渗水泛白，露筋，混凝土破损开裂等现象，典型病害见表4-3，具体情况如图4-6~图4-13所示。表4-3上部承重构件检查结果表序号部件名称缺损状况描述图片1主梁1#孔1#横梁与2#横梁之间梁底两处渗水泛白4-64-72#孔2#横梁与3#横梁之间西侧腹板渗水泛白3#孔梁底渗水泛白4#孔3#横梁与4#横梁之间梁底渗水泛白5#孔西侧翼缘板底部渗水泛白6#孔东侧翼缘板底部渗水泛白6#孔3#横梁与4#横梁之间梁底渗水泛白6#孔西侧翼缘板底部渗水泛白11#孔1#横梁与2#横梁之间梁底渗水泛白13#孔西侧翼缘板底部渗水泛白14#孔3#横梁与4#横梁之间梁底渗水泛白15#孔3#横梁与4#横梁之间梁底渗水泛白16#孔3#横梁与4#横梁之间梁底渗水泛白1#孔西侧翼缘板底部露筋4-84-94-106#孔东、西侧翼缘板底部露筋7#孔东、西侧翼缘板底部露筋8#孔东侧翼缘板底部露筋9#孔东、西侧翼缘板底部露筋10#孔西侧翼缘板底部露筋11#孔铺装层西侧露筋4-1211#孔东侧翼缘板底部露筋4-1112#孔西侧翼缘板底部露筋14#孔东、西侧翼缘板底部露筋5#孔梁北侧混凝土破损7#孔梁南侧混凝土破损10#孔南侧混凝土破损11#孔南侧混凝土破损6#孔东侧肋纵向裂缝4-13图4-6梁底渗水泛白图4-7梁底渗水泛白图4-8翼缘板渗水露筋图4-9翼缘板渗水露筋图4-10翼缘板露筋图4-11梁混凝土破损图4-12梁端露筋图4-13主梁纵向裂缝〔8〕上部一般构件：横梁工作状态良好。〔9〕桥面铺装：经检查，桥面铺装有不同程度损坏，有多处出现裂缝和村民的堆积物，具体情况如图4-14~图4-16所示。图4-14铺装层裂缝图4-15杂物堆积图4-16杂物堆积〔10〕桥头跳车：经检查，无桥头跳车现象。〔11〕伸缩缝：无。〔12〕人行道：无。〔13〕护栏、栏杆：经检查，护栏、栏杆大面积损坏，具体情况如图4-17~图4-20所示。图4-17栏杆裂缝图4-18栏杆露筋图4-19栏杆倒塌图4-20栏杆倾斜〔14〕照明标志：无。〔15〕排水设施：经检查，桥面排水设施较少，有堵塞和缺乏篦子等现象，具体情况如图4-21所示。图4-21排水孔堵塞〔16〕调治结构物：无。〔17〕其他：无。桥梁外观综合评定采用《城市桥梁养护技术标准》〔CJJ99-2003〕中的桥梁技术评定方法对XXXXXXXX外观进行评定，通过对XXXXXXXX检测可以得出桥梁状况指数BCI为87.09，桥梁属于B级。如表4-4~表4-6所示：表4-4桥面系各构件评分等级、扣分表损坏类型损坏评价检测结果比重μij权重ωijDPij×ωij桥面铺装网裂或龟裂程度<3%3%～10%>10%无000扣分值515400波浪及车辙程度<3%3%～10%>10%无000扣分值515400坑槽程度<3%3%～5%>5%无000扣分值6565650碎裂或破碎程度<3%3%～5%>5%无000扣分值4065800洞穴程度1个2个3个无000扣分值5065800桥面贯穿横缝程度无半贯穿贯穿无000扣分值05150桥面贯穿纵缝程度无半贯穿贯穿无000扣分值05150合计MDPi00桥头平顺桥头沉降程度无轻微明显无000扣分值015400台背下沉值程度<2cm2～5cm>5cm无000扣分值1540800合计MDPi00伸缩缝缝内沉积物阻塞程度无少量严重少量115扣分值05155接缝处铺装碎边程度无轻微严重无000扣分值040650接缝处高差程度无轻微明显无000扣分值05150钢材料翘曲变形程度无轻微严重无000扣分值015400结构缝宽程度正常略有变化卡死正常000扣分值015650伸缩缝处异响程度无轻微严重无000扣分值010300合计MDPi55排水系统泄水管阻塞程度<5%5%～20%>20%无000扣分值1040800残缺脱落程度<5%5%～20%>20%无000扣分值1020400桥面积水程度无个别处多处无000扣分值045650防水层程度完好渗水漏水完好000扣分值030650合计MDPi00栏杆或护栏露筋锈蚀程度<5%5%～10%>10%无000扣分值1020400松动错位程度轻微中等严重轻微0.51.12511.25扣分值1030*10丧失残缺程度轻微中等严重轻微0.51.12511.25扣分值1030*10合计MDPi2022.5人行道网裂程度<10%10%～20%>20%无000扣分值1530500塌陷程度<5%5%～10%>10%无000扣分值1525400残缺程度<5%5%～10%>10%无000扣分值1530500合计MDPi00桥面铺装×0.3+桥头平顺×0.15+伸缩装置×0.25+排水系统×0.1+人行道×0.1+护栏×0.1＝(100-0)×0.3+〔100-0〕×0.15+(100-5)×0.25+(100-0)×0.1+(100-0)×0.1+(100-22.5)×0.1=96.5。表4-5上部结构各构件评分等级、扣分表损坏类型损坏评价检测结果比重μij权重ωijDPij×ωijPC或RC梁式构件外表网状裂缝程度<3%3%～10%>10%无000扣分值1025400混凝土剥离程度<1%1%～2%>2%<1%0.300.649.54扣分值15304515露筋锈蚀程度<1%1%～2%>2%无000扣分值2040*0梁体下挠程度无轻微明显无000扣分值040*0结构裂缝程度无明显严重明显0.700.7827.44扣分值035*35裂缝处渗水程度无轻微严重无000扣分值015400桥面贯穿横缝程度无非贯穿贯穿无000扣分值025300合计MDPi5036.98横向联系桥面贯穿纵缝程度无非贯穿贯穿无000扣分值025450连接件脱焊松动程度<5%5%~10%>10%无000扣分值1015300连接件断裂程度<5%5%~10%>10%无000扣分值1530550横隔板网裂面积程度<5%5%~10%>10%无000扣分值1530550横隔板剥落露筋程度<5%5%~10%>10%无000扣分值1530550横隔板剥落露筋程度<5%5%~10%>10%无000扣分值1530550合计MDPi00主拱圈×0.7+横向联系×0.3=〔100-36.98〕×0.7+〔100-0〕×0.3=74.11。表4-6下部结构各构件评分等级、扣分表损坏类型损坏评价检测结果比重μij权重ωijDPij×ωij台帽盖梁网状裂缝程度<3%3%～10%>10%无000扣分值815250混凝土剥离程度<1%1%～2%>2%无000扣分值1220300露筋锈蚀程度<1%1%～2%>2%无000扣分值1015250结构裂缝程度无明显严重无000扣分值020300裂缝处渗水程度无轻微严重无000扣分值015400墩台成块脱落程度<1%1%～2%>2%无000扣分值515250合计MDPi00墩台身墩身水平裂缝程度无非贯穿贯穿无000扣分值020400墩身纵向裂缝程度无非贯穿贯穿无000扣分值010250框架式节点程度完好微裂贯穿无000扣分值015350桥墩位置程度正确倾斜严重倾斜无000扣分值030*0桥面贯穿横缝程度无非贯穿贯穿无000扣分值025500合计MDPi00支座支座固定螺栓程度完好松动锈蚀无000扣分值020300橡胶支座程度完好变形开裂无000扣分值015400钢支座程度完好松动锈蚀无000扣分值040650支座底板混凝土程度完好锈蚀碎裂无000扣分值020600支承稳定性程度稳定不稳落梁危险无000扣分值040*0合计MDPi00根底根底冲刷程度无轻微严重轻微1115扣分值0153015根底掏空程度无轻微严重无000扣分值035*0混凝土桩程度完好直径减小锈蚀无000扣分值030400根底移动程度无倾斜坍塌变形无000扣分值030*0合计MDPi1515耳墙翼墙剥离脱落程度无轻微严重无000扣分值010200翼墙前结合处程度完好开裂脱开无000扣分值015250挡土功能程度完好失去局部完全散失无000扣分值025350翼墙大贯穿缝程度无少量大量无000扣分值015350合计MDPi00台帽×0.1＋台身×0.3＋根底×0.3＋耳墙×0.1＋锥坡×0.1＋支座×0.1=(100-0)×0.1＋(100-0)×0.3＋〔100-15〕×0.3＋〔100-0〕×0.1＋〔100-0〕×0.1＋〔100-0〕×0.1=95.5。全桥BCI计算：BCI=BCIm*wm+BCIs*ws+BCIx*wx=96.5*0.15+74.11*0.4+95.5*0.45=87.09。根据城市桥梁养护标准(CJJ99—2003)中的评定方法，确定桥梁综合评定为87.09分，为B级良好状态，应进行日常保养和小修。桥梁结构构件的材质强度检测混凝土碳化深度检测钢筋混凝土结构物，钢筋处于混凝土的碱性保护中，混凝土碳化深度一旦到达钢筋，钢筋就会失去保护，当条件成熟，就会发生锈蚀，另外碳化的混凝土硬度增加，但强度却降低，致使结构的实际有效截面折损，本次对混凝土碳化深度的检测采用现场钻孔，然后喷酚酞试剂的方法测试。检测结果：混凝土碳化深度平均值为14.4表4-6碳化深度表检测位置碳化深度〔mm〕第一跨T梁底部14.0第一跨T梁翼缘板13.0第一跨T梁腹板14.0第六跨T梁底部15.0第六跨T梁翼缘板15.0第六跨T梁腹板15.2回弹法测试混凝土强度混凝土强度检测主要以回弹检测为主。检测对象为T梁构件，进行抽查检测。根据《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23-2001)，对所测构件进行强度评定，检测方法完全按照上述标准中的要求进行操作，测了10个测区的构件，每个测区面积20cm×20cm，每测区16个测点，测试仪器采用ZC3—A型回弹仪。处理数据时，每个测区16个测点的回弹值中去掉3个最大值和3个最小值，余下10个回弹值进行如下各项数据处理，计算各测区的混凝土强度。①混凝土强度平均值式中：n每个断面测区数；每测区的平均回弹值〔MPa〕。②混凝土强度标准差③混凝土强度推定值局部结构构件测区数小于10，此时的混凝土强度推定值取构件中最小的测区混凝土强度换算值。测试数据处理结果见表4-7。表4-7构件混凝土强度检测汇总表(单位：MPa)构件名称最小值强度平均值标准差强度评定值第一跨T梁底部43.0044.100.7441.79第一跨T梁翼缘板42.0044.501.4339.64第一跨T梁腹板34.0036.201.6231.34第六跨T梁底部44.0046.201.2341.98第六跨T梁翼缘板42.0045.901.9138.85第六跨T梁腹板35.0037.101.3732.75由于该桥设计资料已丧失，无法确定混凝土设计强度。实测构件混凝土强度推定值在31.24MPa~41.79MPa之间。钢筋锈蚀测试①钢筋锈蚀检测的原理采用半电池电位试验方法检测钢筋锈蚀状态，该法通过测定钢筋、混凝土与在混凝土外表上参考电极之间连成的系统所反响的电位差来评定。钢筋混凝土构件不管尺寸如何，钢筋保护层多厚均可用此方法来检定钢筋的锈蚀状态。②测区的选择与测点布置选取第6孔旧桥T梁翼缘板用钢筋锈蚀仪对钢筋锈蚀程度进行了测试。测试步骤如下：〔a〕在欲调查的外表上布置测试网格，网格节点为测点。〔b〕在网格附近找到一根水平钢筋，并使之露出。〔c〕清理外露钢筋并除锈见光亮，然后用鳄鱼夹把参考电缆线连到钢筋上。〔d〕盖上电池的坚硬盖帽，并带有一只海绵帽顶，用清洁稀薄的肥皂水使海绵帽顶湿润。〔e〕根据混凝土的位置和条件把整个混凝土外表湿润。〔f〕把DHC电极按第一测试位置安放。海绵帽顶只需要给予很轻的接触压力。〔g〕让读数停在10mV以内〔倒数第二位有效数字〕，并把读数记录下来。③测试结果测试结果见表4-8和表4-9。参考《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔征求意见稿，2003年4月〕附录5中的表F(见表1-1)，检测结果说明各节点间的电位差均在0～－140mv之间，可见第6孔T梁钢筋没有发生锈蚀现象。表4-8推荐的混凝土中钢筋锈蚀电位的评判标准序号电位水平钢筋状态10～－200无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定2－200～－300有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能腐蚀3－300～－400有锈蚀活动性，发生锈蚀概率大于90％4－400～－500有锈蚀活动性，严重锈蚀可能性极大5<－500构件存在锈蚀开裂区域表4-9钢筋锈蚀测试结果汇总表读数1234567电位均值(mv)1-257-3245-229-241-295-300-284-260.72-297-286-276-277-267-295-2633-229-270-255-240-295-291-2944-247-246-242-241-267-272-2755-279-249-240-205-253-264-2626-238-225-212-218-293-291-2937-204-296-288-265-230-243-251钢筋锈蚀程度：按参考评定准那么，有锈蚀活动性，但锈蚀状态不确定，可能腐蚀。混凝土保护层检测混凝土保护层为钢筋提供了良好的保护，其厚度和分布的均匀性是影响钢筋耐久性的重要因素。本次检测采用非破损检测方法确定钢筋位置，辅以现场修正确定保护层厚度。每种构件选取10个测区，每个测区测10个测点进行保护层厚度测量。由于该桥资料已经丧失，假设混凝土保护层设计值为30mm。测量仪器采用钢筋位置测定仪和保护层厚度测试仪。表4-10混凝土保护层厚度对结构钢筋耐久性的影响检测位置平均值标准差厚度特征值厚度特征值/设计值对结构钢筋耐久性的影响第一跨T梁底部46.708.6032.121.07影响不显著第二跨T梁底部41.307.5028.590.95影响不显著第六跨T梁底部45.206.8933.521.12影响不显著第七跨T梁底部48.306.8636.661.22影响不显著由上表可知，混凝土保护层厚度特征值/设计值均大于0.95，混凝土保护层厚度对钢筋耐久性影响的评定标度为1。桥梁承载能力评定为掌握XXXXXXXXX的结构特点和受力性能，对结构进行分析，以得到结构各控制断面在恒载、活载作用下的设计内力，为荷载试验及正确判断该桥的现有状态提供依据。Dr.Bridge平面杆系计算程序原理本文采用同济大学的Dr.Bridge建立的平面杆系模型，在用Dr.Bridge进行直线桥梁结构计算时采用常规的位移法，即先形成单元刚度矩阵，经坐标转换后形成总刚度矩阵，形成荷载右端项，求解结构位移列阵，据此得到节点位移、单元内力以及支承反力，在此根底上考虑施工阶段，采用增量理论，逐步推进获得最终结构效应。对于结构总刚度矩阵的处理，系统中有几种特殊情况，其一是边界条件的处理，对于刚性支承，系统采用冲零置一法，如果有强迫位移，那么在处理总刚之前将强迫位移引起的右端项形成，然后再处理总刚，结构计算结束后再迭加其预处理结果；对于弹性边界，那么将弹性系数迭加到相应的总刚位置上；如果结构中存在主从约束关系，那么在形成总刚时将从约束刚度迭加到对应主约束位置上。结构的主从约束关系主要用于处理结构的各种位移不连续情况，即结构中的各种铰节点，其中有单向铰、双向铰等，使用的方法是在铰节点处设置多于一个的节点号，节点号之间用主从关系描述，如果三个方向都有主从关系那么等价于节点处固结，即所有位移在此都连续，对于节点不重合的情况下，系统自动形成刚臂，用户无需输入刚臂，仅在单元的节点坐标输入时输入关心位置的坐标。建模参数原设计按照1985年交通部部颁标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTJ023-85〕进行。其采用的主要设计参数为：1、双T梁混凝土容重：26kN/m3；2、恒载集度：桥面铺装q=3.7kN/m。Dr.Bridge建模过程XXXXXXXXX平面杆系单元的划分考虑到简支梁，全桥分为14个单元，15个节点。单元划分如图4-1，结构的立体模型如图4-2。图4-1全桥单元划分示意图图4-2立体模型图公路-I级荷载结构验算活载内力计算表4-4为结构在公路-I级荷载作用下的最不利内力。表4-4活载作用最不利弯矩〔kN•m〕及最不利剪力〔kN〕单元号MaxMMaxQ单元号MaxMMaxQ10490811702282391465911702053703440101090160493839211938118510903441270377.1611702971339137.97117025014018.8承载能力极限状态根本组合正截面强度验算表4-5为各截面的抗弯强度与其承受的最不利极限组合内力的比拟，图4-6和图4-7为单元承载能力极限组合最大最小抗力及对应内力图。由表中看出，跨中局部截面不满足抗弯承载能力极限状态的要求。表4-5承载能力极限状态根本组合正截面强度验算〔单位：kN•m〕单元号内力属性Mj极限抗力承载力是否满足单元号内力属性Mj极限抗力承载力是否满足1最大弯矩02890是8最大弯矩35402890否最小弯矩02890是最小弯矩13302890是2最大弯矩5792890是9最大弯矩35302890否最小弯矩2302890是最小弯矩13102890是3最大弯矩11102890是10最大弯矩33002890否最小弯矩4382890是最小弯矩12302890是4最大弯矩20202890是11最大弯矩27202890是最小弯矩7892890是最小弯矩10502890是5最大弯矩26902890是12最大弯矩20102890是最小弯矩10502890是最小弯矩7892890是6最大弯矩31502890否13最大弯矩11102890是最小弯矩12302890是最小弯矩4382890是7最大弯矩34202890否14最大弯矩5772890是最小弯矩13102890是最小弯矩2302890是图4-6单元承载能力极限组合最大抗力及对应内力图图4-7单元承载能力极限组合最小抗力及对应内力图正常使用极限状态裂缝宽度验算表4-6为正常使用极限状态裂缝宽度验算结果，图4-8为短期效应组合裂缝图。由表可知正常使用极根状态下的裂缝宽度个别单元大于容许裂缝宽度。表4-6持久状况下正常使用极限状态抗裂验算〔单位：mm〕单元号裂缝位置短期组合裂缝宽度(mm)容许裂缝宽度(mm)单元(裂缝)是否满足1上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.000是2上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.051是3上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.098是4上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.178是5上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.237是6上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.278否7上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.301否8上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.305否9上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.303否10上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.284否11上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.240是12上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.177是13上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.098是14上缘裂缝0.0000.25是下缘裂缝0.051是图4-8短期效应组合裂缝图承载能力极限状态根本组合斜截面强度验算由于影响钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力的因素较多、情况复杂，因此，《公桥规》建议的斜截面抗剪承载力验算公式为：式中：—斜截面受压端正截面上由由作用〔或荷载〕产生的最大剪力组合设计值—斜截面内混凝土的抗剪承载力设计值—斜截面内箍筋的抗剪承载力设计值—斜截面内混凝土和箍筋共同的抗剪承载力设计值—与斜截面相交的弯起钢筋抗剪承载力设计值《公桥规》采用的计算混凝土和箍筋共同抗剪能力的公式为：式中：—异号弯矩影响系数，计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时，=1.0；计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时，=0.9；—预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件，=1.0；对预应力混凝土受弯构件，=1.25，但当钢筋合力引起的截面弯矩的方向相同，或对于允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件，取=1.0；—受压翼缘的影响系数，取=1.1；—斜截面受压端正截面处矩形截面宽度，或T形和I形截面腹板宽度—斜截面受压端正截面的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点到受压边缘的距离—斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，=100，，当>2.5时，取=2.5；—边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准值〔MPa〕，即为混凝土强度等级；—斜截面内箍筋配筋率；—箍筋抗拉强度设计值，取值不宜280MPa。由作用产生的最大剪力组合设计值为，而混凝土、箍筋和弯起钢筋共同承当的剪力为329.958KN，所以：所以，斜截面的抗剪承载力不满足要求。计算结论按照交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准》〔JTJ023-85〕，通过对桥梁结构使用阶段的计算，可以得出如下结论：设计理想状态下，经验算，结构在公路-I级使用阶段荷载组合作用下，各截面的抗弯强度与其承受的最不利极限组合内力相比拟可知，各截面不完全满足抗弯承载能力极限状态的要求；正常使用极根状态下的裂缝宽度个别截面大于容许裂缝宽度；由作用产生的最大剪力组合设计值为，而混凝土、箍筋和弯起钢筋共同承当的剪力为329.958KN，所以，斜截面的抗剪承载力不满足要求。综合上述结论得到：XXXXXXXXX不满足公路-I级荷载要求。静载试验试验计算分析采用桥梁博士分析模型，进行桥梁设计车辆荷载和试验工况的计算分析，分析模型如图5-1所示。计算按照双车道布载情况下跨中最大正弯矩工况布置。图5-1有限元模型图5-2给出了桥梁在设计车辆荷载下的弯矩响应值。图5-2主梁弯矩图〔kN.m〕结构位移反响如图5-3所示。图5-3主梁竖向位移〔m〕试验工况和加载车辆加载车辆本次荷载试验采用2辆重约13t的三轴载重汽车加载模拟公路-I级荷载，车辆参数见表5-1和图5-4所示。图5-4加载卡车图示表5-1加载车辆参数车辆编号轴重(kg)前轴重中轴重后轴重总重1#270055004800130002#30005300470013000试验工况和试验效率系数本桥为简支双T梁结构，根据结构受力特点和理论分析结果，设置荷载试验工况如下：跨中最大正弯矩工况：试验采用对称布置，以等效边梁跨中最大正弯矩为原那么进行等效车辆加载，试验时主要量测各主梁的应变和挠度。加载模式如图5-5所示。图5-5工况1偏载加载车辆布置〔m〕表5-2为试验工况满载两车的试验效率系数计算结果，效率系数为1.01，符合标准0.85-1.05的要求。表5-2荷载试验效率系数试验工况试验工况主梁梁号6#跨中设计荷载弯矩值〔kN·m〕523试验荷载弯矩值〔kN·m〕525试验效率系数1.01试验测试内容针对本桥加载工况，根据试验测试的目的和承载力评定需要，主要测试主梁跨中最大正弯矩应变和挠度。应变测试主梁应变测点全部布置于跨中断面，具体如图5-6所示。图5-6主梁应力测点布置图〔mm〕位移测试主梁位移测试布置于跨中截面，具体如图5-7和图5-8所示。图5-7主梁位移测点立面布置图图5-8主梁位移测点平面布置图静载试验数据分析试验静荷载作用下，试验梁各测点变位〔挠度、沉降〕与应变的计算，依据测量的试验数据按以下方法进行处理。●扣除支点沉降的影响，计算跨中截面的实际挠度。考虑支点沉降对跨中截面挠度的影响，试验数据处理时应将跨中截面测得的挠度扣除梁两端支点沉降的数值，方法如下：式中：——实际挠度值，mm；——跨中截面测量测点挠度数值，mm；——梁两端支点沉降的测量数值，mm。●各测点变位〔挠度、沉降〕与应变计算。总应变：弹性应变：剩余应变：式中：——加载前各点的初始值〔初读数〕；——加载到达稳定时的测值〔加载值〕；——卸载到达稳定时的测值〔卸载值〕。挠度测试结果及分析桥梁在试验静荷载作用下，试验桥跨的跨中截面挠度的实测值、理论计算值及校验系数结果见表5-3，分级加载挠度值见表5-4，跨中截面挠度实测值与理论计算值关系曲线如图5-9所示。表5-3跨中截面挠度分析表〔mm〕测点位置加1加2理论值校验系数1/4截面0.90.90.243.751/2截面1.51.80.325.633/4截面1.11.40.245.83表5-4跨中截面挠度残值分析表〔mm〕测点位置加1加2卸载相对剩余变形1/4截面0.90.90.777.78%1/2截面1.51.81.372.22%3/4截面1.11.41.071.43%图5-9跨中截面挠度实测值与理论计算值关系曲线校验系数为试验荷载作用下实测值与理论计算值的比值，是结构评定的重要指标。由上面图表可见在试验荷载作用下该桥的挠度的校验系数均在1以上，挠度的校验系数在常规混凝土梁桥的校验系数0.70～1.0的范围以上，说明结构刚度不能满足要求。加载时，相对挠度为1.8/11000=1/6111，说明均满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔报批稿〕小于L/600要求。由跨中截面挠度实测值与理论计算值关系曲线亦可看出，桥跨结构整体性欠佳，已不能满足设计荷载要求。相对剩余变位见表6-5，在0.7-1.3mm之间，残值率约均大于20%，最大残值1.3mm，残值率72.22%，大于20%，不符合《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔报批稿〕应变测试结果及分析试验孔各梁在试验荷载作用下，跨中截面混凝土应变的实测值、理论计算值及校验系数见表5-5，分级加载应变值见表5-6和表5-7。跨中截面挠度实测值与理论计算值关系曲线如图5-10所示，应变测点分级加载曲线如图5-11和图5-12所示。表5-5跨中中载加载情况表〔με〕传感器位置加载实测值加载理论值效验系数传感器位置加载实测值加载理论值效验系数东侧沿梁高1-2-1.21.67西侧沿梁高1-8.2-1.26.83东侧沿梁高20.92.80.32西侧沿梁高2-4.52.8-1.61东侧沿梁高379.58.49.46西侧沿梁高3-10.98.4-1.30东侧沿梁高4103.319.35.35西侧沿梁高4-6.519.3-0.34东侧沿梁高57.830.20.26西侧沿梁高5-11.430.2-0.38东侧梁底-8.731.7-0.27西侧梁底///注：“/”表示测点试验失败，“+”表示受拉，“—”表示受压表5-6东侧测点分级加载应变值及相对剩余应变值表〔με〕传感器位置一级加载值二级加载值卸载值相对剩余应变东侧沿梁高10.3-2-8.4420.0%东侧沿梁高21.10.9-5.2-577.8%东侧沿梁高362.679.5-8.1-10.2%东侧沿梁高476.5103.31.11.1%东侧沿梁高59.37.8-7.8-100.0%东侧梁底-0.5-8.7-17.9205.7%表5-7西侧测点分级加载应变值及相对剩余应变值表〔με〕传感器位置一级加载值二级加载值卸载值相对剩余应变西侧沿梁高1-1.4-8.2-16.3198.8%西侧沿梁高2-0.8-4.5-9.8217.8%西侧沿梁高3-3-10.9-17.9164.2%西侧沿梁高4-1.3-6.5-15.2233.8%西侧沿梁高5-3.9-11.4-16.8147.4%西侧梁底////图5-10实测应变和理论应变比照曲线图5-11东侧应变测点加载曲线图5-12西侧应变测点加载曲线在试验荷载作用下，混凝土应变沿梁高分布根本呈线性分布。为减少试验误差，应用最小二乘法原理对各截面测点数据进行回归分析，确定一条误差较小的最正确试验曲线，即沿梁高变化的直线方程。假定最正确试验曲线方程为：式中：—混凝土应变值；—梁的高度；a、b—截距和斜率。其中：，，，表5-8主梁跨中截面混凝土应变试验曲线梁号试验工况东侧T梁西侧T梁注：1、表中y为测点距梁底的距离，单位cm；2、ε为测点微应变；3、应变以拉为正，以压为负；4、虚线表示实测应变曲线，实线表示回归曲线。1、由试验结果可见，各个应变测点的效验系数分布在-1.61~9.46之间，其中东侧腹板的效验系数分布在-0.27~9.46之间，西侧腹板的效验系数分布在-1.61~6.83之间，常规情况下混凝土梁桥的效验系数应该分布在0.4~0.8之间〔见《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔报批稿〕〕，说明该桥的结构强度已经不满足设计要求。2、西侧腹板的应变值多为压应变，与正常情况及其不相符，可能是由于腹板在荷载作用下产生了不规那么的变形〔比方整个上部结构向西侧倾斜扭曲〕，这种变形会严重影响桥梁的使用性能。3、由分级加载情况可知，应变测点的剩余应变大局部大于20%，不符合《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔报批稿〕中主要控制测点的相对剩余变位不大于20%的一般要求，说明该桥在卸载后的弹性恢复能力已经丧失。4、试验中对腹板进行了应变沿梁高方向变化规律的测量。结果说明，梁截面应变沿梁高已经不呈线性分布，可能是由于主梁实际强度和弹性模量较设计值降低所致，该桥在试验荷载作用下已经不能满足线形工作状态的要求。动载试验试验目的激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数、动力响应〔加速度、动挠度〕等参量的试验工程，进行桥梁承载能力评定，以此判断桥梁结构的整体刚度、运营性能。试验内容动载试验需要完成以下二方面内容：〔1〕脉动试验：在桥面的特定位置设置加速度传感器，进行振动信号采集，获得主梁的振动频率，这些频率可用于结构的参数分析，进一步确定结构的刚度和质量分布情况。〔2〕无障碍行车试验：采用1辆重130kN的翻斗车匀速驶过主桥，行驶速度分别为10km/h、20km/h、30测点布置脉动测点布置桥面上的测点共5ｘ2=10个，为了测量该桥的扭转振型，分为5组对称于桥中轴线排列，具体位置如图6-1和图6-2所示。本试验采用6个传感器，两个并排固定在桥头作为参考点，其余测点那么设置为移动测点，通过并排移动其余4个测点的传感器来分批采集天然脉动信号。对各测点进行传函分析和模态拟合得出该桥的低阶振动频率、模态和阻尼值。图6-1脉动试验传感器立面布置示意图图6-2脉动试验传感器平面布置示意图动应变测点布置为准确量测桥梁结构的动力系数，将传感器布置在响应较大的截面处。根据简支桥梁的结构特点，以跨中截面作为测试断面，在该截面处每个T梁底缘各布置1个动挠度测点，具体位置如图6-3和图6-4所示。图6-3动挠度测点立面布置示意图图6-4动挠度测点横断面布置示意图试验结果分析桥梁结构振型与固有频率的测定桥梁结构的振型是结构相应于各阶固有频率的振动形式，一个振动系统的振型数目与其自由度数相等。桥梁结构是一具有连续分布质量的体系，也是一个无限多自由度体系，因此其固有频率及相应的振型也有无限多个。但是，对于一般桥梁结构，第一个固有频率即基频，对结构动力分析才是重要的；对于较复杂的动力分析问题，也仅需要前几阶固有频率，因而在实际测试中，一些低阶振型才有实际意义。桥梁在振动过程中，除受介质阻尼作用外，还受材料内部阻尼、支座摩擦等作用影响。阻尼作用可对结构振动起到衰减作用，这对降低动荷载的动力作用、减少结构材料的疲劳破损是有利的。通过利用放置在试验孔桥面上的速度传感器测得桥梁天然脉动信号时域曲线，对采集到的时间历程图波形进行分析得到，XXXXXXXXX1阶固有频率为8.35Hz，1阶振型图如图6-5所示，1阶振型三视图如图6-6所示。图6-5XXXXXXXXX1阶振型如图图6-6XXXXXXXXX1阶振型三视如图理论计算所得的主梁自振频率f0=7.72Hz〔未考虑桥面铺装作用，仅计算主梁的自振频率〕，实测自振频率与理论自振频率比值为8.35Hz，《公路桥梁承载能力检测评定规程》〔报批稿〕中规定实测自振频率与理论自振频率比值大于1.1为良好状态，说明实际结构的整体性良好。结构的实测阻尼比4.87%，而桥梁常见阻尼比范围在0.22％～5.73％，实测阻尼比介于桥梁常见阻尼比范围内。冲击系数分析动力荷载作用对桥梁结构上产生的动挠度，一般较同样的静荷载所产生的相应的静挠度要大。动挠度与相应的静挠度的比值称为活荷载的冲击系数。由于挠度反映桥梁结构的整体变形，是衡量结构刚度的主要指标，因此活载冲击系数综合反映了动力荷载对桥梁结构的动力作用。活荷载冲击系数与桥梁结构的结构形式、车辆行使速度、桥面的平整度等因素有关。为了测定桥梁结构的冲击系数，应使车辆以不同的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，如下图，按照冲击系数的定义有：图6-7~图6-9为一辆13t重的实验车辆分别以10km/h、20km/h、30km/h时速通桥面时，T梁动挠度时程曲线，根据实测数据，可得该桥的冲击系数〔1+图6-7跑车10km/h动挠度图6-8跑车20km/h动挠度图6-9跑车30km/h动挠度从桥跨结构的动力响应分析角度而言，冲击系数源于三个方面，理想的移动荷载作用桥面引起桥跨结构的振动，引起动力放大；车辆自身的振动使其加载在桥面上的力也有一定的波动；实际的桥面不平整引起车辆跳动引起冲击作用。这三者之间影响是相互联系的，车与桥跨结构的振动是耦合的，桥面不平也会引起车、桥的振动。根据《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕规定，冲击系数取值为：当f<1.5Hz时μ=0.05当1.5Hz<f<14Hz时μ=0.17671nf-0.0157当f>14Hz时μ=0.45本桥实测自振频率f=8.35Hz，根据《公路桥涵设计通用标准》〔JTGD60-2004〕可以计算得到冲击系数为1+μ=1.3593。不同车速测