桥梁荷载试验实施方案

桥梁荷载试验实施方案上海市建筑科学研究院〔集团〕一桥梁荷载试验目的桥梁荷载试验分为静载试验和动载试验。桥梁荷载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检定手段。试验的目的、任务和内容通常由实际的生产需要或科研需要所决定。一般桥梁荷载试验的目的有：

1．检验桥梁设计与施工的质量

对于一些新建的大、中型桥梁或者具有特殊设计的桥梁，在设计施工过程中必然会遇到许多新问题，为保证桥梁建设质量，施工过程中往往要求做施工监控。在竣工后一般还要求进行荷载试验，以检验桥梁整体受力性能和承载力是否到达设计文件和标准的要求，并把试验结果作为评定工程质量优劣的主要技术资料和依据。2．判断桥梁结构的实际承载力旧桥由于构件局部发生意外损伤，使用过程中产生明显病害，设计荷载等级偏低等原因，有必要通过荷载试验判定构件损伤程度及承载力、受力性能的下降幅度，确定其运营荷载等级。同时，旧桥荷载试验也是改建、加固设计的重要依据。3．验证桥梁结构设计理论和设计方法对于桥梁工程中的新结构、新材料和新工艺，应通过荷载试验验证桥梁的计算图式是否正确，材料性能是否与理论相符，施工工艺是否到达预期目的。对相关理论问题的深入研究，往往也需要大量荷载试验的实测数据。二静载试验桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制断面的应力及结构变形，它是检验桥梁性能及工作状态〔如结构的强度、刚度〕最直接、最有效的方法。在静载试验前对桥梁空间构模，试验前计算出各控制断面的内力影响线，根据影响线进行静力加载计算，计算结构在试验荷载作用下相应测试断面应力和变形并进行动力计算。通过静力计算结果与荷载试验结果进行比拟。从而判定结构承载能力是否满足设计荷载平安运营要求。2.1静载试验根本原那么静载试验设计采用三轴载重汽车〔重300kN〕加载，根据等效加载原理进行布载,三轴载重汽车轴重、轴距及平面布置见图，试验各工况下所需加载车辆的数量和轮位布置，将根据设计标准活荷载产生的某工况下的最不利效应值按下式所定原那么等效换算而得：0.85≤η=Ss/S(1+μ)≤1.05式中，η——静载试验效率Ss——静载试验荷载作用下，某工况计算效应值；S——设计标准活荷载不计冲击作用时产生的某试验工况的最不利计算效应值；(1+μ)——设计计算取用的动力系数；图5-1加载车辆简图试验荷载采用内力等效的原那么计算确定，使试验荷载效率满足上述规定，具体轮位布置按照各断面在最不利荷载作用下的空间有限元静力分析结果确定。2.2加载方式及试验规定5.2.1加载方式对试验荷载分级施加，以测试荷载效应与荷载的变化关系以及防止桥梁结构意外损伤。一般将荷载按加载汽车数量分级。荷载逐级递加，到达最大荷载后一次卸载。加载试验每工况重复至少一次。试验前在桥面预先画出轮位，加载时汽车应准确就位，卸载时车辆应退出结构试验影响区，车速不大于5公里/小时。每次加载或卸载的持续时间取决于结构变位到达稳定标准所需的时间。试验时取数个关键测点，监测其测读数，只有该级荷载阶段内结构变位相对稳定后才能进入下一个荷载阶段。全部测点在每次加载或卸载后立即读数一次，并在结构变位稳定后进入下一级荷载前再读数一次。对本试验选跨中断面挠度测点每5分钟读数一次，以观测结构变位是否到达稳定。一旦结构变位到达稳定，测读完各测点读数后即可进入下一级加载。2.2.2试验规定〔1〕静力试验选择在气温变化不大和结构温度趋于稳定的时间段内进行。试验过程中在量测试验荷载作用下结构响应的同时相应地测量结构外表温度。〔2〕静力试验荷载持续时间，原那么上取决于结构变位到达相对稳定所需要的时间，只有结构变位到达相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。〔3〕全部测点在正式加载试验前均应进行零级荷载读数，以后每次加载或卸载后应即读数一次。试验时选在结构变位较大的测点，每隔5分钟观测一次，以观测结构变位是否到达相对稳定。2.2.3静载试验的终止假设在加载试验过程中发生以下情况之一，立即终止加载试验：〔1〕控制测点应力超过计算值并且到达或超过按标准平安条件反算的控制应力时。〔2〕控制测点变位超过标准允许值时。〔3〕由于加载试验使结构出现非正常的受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载能力和今后正常使用时。三动载试验桥梁动载试验是为了反映结构的动力刚度、桥梁结构在营运活载作用下结构动力响应和桥梁舒适度。桥梁结构的动力特性，如固有频率、阻尼系数和振型等，只与结构本身的固有性质有关，是结构振动系统的根本特征；另一方面，桥梁结构在实际动荷载作用下，结构各部位的动力响应，如振幅、动应力、动位移、加速度以及反映结构整体动力作用的冲击系数等，不仅反映了桥梁结构在动荷载作用下的受力状态，也反映了动力作用对驾驶员和乘客舒适性的影响。结构在运营期间一旦有较大的损伤〔如梁体开裂、根底状态恶化等〕，结构的动力参数〔如频率、阻尼等〕将会出现较大的变化。动载试验主要用于综合了解结构自身的动力特性以及结构抵抗受迫振动和突发荷载作用的能力，以判断结构的实际工作状态和实际承载能力，同时也为使用阶段结构评估积累原始数据。根据桥梁的结构形式确定动载测点布置位置，布置加速度传感器、动位移、动应变测点。动载试验分为脉动试验和强迫振动试验两局部，以分别获取桥梁的自振特性和行车响应特性，其中强迫振动试验分为跑车试验、跳车试验和刹车试验。3.1脉动试验脉动试验原理是通过在桥上布置高灵敏度的传感器，长时间记录结构在环境鼓励:如风、水流、机动车、人的活动等引起的振动，然后进行谱分析，求出结构自振特性的一种方法。它假设环境鼓励为平稳的各态历经过程，在中低频段，环境振动的鼓励谱比拟均匀，在环境鼓励的频率与桥梁的自振频率一致或接近时，桥梁容易吸收环境鼓励的能量，使振幅增大；而在环境鼓励的频率与桥梁自振频率相差较大时，由于相位差较大，有相当一局部能量相互抵消，振幅较小。对环境鼓励下桥梁的响应信号进行屡次功率谱的平均分析，可得到桥梁的各阶自振频率，再利用各个测点的振幅和相位关系，可求得各阶频率相应的振型，利用幅频图上各峰值处的半功率带宽确定模态阻尼比，用的测试仪器，依据输出信息分析，采用子空间法，获得桥的模态性能。桥梁动载测点如图：桥梁动载测点3.2强迫振动试验强迫振动试验是利用试验车辆对桥梁施以动力荷载，测量桥梁动力响应，即桥梁的应频率、振幅、动应变、动挠度及冲击系数等，并对测得的桥梁动力响应值进行分析，获得桥梁的动力响应特性。强迫振动试验分为跑车试验、刹车试验和跳车试验三种工况。〔1〕跑车试验采用两辆试验载重汽车同侧并排以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h的速度在桥面上行使，测量桥梁结构在行车状态下的振幅、动应变、动挠度及冲击系数，每种车速至少重复一次。〔2〕刹车试验利用一辆试验载重汽车以20km/h速度分别匀速行驶至主跨跨中、1/4跨处刹车，测量梁体各测点振幅和梁体在顺桥向冲击荷载下的强迫振动频率，重复一次。〔3〕跳车试验利用一辆试验载重汽车以20km/h速度分别行使至主跨跨中、1/4跨处越过高10cm的三角形木后停车，测量梁体各测点振幅和梁体在竖桥向冲击荷载下的强迫振动频率，重复一次。强迫振动试验测试工况及内容见表项目工况测试内容及车速跑车1振幅、强迫振动频率、动应力车速10km/h2振幅、强迫振动频率、动应力车速20km/h3振幅、强迫振动频率、动应力车速30km/h4振幅、强迫振动频率、动应力车速40km/h5振幅、强迫振动频率、动应力车速50km/h跳车跨中2振幅、强迫振动频率障碍10cm车速20km/h1/4跨1振幅、强迫振动频率障碍10cm车速20km/h刹车跨中1振幅、强迫振动频率车速20km/h1/4跨2振幅、强迫振动频率车速20km/h四健康状态评估(1)通过对以上桥梁历史资料的收集、分析和桥梁各关键部位的检查，桥梁砼强度、主梁线型、斜拉索索力的专项检测，对桥梁各构件当前表观状况作出一个全面评估。(2)通过对桥梁各控制断面的静力加载试验，测试相应部位的应力、挠度值，对桥梁实际受力状况和结构内力分布得到科学和可靠的实测数据。(3)将按竣工资料和图纸所计算的桥梁结构在试验工况下应力和位移，以及根据普查后修正计算模型获得的计算应力和挠度值与荷载试验实测值进行比照分析，从而对桥梁结构内力状况和工作状况进行评价。(4)综合上述三方面分析结果，可以较全面获得桥梁现有的整体、局部、关键部位的工作状况，现有交通荷载作用下营运平安度，并对桥梁结构的整体健康状况做出评估。商务部分目录一、集团与公司简介1二、集团的效劳优势3三、相关资质证书4四、商务报价21一、集团与公司简介上海市建筑科学研究院〔集团〕创立于1958年，注册资金1亿元人民币，由上海国资委授权经营，是国内从事建设领域工程质量检测与评估的大型检测机构。集团现有员工1235名，中高级技术专家近50%；拥有国家和市级研究中心、检验机构、重点实验室和博士后科研工作站。院由多个事业部和专业子公司组成，以集团的综合优势，在工程结构与材料、绿色建筑、合格评定技术、工程咨询与管理、城市公共平安等领域中，开展科技攻关，提供咨询研究、检测与评估、设计与监理、工程系统效劳等专业效劳。我集团长期从事公路与市政桥梁的科研、设计和检测工作，形成了从设计、施工监控、健康检测、荷载试验、到新技术研究的一条龙效劳，形成拱桥、梁桥、斜拉桥、悬索桥等桥型系列效劳产品。集团上世纪50年代参加南京长江大桥科研攻关，到改革开放初期进行南浦大桥〔鲁班奖〕、杨浦大桥〔鲁班奖〕建设，到近年完成的卢浦大桥、国内最早的跨海大桥东海大桥都留下集团的足迹。我集团是《建设监理》、《上海建设科技》等多份杂志的主编单位。集团遵循“以人才建设、科技创新和技术领先促进院的持续开展”的根本开展模式，以技术效劳和系统效劳为主业，坚持科技创新、集约化开展和“建科”品牌三大开展战略，拥有ISO9001质量体系认证和中国国家实验室CNAL认可、同时拥有交通部进行桥梁荷载试验的权威资质。科研成果和技术成功地应用于磁悬浮轨道交通、东海大桥、卢浦大桥、浦东国际机场和上海铁路南站等上海市重大建设工程。〔见相关业绩证明〕东海大桥集团获国家科技进步一等奖集团拥有13个专业检测实验室，9个专业检查部和1个校准实验室，是获得国家和地方的计量认证及授权认可的法定质检机构，通过实验室和检查机构的CNAS国家认可，为建设、交通、环境、机械、信息、职业卫生等领域的生产、流通、工程现场和使用维护的各个环节，提供权威的委托检测、校准与检查评估，监督抽检，仲裁检验，质量鉴定等第三方合格评定效劳。多年来承当的重大工程检测工程有：南浦大桥〔鲁班奖〕、杨浦大桥〔鲁班奖〕、上海南北高架〔鲁班奖〕、卢浦大桥〔鲁班奖〕、上海浦东国际机场工程、上海科技馆工程、上海地铁一号线工程等得到了政府有关部门和顾客的高度评价。连续12年获上海市文明单位，连续9年获上海市重点工程实事立功竞赛优秀公司。5年来，共完成各类科研工程100余项，编制国家、部、市级标准标准70余项，获得部市级科技进步奖40余项。近年来，集团成功完成了辽宁省抚顺和平斜拉桥、永安斜拉桥、吉林省东辽河斜拉桥、上海拦路港大桥、上海A20公路桥梁检测、山西大同秀女桥、广东沿海高速大桥等多个大跨度桥梁的检测工作，并承当了浙江省交通厅科技方案“预应力孔道压浆综合无损检测技术研究〔2007H32〕”和江苏省交通厅“悬索桥主缆填充型环氧涂层钢绞线锚固系统有限元分析及试验”及“磁悬浮轨道梁动静力疲劳性能等课题研究，都得到了业主100%的满意。二、集团的效劳优势优势一：五十年工程检测经验和高标准企业化技术支持。集团以诚信效劳为客户创造附加价值，以客观严谨传承着集团的文化与事业。集团以“协同创新、德才兼备、创造价值”为人才标准，通过几十年的企业开展和人才建设，全院拥有享受国务院特殊津贴的专家、教授级高级工程师近30名；交通部桥梁检测工程师及建设部检测资质人员近200名，国家一级注册结构工程师、国家一级注册建筑师、国家注册监理工程师、国家注册造价师等近200名。拥有博士、硕士近200名。杨浦大桥〔鲁班奖〕优势二：丰富的斜拉桥检测、科研经验。杨浦大桥〔鲁班奖〕集团先后有四次在斜拉桥方面的科研获国家和省部级科技进步奖，特别是2007年集团在东海大桥工程中获国家科技进步一等奖，同时集团支持编制《上海预应力工程设计标准》、《上海预应力工程施工标准》等相关标准，并参编国内预应力工程的各类标准。在隶属集团的上海结构工程重点实验室中专门设置了桥梁科学研究中心进行大跨度桥梁研究。优势三：雄厚的技术实力和充分的人力资源。海纳百川，集团重视引进各类技术人才，通过包容、创造事业平台，吸引来自国内外有经验的专才参加企业，目前集团有海外学历和经历人员12人。在仪器设备方面集团每年从国外进口大量先进仪器，拥有MTS万能试验机、结构振动台、1000T压力试验机