工程结构实验与检测第6章-桥梁检测1

第7章

桥梁现场荷载试验桥梁是公路、铁路运输上的关键设施，也是城市交通网络中的关键节点。桥梁在其建造及服务期间不可避免地要受到环境及有害物质的浸浊。同时来自外部力量：诸如超重车、飓风、地震、疲劳、材料老化、构件缺陷以及人行破坏等危害性事件，这些都会造成桥梁不同程度的损伤积累和抗力衰减，从而抵抗自然灾害、甚至正常环境作用的能力下降，极端情况下将引发灾害性的突发事件，造成巨大的经济损伤和人员伤亡。例如，1994年韩国汉城的圣水大桥断塌、1999年重庆彩虹大桥突然倒塌、2000年台湾高屏大桥事故、2001年四川宜宾南大门大桥桥面断裂坍塌。我国现有公路桥240630余座，总长9655公里（其中特大桥1139座、1082公里），1/4以上的桥梁都存在结构缺陷、不同程度的损伤和功能性失效的隐患，其中重要的桥梁急需安全监测、评定和维修加固。1.1连续梁、简支梁落梁都汶高速——庙子坪岷江特大桥引桥一孔简支梁落梁庙子坪大桥主桥为连续刚构，1436米，桥墩高100余米，引桥为50m先简支后连续桥梁组成，共19跨，每跨引桥由10片T梁组成，每片T梁重达140吨国道213线——百花大桥百花大桥位于岷江右岸，桥长495.55m，最大墩高30.87m。上部采用4×25（钢筋砼连续梁）+5×25（钢筋砼连续梁）+50（简支T梁）+3×25（钢筋砼连续梁）+5×20（钢筋砼连续梁）+2×20（钢筋砼连续梁）平面位于R=150的圆曲线（左偏）、L=192.601的直线以及R=66的圆曲线（右偏）上。第5联桥跨，即5-20米连续梁整体倾覆，完全破坏。1.2拱桥破坏彭州至白水河长达200余米小鱼洞大桥什邡红白镇地震毁坏的拱桥

5.12地震毁坏的砖石拱桥

支座滑动及梁体位移都江堰虹口镇某公路桥支座滑动及梁体移位梁体间碰撞，梁体与挡块碰撞，挡块破坏北川县城某公路桥梁体移位墩柱、节点和桥台破坏桥梁健康监测系统

结构损伤的位置？损伤的类型？还有多少利用价值？损伤识别的过程损伤的严重程度？结构是否存在损伤？传统的无损检测损伤识别方法

动力试验静力试验桥梁检测车

脚手架静载试验量测与结构性能相关的静力参数，如变形、挠度、应变、裂缝等，通过对这些参数分析，可直接判定结构承载能力，并得到结构的刚度及抗裂性能。一般情况下，要达到结构损伤检测的最终目标，静力试验方法是最直观、直接和精确的方法，同时也能够通过静力荷载试验所获得的结构变形数据进行损伤定位和损伤程度估计。

桥梁静载试验主要内容：§1－１

概述§1－２

试验前准备工作§1－３测试项目§1－４

加载程序设计§1－５桥梁静载试验部分仪器设备§1-1概述一、桥梁结构静载试验的目的：判断桥梁结构的承载能力及安全使用条件；检验结构承载能力是否符合设计要求，以确定能否交付正常使用；验证设计理论，为完善结构分析理论积累资料§1-1概述二、桥梁结构静载试验的对象1新建的大跨径、新结构、新材料、新工艺桥梁；青洲闽江大桥主桥长1185米，5跨，桥面宽29米，六车道。主跨为605米双塔双索面的迭合梁斜拉桥。主塔采用菱形混凝土结构，钢绞线斜拉索，在国内首次采用板式斜索锚固结构。主墩基础分别采用大直径钢管桩和钻孔桩，以及国内最大的吊箱围堰。主桥共有168根无粘结镀锌高强钢铰线编成的斜拉索。目前，该桥跨度在已建成通车的斜拉桥中位居世界第四（1.多多罗大桥

890日本

1999；2.诺曼底大桥

856法国

1995；3.南京长江二桥

628中国

2001），在同类型桥梁（迭合梁斜拉桥）中位居世界第一。

晋江大桥泉州市晋江大桥位于晋江入海口上游约3km、全长2735米，主桥全长365米，为独塔双索面预应力混凝土斜拉桥，跨径组成为200米+165米；其余2370米的两端引桥由68孔30米、40米两种跨径的预应力钢筋混凝土连续箱梁桥组成。桥梁等级为一级公路特大桥兼有城市桥梁的功能。桥面全宽38米，为双向六车道主塔为“开”字型钢筋混凝土结构，自承台顶以上高132.12米

晋江大桥效果图晋江大桥晋江大桥荷载试验莆田木兰溪特大桥荷载试验木兰溪大桥工程是荔港大道的关键工程。全长860米，左岸引桥长240米；右岸引桥长240米。其中，主桥跨径为40+50+2×100+50+40米的独塔单索面自锚式悬索桥，全长364米；加劲梁为六孔一联预应力混凝土结构，采用单箱三室截面，梁高3.5米，桥梁全宽37.5米；主塔处墩塔梁固结，其余桥墩均采用活动支座；全桥布置一根主缆，置于梁中央，主缆直接锚固于梁体；形成塔、梁、索的受力体系。引桥为4×30米跨径预应力混凝土连续梁桥。设计荷载为城－A

级。

莆田市木兰溪大桥莆田市木兰溪大桥莆田市木兰溪大桥§1-1概述二、桥梁结构静载试验的对象2改建、扩建、加固或修复的桥梁，对其进行荷载试验，以检验工程效果；东山大桥上部结构大部分横系梁出现裂缝，已影响结构的横向联系；拱肋虽未见明显缺陷，但局部混凝土表面密实性较差，存在麻面、露筋等现象；其中3号肋出现一条竖向裂缝；桥面铺装层厚度不均，抽检值与设计值相比明显偏小；桥面出现两处严重塌陷破损，伸缩缝已经损坏，存在行车安全隐患。两桥台存在不同程度渗漏水现象。永春县东山大桥尤溪县坪寨大桥尤溪县坪寨大桥小节点断裂三明下洋悬索桥福州市解放大桥福州市解放大桥福州市解放大桥福州市解放大桥§1-1概述二、桥梁结构静载试验的对象3旧桥承载力鉴定；§1-1概述二、桥梁结构静载试验的对象4对设计或施工质量有疑问的桥梁和遭受某种程度损坏的桥梁；

南平玉屏山大桥-吊杆钢丝病害严重

§1-1概述三、试验计划

试验目的

准备工作

测试项目及测点设置与观测加载程序设计加载控制与安全措施

§1-2

试验准备工作

一、试验结构的考察搜集有关资料（设计资料、施工资料、监理资料、桥梁日常养护资料、桥梁定期观测资料）实桥调查（主要承重构件的调查：梁体、拱肋、主塔、悬索等的几何坐标、几何尺寸；墩、台沉降、裂缝调查；桥面板调查；伸缩缝调查；人行道、栏杆、防撞栏调查；河床冲刷情况调查；桥梁无损检测）§1-2

试验准备工作

二、试验孔（墩）的选择该孔（墩）计算受力最不利该孔（墩）施工质量较差，缺陷较多或病害较严重该孔（墩）便于搭设脚手架及设置测点或试验时便于加载§1-2

试验准备工作

三、搭设观测脚手架及设置测点附属设施搭设观测脚手架

测点附属设施桥梁检测车

脚手架路灯检修车§1-2

试验准备工作

四、静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排静载试验之前应在桥面对加载位置进行放样，且用不同颜色的标志区别不同加载工况的荷载位置，以便于加载试验顺利进行。静载试验荷载卸载位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加载方便，又要使安放的荷载不影响试验孔的受力，一般可将荷载安放在桥台一定距离外。试验前准备

§1-2

试验准备工作

五、试验人员组织及分工总指挥兼技术负责一人质量负责一人加载总指挥一个+2至3人车辆调度电源总负责1人测读数据若干人记录数据若干人后勤保障1人§1-2

试验准备工作

六、其它准备工作安全措施、供电照明设施、交通管制等

§1-3测试项目一、测试截面的确定

一些主要桥型的内力控制截面如下：简支梁桥主要：跨中截面连续梁桥主要：支点处最大负弯矩截面，跨中附近最大正弯矩截面悬臂梁桥主要：支点（根部）最大负弯矩，端部最大变形截面无铰拱桥

主要：拱顶截面最大正弯矩，拱脚截面最大负弯矩，1/4或3/8截面§1-3测试项目二、测点布置一）应力测点布置：１．单向应力场：单轴片２．已知主应力方向双向应力场：双轴片３．未知主应力方向双向应力场：三轴片一）应力测点布置

一）应力测点布置

一）应力测点布置

一）应力测点布置

§1-3测试项目二）变形测点布置１．竖向挠度２．横向位移３．支座沉降４．承台水平位移５．转角

6．主塔偏位二）变形测点布置

二）变形测点布置

二）变形测点布置

二）变形测点布置

转角测点布置

请指出以下几座桥的静载试验的测试截面应力测试主要内容：概述机测法光测法电测法一、钢振弦传感器二、电阻应变式传感器三、电涡流式传感器—非接触式应变数据处理—应力应变转换关系

概述应变测试的主要方法：——机测法——光测法——电测法千分表

构造：

千分表由测杆、齿轮、弹簧、指针和度盘等各种零部件组合而形成四个机构：传感机构（千分表中的触杆）转换机构（千分表中的大小齿轮及弹簧）指示机构（千分表中的指针）机体和保护部分§1-４加载程序设计一、加载截面内力的控制静载试验效率：－设计活载作用下控制截面的内力值（不计冲击系数）－试验荷载作用下控制截面的内力值

µ－冲击系数§1-４加载程序设计二、静载加载分级与控制桥梁静载试验必须分级加载分级控制的原则：一般情况分4~5级，每级增量20%~25%的控制荷载

分级方法：逐渐增加重物或车辆；先上轻车再上重车；加载点或加载车位于内力影响线的不同位置

§1-４加载程序设计四、加载设备的选择可行式车辆

便于调度和加载布置，加卸载速度快

重物直接加载

工作量大，加卸载周期长

液压加载

需有反力装置

§1-5安全措施结构安全保障

对各工况影响线计算出正确加载车辆数据及加载轮位，使各工况既满足加载效率要求，又确保结构安全，对特殊工况及加劲部位进行详细的计算以避免给结构带来不利影响。试验前后加载车辆进出场，以及试验期间加卸载时，在非试验区段，车辆在桥横向不超过2列，顺桥向间距不小于15米。在试验区时，车辆按指挥人员的指挥行驶、停放、就位。

§1-5安全措施试验车辆及人员安全

制定全程车辆行驶线路，并派专人负责交通指挥，确保车辆进桥、出桥安全。所有试验人员将严格按照试验操作规程及安全生产条例作业。夜晚试验时，作业面安装足够的照明设备。桥下脚手架设置一定的防护设施，确保人员安全。

§1-5安全措施试验设备的安全

当试验准备工作开始后，各种试验仪器及大量试验导线会陆续上桥安排到位，进行试验前的各项调试。在正式荷载试验前，安排专人对各项试验设备看守。试验以及试验准备期间，应禁止无关人员及车辆上桥。

木兰溪特大桥荷载试验时撞车事故木兰溪特大桥荷载试验时撞车事故木兰溪特大桥荷载试验时撞车事故木兰溪特大桥荷载试验时撞车事故北京某一悬索桥静载试验时突然坍塌悬索桥全长120米，桥身由钢板铺设而成此桥于2004年11月开工，06年9月建成，“这座桥属于步行景观桥，计划修建4座，这是第一座竣工的。北京某一悬索桥静载试验