01-橋梁結構檢測評定作業(yè)指導書

1、湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第1頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 IN-03-01橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 適用范圍 適用于新建橋梁和舊橋的荷載試驗和承載能力的檢測評定 二、檢測依據 1. 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(JTG/T J21-2011) 2. 公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004) 3. 公路圬工橋涵設計規(guī)范(JTG D61-2005) 4. 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004) 5. 公路工程質量檢驗評定標準(JTG F80/1-

2、2004) 6. 公路橋涵施工技術規(guī)范(JTG/T F50-2011) 7. 公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范(JTG H11-2004) 8. 大跨徑混凝土橋梁的試驗方法交通部公路科學研究所，1982年 9. 公路斜拉橋設計細則(JTG/T D65-01-2007) 10. 公路勘測規(guī)范(JTG C10-2007) 11. 公路橋梁抗震設計細則(JTG/T B02-01-2008) 12. 公路橋梁抗風設計規(guī)范(JTG/T D60-01-2004) 13. 公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范(JTG D63-2007) 14. 工程測量規(guī)范(GB 50026-2007) 15. 公路橋梁技術狀況評定標準(JTG/T

3、 H21-2011) 三、儀器設備 1.應變測試儀器：主要采用 DH-3815N靜態(tài)應變測試系統(tǒng)，江蘇東華測試技術有限 公司生產。主要技術參數：16通道，可適應120歐姆、240歐姆、350歐姆不同的應變 片； 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第2頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 2變形測試儀器：精密水準儀、百分表、全站儀、卷尺等； 3動力特性測試儀器：DH5935N東華動力測試系統(tǒng) 4.裂縫觀測設備：裂縫寬度觀測儀 ZBL-F101 ； 5配套儀器及工具：筆記本電腦1臺，普通5號電池4節(jié)，螺絲刀一把

4、，干凈棉紗 手套兩雙等。 四、檢測方法與步驟 1.試驗方案的確定 1.1荷載試驗的目的 橋梁荷載試驗的目的是檢驗橋梁整體受力性能和承載力是否達到設計文件和規(guī)范 的要求，對于新橋型及橋梁中運用新材料、新工藝的，應驗證橋梁的計算圖式，為完善 結構分析理論積累資料。對于舊橋通過荷載試驗可以評定出其運營荷載等級。 1.2結構計算 橋梁的荷載試驗是一項復雜而細致的工作，技術含量高，應根據荷載試驗的目的進 行認真的調查，并根據試驗對象的結構布置，試驗前必須進行詳細的結構計算分析。 1.3試驗方案 在結構計算的基礎上周密地考慮試驗的全過程，預計可能出現的問題，制定出切實 可行的試驗計劃（包括荷載試驗的主要內

5、容），包括以下幾個方面： 1.3.1測試跨（或墩）的選擇 對多孔橋梁中跨徑相同的橋孔（或墩）可選13孔具有代表性的橋孔（或墩）進行加載 試驗。選擇時應綜合考慮以下因素： 該孔（或墩）計算受力最不利； 該孔（或墩）施工質量較差、缺陷較多或病害較嚴重； 該孔（或墩）便于搭設腳手架，便于設置測點或便于實施加載。 選擇試驗孔的工作與制定計劃前的調查工作結合進行。晴天或多云天氣下進行加載 試驗時，陽光直射下的應變測點，應設置遮擋陽光的設備，以減小溫度變化造成的觀測 誤差。雨季進行加載試驗時，則應準備儀器，設備等的防雨設施，以備不時之需。 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第3頁共21

6、頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 橋下或橋頭用活動房或帳篷搭設臨時實驗室安放數據采集等儀器、并供測試人員臨 時辦公和看管設備之用。 1.3.2測試斷面及試驗荷載工況的確定 為了滿足鑒定橋梁承載力的要求，荷載工況選擇應反映橋梁設計的最不利受力狀 態(tài)，簡單結構可選12個工況，復雜結構可適當多選幾個工況，但不宜過多。進行各 荷載工況布置時可參照截面內力（或變形）影響線進行，常見橋型荷載工況可參考以下 情形： 簡支梁橋 跨中最大正彎矩工況 支點最大剪力工況 橋墩最大豎向反力工況 連續(xù)梁橋 主跨跨中最大正彎矩工況 主跨支點負彎矩工況 主跨橋

7、墩最大豎向反力工況 主跨支點最大剪力工況 邊跨最大正彎矩工況 懸臂梁橋（T型剛構橋） 支點（墩頂）最大負彎矩工況 錨固孔跨中最大正彎矩工況 支點（墩頂）最大剪力工況 掛孔跨中最大正彎矩工況 拱橋 跨中最大正彎矩工況 拱腳最大負彎矩工況 拱腳最大推力工況 正負撓度絕對值之和最大工況 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第4頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 此外，對橋梁施工中的薄弱截面或缺陷修補后的截面可以專門進行荷載工況設計， 以檢驗該部位或截面對結構整體性能的影響。 動載試驗一般安排標準汽車車列（對小跨徑

8、橋也可用單車）在不同車速時的跑車試 驗，跑車時速一般定為10km/h、20km/h、30 km/h、40 km/h、50 km/h。此外可根據橋況 安排其他試驗項目，如需測定橋梁承受活載水平力性能時作車輛制動試驗，為測定橋梁 自振頻率作跳車后的余振觀測，并在無荷載時進行脈動觀測。 1.3.3試驗荷載的確定及加載方案設計 控制荷載的確定 為了保證荷載試驗的效果，對所確定的試驗工況，必須先確定試驗的控制荷載。根 據橋梁設計荷載（汽車、人群、掛車、履帶車、或特殊重型車輛等），計算對結構控制 截面產生的內力（或變形）的最不利值，并按最不利者對應的荷載作為控制荷載。 荷載試驗應盡量采用與控制荷載相同的荷

9、載，而組成控制荷載（標準設計荷載）的 車輛是由運管車輛統(tǒng)計而得的概率模型。當客觀條件所限，采用的試驗荷載與控制荷載 有差別時，為保證試驗效果，在選擇試驗荷載的大小和加載位置時采用靜載試驗效率q 動載試驗效率d進行控制。 靜載試驗效率 靜載試驗效率為 Ss S(1) 式中：Ss靜載試驗荷載作用下控制截面內力計算值； s控制荷載作用下控制截面最不利內力計算值； 按規(guī)范采用的沖擊系數。 q值可采用0.951.05，當橋梁的調查、檢算工作比較完善而又受加載設備能力所 限，q值可采用低限；當橋梁的調查、檢算工作不充分，尤其是缺乏橋梁計算資料時， q值應采用高限?？傊畱鶕捌诠ぷ鞯木唧w情況來確定，一般情

10、況下q值不宜小于 0.95。 荷載試驗宜選擇溫度穩(wěn)定的季節(jié)和天氣進行。當溫度變化對橋梁結構內力影響較大 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第5頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 時，應選擇溫度內力較不利的季節(jié)進行荷載試驗，否則應考慮用適當增大靜載試驗效率 q來彌補溫度影響對結構控制截面產生的不利內力。 當控制荷載為掛車或履帶車而采用汽車荷載加載時，考慮到汽車荷載的橫向應力增 大系數較小，為了使截面的最大應力與控制荷載作用下截面最大應力相等，可適當增大 靜載試驗效率q。 Sd S 動載試驗效率 動載試驗效率

11、為 式中：Sd動載試驗荷載作用下控制截面最大計算內力值； S標準汽車荷載作用下控制截面最大計算內力值 （不計入車輛沖擊系數）0 q值一般采用1動載試驗的效率不僅取決于試驗車型及車重，而且取決于實 際跑車時的車間距。因此在動載試驗跑車時應注意保持試驗車輛之間的間距，并采用實 際測定跑車時的車間距作為修正動載試驗效率q的計算依據。 1.3.4測點布置與測試 主要測點的布設： 測點的布設不宜過多，但要保證觀測質量。有條件時，同一測點可用不同的測試 方法進行校對，一般情況下，對主要測點的布設應能控制結構的最大應力（應變）和 最大撓度（或位移）0幾種常用橋梁體系的主要測點布設如下。 簡支梁橋：跨中撓度，

12、支點沉降，跨中截面應變。 連續(xù)梁橋：跨中撓度，支點沉降，跨中和支點截面應變。 懸臂梁橋：懸臂端部撓度，支點沉降，支點截面應變。 拱橋：跨中，1/4處撓度，拱頂I /4和拱腳截面應變。 撓度觀測測點一般布置在橋中軸線位置。截面抗彎應變測點應設置在截面橫橋向應 力可能分布較大的部位，沿截面上、下緣布設，橫橋向測點設置一般不少于3處，以控 制最大應力的分布。 當采用測點混凝土表面應變的方法來確定鋼筋混凝土結構中鋼筋承受的拉力時，考 慮到混凝土表面已經和可能產生的裂縫對觀測的影響，測點的位置應合理進行選擇。如 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第6頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢

13、測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 鑿開混凝土保護層直接在鋼筋上設置拉應力測點，則在試驗完后必須修復保護層。 其他測點的布設： 根據橋梁調查和檢算工作的深度， 綜合考慮結構特點和橋梁目前狀況等可適當加設 以下測點： 撓度沿橋長或沿控制截面橋寬方向分布； 應變沿控制截面橋寬方向分布； 應變沿截面高的分布； 組合構件的結合面上、下緣應變； 墩臺的沉降、水平位移與轉角，連拱橋多個墩臺的水平位移； 剪切應變； 其他結構薄弱部位的應變； 裂縫的監(jiān)測測點。 一般應實測控制斷面的橫向應力增大系數，當結構橫向聯(lián)系構件質量較差，聯(lián)接較 弱時則必須測定控制截面的橫向應力增大系數

14、。簡支梁跨中截面橫向應力增大系數的測 定，既可采用觀測跨中沿橋寬方向應變變化的方法，也可采用觀測跨中沿橋寬方 向撓度變化的方法業(yè)進行計算或用兩種方法互校。 對于剪切應變測點一般采取設置應變花的方法進行觀測。為了方便，對于梁橋的剪 應力也可在截面中性軸處主應力方向設置單一應變測點來進行觀測。梁橋的實際最大剪 應力截面應設置在支座附近而不是支座上。 溫度測點的布設： 選擇與大多數測點較接近的部位設置 12處氣溫觀測點，此外可根據需要在橋梁 主要測點部位設置一些構件表面溫度觀測點。 1.3.5加載控制與安全措施 靜載加載分級與控制： 為了加載安全和了解結構應變和變位隨試驗荷載增加的變化關系，對橋梁荷

15、載試驗 的各荷載工況的加載應分級進行。其中分級控制的原則是： 當加載分級較為方便時，可按最大控制截面內力荷載工況均分為4-5級。 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第7頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 當使用載重車加載，車輛稱重有困難時也可分成 3級加載。 當橋梁的調查和驗算工作不充分，或橋況較差，應盡量增多加載分級。如限于條 件，加載分級校少時，應注意每級加載時，車輛荷載應逐輛緩緩駛入預定加載位置，必 要時可在加載車輛未到達預定加載位置前分次對控制測點進行讀數監(jiān)控，以確保試驗安 全。 在安排加載分級時

16、，應注意加載過程中其他截面內力亦應逐漸增加，且最大內力 不應超過控制荷載作用下的最大利內力。 根據具體條件決定分級加載的方法，最好每級加載后卸載，也可逐級加載，達到最 大荷載后逐級卸載。一般采用后種方法進行荷載試驗。采用車輛荷載加載分級的方法如 下： 逐漸增加加載車數量； 先上輕車后上重車； 加載車位于內力影響線的不同部位； 加載車分次裝載重物。 以上各法亦可綜合采用。 加載重物的稱量： 可根據不同的加載方法和具體條件選用以下方法，對所加載進行稱量。 稱重法 當采用重物直接在橋上加載時，可將重物化整為零稱重后按逐級加載要求分堆置 放，以便加載取用。 當采用車輛加載時，可將車輛逐軸開上稱重臺進行

17、稱重。如沒有現成可供利用的稱 重臺，可自制專用稱重臺進行稱重。 體積法 如采用水箱加載，可通過測量水體積來換算水的重力。 綜合計算法 根據車輛出廠規(guī)格確定空車軸重（注意考慮車輛零配件的更換和添減， 汽油、水、乘 員重力的變化）。再根據裝載重物的重力及其重心將其分配至各軸。裝載物最好采用規(guī) 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第8頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 則外形的物體整齊碼放或采用松散均勻料在車箱內攤鋪平整，以便準確確定其重心位 置。 無論采用何種確定加載物重力的方法，均應作到準確可靠，其稱量誤差最

18、大不得超 過5%。最好能采用兩種稱重方法互相較核。 力卩、卸載的時間選擇： 為了減少溫度變化對試驗造成的影響，加載試驗時間以22:00至晨6:00為宜。尤其 是采用重物直接加載，加卸載周期比較長的情況下只能在夜間進行試驗。對于采用車輛 等加卸載迅速的試驗方式，如夜間試驗照明等有困難時亦可安排在白天進行試驗，但在 晴天或多云的天氣下進行加載試驗時每一加、卸載周期所花費的時間不宜超過20mi n。 加載設備的選擇： 靜載試驗加載設備可根據加載要求及具體條件選用，一般有以下兩種加載方式。 可行式車輛 可選用裝載重物的汽車或平板車，也可就近利用施工機械車輛。選擇裝載的重物時 要考慮車廂能否容納得下，裝

19、載是否方便，裝載的重物應置放穩(wěn)妥，以避免車輛行駛時 因搖晃而改變重物的位置。 采用車輛加載優(yōu)點很多，如便于調運和加載布置，加卸載迅速等。采用汽車荷載 既能作靜試驗又能作動載試驗。這是較常采用的一種方法。 重物直接加載 一般可按控制荷載的著地輪跡先搭設承載架，再在承載架上堆放重物或設置水箱進 行加載。如加載僅為滿足控制面內力要求，也可采取直接在橋面堆放重物或設置水箱的 方法加載。承載架的設置和加載物的堆放應安全、合理，能按要求分布和加載重量，并 不使加載設備與橋梁結構共同承載而形成 卸載”現象。 重物直接加載準備工作量大，加卸載所需周期一般較長，交通中斷時間亦較長，且 試驗時溫度變化對測點的影響

20、較大，因此宜于安排夜間進行試驗。 此外其他一些加載方式也可根據加載要求因地制宜采用。 靜載試驗加載位置的放樣和卸載位置的安排： 靜載試驗前應在橋面上對加載位置進行放樣，以便于加載試驗的順利進行。如加載 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第9頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 工況較少，時間允許，可在每次工況加載前臨時放樣。如加載工況較多，則應預先放樣， 且用不同顏色的標志區(qū)別不同加載工況時的荷載位置。 靜載試驗荷載卸載的安放位置應預先安排。卸載位置的選擇既要考慮加卸載方便， 離加載位置近一些，又要使安放的

21、荷載不影響試驗孔（或墩）的受力，一般可將荷載安放 在橋臺后一定距離處。對于多孔橋，如有必要將荷載停放在橋孔上，一般應停放在距試 驗孔較遠處以不影響試驗觀測為度。 2現場測試 2.1試驗人員組織及分工 橋梁的荷載試驗是一項技術性較強的工作，由組織專門的橋梁試驗隊伍來承擔，也 可由熟悉這項工作的技術人員為骨干來組織試驗隊伍。應根據每個試驗人員的特長進行 分工，每人分管的儀表數目除考慮便于進行觀測外，應盡量使每人對分管儀表進行一次 觀測所需的時間大致相同。所有參加試驗的人員應能熟練掌握所分管的儀器設備，否則 應在正式開始試驗前進行演練。為使試驗有條不紊地進行，應設試驗總指揮1人，其他 人員的配備可根

22、據具體情況考慮。 2.2安全工作 所有進入試驗現場的試驗人員都必須遵守施工工地的安全條例，聽從現場安全人員 的安全警示，并佩戴安全帽。 另外，加載試驗的供電照明設施、通訊聯(lián)絡設施、橋面交通管制等工作應根據荷載 試驗的需要進行準備。 2.3試驗程序 2.3.1準備工作：施工方進場搭設測試跨梁底支架、 主塔支架一前期試驗人員進場準 備（測點表面處理、貼應變片等）一電源配合。 2.3.2靜載試驗時測試人員分為兩組，一組在橋面布載放線，另一組則將各種儀器調 平、讀數等操作。試驗是按照以下的程序進行的，即： 測試主梁的恒載（靜止）撓度觀測一測試跨中截面布載試驗-主塔塔頂位移測試。 同時對主梁、墩、臺、支

23、座工作狀況，裂縫開展情況進行檢測。作跨中截面布載試驗時， 荷載分兩級加載。 湖南中南林大土木建筑工程檢測中心 作業(yè)指導書 第1章 第10頁共21頁 主題橋梁結構承載能力檢測評定作業(yè)指導書 第三版 第0次修訂 頒布日期： 2012-08-01 2.4試驗規(guī)則 2.4.1靜力加載持續(xù)時間 再次加、卸載的持續(xù)時間取決于結構最大變位測點達到穩(wěn)定標準所需要的時間，實 際觀測時，一般是取15分鐘。 2.4.2終止加載的控制條件 控制測點應力值已達到或超過彈性理論按規(guī)范安全條件反算的控制應力值時； 控制測點變位（或撓度）超過規(guī)范允許值時； 由于加載使結構裂縫長度、寬度急劇增加，新裂縫大量出現，裂縫寬度超出允 許值的裂縫大量增多，對結構使用壽命造成較大的影響時。 發(fā)生其它破壞，如預應力筋崩斷、混凝土壓碎、拉索崩斷、墩臺橋墩偏位