連續(xù)鋼構(gòu)橋大橋荷載試驗方案-

1、黃河大橋動靜載試驗檢測方案二一三年九月目錄1.概述 (12.檢測目的 (13.檢測依據(jù) (14.主要檢測項目 (24.1全橋檢查 (2(1結(jié)構(gòu)外觀 (24.2荷載試驗 (25.本項目組織機構(gòu) (2試驗項目組織機構(gòu)框圖 (36.動靜載檢測方法及主要儀器設(shè)備 (36.1全橋檢查 (36.2橋梁上下部結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測 (36.3 應(yīng)變(應(yīng)力測試 (36.4 撓度(變形測試 (36.5 裂縫觀測 (36.6 動力特性測試 (36.7試驗檢測設(shè)備 (47.測點布置 (47.1 靜載試驗 (57.2 動載試驗 (78.試驗荷載設(shè)計及加載程序 (88.1 靜載試驗 (88.2 動載試驗 (149.試驗人員

2、組成及時間安排 (1410、服務(wù)承諾及各項保證措施 (14黃河大橋動靜載試驗檢測方案1.概述黃河大橋位于境內(nèi),東西向橫跨黃河,分左右幅。左幅橋梁起訖樁號為zk209+200.39zk210+842.000,上部結(jié)構(gòu)為4×(3×50m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁 +(80+4×150+80m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+(5×30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁 +(4×30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁,全長1641.61米;右幅橋梁起訖樁號為zk209+213.678zk210+765.000,上部結(jié)構(gòu)為4×(3×50m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土

3、連續(xù)T 梁+(80+4×150+80m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+(6×30m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T 梁,全長1551.322米。主橋為預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋,直腹板變截面單箱單室箱梁,三向預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。箱梁頂寬13m,底寬7.0m,懸臂長3m;合攏段梁高3.5m,頂、底板厚0.3m,0號塊中心高度9.0m,底板厚1.5m,從懸臂端到0號塊梁高按h=3.5+5.5*(x/691.8變化,底板厚按h=0.3+0.7*(x/691.8變化。主墩采用薄壁空心墩,墩高在88至115米之間;過渡墩采用變截面空心墩?；A(chǔ)采用鉆孔灌注樁。橋梁主要技術(shù)標準為:設(shè)計荷載公路級;設(shè)計洪水頻率1

4、/300;地震動峰值加速度0.05g,地震基本烈度;基本設(shè)計風(fēng)速取25m/s;整體均勻升降20,降溫24;結(jié)構(gòu)安全等級:一級;環(huán)境類別類。2.檢測目的(1通過荷載試驗,檢驗大橋的工程質(zhì)量,驗證結(jié)構(gòu)的可靠性,為橋梁竣工驗收提供必要的技術(shù)數(shù)據(jù)。(2通過實橋的靜載試驗,了解結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的實際工作狀態(tài),檢驗結(jié)構(gòu)承載能力是否達到設(shè)計標準。(3通過動力荷載試驗,了解橋跨結(jié)構(gòu)的自振特性,以及在長期使用荷載作用下的動力性能。為今后營運提供初始狀態(tài)數(shù)據(jù),建立大橋的原始檔案。3.檢測依據(jù)1公路工程質(zhì)量檢驗評定標準(JTG F80/1-20042混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB50204-20023大跨

5、徑混凝土橋梁的試驗方法 (交通部公路科研所等 1982.104公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程 (JTG/T J21-20115公路橋梁技術(shù)狀況評定標準 (JTG/T H21-20116混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準(GB 50152-927公路工程技術(shù)標準(JTG B01-20038公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范(JTG D60-20049公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-200410橋梁有關(guān)設(shè)計文件、施工圖等技術(shù)資料4.主要檢測項目4.1全橋檢查(1結(jié)構(gòu)外觀檢查橋梁結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有工作狀態(tài)和外觀。(2混凝土強度采用回彈的方式現(xiàn)場檢定各結(jié)構(gòu)部位的混凝土強度。(3支座安裝質(zhì)量抽查采用目測及儀器測量

6、的方法對橋梁過渡墩支座是否有偏壓、脫空等安裝病害進行抽查。4.2荷載試驗(1全面考察橋梁試驗跨結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有狀況。(2測試試驗跨各控制斷面在最不利荷載作用下的應(yīng)力及應(yīng)力分布情況。(3測試試驗跨各控制斷面在最不利荷載作用下的撓度(變形及變形曲線。(4觀測橋梁結(jié)構(gòu)在加載過程中是否有裂縫產(chǎn)生及其變化情況。(5測試橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性。5.本項目組織機構(gòu)試驗項目組織機構(gòu)框圖6.動靜載檢測方法及主要儀器設(shè)備6.1全橋檢查全面檢查主要以人力目測為主,輔助以鋼尺、卷尺、錘擊等進行測量、檢查,有損壞的部位及某些關(guān)鍵部位采用儀器進行檢測。6.2橋梁上下部結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測采用回彈法檢測混凝土的強度,上部結(jié)構(gòu)抽檢總孔數(shù)

7、的20%,且不許少于5孔,每孔不少于10個測區(qū);下部結(jié)構(gòu)抽檢總墩臺數(shù)的20%,且不許少于5個墩臺,每個墩臺不少于2個測區(qū);6.3 應(yīng)變(應(yīng)力測試以電阻應(yīng)變儀測試系統(tǒng)為主,配置TDS-602高性能靜態(tài)數(shù)據(jù)采集儀與自動掃描箱進行測點應(yīng)變測試及數(shù)據(jù)采集。6.4 撓度(變形測試采用位移傳感器撓度測試系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集儀自動讀數(shù)進行撓度測量。6.5 裂縫觀測采用目視、裂縫觀測儀、塞尺及鋼尺對結(jié)構(gòu)砼裂縫的出現(xiàn)、縫寬、長度、深度、間距及變化情況進行觀測。6.6 動力特性測試(1 結(jié)構(gòu)強迫振動特性的測試通過數(shù)據(jù)大容量自動采集與信號處理分析系統(tǒng),采集行車試驗過程中的振動響應(yīng)信項目負責(zé)顧問組技術(shù)組后勤安檢組應(yīng)力測試

8、組動載測試組變形測試組觀察檢測組數(shù)據(jù)分析處理組號,確定橋梁結(jié)構(gòu)的強迫振動特性,即強迫振動的頻率、阻尼、振幅等。(2 結(jié)構(gòu)自振特性的測試通過數(shù)據(jù)大容量自動采集與信號處理分析系統(tǒng),采集結(jié)構(gòu)的無荷載狀況下的自由振動響應(yīng)信號,確定橋梁結(jié)構(gòu)的自振動特性,即結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼、振幅等。6.7試驗檢測設(shè)備擬投入本項目的檢測試驗設(shè)備見表3試驗檢測主要使用儀器設(shè)備表3 序號設(shè)備型號精度數(shù)量備注1 靜態(tài)應(yīng)變儀TDS-602 1臺2 應(yīng)變儀平衡箱ASW50 4臺3 交流電壓調(diào)節(jié)器WH-1796 1臺4 動應(yīng)變測試儀830BK 1臺5 多功能抗混濾波放大器INV-9 1臺6 智能信號采集處理分析儀INV306D(F

9、1臺7 水平拾振器941B 16臺8 垂直拾振器941B 16臺9 裂縫觀測儀ZBL-P101 0.01mm 1臺10 溫度計3支11 多路無線電對講機4部12 電橋惠斯登0.1歐姆1臺13 發(fā)電機本田2KW 2臺14 萬用表4臺15 塞尺1套16 電喇叭2個17 望遠鏡30倍1部18 50m鋼卷尺1mm 2個19 計算機(含打印機 聯(lián)想5臺20 照相機2部21 汽車2輛24 橋梁檢測車MBl 1臺7.測點布置根據(jù)對試驗橋梁的受力分析及橋梁的實際情況,選擇大橋左幅第13跨、第14跨、第15跨為試驗檢測跨,進行橋梁荷載試驗,總體布局見圖7-1。臨縣佳縣12號墩18號臺13號墩14號墩15號墩16

10、號墩17號墩第13跨第14跨第15跨圖7-1 黃河大橋總體布置圖( 單位:cm7.1 靜載試驗 (1 應(yīng)力測點布設(shè)應(yīng)力實驗測點布置主要選取橋梁最大正彎矩斷面(邊跨為3L/8處,次邊跨跨中、中跨為跨中處、最大負彎矩斷面(支點附件斷面、最大剪力斷面(支點附件斷面,并按照應(yīng)力擬合方法布設(shè)應(yīng)變片測點。箱梁橋應(yīng)力測點布置見圖7-2。第15跨第14跨第13跨17號墩16號墩15號墩14號墩13號墩18號臺12號墩3100佳縣臨縣3#2#1#4#5#6#315圖7-2(1黃河大橋應(yīng)力測試斷面圖(單位:cm N-10N-7備注:1、本圖尺寸以厘米計。2、M表示2#、4#、6#應(yīng)力測試斷面號,N表示3#、5#應(yīng)

11、力測試斷面。N-9N-11N-12N-13N-14N-15N-16N-1N-2N-3N-6N-5N-4N-8M-8M-9M-10M-11M-12M-1M-2M-7M-6M-3M-4M-53#、5#斷面應(yīng)力測點布置圖457非偏載側(cè)偏載側(cè)偏載側(cè)非偏載側(cè)2#、4#、6#斷面應(yīng)力測點布置圖圖7-2(2 黃河大橋應(yīng)力測點布置圖(2撓度測點布設(shè)箱梁橋撓度測點布置見圖7-3。臨縣佳縣12號墩18號臺13號墩14號墩15號墩16號墩17號墩第13跨第14跨第15跨3#2#1#4#5#6#7#8#9#圖7-3(1黃河大橋撓度測試斷面布置圖(cm M-1M-3N-2N-1M-2偏載側(cè)非偏載側(cè)其他斷面撓度測點布置圖

12、2#、5#、8#斷面撓度測點布置圖非偏載側(cè)偏載側(cè)圖7-3(2黃河大橋撓度測點布置圖7.2 動載試驗1 動應(yīng)力(應(yīng)變測點:選靜載試驗應(yīng)力測試的次邊跨跨中兩個應(yīng)力測點和14#墩支點兩個應(yīng)力測點進行橋梁動應(yīng)力測試。2 強迫振動選擇第十四跨和第十五跨跨中斷面,分別布置在行車道邊緣處,每個斷面橫、豎向各布置一個測點。 3 自振特性測點布置見圖7-4。第15跨第14跨第13跨17號墩16號墩15號墩14號墩13號墩18號臺12號墩佳縣臨縣1#2#3#4#5#6#7#8#9#注:1、本圖尺寸均以厘米計。2、" "表示拾振器測試點,布置 在橋面兩側(cè)的行車道邊緣處。13#12#10#9#8#

13、7#3#2#1#4#5#11#6#圖7-4 黃河大橋結(jié)構(gòu)自振動測點布置圖由于本次荷載試驗為交工驗收荷載試驗,其主要目的是檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能和承載能力是否符合設(shè)計要求,檢驗工程的可靠性和安全度,為工程驗收提供技術(shù)依據(jù),即取靜力試驗荷載(活載部分效率:0.85<1.05。 =S stat /(S · 式中:S stat 試驗荷載作用下,檢測部位變位或力的計算值。S 設(shè)計標準活載作用下,檢測部位或力的計算值(不計動力系數(shù)。 設(shè)計取用的動力系數(shù)。綜合考慮橋梁受力狀況、設(shè)計荷載等級及車輛來源等因素,本次試驗擬選用雙后軸重車作為靜載試驗加載車輛,車輛軸重嚴格按照試驗荷載設(shè)計的要求進行稱

14、重控制。以下表8-1進行車輛統(tǒng)計。加載車輛軸距、輪距表表8-1(1 編號車型車牌前-中軸距(m中-后軸距(m輪間距(m1234加載車輛軸重明細表表8-1(2編號車型前軸重(KN后軸重(KN總重(KN1234均值程序一:邊跨(13跨3L/8正彎矩加載(正載。程序二:邊跨(13跨3L/8最大正彎矩加載(偏載。程序三:次中跨(14跨L/2正彎矩及13#墩支點負彎矩加載(正載。程序四:次中跨(14跨L/2最大正彎矩及13#墩支點最大負彎矩加載(偏載。程序五:中跨(15跨L/2正彎矩、14#墩支點負彎矩加載(正載。程序六:中跨(15跨L/2最大正彎矩、14#墩支點最大負彎矩及14#墩支點剪力加載(偏載。

15、程序七:12#墩支點處剪力加載(偏載。詳細的加載程序見下表8-2。靜載試驗各加載程序試驗荷載效率及相應(yīng)測試項目表表8-2荷載 加載分級 橫橋向布載情況 試驗荷載效率主要測試項目程序一 2 正載 0.99 主橋邊跨(13跨3L/8正彎矩加載 程序二 2 偏載 0.99 主橋邊跨(13跨3L/8最大正彎矩加載 程序三 3 正載 0.95 0.94 主橋次中跨(14跨L/2正彎矩 13#墩支點負彎矩加載程序四 3 偏載 0.95 0.94 主橋次中跨(14跨L/2最大正彎矩 13#墩支點最大負彎矩加載 程序五3正載0.97/0.99 主橋中跨(15跨L/2正彎矩 14#墩支點負彎矩加載程序六 3 偏

16、載0.97 0.99 0.87 主橋中跨(15跨L/2最大正彎矩 14#墩支點最大負彎矩 14#墩支點剪力加載 程序七 2 偏載0.97主橋12#墩支點剪力加載各程序加載加載布置詳圖見圖8-1圖8-7。12#墩中心線8000120013#墩中心線22001200臨縣佳縣下游200200備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位; 2.-表示加載車輛編號; 3.表示第一級加載; 表示第二級加載。36圖7-1 程序一 邊跨(13跨3L/8截面正彎矩加載圖(正載12#墩中心線8000120013#墩中心線22001200臨縣佳縣下游備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位; 2.-表示加載車輛編號; 3.表示第一級加

17、載; 表示第二級加載。63圖7-2 程序二 邊跨(13跨3L/8截面最大正彎矩加載圖(偏載250013#墩中心線佳縣臨縣下游2900460014#墩中心線120015000200200備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位; 2.-表示加載車輛編號; 3.表示第一級加載; 表示第二級加載; 表示第三級加載。圖7-3 程序三 次中跨(14跨L/2正彎矩及13#墩支點負彎矩加載(正載250013#墩中心線佳縣臨縣下游2900460014#墩中心線120015000備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位;2.-表示加載車輛編號;3.表示第一級加載; 表示第二級加載; 表示第三級加載。180350圖7-4 程序四

18、 次中跨(14跨L/2最大正彎矩及13#墩支點最大負彎矩加載(偏載14#墩中心線佳縣臨縣下游15#墩中心線120015000200200備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位; 2.-表示加載車輛編號; 3.表示第一級加載; 表示第二級加載; 表示第三級加載。420016001700圖7-5 程序五 中跨(15跨L/2正彎矩及14#墩支點負彎矩加載(正載佳縣臨縣下游12001500050350備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位; 2.-表示加載車輛編號; 3.表示第一級加載; 表示第二級加載; 表示第三級加載。42001600170014#墩中心線15#墩中心線圖7-6 程序六 中跨(15跨L/2最大

19、正彎矩、14#墩支點最大負彎矩及14#墩支點剪力加載(偏載備注:1.本圖尺寸均以厘米為單位; 2.-表示加載車輛編號; 3.表示第一級加載; 表示第二級加載。5022510755#墩中心線6號臺背墻10001200下游河南山西圖7-7 程序七 12#墩支點剪力加載(偏載(1 按照設(shè)計加載程序進行分級加載。(2 各加載程序及分級讀數(shù)應(yīng)在加、卸載后立即測讀一次,并在加、卸載穩(wěn)定后再讀取穩(wěn)定讀數(shù)。(3 控制實測應(yīng)力值小于理論控制應(yīng)力值。 (4 控制實測撓度值小于理論控制撓度值。黃河大橋動靜載試驗檢測方案 第 14 頁 (5 控制結(jié)構(gòu)裂縫的長度及寬度的急劇增加。 8.2 動載試驗 橋梁結(jié)構(gòu)在移動車輛荷

20、載作用下的動力反應(yīng)是橋梁和車輛這兩個振動系統(tǒng)相互作 用的結(jié)果。除與兩者本身的動力特性（質(zhì)量、剛度、阻尼）有關(guān)外，還與橋面的平整度、 車輛行駛速度有關(guān)，測定橋梁在使用荷載作用下的動力特性及其響應(yīng)是非常必要的。 在移動車輛荷載作用下，橋梁將產(chǎn)生振動、沖擊等動力效應(yīng)。此時橋梁各截面除受 靜力外， 還受動力作用。 在一輛或橫向一排車輛荷載作用下的動態(tài)增長率稱為動態(tài)增量。 對于不同的測試項目，動態(tài)增量又可分為位移動態(tài)增量和應(yīng)力動態(tài)增量。 本次動載試驗以測量一輛重車行駛的動態(tài)響應(yīng)為主，程序如下： 1 兩輛重車按不同車速（20km/h、40km/h、60km/h）行駛通過橋跨。 2 兩輛重車按 10km/h

21、 和 20km/h 行駛至指定測試斷面位置急剎車。 3 無活載作用下橋梁的脈動試驗。 9.試驗人員組成及時間安排 9.1 試驗人員組成 本項目安排試驗人員 16 名，其中技術(shù)人員 13 名，輔助人員 3 名。 9.2 試驗進度安排 (1 橋梁動靜載檢測：（含腳手架、觀測臺搭設(shè)、測點布置、元件安裝、儀器調(diào)試、 加載）15 天。 (2 報告編寫：（受力計算、資料整理、分析）20 天。如在現(xiàn)場檢測時發(fā)現(xiàn)橋梁明 顯缺陷，則進行及時溝通。 10、服務(wù)承諾及各項保證措施 10.1 試驗安全措施 (1 為保證試驗期間人員、結(jié)構(gòu)物、試驗荷載以及儀器設(shè)備的安全，試驗指揮人員 在試驗過程中，要隨時掌握各方面的情況

22、，以便對加載試驗進行全方位的控制。 (2 加載試驗控制：加載應(yīng)嚴格按照設(shè)計的加載程序依次進行加載，荷載的大小、 截面內(nèi)力的大小都應(yīng)由小到大逐漸增加，對加載試驗的控制截面的測點及控制觀察的結(jié) 構(gòu)部位要隨時觀測、觀察，并隨時進行分析計算，將結(jié)果隨時報告試驗指揮人員，一但 黃河大橋動靜載試驗檢測方案 第 15 頁 出現(xiàn)控制試驗終止條件的情況或其它不利情況時，應(yīng)立即中途終止加載，進行分析研究 后再決定試驗如何進行。 (3 在橋較高、有流水的情況下，要設(shè)置必要的腳手架、搭設(shè)必要的測試平臺，并 設(shè)立安全網(wǎng)或安全扶手，要求這些臨時結(jié)構(gòu)要布置適當、堅固可靠，試驗人員要系好保 險帶，戴好安全帽。 (4 儀器、儀

23、表要有專人負責(zé)，應(yīng)輕拿輕放并進行防塵、防水等保護，以防損壞， 影響試驗工作的正常進行。 (5 對試驗人員必須進行安全教育，每個人都要具有足夠的安全意識，試驗中試驗 人員一定要聽從指揮，服從統(tǒng)一安排。 (6 對于一些易燃、易爆、有毒、腐蝕性試劑、溶液等如丙酮、502 膠水、環(huán)氧樹脂、 聚酰胺等，要嚴格按照產(chǎn)品說明書使用，并隨時整理，統(tǒng)一存放。 (7 要注意安全用電、注意防火等。 10.2 檢測期內(nèi)服務(wù)承諾 (1 質(zhì)量目標：確保檢測結(jié)果真實、詳細、準確。 (2 安全生產(chǎn)目標：確保無重大工程事故發(fā)生。 (3 文明檢測目標：創(chuàng)文明檢測現(xiàn)場。 (4 社會效益目標：各方評價良好，讓業(yè)主放心滿意。 (5 項目總體目標：按合同要求按時足量完成。 (6為順利實現(xiàn)以上目標，我單位采取的主要管理措施有： 將該檢測項目列為我單位的重點工程項目，由單位領(lǐng)導(dǎo)直接負責(zé)，充分發(fā)揮我 單位的科研優(yōu)勢、設(shè)備優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、人員優(yōu)勢，確保檢測項目的順利完成。 由責(zé)任感強、經(jīng)驗豐富的項目管理人員及檢測人員，組成高素質(zhì)的檢測隊伍， 確保檢測工作的順利實施。 充分發(fā)揮我單位在管理上的優(yōu)勢，嚴格按照 ISO9001 項目質(zhì)量管理體系的要求， 進行項目實施，確保工程總體目標的實現(xiàn)。 10.3 檢測進度保障措施 為了保證該項目工程按合同工期完成，我們主要采取以下措施： (1若中標后，我方立即按招標文