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1、公路舊橋承載能力鑒定方法公路舊橋承載能力鑒定方法第一章 總 則第一節(jié) 使用目的為了適應(yīng)公路運(yùn)輸載重量不斷發(fā)展的要求,充分利用現(xiàn)有的公路橋梁,使之能繼續(xù)安全地為公路運(yùn)輸服務(wù),根據(jù)交通部頒布的公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范要求,必須對(duì)橋梁進(jìn)行鑒定。其中橋梁承載能力的鑒定則是最重要的一項(xiàng)工作,本方法通過(guò)對(duì)橋梁調(diào)查和結(jié)構(gòu)檢算,必要時(shí)再進(jìn)行荷載試驗(yàn),鑒定橋梁的承載能力及其使用條件。第二節(jié) 適用范圍本方法適用于磚、石、混凝土,鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋。本方法適用于現(xiàn)有橋梁承載能力的鑒定。對(duì)大跨徑和特殊結(jié)構(gòu)橋梁承載能力的鑒定,應(yīng)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn),參照其它有關(guān)試驗(yàn)方法進(jìn)行。本方法主要用于下列情況:1缺乏設(shè)計(jì),施工資料的橋梁
2、。2施工質(zhì)量較差,不符合設(shè)計(jì)要求的橋梁。3橋梁竣工經(jīng)過(guò)運(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)較嚴(yán)重的病害,影響其承載能力。4橋梁施工質(zhì)量較好,運(yùn)營(yíng)情況也良好,但希望提高其允許趵承載能力。5需要通過(guò)超設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的特殊車(chē)輛荷載的橋梁。為了節(jié)約橋梁加固和改造的費(fèi)用,本方法根據(jù)橋梁的實(shí)際情況,在確保安全的前提下,在結(jié)構(gòu)檢算中結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性的安全度可略低于設(shè)計(jì)規(guī)范的要求,以期充分發(fā)揮橋梁承載潛力。第三節(jié) 工作內(nèi)容1橋梁調(diào)查與檢算對(duì)橋梁各部分技術(shù)狀態(tài)以及荷載歷史進(jìn)行調(diào)查研究,并根據(jù)路況登記的橋梁檔案資料對(duì)橋梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)檢算,以初步了解橋梁的承載能力。2橋梁承載能力鑒定根據(jù)橋梁調(diào)查,檢算資料,進(jìn)行整理分析后編寫(xiě)橋梁承載能力鑒定報(bào)
3、告,填寫(xiě)橋梁承載能力鑒定表。當(dāng)根據(jù)調(diào)查與檢算資料,尚不能確定橋梁承載力時(shí),應(yīng)進(jìn)行荷敖試驗(yàn)。3荷載試驗(yàn)對(duì)橋梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)以獲取實(shí)測(cè)資料,然后,把實(shí)測(cè)資料和調(diào)查檢算資料結(jié)合起來(lái),分析,評(píng)定橋梁承載能力。第二章 橋梁調(diào)查與檢算橋梁的調(diào)查和檢算應(yīng)盡可能做到周密,細(xì)致,準(zhǔn)確。第一節(jié) 橋梁有關(guān)技術(shù)資料的搜集除搜集書(shū)面資料外,還應(yīng)向比較了解橋梁歷史和現(xiàn)狀的人進(jìn)行調(diào)杳。搜集的重點(diǎn)為下列資料中與橋梁承載能力有關(guān)的部分。1設(shè)計(jì)資料(1)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)及有關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。(2)修改設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)及有關(guān)圖紙。(9)橋位地質(zhì)鉆探資料及圖紙。2施工資料(1)竣工圖紙及其說(shuō)明書(shū)。(2)材料試驗(yàn)資料及施工記錄。(3)地基與基礎(chǔ)試驗(yàn)資料。
4、(4)竣工驗(yàn)收有關(guān)資料。3維修、養(yǎng)護(hù),加固資料(1)歷史上通過(guò)重車(chē)的車(chē)型、載重及橋梁工作狀況資料。(2)經(jīng)常通過(guò)車(chē)輛的車(chē)型、載重及交通量。(3)歷次橋梁調(diào)查,維修、加固等有關(guān)的資料,圖紙、照片。(4)過(guò)去所作橋梁加載試驗(yàn)資料。第二節(jié) 橋梁現(xiàn)狀檢查1橋面檢查要點(diǎn)(1)橋面縱坡。(2)橋面平整度,磨耗及損壞情況。(3)欄桿及人行道是否完整、符合使用要求。(4)排水設(shè)施設(shè)置是否合理,設(shè)備是否完善,工作狀況是否正常。(5)伸縮縫寬度是否合適,有無(wú)拉開(kāi)或抵?jǐn)n現(xiàn)象,其設(shè)施是否完善能否滿(mǎn)足使用要求。伸縮縫的檢查最好能從橋面和橋下兩個(gè)方向進(jìn)行。2拱橋檢查要點(diǎn)(1)拱軸線(xiàn)坐標(biāo)(與設(shè)計(jì)值及竣工值對(duì)照),主拱圈平面
5、偏移情況。(2)主拱圈斷面尺寸及拱肋間橫向聯(lián)系。(3)主拱圈風(fēng)化,剝落、破損,裂縫,主筋銹蝕等情況。一般易產(chǎn)生裂縫的部位為主拱圈拱頂下緣,拱腳上緣,雙曲拱沿拱波頂縱向,桁架拱及剛架拱節(jié)點(diǎn)附近,組合構(gòu)件的連接面等。檢查的裂縫情況應(yīng)填入裂縫觀(guān)測(cè)表格(見(jiàn)附錄1),當(dāng)主拱圈裂縫發(fā)展嚴(yán)重時(shí)應(yīng)選擇有代表性的拱段繪制裂縫展開(kāi)圖。(4)拱上建筑出現(xiàn)的裂縫、損傷和破壞并分析其產(chǎn)生的原因。3梁橋檢查要點(diǎn)(1)主梁的平??v面位置,主梁的下?lián)?,預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于徐變,收縮及預(yù)應(yīng)力筋松弛造成的下?lián)?或上拱)及粱長(zhǎng)變化。(2)主梁橫斷面尺寸及主梁的橫向聯(lián)系有無(wú)開(kāi)裂,變形及其它損壞。當(dāng)缺乏斷面配筋資料時(shí),應(yīng)使用混凝土保護(hù)層
6、測(cè)定儀等儀器探明主筋的直徑,位置和數(shù)量。(3)各構(gòu)件混凝土的外觀(guān)質(zhì)量,包括有無(wú)裂縫,麻面,蜂窩,空洞,露筋。主要受力鋼筋銹蝕的程度。(4)主梁裂縫分布情況,裂縫的位置,長(zhǎng)度,縫寬等填入裂縫觀(guān)測(cè)表格。當(dāng)梁體裂縫較多時(shí),選擇有代表性的粱繪制裂縫展開(kāi)圖。(5)組合梁的結(jié)合面有無(wú)張開(kāi)和錯(cuò)位。(6)梁端與墩臺(tái)的相對(duì)位置是否正確,支座附近粱體是否開(kāi)裂,后張法預(yù)應(yīng)力混凝土梁的錨頭附近混凝土有無(wú)開(kāi)裂破壞。(7)9支座位置是否正確,能否正常工作,有無(wú)銹蝕及損壞。4墩臺(tái)及地基基礎(chǔ)檢查要點(diǎn)(1)墩臺(tái)的風(fēng)化、水蝕、剝落、破損及裂縫情況。(2)墩臺(tái)基礎(chǔ)埋置深度是否滿(mǎn)足洪水沖刷要求,有無(wú)過(guò)度沖刷現(xiàn)象。(3)墩臺(tái)有無(wú)下沉,
7、滑動(dòng)、傾斜等現(xiàn)象。當(dāng)懷疑墩臺(tái)仍在沉降或滑移時(shí)應(yīng)設(shè)立永久觀(guān)測(cè)標(biāo)志定期進(jìn)行觀(guān)測(cè)。(4)當(dāng)墩臺(tái)產(chǎn)生下沉、滑動(dòng),傾斜等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)采用物探、鉆孔、開(kāi)挖等方法對(duì)地墓基礎(chǔ)進(jìn)行探查。對(duì)地基的開(kāi)挖應(yīng)審慎進(jìn)行,并制訂必要的監(jiān)測(cè)和安全措施,避免危害原有地基與基礎(chǔ)。5材料強(qiáng)度檢查(1)橋梁結(jié)構(gòu)各主要受力部位,如主粱,主桁,主拱圈,墩臺(tái)身、墩臺(tái)帽等等,應(yīng)進(jìn)行材料強(qiáng)度檢查。 (2)鋼材強(qiáng)度一般以設(shè)計(jì),施工有關(guān)資料為依據(jù),不再檢查。無(wú)資料可查時(shí),應(yīng)通過(guò)調(diào)查橋梁修建年代,鋼材外觀(guān),材料來(lái)源等進(jìn)行分析判定,確有必要時(shí)可在結(jié)構(gòu)上截取試件進(jìn)行材料試驗(yàn)。 (3)混凝土強(qiáng)度可用回彈儀,超聲波探傷儀等設(shè)備進(jìn)行探測(cè),必要時(shí)可在結(jié)構(gòu)上鉆取試件
8、進(jìn)行材料試驗(yàn)。(4)在結(jié)構(gòu)上鉆截材料試件時(shí)應(yīng)犀量選擇結(jié)構(gòu)的次要部位,并采取有效措施,確保結(jié)構(gòu)安全,然后及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。第三節(jié) 橋梁承載能力檢算1檢算原則(1)橋梁的承載能力檢算,主要應(yīng)按照交通部頒布的公路橋涌設(shè)計(jì)通用規(guī)范(JTJ02185),公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ02285),公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ023-85), 公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ02485)及其他有關(guān)規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“規(guī)范”)進(jìn)行。也可應(yīng)用已為科研證實(shí)能挖掘橋梁潛力的,可靠的分析計(jì)算方法。(2)檢算荷載的采用一般應(yīng)按橋梁所在路線(xiàn)近期載重要求(汽車(chē)與人群,平板掛車(chē)、履帶車(chē)),按交通部頒
9、布的公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(JTJ181)的荷載等級(jí)進(jìn)行檢算。當(dāng)橋梁需要臨時(shí)通過(guò)特殊重型車(chē)輛荷載,且重型車(chē)輛產(chǎn)生的荷載效應(yīng)大于該橋近期要求達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)荷載等級(jí)的荷載效應(yīng)時(shí),可按重型車(chē)輛的載重要求直接檢算橋梁。(3)為了充分利用舊橋,如按規(guī)范要求布置掛車(chē)或履帶車(chē)檢算橋梁承載能力不能通過(guò)時(shí),也可采取限制車(chē)輛的運(yùn)行路線(xiàn)(如加大車(chē)輪邊緣與路緣石間距)、車(chē)間距,車(chē)速等措施進(jìn)行承載能力檢算。2檢算要點(diǎn)(1)根據(jù)橋梁的實(shí)際狀況,參考以往的設(shè)計(jì)計(jì)算資料,著重進(jìn)行結(jié)構(gòu)主要控制截面,結(jié)構(gòu)薄弱部位的檢算。除結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)展嚴(yán)重,剛度顯著降低的舊橋外,一般可不必檢算橋梁的剛度。多孔橋結(jié)構(gòu)相同,跨徑相等的孔,應(yīng)選擇受力最不利與損壞
10、較嚴(yán)重的孔進(jìn)行檢算。 (2)檢算時(shí)應(yīng)以實(shí)際調(diào)查的結(jié)構(gòu)各部尺寸及材料強(qiáng)度為依據(jù),若實(shí)際調(diào)查值與設(shè)計(jì)值相差不大時(shí),仍可按設(shè)計(jì)值進(jìn)行檢算。有嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題的構(gòu)件,應(yīng)根據(jù)檢查資料進(jìn)行強(qiáng)度折減。(3)梁式橋橋面鋪裝混凝土與梁體結(jié)合較好時(shí),可考慮其參與共同受力。組合梁橋如結(jié)合面產(chǎn)生開(kāi)裂、錯(cuò)位等現(xiàn)象應(yīng)對(duì)其組合截面進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p。(4)鋼筋混凝土梁橋缺乏主梁配筋資料時(shí),可參考同年代類(lèi)似橋梁及圖紙進(jìn)行承載能力估算,亦可參考附錄2進(jìn)行,結(jié)果僅供參考。最后,仍應(yīng)以?xún)x器探測(cè)的主筋尺寸,位置及數(shù)量作為檢算依據(jù)。(5)磚石及混凝土拱橋主拱圈如已開(kāi)裂,應(yīng)檢算開(kāi)裂處的局部受力,當(dāng)裂縫高度超過(guò)截面中性軸的,內(nèi)力計(jì)算時(shí)開(kāi)裂處應(yīng)作為
11、鉸結(jié)點(diǎn)處理。(6)拱橋拱上建筑的聯(lián)合作用應(yīng)予以考慮。可根據(jù)拱上建筑的類(lèi)型,完好程度及所檢算妁截面位置等區(qū)別對(duì)待。(7)當(dāng)墩、臺(tái)發(fā)生不均勻沉陷、滑移或傾斜時(shí),應(yīng)對(duì)地基承載能力進(jìn)行檢算,并檢算對(duì)超靜定上部結(jié)構(gòu)內(nèi)力的影響。(8)計(jì)算永久荷載時(shí),應(yīng)采用橋梁經(jīng)養(yǎng)護(hù),維修,加固后的實(shí)際恒載重量。3舊橋檢算承載能力的折減或提高(1)上部結(jié)構(gòu)檢算結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及穩(wěn)定性時(shí),應(yīng)根據(jù)橋梁實(shí)際狀況,對(duì)結(jié)構(gòu)的抗力效應(yīng)進(jìn)行折減或提高。具體方法如下:磚,石及混凝土橋?qū)反u石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJO22-85)第三章第301條荷載效應(yīng)不利組合設(shè)計(jì)值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值的方程式改變?nèi)缦拢轰摻罨炷良邦A(yù)應(yīng)力混凝土橋?qū)?/p>
12、路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 02385)第一章第1O5條荷載效應(yīng)不利組合的設(shè)計(jì)值小于或等于結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)設(shè)計(jì)值的方程式改變?nèi)缦拢簔1舊橋檢算系數(shù)。式2-1及式2-2中舊橋檢算系數(shù)Z1值根據(jù)不同的橋型和橋梁實(shí)際狀況的優(yōu)劣確定,拱橋按表21選用,梁橋按表22選用。(2)地基與基礎(chǔ) 經(jīng)久壓實(shí)的橋梁地基土允許承載力的提高,按公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 02485)第二章第二節(jié)規(guī)定采用。(3)填土側(cè)壓力當(dāng)橋頭填土經(jīng)久壓實(shí)時(shí),按規(guī)范采用的填土內(nèi)摩擦角可根根土質(zhì)情況適當(dāng)加大。 第三章 橋梁承載能力鑒定第一節(jié) 橋梁承載能力分析與評(píng)定應(yīng)充分利用所掌握的調(diào)查檢算資料,根據(jù)橋梁的
13、構(gòu)造特點(diǎn)按以下各條綜合分析評(píng)定橋梁的承載能力及其使用條件。1結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與穩(wěn)定性(1)橋梁主要構(gòu)件按第二章第三節(jié)要求進(jìn)行的強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算符合要求,同時(shí)橋梁使用狀況良好時(shí),可評(píng)定橋梁承載能力符合檢算荷載要求,否則應(yīng)降低檢算荷載重新進(jìn)行檢算。(2)橋梁的非主要構(gòu)件,如拱橋拱上建筑,梁橋橋面板、橫隔板等的強(qiáng)度和穩(wěn)定性同樣應(yīng)滿(mǎn)足檢算要求,如不符合要求應(yīng)進(jìn)行局部補(bǔ)強(qiáng)、加固或改建。(3)僅由于少數(shù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土有嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題而影響橋梁承載能力,致使檢算不能通過(guò)時(shí),可對(duì)少數(shù)構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或抽換。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件混凝土較輕微的質(zhì)量問(wèn)題,或位于結(jié)構(gòu)次要部位混凝土的一般質(zhì)量問(wèn)題,在基本不削弱結(jié)構(gòu)承載能力的情況下可不予補(bǔ)強(qiáng)
14、,但對(duì)鋼筋應(yīng)采取必要的防銹措施。2地基與基礎(chǔ)由于地基與基礎(chǔ)主要是承受、傳遞和分布荷載及土壓力,并要經(jīng)受洪水的考驗(yàn),因此判斷地基承載力時(shí)應(yīng)以調(diào)查,檢算資料為主。當(dāng)橋梁經(jīng)過(guò)多年?duì)I運(yùn)和洪水考驗(yàn),墩臺(tái)未發(fā)生明顯的不均勻沉陷,傾斜及由此引起的橋面縱橫坡變化,墩臺(tái)來(lái)發(fā)生明顯的水平位移及由此引起的橋梁伸縮縫過(guò)度的分開(kāi)或抵?jǐn)n,拱橋拱頂及拱腳的嚴(yán)重開(kāi)裂等,且地基與基礎(chǔ)經(jīng)檢算通過(guò)時(shí),可評(píng)定地基與基礎(chǔ)承載能力符合要求。根據(jù)觀(guān)測(cè)如墩臺(tái)仍在下沉,滑動(dòng),傾斜則應(yīng)根據(jù)探明的地基情況采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧?結(jié)構(gòu)的剛度要求磚石及混凝土拱橋檢算的最大撓度,不應(yīng)大于公路磚石及混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ02285)第4213條規(guī)定的允
15、許值。鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋檢算的最大撓度,不應(yīng)大于公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ02365)第423條及第5227條規(guī)定的允許值。 荷載試驗(yàn)實(shí)測(cè)撓度一般應(yīng)不大于相應(yīng)的計(jì)算值。4裂縫橋梁結(jié)構(gòu)在恒載作用下裂縫寬度應(yīng)不大于表31允許值參見(jiàn)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073-85)。當(dāng)結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力但裂縫寬度超過(guò)表31規(guī)定時(shí)應(yīng)采取防護(hù)措施以保證結(jié)構(gòu)的耐久性。當(dāng)結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)展嚴(yán)重或裂縫仍在繼續(xù)發(fā)展時(shí)應(yīng)從上部構(gòu)造本身和地基基礎(chǔ)兩方面查明原因,對(duì)橋梁采取有效的加固措施。5綜合評(píng)定根據(jù)以上14條分析內(nèi)容,可綜合坪定橋梁承載能力及其使用條件。對(duì)于橋面。伸縮縫,支座,排水設(shè)施,人行道、攔
16、桿存在的缺陷,因其會(huì)影響結(jié)構(gòu)的受力,安全使用和使用壽命,應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)或維修。按照公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073-85)第五章第2節(jié)要求,一般橋梁每5年需檢查一次,但當(dāng)橋梁裂縫寬度超過(guò)表31允許值或橋梁裂縫仍在繼續(xù)發(fā)展,結(jié)構(gòu)構(gòu)件鳳化,銹蝕,損壞較嚴(yán)重,墩臺(tái)仍在繼續(xù)位移或轉(zhuǎn)動(dòng)等時(shí)應(yīng)縮短定期檢查年限,并根據(jù)檢查結(jié)果評(píng)定橋梁承載能力是否需要降級(jí)。第二節(jié) 荷栽試驗(yàn)必要性分析當(dāng)采用調(diào)查、檢算的方法尚不足以鑒定橋梁承載能力時(shí),可采用荷載試驗(yàn),測(cè)定橋梁在荷載作用下的實(shí)際工作狀況,結(jié)合調(diào)查,檢算來(lái)評(píng)定橋梁承載能力。荷載試驗(yàn)方法詳見(jiàn)第四章。一般在下列情況下,可考慮進(jìn)行荷載試驗(yàn)。1橋梁的施工質(zhì)量合格,使用狀況良好,檢
17、算主要指標(biāo)雖不符合要求,但超過(guò)幅度較小(30以?xún)?nèi)),可能還有承載潛力。2橋梁的施工質(zhì)量很差,可能存在隱患,僅用調(diào)查檢算難以確定橋梁承載能力。3橋梁在營(yíng)運(yùn)中損壞較嚴(yán)重,可能影響橋梁承載能力。4橋梁缺乏設(shè)計(jì)、施工資料或橋梁結(jié)構(gòu)受力不明確,不便準(zhǔn)確進(jìn)行橋梁承載能力檢算。5為了科研或積累資料需要時(shí)。第三節(jié) 橋梁承載能力鑒定報(bào)告經(jīng)過(guò)鑒定的橋梁應(yīng)撰寫(xiě)橋梁承載能力鑒定報(bào)告,報(bào)告內(nèi)容應(yīng)簡(jiǎn)明扼要。報(bào)告主要項(xiàng)目如下:1鑒定目的。2橋梁概況。3橋梁調(diào)查與檢算情況。4荷載試驗(yàn)及資料整理(末作荷載試驗(yàn)的橋梁略去此項(xiàng))。5. 橋梁承載能力的分析評(píng)定。6橋梁承載能力的鑒定意見(jiàn)及附加條件。此外橋梁承載能力鑒定報(bào)告應(yīng)附有必要的
18、資料、圖表、照片,列出參加試驗(yàn)的單位和人員,注明試驗(yàn)日期,井有鑒定負(fù)責(zé)人簽字第四節(jié) 橋梁承載能力鑒定表根據(jù)鑒定報(bào)告填寫(xiě)的橋梁承載能力鑒定表,存入路況檔案,便于有關(guān)單位查考使用。橋梁承載能力鑒定表格式如表32, 其中橋梁概況欄著重填寫(xiě)與橋梁承載能力有關(guān)的情況,附加條件欄為按鑒定的承載能力投入營(yíng)運(yùn)時(shí)橋梁必須采取的加固、養(yǎng)護(hù)、檢查等保證措施及對(duì)通行車(chē)輛的車(chē)速、車(chē)間距,運(yùn)行路線(xiàn)等的限制條件。第四章 荷載試驗(yàn)及其分析第一節(jié) 試驗(yàn)計(jì)劃橋梁的荷載試驗(yàn)是一項(xiàng)復(fù)雜而又細(xì)致的工作,應(yīng)在橋梁調(diào)查和檢算的基礎(chǔ)上確定試驗(yàn)項(xiàng)目,仔細(xì)地考慮試驗(yàn)的全過(guò)程,預(yù)計(jì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及其處理方法,制定切實(shí)可行的試驗(yàn)計(jì)劃,保證試驗(yàn)工作的
19、順利進(jìn)行。荷載試驗(yàn)要彌補(bǔ)橋梁調(diào)查和檢算中的不足,使橋梁承載能力鑒定工作進(jìn)一步深化。試驗(yàn)汁劃的主要內(nèi)容包括:1. 試驗(yàn)?zāi)康摹?準(zhǔn)備工作。3加載方案與實(shí)施。4,測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀(guān)測(cè)。5加載控制與安全措施。第二節(jié) 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作1試驗(yàn)孔(或墩)的選擇多孔橋結(jié)構(gòu)相同跨徑相等的孔(或墩)可選擇13個(gè)具有代表性的孔(或墩)進(jìn)行加載試驗(yàn),選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮以下條件;(1)該孔(或墩)計(jì)算受力最不利。(2)該孔(或墩)施工質(zhì)量較差,缺陷較多或病害較嚴(yán)重。(3)該孔(或墩)便于搭設(shè)腳手架及設(shè)置測(cè)點(diǎn)或試驗(yàn)時(shí)便于加載。選擇試驗(yàn)孔(或墩)的工作可結(jié)合橋梁調(diào)查和檢算工作一并進(jìn)行。2搭設(shè)觀(guān)測(cè)腳手架及設(shè)置測(cè)點(diǎn)附屬設(shè)施(1)搭設(shè)觀(guān)測(cè)腳
20、手架腳手架的設(shè)置要園地制宜,就地取材,方便觀(guān)測(cè)儀表和保證安全,不影響儀表和測(cè)點(diǎn)的正常工作,不干擾測(cè)點(diǎn)附屬設(shè)施。當(dāng)橋下凈空較大,不便設(shè)置固定腳手架時(shí),可考慮采用輕便活動(dòng)吊架,兩端用尼龍繩或細(xì)鋼絲繩固定在欄桿或人行道緣石上,整套設(shè)備使用前應(yīng)進(jìn)行試載以確保安全?;顒?dòng)吊架如需多次使用可做成拼裝式以便于運(yùn)輸和存放。(2)設(shè)置測(cè)點(diǎn)附屬設(shè)施 在安裝撓度、沉降、水平位移等測(cè)點(diǎn)的觀(guān)測(cè)儀表時(shí),一般需要設(shè)置木樁,木樁架或其他支架等測(cè)點(diǎn)附屬設(shè)施,設(shè)置時(shí)既應(yīng)滿(mǎn)足儀表安裝的需要,又使其不受結(jié)構(gòu)本身的變形;位移的影響,同時(shí)應(yīng)保證其穩(wěn)妥,牢固,能承受試驗(yàn)時(shí)可能產(chǎn)生的車(chē)輛運(yùn)行,人行走動(dòng)等的干擾。 晴天或多云天氣下進(jìn)行加載試驗(yàn)時(shí)
21、,陽(yáng)光直射下的應(yīng)變測(cè)點(diǎn),應(yīng)設(shè)置遮擋陽(yáng)光的設(shè)備,以減小溫度變化造成的觀(guān)測(cè)誤差。雨季進(jìn)行加載試驗(yàn)時(shí),則應(yīng)準(zhǔn)備儀器,設(shè)備等的防雨設(shè)施,以備不時(shí)之需。3靜載試驗(yàn)加載位置的放樣和卸載位置的安排靜裁試驗(yàn)前應(yīng)在橋面上對(duì)加載位置進(jìn)行放樣,以便于加載試驗(yàn)的順利進(jìn)行。如加載程序較少,時(shí)間允許,可在每程序加載前臨時(shí)放樣。如加裁程序較多,則應(yīng)預(yù)先放樣,且用不同顏色的標(biāo)志區(qū)別不同加載程序時(shí)的荷載位置。靜載試驗(yàn)荷載卸載的安放位置應(yīng)預(yù)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,又要使安放的荷載不影響試驗(yàn)孔(或墩)的受力,一般可將荷載安放在橋臺(tái)后一定距離處。對(duì)于多孔橋,如有必要將荷載停放在橋孔上,一般應(yīng)停放在
22、距試驗(yàn)孔較遠(yuǎn)處以不影響試驗(yàn)觀(guān)測(cè)為度。4試驗(yàn)人員組織及分工橋梁的荷載試驗(yàn)是一項(xiàng)技術(shù)性較強(qiáng)的工作,最好能組織專(zhuān)門(mén)的橋梁試驗(yàn)隊(duì)伍來(lái)承擔(dān),也可由熟悉這項(xiàng)工作的技術(shù)人員為骨干來(lái)組織試驗(yàn)隊(duì)伍。應(yīng)根據(jù)每個(gè)試驗(yàn)人員的特長(zhǎng)進(jìn)行分工,每人分管的儀表數(shù)目除考慮便于進(jìn)行觀(guān)測(cè)外,應(yīng)盡量使每人對(duì)分管儀表進(jìn)行一次觀(guān)測(cè)所需的時(shí)間大致相同。所有參加試驗(yàn)的人員應(yīng)能熟練掌握所分管的儀器設(shè)備,否則應(yīng)在正式開(kāi)始試驗(yàn)前進(jìn)行演練。為使試驗(yàn)有條不紊地進(jìn)行,應(yīng)設(shè)試驗(yàn)總指揮1人,其他人員的配備可根據(jù)具體情況考慮。5其他準(zhǔn)備工作加載試驗(yàn)的安全設(shè)施,供電照明設(shè)施,通訊聯(lián)絡(luò)設(shè)施,橋面交通管制等工作應(yīng)根據(jù)荷載試驗(yàn)的需要進(jìn)行準(zhǔn)備。第三節(jié) 加載方案與實(shí)施1
23、加載試驗(yàn)項(xiàng)目的確定在滿(mǎn)足鑒定橋梁承載能力的前提下,加載項(xiàng)目安排應(yīng)抓住重點(diǎn),不宜過(guò)多。一般情況下只作靜力荷載試驗(yàn),必要時(shí)增作部分動(dòng)力荷載試驗(yàn)項(xiàng)目。靜載試驗(yàn)一般有一兩個(gè)主要內(nèi)力控制截面,此外根據(jù)橋梁具體情況可設(shè)置幾個(gè)附加內(nèi)力控制截面。一些主要橋型的內(nèi)力控制截面如下:(1)簡(jiǎn)支梁橋主要:跨中最大正彎矩。附加:支點(diǎn)最大剪力,墩臺(tái)最大垂直力。(2)連續(xù)梁橋主要:支點(diǎn)最大負(fù)彎矩,跨中最大正彎矩。附加:支點(diǎn)最大剪力,墩臺(tái)最大垂直力。(3)懸臂梁橋主要,支點(diǎn)最大負(fù)彎矩,錨跨跨中最大正彎矩。附加:支點(diǎn)最大剪力,墩臺(tái)最大垂直力,掛梁跨中最大正彎矩。(4)無(wú)鉸拱橋主要;跨中截面最大正彎垣,支點(diǎn)截面最大負(fù)彎矩。附加;
24、拱腳最大水平推力,L4截面最大正彎矩和最大負(fù)彎矩。 此外,對(duì)橋梁的薄弱截面,損壞部位,比較薄弱的橋面結(jié)構(gòu)等,是否設(shè)置內(nèi)力控制截面及安排加載項(xiàng)目可根據(jù)橋梁調(diào)查和檢算情況決定。使用車(chē)輛加載而又未安排動(dòng)載試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),可在靜載試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)束后,將加載車(chē)(多輛車(chē)則相應(yīng)地進(jìn)行排列)沿橋長(zhǎng)慢速行駛一趟,以全面了解荷載作用于橋面不同部位時(shí)結(jié)構(gòu)承載狀況。動(dòng)載試驗(yàn)一般安排標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)車(chē)列(對(duì)小跨徑橋,也可用單排車(chē))在不同車(chē)速時(shí)的跑車(chē)試驗(yàn),跑車(chē)速度一般定為5、10、20、30、40、50kmh。此外可根據(jù)橋況安排其他一些試驗(yàn)項(xiàng)目,如需測(cè)定橋梁承受活載水平力性能時(shí)作車(chē)輛制動(dòng)試驗(yàn),為測(cè)定橋梁自振頻率作跳車(chē)后的余振觀(guān)測(cè),并在無(wú)
25、荷載時(shí)進(jìn)行脈動(dòng)觀(guān)測(cè)。2加載時(shí)載面內(nèi)力的控制(1)控制荷載的確定為了保證荷載試驗(yàn)的效果,必須先確定試驗(yàn)的控制荷載。橋梁需要鑒定承載能力的荷載可能有以下幾種:a汽車(chē)和人群(標(biāo)準(zhǔn)荷載)。b平板掛車(chē)或履帶車(chē)(標(biāo)準(zhǔn)荷載)。c需通行的重型車(chē)輛。分別計(jì)算以上幾種荷載對(duì)控制截面產(chǎn)生的最不利內(nèi)力,用產(chǎn)生最不利內(nèi)力較大的荷裁作為靜載試驗(yàn)的控制荷載。因掛車(chē)或履帶車(chē)不計(jì)沖擊力,所以動(dòng)載試驗(yàn)以汽車(chē)荷載作為控制荷載。荷載試驗(yàn)應(yīng)盡量采用與控制荷載相同的荷載,但由于客觀(guān)條件的限制,實(shí)際采用的試驗(yàn)荷載與控制荷載會(huì)有所不同,為保證試驗(yàn)效果,在選擇試驗(yàn)荷載大小和加載位置時(shí)采用靜載試驗(yàn)效率q,動(dòng)載試驗(yàn)效率d進(jìn)行控制。(2)靜載試驗(yàn)效
26、率q值可采用08105,當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作比較完善而又受加載設(shè)備能力所限,q值可采用低限,當(dāng)橋梁的調(diào)查、檢算工作不充分,尤其是缺乏橋梁計(jì)算資料時(shí),q值應(yīng)采用高限,總之應(yīng)根據(jù)前期工作的具體情況來(lái)確定。一般情況下q值不宜小于095。荷載試驗(yàn)宜選擇溫度穩(wěn)定的季節(jié)和天氣進(jìn)行。當(dāng)溫度變化對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力影響較大時(shí),應(yīng)選擇溫度內(nèi)力較不利的季節(jié)進(jìn)行荷載試驗(yàn),否則應(yīng)考慮用適當(dāng)增大靜載試驗(yàn)效率q來(lái)彌補(bǔ)溫度影響對(duì)結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生的不利內(nèi)力。當(dāng)控制荷載為掛車(chē)或履帶車(chē)而采用汽車(chē)荷載加載時(shí),考慮到汽車(chē)荷載的橫向應(yīng)力增大系數(shù)較小,為了使截面的最大應(yīng)力與控制荷載作用下截面最大應(yīng)力相等,可適當(dāng)增大靜載試驗(yàn)效率q。(2)動(dòng)載
27、試驗(yàn)效率動(dòng)載試驗(yàn)的效率為:式中: Sd動(dòng)載試驗(yàn)荷載作用下控制截面最大計(jì)算內(nèi)力值;S標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)荷載作用下控制截面最大計(jì)算內(nèi)力值(不計(jì)入汽車(chē)荷載沖擊系數(shù))。d值一般采用1,動(dòng)載試驗(yàn)的效率不僅取決于試驗(yàn)車(chē)型及車(chē)重,而且取決于實(shí)際跑車(chē)時(shí)的車(chē)間距。因此在動(dòng)載試驗(yàn)跑車(chē)時(shí)應(yīng)注意保持試驗(yàn)車(chē)輛之間的車(chē)間距,并應(yīng)實(shí)際測(cè)定跑車(chē)時(shí)的車(chē)間距以作為修正動(dòng)載試驗(yàn)效率d的計(jì)算依據(jù)。3靜載加載分級(jí)與控制為了加載安全和了解結(jié)構(gòu)應(yīng)變和變位隨加載內(nèi)力增加的變化關(guān)系,對(duì)橋梁主要控制截面內(nèi)力的加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行,而且一般安排在開(kāi)始的幾個(gè)加載程序中執(zhí)行。附加控制截面一般只設(shè)置最大內(nèi)力加載程序。(1)分級(jí)控制的原則a)當(dāng)加載分級(jí)較為方便時(shí),可按最
28、大控制截面內(nèi)力均分為45級(jí)。b)當(dāng)使用載重車(chē)加載,車(chē)輛稱(chēng)重有困難時(shí)也可分成3級(jí)加載。c)當(dāng)橋梁的調(diào)查和驗(yàn)算工作不充分,或橋況較差,應(yīng)盡量增多加載分級(jí),如限于條件加載分級(jí)較少時(shí),應(yīng)注意每級(jí)加載時(shí),車(chē)輛荷載逐輛緩緩駛?cè)腩A(yù)定加載位置,必要時(shí)可在加載車(chē)輛未到達(dá)預(yù)定加荷位置前分次對(duì)控制測(cè)點(diǎn)進(jìn)行讀數(shù)以確保試驗(yàn)安全。d)在安排加載分級(jí)時(shí),應(yīng)注意加載過(guò)程中其他截面內(nèi)力亦應(yīng)逐漸增加,且最大內(nèi)力不應(yīng)超過(guò)控制荷載作用下的最不利內(nèi)力。e)根據(jù)具體條件決定分級(jí)加載的方法,最好每級(jí)加載后卸載,也可逐級(jí)加載達(dá)最大荷載后逐級(jí)卸載。(2)車(chē)輛荷載加載分級(jí)的方法a)逐漸增加加載車(chē)數(shù)量b)先上輕車(chē)后上重車(chē)。c)加載車(chē)位于內(nèi)力影響線(xiàn)
29、的不同部位。d)加載車(chē)分次裝載重物。以上各法亦可綜合采用。(3)加卸載的時(shí)間選擇與控制為了減少溫度變化對(duì)試驗(yàn)造成的影響,加載試驗(yàn)時(shí)間以晚10時(shí)至晨6時(shí)為宜,尤其是采用重物直接加載,加卸載周期比較長(zhǎng)的情況下只能在夜間進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于采用車(chē)輛等加卸載迅速的試驗(yàn)方式,如夜間試驗(yàn)照明等有困難時(shí)亦可安排在白天進(jìn)行試驗(yàn),但在晴天或多云的天氣下進(jìn)行加載試驗(yàn)時(shí)每一加卸載周期所花費(fèi)的時(shí)間不宜超過(guò)20min。為控制加卸載穩(wěn)定時(shí)間,應(yīng)選擇一個(gè)控制測(cè)點(diǎn)(如簡(jiǎn)支梁的跨十撓度或應(yīng)變測(cè)點(diǎn)),在每級(jí)加載(或卸截)后立即測(cè)讀一次,計(jì)算其與加載前(或卸載前)測(cè)讀值之差值Sg, 然后每隔2min,測(cè)讀一次,計(jì)算2min前后讀數(shù)的差值
30、S,并按下式計(jì)算相對(duì)讀數(shù)差值m:當(dāng)m值小于1或小于量測(cè)儀器的最小分辨值時(shí)即認(rèn)為結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定,可進(jìn)行各觀(guān)測(cè)點(diǎn)讀數(shù)。但當(dāng)進(jìn)行主要控制截面最大內(nèi)力加載程序時(shí)荷載在橋上穩(wěn)定嗣間應(yīng)不少于5min,對(duì)尚未投入營(yíng)運(yùn)的新橋應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)加載穩(wěn)定時(shí)間。某些橋梁如拱橋,有時(shí)當(dāng)拱上建筑或橋面系參與主要承重構(gòu)件的受力,因連接較弱或變形緩慢,造成測(cè)點(diǎn)觀(guān)測(cè)值穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng),如結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)變位(或應(yīng)變)值遠(yuǎn)小于計(jì)算值,則可將加載穩(wěn)定時(shí)間定為2030min。(4)加載分級(jí)的計(jì)算根據(jù)各加載分級(jí)按彈性階段計(jì)算加載各測(cè)點(diǎn)的理論計(jì)算變位(或應(yīng)變),以便對(duì)加載試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行分析和控制。計(jì)算采用的材料彈性模量,如已作材料試驗(yàn)則用實(shí)測(cè)值,否則可按規(guī)
31、范選用。4.加載設(shè)備的選擇靜載試驗(yàn)加載設(shè)備可根據(jù)加載要求及具體條件選用,一般有以下兩種加載方式:(1)可行式車(chē)輛可選用裝載重物的汽車(chē)或平板車(chē),也可就近利用施工機(jī)械車(chē)輛。選擇裝載的重物時(shí)要考慮車(chē)箱能否容納得下,裝載是否方便。裝載的重物應(yīng)置放穩(wěn)妥,以避免車(chē)輛行駛時(shí)因搖晃而改變重物的位置。采用車(chē)輛加載優(yōu)點(diǎn)很多,便于調(diào)運(yùn)和加載布置,加卸載迅速等。采用汽車(chē)荷載既能作靜載試驗(yàn)又能作動(dòng)載試驗(yàn),這是較常采用的一種方法。(2)重物直接加載一般可按控制荷載的著地輪跡先搭設(shè)承載架,再在承載架上堆放重物或設(shè)置水箱進(jìn)行加載,如加載僅為滿(mǎn)足控制截面內(nèi)力要求,也可采取直接在橋面堆放重物或設(shè)置水箱的方法加載。承載架的設(shè)置和加
32、載物的堆放應(yīng)安全,合理,能按要求分布加載重量,并不使加載設(shè)備與橋梁結(jié)構(gòu)共同承載而形成“卸載”現(xiàn)象。重物直接加載準(zhǔn)備工作量大,加卸載所需周期一般較長(zhǎng),交通中斷時(shí)間亦較長(zhǎng),且試驗(yàn)時(shí)溫度變化對(duì)測(cè)點(diǎn)的影響較大,因此宜于安排夜間進(jìn)行試驗(yàn)。此外其他一些加載方式也可根據(jù)加載要求因地制宜采用。5加載物的稱(chēng)重可根據(jù)不同的加載方法和具體條件選用以下方法:(1)稱(chēng)重法當(dāng)采用重物直接在橋上加載時(shí),可將重物化整為零稱(chēng)重后按逐級(jí)加載要求分堆置放,以便加載取用。當(dāng)采用車(chē)輛加載時(shí),可將車(chē)輛逐軸開(kāi)上稱(chēng)重臺(tái)進(jìn)行稱(chēng)重,如投有現(xiàn)成可供利用的稱(chēng)重臺(tái),可自制專(zhuān)用稱(chēng)重臺(tái)進(jìn)行稱(chēng)重。(2)體積法如采用水箱加載,可通過(guò)測(cè)量水體積來(lái)?yè)Q算水的重量。
33、(3)綜合計(jì)算法根據(jù)車(chē)輛出廠(chǎng)規(guī)格確定空車(chē)軸重(注意考慮車(chē)輛另配件的更換和添減,汽油、水、乘員重量的變化)。再根據(jù)裝載重物的重量及其重心將其分配至各軸。裝載物最好采用規(guī)則外形的物體整齊碼放或采用松散均勻材料在車(chē)箱內(nèi)攤鋪平整。以便準(zhǔn)確確定其重心位置。無(wú)論采用何種確定加載物重量的方法,均應(yīng)作到準(zhǔn)確可靠,其稱(chēng)重誤差最大不得超過(guò)5。最好能采用兩種稱(chēng)重方法互相校核。第四節(jié) 測(cè)點(diǎn)設(shè)置與觀(guān)測(cè)1測(cè)點(diǎn)布設(shè)(1)主要測(cè)點(diǎn)的布設(shè)測(cè)點(diǎn)的布設(shè)不宜過(guò)多,但要保證觀(guān)測(cè)質(zhì)量。有條件時(shí), 同一測(cè)點(diǎn)可用不同的測(cè)試方法進(jìn)行校對(duì),一般情況下,對(duì)主要測(cè)點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)能控制結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力(應(yīng)變)和最大撓度(或位移)。幾種常用橋梁體系的主要測(cè)點(diǎn)
34、布設(shè)如下:a簡(jiǎn)支梁橋跨中撓度,支點(diǎn)沉降,跨中截面應(yīng)變。b連續(xù)梁橋跨巾?yè)隙?,支點(diǎn)沉降,跨中和支點(diǎn)截面應(yīng)變。c懸臂梁橋懸臂端部撓度,支點(diǎn)沉降,支點(diǎn)截面應(yīng)變。d拱橋 跨中、處撓度,拱頂,拱腳截面應(yīng)變。撓度觀(guān)測(cè)測(cè)點(diǎn)一般布置在橋中軸線(xiàn)位置。截面抗彎應(yīng)變測(cè)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在截面橫橋向應(yīng)力可能分布較大的部位,沿截面上、下緣布設(shè),橫橋向測(cè)點(diǎn)設(shè)置一般不少于8處,以控制最大應(yīng)力的分布。當(dāng)采用測(cè)定混凝土表面應(yīng)變的方法來(lái)確定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋承受的拉力時(shí),考慮到混凝土表面已經(jīng)和可能產(chǎn)生的裂縫對(duì)觀(guān)測(cè)的影響,因而測(cè)點(diǎn)的位置應(yīng)合理進(jìn)行選擇(見(jiàn)附錄3),如鑿開(kāi)混凝土保護(hù)層直接在鋼筋上設(shè)置拉應(yīng)力測(cè)點(diǎn),則在試驗(yàn)完后必須修復(fù)保護(hù)層。(2
35、)其他測(cè)點(diǎn)的布設(shè)根據(jù)橋梁調(diào)查和檢算工作的深度,綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和橋梁目前狀況等可適當(dāng)加設(shè)以下測(cè)點(diǎn):a)撓度沿橋長(zhǎng)或沿控制截面橋?qū)挿较蚍植?。b)應(yīng)變沿控制截面橋?qū)挿较蚍植肌)應(yīng)變沿截面高分布。d)組合構(gòu)件的結(jié)合面上、下緣應(yīng)變。e)墩臺(tái)的沉降、水平位移與轉(zhuǎn)角,連拱橋多個(gè)墩臺(tái)的水平位移。f)剪切應(yīng)變。g)其他結(jié)構(gòu)薄弱部位的應(yīng)變。h)裂縫的監(jiān)測(cè)測(cè)點(diǎn)。 一般應(yīng)實(shí)測(cè)控制斷面的橫向應(yīng)力增大系數(shù),當(dāng)結(jié)構(gòu)橫向聯(lián)系構(gòu)件質(zhì)量較差,聯(lián)接較弱時(shí)則必須測(cè)定控制截面的橫向應(yīng)力增大系數(shù)。簡(jiǎn)支梁跨中截面橫向應(yīng)力增大系數(shù)的測(cè)定,既可采用觀(guān)測(cè)跨中沿橋?qū)挿较驊?yīng)變變化的方法,也可采用觀(guān)測(cè)跨中沿橋?qū)挿较驌隙茸兓姆椒▉?lái)進(jìn)行計(jì)算或用兩種
36、方法互校。對(duì)于剪切應(yīng)變測(cè)點(diǎn)一般采取設(shè)置應(yīng)變花的方法進(jìn)行觀(guān)測(cè)。為了方便,對(duì)于梁橋的剪應(yīng)力也可在截面中性軸處主應(yīng)力方向設(shè)置單一應(yīng)變測(cè)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行觀(guān)測(cè)。梁橋的實(shí)際最大剪應(yīng)力截面應(yīng)設(shè)置在支座附近而不是支座上,具體設(shè)置位置參見(jiàn)附錄4。(3)溫度測(cè)點(diǎn)的布設(shè)選擇與大多數(shù)測(cè)點(diǎn)較接近的部位設(shè)置12處氣溫觀(guān)測(cè)點(diǎn),此外可根據(jù)需要在橋梁主要測(cè)點(diǎn)部位設(shè)置一些構(gòu)件表面溫度觀(guān)測(cè)點(diǎn)。2儀表的選擇量測(cè)儀表的精度要求:靜載測(cè)定時(shí)應(yīng)不大于預(yù)計(jì)量測(cè)值的5,動(dòng)載測(cè)定時(shí)應(yīng)不大于預(yù)計(jì)量測(cè)值的10。 機(jī)械式儀表具有安裝與使用方便,迅速,讀數(shù)可靠的優(yōu)點(diǎn),但需要搭設(shè)觀(guān)測(cè)腳手架,而且使用試驗(yàn)人員較多,電測(cè)儀表安裝調(diào)試比較費(fèi)事,影響測(cè)試精度的因素也較多
37、,但測(cè)試,記錄均比較方便、安全。應(yīng)根據(jù)預(yù)計(jì)的量測(cè)值并考慮儀表的設(shè)置和觀(guān)測(cè)條件來(lái)選擇適用的儀表。靜載試驗(yàn)常用測(cè)試儀表的使用精度和量測(cè)范圍見(jiàn)表41。 動(dòng)載試驗(yàn)量測(cè)動(dòng)應(yīng)變可采用動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀并配以記錄儀器,量測(cè)振動(dòng)可選用低頻拾震器并配低頻測(cè)振放大器及記錄儀器,量測(cè)動(dòng)撓度可選用電阻應(yīng)變位移計(jì)配動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀及記錄儀器。3儀表的棱查與安裝試驗(yàn)需用的所有儀表均應(yīng)在測(cè)試前進(jìn)行檢查,并按儀表本身的要求進(jìn)行標(biāo)定和必要的誤差修正。采用電阻應(yīng)變儀進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試時(shí),粘貼電阻片的人員應(yīng)具有一定的經(jīng)驗(yàn),要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度,濕度等條件選擇貼片及防潮工藝,盡量選用與觀(guān)測(cè)應(yīng)變部位相同的材料制作溫度補(bǔ)償片。補(bǔ)償片應(yīng)盡量靠近應(yīng)變片設(shè)置。
38、采用千分表觀(guān)測(cè)結(jié)構(gòu)表面應(yīng)變時(shí),在不影響觀(guān)測(cè)的前提下,應(yīng)盡量使千分表軸線(xiàn)靠近結(jié)構(gòu)表面,以減小測(cè)試誤差。儀表,設(shè)備容易受到碰撞,擾動(dòng)的部位應(yīng)加保護(hù)設(shè)備,系保驗(yàn)繩或設(shè)置醒目的標(biāo)志,以保證儀表正常工作。儀表安裝工作一般應(yīng)在加載試驗(yàn)前完成,但亦不應(yīng)安裝過(guò)早,以免儀器受損和遺失。注意儀表安裝位置和方法的正確與否。安裝完畢應(yīng)由有測(cè)試經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行檢查,有時(shí)可利用過(guò)往車(chē)輛來(lái)觀(guān)察儀表工作是否正常。4穩(wěn)定觀(guān)測(cè)儀表安裝完畢后,一般在加載試驗(yàn)之前應(yīng)對(duì)各測(cè)點(diǎn)進(jìn)行一段時(shí)間的溫度穩(wěn)定觀(guān)測(cè)。中間可每隔10min讀數(shù)一次,觀(guān)測(cè)時(shí)間應(yīng)盡量選擇與加載試驗(yàn)相同的氣候條件或選擇加載試驗(yàn)前夕。這一觀(guān)測(cè)成果用于衡量加載試驗(yàn)時(shí)外界氣候條件對(duì)
39、觀(guān)測(cè)造成的誤差影響范圍?;蛴糜跍y(cè)點(diǎn)的溫度影響修正。5儀表的測(cè)讀與記錄儀表的測(cè)讀應(yīng)準(zhǔn)確,迅速,并記錄在專(zhuān)門(mén)的表格上(參見(jiàn)附錄5),以便于資料的整理和計(jì)算。記錄者應(yīng)對(duì)所有測(cè)點(diǎn)量測(cè)值變化情況進(jìn)行檢查,看其變化是否符合規(guī)律,尤其應(yīng)著重檢查第一次加載時(shí)量測(cè)值變化情況。對(duì)工作反常的測(cè)點(diǎn)應(yīng)檢查儀表安裝是否正確,并分析其他可能影響其正常工作的原因,及時(shí)排除故障。對(duì)于控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)在故障排除后, 重復(fù)一次加載測(cè)試項(xiàng)目。當(dāng)采用記錄紙記錄動(dòng)應(yīng)力,動(dòng)撓度或振動(dòng)時(shí),應(yīng)將被記錄的曲線(xiàn)調(diào)節(jié)至合適的幅度,使其既不超越記錄紙的范圍,又有適當(dāng)?shù)木取?裂縫觀(guān)測(cè)加載試驗(yàn)中裂縫觀(guān)測(cè)的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)承受拉力較大部位及原有裂縫較長(zhǎng)、較寬的部位。
40、在這些部位應(yīng)測(cè)量裂縫長(zhǎng)度、寬度,并在混凝土表面沿裂縫走向進(jìn)行描繪。加載過(guò)程中觀(guān)測(cè)裂縫長(zhǎng)度及寬度的變化情況,可直接在混凝土表面進(jìn)行描繪記錄,也可采用專(zhuān)門(mén)表格記錄。加載至最不利荷載及卸載后應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行全面檢查,尤其應(yīng)仔細(xì)檢查是否產(chǎn)生新的裂縫,并將最后檢查情況填入裂縫觀(guān)測(cè)記錄表,必要時(shí)可將裂縫發(fā)展情況繪制在裂縫展開(kāi)圖上。第五節(jié) 加載試驗(yàn)的控制與安全措施試驗(yàn)指揮人員在加載試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)掌握各方面情況,對(duì)加載進(jìn)行控制。既要取得良好的試驗(yàn)效果,又要確保人員,儀表設(shè)備及橋梁的安全,避免不應(yīng)有的損失。1加載的控制應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的加載程序進(jìn)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,并隨時(shí)作好停
41、止加載和卸載的準(zhǔn)備。2測(cè)點(diǎn)的觀(guān)測(cè)對(duì)加載試驗(yàn)的控制點(diǎn)應(yīng)隨時(shí)觀(guān)測(cè),隨時(shí)計(jì)算撲將計(jì)算結(jié)果報(bào)告試驗(yàn)指揮人員,如實(shí)測(cè)值超過(guò)計(jì)算值較多,則應(yīng)暫停加載,待查明原因再?zèng)Q定是否繼續(xù)加載。試驗(yàn)人員如發(fā)現(xiàn)共他測(cè)點(diǎn)的測(cè)值有較大的反常變化也應(yīng)查找原因,并及時(shí)向試驗(yàn)指揮人員報(bào)告。3加載過(guò)程的觀(guān)察加載過(guò)程中應(yīng)指定人員隨時(shí)觀(guān)察結(jié)構(gòu)各部位可能產(chǎn)生的新裂縫,注意觀(guān)察構(gòu)件薄弱部位是否有開(kāi)裂,破損,組合構(gòu)件的結(jié)合面是否有開(kāi)裂錯(cuò)位,支座附近混凝土是否開(kāi)裂,橫隔板的接頭是否拉裂,結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生不正常的響聲,加載時(shí)墩臺(tái)是否發(fā)生搖晃現(xiàn)象等等。如發(fā)生這些情況應(yīng)報(bào)告試驗(yàn)指揮人員,以便采取相應(yīng)的措施。 4終上加載控制條件發(fā)生下列情況應(yīng)中途終止加載(
42、1)控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值已達(dá)到或超過(guò)用彈性理論按規(guī)范安全條件反算的控制應(yīng)力值時(shí)。(2)控制測(cè)點(diǎn)變位(或撓度)超過(guò)規(guī)范允許值時(shí)。(2)由于加載,使結(jié)構(gòu)裂縫的長(zhǎng)度,縫寬急劇增加,新裂縫大量出現(xiàn),縫寬超過(guò)允許值的裂縫大量增多,對(duì)結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大的影響時(shí)。(4)拱橋加載時(shí)沿跨長(zhǎng)方向的實(shí)測(cè)撓度曲線(xiàn)分布規(guī)律與計(jì)算值相差過(guò)大或?qū)崪y(cè)撓度超過(guò)計(jì)算值過(guò)多時(shí)。(5)發(fā)生其他損壞,影響橋梁承載能力或正常使用時(shí)。第六節(jié) 加載試驗(yàn)資料的整理1靜載試驗(yàn)資料的整理(1)試驗(yàn)資料的修正a測(cè)值修正根據(jù)各類(lèi)儀表的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的修正,如機(jī)械式儀表的校正系數(shù),電測(cè)儀表的率定系數(shù),靈敏系數(shù),電阻應(yīng)變觀(guān)測(cè)的導(dǎo)線(xiàn)電阻影響等等。當(dāng)這類(lèi)因
43、素對(duì)測(cè)值的影響小于1時(shí)可不予修正。b溫度影響修正溫度對(duì)測(cè)試的影響比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各部位不同的溫度變化,結(jié)構(gòu)的受力特性,測(cè)試儀表或元件的溫度變化,電測(cè)元件的溫度敏感性,自補(bǔ)性等等均對(duì)測(cè)試精度造成一定的影響。遂項(xiàng)分析這些影響是困難的,一般可采用綜合分析的方法來(lái)進(jìn)行溫度影響修正,即利用加載試驗(yàn)前進(jìn)行的溫度穩(wěn)定觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù),建立溫度變化(測(cè)點(diǎn)處構(gòu)件表面溫度或空氣溫度)和測(cè)點(diǎn)測(cè)值(應(yīng)變和撓度)變化的線(xiàn)性關(guān)系,然后按下式進(jìn)行溫度修正計(jì)算:式中:S溫度修正后的測(cè)點(diǎn)加載測(cè)值變化;S溫度修正前的測(cè)點(diǎn)加載測(cè)值變化;t相應(yīng)于S觀(guān)測(cè)時(shí)間段內(nèi)的溫度變化();kt空載時(shí)溫度上升1時(shí)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化量式中:S空載時(shí)某一時(shí)間區(qū)段
44、內(nèi)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化量;t1相應(yīng)于S同一時(shí)間區(qū)段內(nèi)溫度變化量。溫度變化量的觀(guān)測(cè)對(duì)應(yīng)變宜采用構(gòu)件表面溫度,對(duì)撓度宜采用氣溫。溫度修正系數(shù)Kt應(yīng)采用多次觀(guān)測(cè)的平均值,如測(cè)值變化與溫度變化關(guān)系不明顯時(shí)則不能采用。由于溫度影響修正比較困難,一般不進(jìn)行這項(xiàng)工作,而采取縮短加載時(shí)間。選擇溫度穩(wěn)定性較好的時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)等辦法盡量減小溫度對(duì)測(cè)試精度的影響。c支點(diǎn)沉降影響的修正當(dāng)支點(diǎn)沉降量較大時(shí),應(yīng)修正其對(duì)撓度值的影響,修正量C可按下式計(jì)算:(2)各測(cè)點(diǎn)變位(撓度,位移,沉降)與應(yīng)變的計(jì)算根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)作下列計(jì)算式中:Si加載前測(cè)值,S1加載達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)值,Su卸載后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)值。(3)主要測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)及相對(duì)殘余變形
45、的計(jì)算對(duì)加載試驗(yàn)的主要測(cè)點(diǎn)(即控制測(cè)點(diǎn)或加載試驗(yàn)效率最大部位測(cè)點(diǎn))進(jìn)行如下計(jì)算:式中:Se試驗(yàn)荷載作用下量測(cè)的彈性變位(或應(yīng)變)值;Ss試驗(yàn)荷載作用下的理論計(jì)算變位(或應(yīng)變)值。Se與Ss的比較可用實(shí)測(cè)的橫截面平均值與計(jì)算值比較,也可考慮荷載橫向不均勻分布而選用實(shí)測(cè)最大值與考慮橫向增大系數(shù)的計(jì)算值進(jìn)行比較。橫向增大系數(shù)最好采用實(shí)測(cè)值,如無(wú)實(shí)測(cè)值也可采用理淪計(jì)算值。b相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變) 相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)按下式計(jì)算: (4)主要測(cè)點(diǎn)彈性變位(或應(yīng)變)與相應(yīng)的理論計(jì)算值的關(guān)系。列出各加載程序時(shí)主要測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)彈性變位(或應(yīng)變)與相應(yīng)的理論計(jì)算值的對(duì)照表,并繪出其關(guān)系曲線(xiàn)圖。(5)裂縫發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)
46、裂縫數(shù)量較少時(shí)可根據(jù)試驗(yàn)前后觀(guān)測(cè)情況及裂縫觀(guān)測(cè)表對(duì)裂縫狀況進(jìn)行描述。當(dāng)裂縫發(fā)展較多時(shí)應(yīng)選擇結(jié)構(gòu)有代表性部位描繪裂縫展開(kāi)圖,圖上應(yīng)注明各加載程序裂縫長(zhǎng)度和寬度的發(fā)展。除以上資料的整理外還可根據(jù)需要整理各加載程序控制截面應(yīng)變(或撓度)分布圖,沿橋縱向撓度分布圖等等。2動(dòng)載試驗(yàn)資料的整理(1)活載沖擊系數(shù)(即動(dòng)力系數(shù))活載沖擊系數(shù)可根據(jù)記錄的動(dòng)應(yīng)變或動(dòng)撓度曲線(xiàn)進(jìn)行分析整理而得,可按下式計(jì)算。式中Smin與Sman為相應(yīng)的最小應(yīng)變(或撓度)值。(2)活載沖擊系數(shù)與車(chē)速的關(guān)系曲線(xiàn)根據(jù)不同車(chē)速的活載沖擊系數(shù)繪制活載沖擊系數(shù)與車(chē)速的關(guān)系曲線(xiàn),并求出活載沖擊系數(shù)最大值。(3)結(jié)構(gòu)的自振頻率結(jié)構(gòu)的自振頻率可根據(jù)
47、橋梁承受沖擊荷載后產(chǎn)生余振的動(dòng)應(yīng)力,動(dòng)撓度或振動(dòng)曲線(xiàn)分析而得。也可根據(jù)橋上無(wú)車(chē)時(shí)的脈動(dòng)曲線(xiàn)分析而得。除上述資料外,還可根據(jù)需要整理強(qiáng)迫振動(dòng)頻率,阻尼系數(shù)等等。第七節(jié) 加載試驗(yàn)成果分析與評(píng)定經(jīng)過(guò)荷載試驗(yàn)的橋梁,應(yīng)根據(jù)整理的試驗(yàn)資料,分析結(jié)構(gòu)的工作狀況,進(jìn)一步評(píng)定橋梁承載能力,修改和補(bǔ)充第三章第一節(jié)的內(nèi)容,并納入橋梁承載能力鑒定報(bào)告和橋梁承載能力鑒定表。一般進(jìn)行下列分析評(píng)定工作。1.結(jié)構(gòu)工作狀況(1)校驗(yàn)系數(shù)校驗(yàn)系數(shù)是評(píng)定結(jié)構(gòu)工作狀況,確定橋梁承載能力的一個(gè)重要指標(biāo)。不同結(jié)構(gòu)型式的橋梁其值常不相同,值常見(jiàn)的范圍可參考附錄6。一般要求值不大于1,值越小結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備越大,值過(guò)大或過(guò)小都應(yīng)該從多方面分
48、析原因。如值過(guò)大可能說(shuō)明組成結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度較低,結(jié)構(gòu)各部份聯(lián)結(jié)性能較差,剛度較低等等。值過(guò)小可能說(shuō)明材料的實(shí)際強(qiáng)度及彈性模量較高,梁橋的混凝土橋面鋪裝及人行道等與梁共同受力,拱橋拱上建筑與拱圈共同作用,支座摩阻力對(duì)結(jié)構(gòu)受力的有利影響,計(jì)算理論或簡(jiǎn)化的計(jì)算圖式偏于安全等等。試驗(yàn)時(shí)加載物的稱(chēng)量誤差,儀表的觀(guān)測(cè)誤差等也對(duì)值有一定影響。(2)實(shí)測(cè)值與理論值的關(guān)系曲線(xiàn)由于理論的變位(或應(yīng)變)一般系按線(xiàn)性關(guān)系計(jì)算。所以如測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)彈性變位(或應(yīng)變)與理淪計(jì)算值成正比,其關(guān)系曲線(xiàn)接近于直線(xiàn),說(shuō)明結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況。(3)相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)測(cè)點(diǎn)在控制加載程序時(shí)的相對(duì)殘余變位(或應(yīng)變)SpSt越小說(shuō)明結(jié)構(gòu)越接近彈性工作狀況,一般要求SpSt值不大于20,當(dāng)SpSt大于20時(shí),應(yīng)查明原因,如確系橋梁強(qiáng)度不足,應(yīng)在評(píng)定時(shí),酌情降低橋梁的承載能力。(4)動(dòng)載性能當(dāng)動(dòng)載試驗(yàn)的效率d接近1時(shí),不同車(chē)速下實(shí)測(cè)的沖擊系數(shù)最大值可用于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算。結(jié)構(gòu)的自振頻率,活載強(qiáng)迫振動(dòng)頻率及阻尼系數(shù)等對(duì)橋梁承載能力的影響可參考其他有關(guān)資料進(jìn)行分析。2結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性當(dāng)荷載試驗(yàn)項(xiàng)目比較全面時(shí),可采用荷載試驗(yàn)主要撓度測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)來(lái)評(píng)定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。檢算時(shí)用荷載試驗(yàn)后的舊橋檢算系數(shù)Z2代替第二章第三節(jié)中舊橋檢算系數(shù)Z1,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)予以提高或折減。磚石和
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