道路與橋梁工程技術創(chuàng)新論文

1、摘要橋梁荷載試驗檢測方案對于橋梁檢測的具體實施有一定的指導作用,剛竣工橋梁的外觀檢查,動載和靜載是橋梁檢測的重要部分關鍵詞:試驗檢測方案橋梁動載靜載目錄橋梁荷載試驗方案 (31 工程概況 (32 試驗目的 (33 試驗依據(jù) (44 項目實施的主要內(nèi)容 (4附錄靜力荷載試驗測試斷面、測點布置及加載細則 (9附錄擬投入項目設備清單 (12橋梁荷載試驗方案1 工程概況1.1 試驗橋梁概況群聯(lián)村大橋群聯(lián)村大橋中心樁號K17+475,上部結(jié)構(gòu)為4x40+5x40 m預應力砼(后張先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)T梁;下部結(jié)構(gòu)柱式臺配樁基礎、柱式墩配樁基礎。橋梁全長為366.08 m。1.2 主要技術標準(1 設計汽車荷

2、載:公路-I級;(2 設計速度:80公里/小時(3 抗震指標:地震動峰值加速度:<0.05g,地震基本烈度:<度。(4橋面凈寬:群聯(lián)村大橋2 試驗目的根據(jù)國家有關規(guī)定,大型橋梁或新建成橋梁完工后應進行生產(chǎn)鑒定性質(zhì)的驗收荷載試驗,目的是對橋梁的質(zhì)量和工作性能是否與設計相符作出檢驗與評價?；谶@一根本目的,本次荷載試驗具體目的如下:(1通過測定橋跨結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的控制截面應力和撓度,并與理論計算值比較,判定實際結(jié)構(gòu)控制截面應力與撓度值是否與設計要求相符。(2通過測定橋跨結(jié)構(gòu)在試驗動荷載作用下的動力反應,擬評定實際結(jié)構(gòu)的動力性能。(3通過現(xiàn)場加載試驗以及對試驗觀測數(shù)據(jù)和試驗現(xiàn)象的綜

3、合分析,對實際結(jié)構(gòu)作出總體評價。3 試驗依據(jù)(1交通行業(yè)工程標準公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004;(2交通行業(yè)工程標準公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004;(3交通行業(yè)工程標準公路工程質(zhì)量檢驗評定標準第一冊土建工程(JTG F80/1-2004;(4交通行業(yè)工程標準公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范(JTG H11-2004;(5交通行業(yè)工程標準公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(JTG/T J21-2011;(6大跨徑混凝土橋梁的試驗方法(“鐵組”YC4-4/1978科研專題;(7交通行業(yè)工程標準公路橋梁技術狀況評定標準(JTG/T H21-2011;(8建設單位提供的橋

4、梁設計圖紙及計算資料,包括施工單位提供的部分施工圖紙、設計單位提供的設計計算結(jié)果文件等。4 項目實施的主要內(nèi)容(1結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗;(2結(jié)構(gòu)動力荷載試驗;(3上部構(gòu)造主要承重構(gòu)件混凝土強度(超聲回彈法;(4主要結(jié)構(gòu)尺寸檢測。4.1 靜載試驗橋梁靜力荷載試驗主要是通過測量橋梁結(jié)構(gòu)在靜力試驗荷載作用下的變形和內(nèi)力,比較橋梁結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)能否滿足設計荷載作用下正常使用要求。測定項目及內(nèi)容為主梁控制截面撓度變形和應力等。(1交通行業(yè)工程標準公路橋涵設計通用規(guī)范(JTG D60-2004 ;(2交通行業(yè)工程標準公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范(JTG D62-2004;靜力試驗荷載加載方式是

5、采用單輛重約300kN 的三軸載重汽車作為等效荷載,在試驗過程中模擬設計活載所產(chǎn)生的內(nèi)力值。因此就具體某一測試項目(截面而言,其所需加載車輛的數(shù)量,將根據(jù)設計標準活荷載產(chǎn)生的在該項目(截面最不利內(nèi)力或變位值,按下式所確定的原則等效換算而得,不同截面其荷載效率將隨加載位置不同而不同,介于0.951.05之間。05.11(95.0+=sS state 式中: 靜力試驗荷載效率;ss t a t 試驗荷載作用下,某一加載試驗項目(截面對控制截面內(nèi)力或變位等的最大計算效應值;s 設計標準活載不計沖擊荷載作用時產(chǎn)生的該加載試驗項目(截面對應的控制截面內(nèi)力或變位等的最不利計算效應值;1(+ 設計計算取用的

6、沖擊系數(shù)。1、群聯(lián)村大橋根據(jù)現(xiàn)場情況,靜載試驗左右幅選取第5、6跨作為試驗跨,詳細測試斷面、測點布置及加載細則見附錄I 。1、群聯(lián)村大橋工況:第5跨最大正彎矩截面(1-1截面在最不利汽車荷載(分正載和偏載兩種工況作用下的最大正彎矩效應;工況:第6跨跨中最大正彎矩截面(2-2截面在最不利汽車荷載(分正載和偏載兩種工況作用下的最大正彎矩效應;以上為群聯(lián)村大橋荷載試驗工況,共分為兩種工況。左右幅荷載試驗工況均相同。(1應力(應變測試主梁應力控制截面混凝土表面應力(應變,擬采用在混凝土表面粘貼標距為100mm、阻值為120的應變片,配匹DH3815N數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)進行測量。(2撓度測試主梁控制斷面橋

7、面撓度的測量擬采用百分表或精密水準儀進行測試。(1試驗加載程序控制在進行正式加載試驗前,用兩輛載重加載車分別對測試對象各跨跨中進行橫橋向?qū)ΨQ的預加載,預加載試驗每一加載載位的持荷時間為20分鐘。預加載的目的在于,一方面是使結(jié)構(gòu)進入正常工作狀態(tài),另一方面是檢查測試系統(tǒng)和試驗組織是否工作正常。預加載卸至零荷載,并在結(jié)構(gòu)得到充分的零荷載恢復后,才可進入正式加載試驗。正式加載試驗分別按加載工況序號逐一進行,完成一個序號的加載工況后,應使結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復,方可進入下一序號的加載工況。結(jié)構(gòu)零荷充分恢復的標志是,加載試驗實測的結(jié)構(gòu)最大變位測點在卸零荷后變位恢復最后一個10分鐘的增量小于第1個10分鐘增

8、量的15%。(2靜力試驗規(guī)則靜力試驗原則上宜選擇在氣溫變化不大于2和結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的時間間隔內(nèi)進行。試驗過程中在量測試驗荷載作用下結(jié)構(gòu)響應的同時應相應地測量結(jié)構(gòu)表面溫度。靜力試驗荷載持續(xù)時間,原則上取決于結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定所需要的時間,只有結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定后,才能進入下一荷載階段。同一級荷載內(nèi),若結(jié)構(gòu)變位最大的測點在最后5分鐘內(nèi)的變位增量小于第一個5分鐘變位增量的15%,或小于所用量測儀器的最小分辨值,即認為結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定。全部測點在正式加載試驗前均應進行零級荷載讀數(shù),以后每次加載或卸載后應即讀數(shù)一次,并在結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定后,進入下一級荷載之前再讀數(shù)一次。對結(jié)構(gòu)變位較大的測點

9、,宜每隔5分鐘觀測一次,以觀測結(jié)構(gòu)變位是否達到相對穩(wěn)定。若在加載試驗過程中發(fā)生下列情況之一應立即終止加載試驗:(a 控制測點應力或力值超過計算值并且達到或超過按規(guī)范安全條件反算的控制應力或力值時;(b 控制測點撓度變形超過規(guī)范允許值時;(c 由于加載試驗使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非正常的受力損傷或局部發(fā)生損壞,影響橋梁承載能力和今后正常使用時。另外,在施加試驗荷載過程中,當某一加載工況接近滿載時(大于滿載量的80%,應將該工況后續(xù)加載車在試驗測試橋跨的行車速度控制在10Km/h以下;在卸載過程中,禁止多輛加載車同時啟動。4.2 動載試驗動載試驗主要通過脈動試驗、行車試驗和制動試驗測定橋梁作為一個整體結(jié)構(gòu)在動力

10、荷載作用下的受迫振動特性和結(jié)構(gòu)的自振特性,測定橋梁的動力特性(頻率、阻尼系數(shù)及動力響應(動應變沖擊系數(shù)等,以評價橋梁的動力性能。(1脈動試驗:測試在環(huán)境激勵下橋梁的微小振動響應,分析橋梁的自振特性(自振頻率及阻尼比。(2行車試驗,在橋面無任何障礙的情況下,用1輛載重汽車(總重約300KN按對稱情形,以20 km/h、30 km/h、40 km/h、50 km/h的速度勻速跑車使橋梁產(chǎn)生受迫振動,測定橋跨結(jié)構(gòu)在運行車輛荷載作用下的動力反應實測曲線。(3剎車試驗,在橋面無任何障礙的情況下,用1輛載重汽車(總重約300KN,以20km/h、30km/h進行勻速跑車,在預定的截面位置進行剎車,測定橋跨

11、結(jié)構(gòu)主要控制截面測點的動應力和動撓度時間歷程響應曲線。(1動應變觀測:采用在結(jié)構(gòu)混凝土表面粘貼長標距混凝土應變片,以動態(tài)電阻應變儀DH3817、動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)觀測混凝土表面應變;橋跨結(jié)構(gòu)的振動響應(位移,并同時記錄其輸出信號。(2沖擊系數(shù)觀測:采用實測動應變時程曲線計算得出;(3振動速度觀測:采用在選定測點上安裝拾震器,配匹數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)進行觀測。在測記橋跨結(jié)構(gòu)振動響應要注意保證信號完整,信號測記長度應足夠,并需照顧到各測記通道的動態(tài)范圍,小信號足夠靈敏,大信號不飽和,測記時應配有示波器監(jiān)視振動響應信號的質(zhì)量。群聯(lián)村大橋根據(jù)現(xiàn)場情況,動載試驗截面布置在第6跨最大正彎矩截面(3-3截面上

12、,左右幅均相同,測點布置如附錄圖。表1 動載試驗工況表工況項目測試項目及其荷載位置無障礙行車試驗結(jié)構(gòu)振動響應、動應變、動態(tài)增量車速20km/h無障礙行車試驗結(jié)構(gòu)振動響應、動應變、動態(tài)增量車速30km/h無障礙行車試驗結(jié)構(gòu)振動響應、動應變、動態(tài)增量車速40km/h無障礙行車試驗結(jié)構(gòu)振動響應、動應變、動態(tài)增量車速50km/h剎車試驗結(jié)構(gòu)振動響應、動應變、動態(tài)增量車速20km/hVI 剎車試驗結(jié)構(gòu)振動響應、動應變、動態(tài)增量車速30km/h附錄靜力荷載試驗測試斷面、測點布置及加載細則 圖1-1 群聯(lián)村大橋左右幅靜載試驗控制截面圖(長度單位:cm 圖1-2 群聯(lián)村大橋左、右幅1-1、2-2、3-3截面應

13、變測點布置圖 圖1-3 群聯(lián)村大橋左右幅撓度測試布置截面示意圖(長度單位:cm 圖1-4 群聯(lián)村大橋左、右幅A-A、B-B截面應變測點布置圖根據(jù)現(xiàn)場實際情況,撓度測試時各截面撓度數(shù)據(jù)采集擬采用精密水準儀讀數(shù)。各截面應變片的粘貼需使用橋檢車作業(yè)。加載細則 1-1(2-2 圖1-1 群聯(lián)村大橋左右幅靜載試驗控制截面圖(長度單位:cm1、加載效率表表1 左、右線各截面設計最大彎矩及試驗荷載效應截面設計荷載效應-公路級(kN·m試驗荷載(kN·m效率系數(shù)(q汽車控制彎矩1-1 6臺30T 8651.3 7334.9 0.852、1-1截面加載示意圖(工況1-1、1-2、1-3左、右

14、線汽車荷載縱向布置示意圖(6臺30T車左、右線汽車加載橫向布置(滿載貴州交通職業(yè)技術學院道路與橋梁工程系創(chuàng)新論文 根據(jù)現(xiàn)場實際情況，撓度測試時各截面數(shù)據(jù)采集擬采用精密水準儀讀數(shù),應變片的粘 貼需使用橋檢車作業(yè)。 應變片 i% 拾振器 第 11 頁 共 11 頁 貴州交通職業(yè)技術學院道路與橋梁工程系創(chuàng)新論文 圖 1-1 群聯(lián)村大橋左右幅 3-3 號截面動應變測點布置示意圖 附錄 擬投入項目設備清單 表 1 擬投入大橋荷載試驗項目的主要試驗儀器、設備用表 序號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 設備名稱 臺（套）數(shù) 2 1 5 2 3 3 4 1 2 4 若干 3

15、1 1 中國 中國 中國 中國 中國 中國 江蘇 江蘇 江蘇 智博聯(lián) 山東 產(chǎn)地 蘇州 作 用 備注 精密水準儀 DSZ2 手持紅外線測距儀 鋼卷尺 30m 皮尺 DH3815N 靜態(tài) 測試儀 DH3817 動態(tài)測試儀 拾振器 ZBL-F103 裂縫觀測儀 ZC3-A 回彈儀 筆記本電腦 應變片 發(fā)電機 橋梁檢測車 非金屬超聲檢測儀 標高（撓度） 結(jié)構(gòu)尺寸 結(jié)構(gòu)尺寸 結(jié)構(gòu)尺寸、放樣 靜載試驗 動載試驗 動力特性 裂縫觀測 混凝土強度 數(shù)據(jù)采集 應變傳感器 提供電源 測試工作平臺 混凝土強度 結(jié)論 橋梁檢測方案對橋梁檢測的具體實施具有指導意義！ 望全體工作人員同心協(xié)力，共同完成此次檢測工作。 第 12 頁 共 11 頁 貴州交通職業(yè)技術學院道路與橋梁工程系創(chuàng)新論文 參考文獻： （1）交通行業(yè)工程標準公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范 （JTG D62-2004） ； （2）交通行業(yè)工程標準公路橋涵設計通用規(guī)范 （JTG D60-2004） ； （3）交通行業(yè)工程標準公路工程質(zhì)量檢驗評定標準 第一冊 土建工程 （JTG F