連續(xù)鋼構(gòu)橋大橋荷載試驗(yàn)方案

1、黃河大橋動(dòng)靜載試驗(yàn)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(xiàng)目24.1全橋檢查2(1)結(jié)構(gòu)外觀24.2荷載試驗(yàn)25.本項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)2試驗(yàn)項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)框圖36.動(dòng)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(qiáng)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(dòng)力特性測試36.7試驗(yàn)檢測設(shè)備47.測點(diǎn)布置57.1 靜載試驗(yàn)57.2 動(dòng)載試驗(yàn)78.試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)及加載程序88.1 靜載試驗(yàn)88.2 動(dòng)載試驗(yàn)149.試驗(yàn)人員組成及時(shí)間安排1510、服務(wù)承諾及各項(xiàng)保證措施15黃河大橋動(dòng)靜載試驗(yàn)檢測方案 第15

2、頁 黃河大橋動(dòng)靜載試驗(yàn)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(hào)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(hào)為zk209+213.678zk210+765.000,上部結(jié)構(gòu)為4×（3×50m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁）+（80+4×150+80m預(yù)

3、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?yàn)轭A(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(hào)塊中心高度9.0m，底板厚1.5m，從懸臂端到0號(hào)塊梁高按h=3.5+5.5*（x/69）1.8變化，底板厚按h=0.3+0.7*（x/69）1.8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。基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁。橋梁主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為：設(shè)計(jì)荷載公路級；設(shè)計(jì)洪水頻率1/300；地震動(dòng)峰值加速度0.05g，地震基

4、本烈度；基本設(shè)計(jì)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(yàn)，檢驗(yàn)大橋的工程質(zhì)量，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的可靠性，為橋梁竣工驗(yàn)收提供必要的技術(shù)數(shù)據(jù)。（2） 通過實(shí)橋的靜載試驗(yàn)，了解結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)，檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)承載能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。（3） 通過動(dòng)力荷載試驗(yàn)，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(dòng)力性能。為今后營運(yùn)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(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn) （JTG F80/1-2004）2) 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 （GB50204-2002）3) 大跨徑混凝土橋梁

5、的試驗(yàn)方法 (交通部公路科研所等 1982.10) 4) 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程 (JTG/T J21-2011)5) 公路橋梁技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn) (JTG/T H21-2011)6) 混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB 50152-92）7) 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （JTG B01-2003）8) 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004）9) 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 （JTG D62-2004）10) 橋梁有關(guān)設(shè)計(jì)文件、施工圖等技術(shù)資料4.主要檢測項(xiàng)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(qiáng)度 采用回彈的方式現(xiàn)場檢定各結(jié)構(gòu)部位的

6、混凝土強(qiáng)度。 (3)支座安裝質(zhì)量抽查 采用目測及儀器測量的方法對橋梁過渡墩支座是否有偏壓、脫空等安裝病害進(jìn)行抽查。4.2荷載試驗(yàn)(1) 全面考察橋梁試驗(yàn)跨結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有狀況。(2) 測試試驗(yàn)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(yàn)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(dòng)力特性。5.本項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu) 試驗(yàn)項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)框圖6.動(dòng)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(jìn)行測量、檢查，有損壞的部位及某些關(guān)鍵部位采用儀器進(jìn)行檢測。

7、6.2橋梁上下部結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測 采用回彈法檢測混凝土的強(qiáng)度，上部結(jié)構(gòu)抽檢總孔數(shù)的20%，且不許少于5孔，每孔不少于10個(gè)測區(qū)；下部結(jié)構(gòu)抽檢總墩臺(tái)數(shù)的20%，且不許少于5個(gè)墩臺(tái)，每個(gè)墩臺(tái)不少于2個(gè)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(dòng)掃描箱進(jìn)行測點(diǎn)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(dòng)讀數(shù)進(jìn)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(jìn)行觀測。6.6 動(dòng)力特性測試(1) 結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)特性的測試通過數(shù)據(jù)大容量自動(dòng)采集

8、與信號(hào)處理分析系統(tǒng)，采集行車試驗(yàn)過程中的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)，確定橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)特性，即強(qiáng)迫振動(dòng)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(dòng)采集與信號(hào)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(dòng)響應(yīng)信號(hào)，確定橋梁結(jié)構(gòu)的自振動(dòng)特性，即結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼、振幅等。6.7試驗(yàn)檢測設(shè)備擬投入本項(xiàng)目的檢測試驗(yàn)設(shè)備見表3試驗(yàn)檢測主要使用儀器設(shè)備 表3序號(hào)設(shè) 備型號(hào)精度數(shù)量備注1靜態(tài)應(yīng)變儀TDS-6021臺(tái)2應(yīng)變儀平衡箱ASW504臺(tái)3交流電壓調(diào)節(jié)器WH-17961臺(tái)4動(dòng)應(yīng)變測試儀830BK1臺(tái)5多功能抗混濾波放大器INV-91臺(tái)6智能信號(hào)采集處理分析儀INV306D（F）1臺(tái)7水平拾

9、振器941B16臺(tái)8垂直拾振器941B16臺(tái)9裂縫觀測儀ZBL-P1010.01mm1臺(tái)10溫度計(jì)3支11多路無線電對講機(jī)4部12電橋惠斯登0.1歐姆1臺(tái)13發(fā)電機(jī)本田2KW2臺(tái)14萬用表4臺(tái)15塞尺1套16電喇叭2個(gè)17望遠(yuǎn)鏡30倍1部1850m鋼卷尺1mm2個(gè)19計(jì)算機(jī)(含打印機(jī))聯(lián)想5臺(tái)20照相機(jī)2部21汽車2輛24橋梁檢測車MBl 1臺(tái)7.測點(diǎn)布置根據(jù)對試驗(yàn)橋梁的受力分析及橋梁的實(shí)際情況，選擇大橋左幅第13跨、第14跨、第15跨為試驗(yàn)檢測跨，進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)，總體布局見圖7-1。 圖7-1 黃河大橋總體布置圖(單位：cm)7.1 靜載試驗(yàn) (1) 應(yīng)力測點(diǎn)布設(shè)應(yīng)力實(shí)驗(yàn)測點(diǎn)布置主要選取橋

10、梁最大正彎矩?cái)嗝妫ㄟ吙鐬?L/8處，次邊跨跨中、中跨為跨中處）、最大負(fù)彎矩?cái)嗝妫ㄖc(diǎn)附件斷面）、最大剪力斷面（支點(diǎn)附件斷面），并按照應(yīng)力擬合方法布設(shè)應(yīng)變片測點(diǎn)。箱梁橋應(yīng)力測點(diǎn)布置見圖7-2。 圖7-2（1）黃河大橋應(yīng)力測試斷面圖（單位：cm）圖7-2（2） 黃河大橋應(yīng)力測點(diǎn)布置圖 （2）撓度測點(diǎn)布設(shè)箱梁橋撓度測點(diǎn)布置見圖7-3。圖7-3（1）黃河大橋撓度測試斷面布置圖（cm）圖7-3（2）黃河大橋撓度測點(diǎn)布置圖7.2 動(dòng)載試驗(yàn)1) 動(dòng)應(yīng)力（應(yīng)變）測點(diǎn)：選靜載試驗(yàn)應(yīng)力測試的次邊跨跨中兩個(gè)應(yīng)力測點(diǎn)和14#墩支點(diǎn)兩個(gè)應(yīng)力測點(diǎn)進(jìn)行橋梁動(dòng)應(yīng)力測試。2) 強(qiáng)迫振動(dòng)選擇第十四跨和第十五跨跨中斷面，分別布置在

11、行車道邊緣處，每個(gè)斷面橫、豎向各布置一個(gè)測點(diǎn)。3) 自振特性測點(diǎn)布置見圖7-4。圖7-4 黃河大橋結(jié)構(gòu)自振動(dòng)測點(diǎn)布置圖8.試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)及加載程序8.1 靜載試驗(yàn)8.1.1試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)由于本次荷載試驗(yàn)為交工驗(yàn)收荷載試驗(yàn)，其主要目的是檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能和承載能力是否符合設(shè)計(jì)要求，檢驗(yàn)工程的可靠性和安全度，為工程驗(yàn)收提供技術(shù)依據(jù)，即取靜力試驗(yàn)荷載（活載部分）效率： 0.851.05。 =Sstat/（S·）式中：Sstat 試驗(yàn)荷載作用下，檢測部位變位或力的計(jì)算值。 S 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載作用下，檢測部位或力的計(jì)算值（不計(jì)動(dòng)力系數(shù)）。 設(shè)計(jì)取用的動(dòng)力系數(shù)。本次試驗(yàn)根據(jù)理論計(jì)算及最終選用試驗(yàn)車

12、輛的實(shí)際情況，確定最終所選取的試驗(yàn)荷載效率，試驗(yàn)荷載所產(chǎn)生的力學(xué)效應(yīng)均能夠滿足對橋梁力學(xué)效應(yīng)檢驗(yàn)和分析的要求。8.1.2加載車輛綜合考慮橋梁受力狀況、設(shè)計(jì)荷載等級及車輛來源等因素，本次試驗(yàn)擬選用雙后軸重車作為靜載試驗(yàn)加載車輛，車輛軸重嚴(yán)格按照試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行稱重控制。以下表8-1進(jìn)行車輛統(tǒng)計(jì)。加載車輛軸距、輪距表表8-1(1) 編號(hào)車型車牌前中軸距（）中后軸距（）輪間距（）1234加載車輛軸重明細(xì)表 表8-1(2) 編號(hào)車型前軸重（KN）后軸重（KN）總重（KN）1234均 值8.1.3加載程序程序一：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

13、（偏載）。程序三：次中跨（14跨）L/2正彎矩及13#墩支點(diǎn)負(fù)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(diǎn)最大負(fù)彎矩加載（偏載）。程序五：中跨（15跨）L/2正彎矩、14#墩支點(diǎn)負(fù)彎矩加載（正載）。程序六：中跨（15跨）L/2最大正彎矩、14#墩支點(diǎn)最大負(fù)彎矩及14#墩支點(diǎn)剪力加載（偏載）。程序七：12#墩支點(diǎn)處剪力加載（偏載）。 詳細(xì)的加載程序見下表8-2。靜載試驗(yàn)各加載程序試驗(yàn)荷載效率及相應(yīng)測試項(xiàng)目表 表8-2荷載加載分級橫橋向布載情況試驗(yàn)荷載效率主要測試項(xiàng)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

14、大正彎矩加載程序三3正載0.950.94主橋次中跨（14跨）L/2正彎矩13#墩支點(diǎn)負(fù)彎矩加載程序四3偏載0.950.94主橋次中跨（14跨）L/2最大正彎矩13#墩支點(diǎn)最大負(fù)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(diǎn)負(fù)彎矩加載程序六3偏載0.970.990.87主橋中跨（15跨）L/2最大正彎矩14#墩支點(diǎn)最大負(fù)彎矩14#墩支點(diǎn)剪力加載程序七2偏載0.97主橋12#墩支點(diǎn)剪力加載各程序加載加載布置詳圖見圖8-1圖8-7。圖7-1 程序一 邊跨（13跨）3L/8截面正彎矩加載圖（正載）圖7-2 程序二 邊跨（13跨）3L/8截面最大正彎矩加載圖（偏載）圖7

15、-3 程序三 次中跨（14跨）L/2正彎矩及13#墩支點(diǎn)負(fù)彎矩加載（正載）圖7-4 程序四 次中跨（14跨）L/2最大正彎矩及13#墩支點(diǎn)最大負(fù)彎矩加載（偏載）圖7-5 程序五 中跨（15跨）L/2正彎矩及14#墩支點(diǎn)負(fù)彎矩加載（正載）圖7-6 程序六 中跨（15跨）L/2最大正彎矩、14#墩支點(diǎn)最大負(fù)彎矩及14#墩支點(diǎn)剪力加載（偏載）圖7-7 程序七 12#墩支點(diǎn)剪力加載（偏載）8.1.4加載及讀數(shù)控制(1) 按照設(shè)計(jì)加載程序進(jìn)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(shí)測應(yīng)力值小于理論控制應(yīng)力值。(4) 控制實(shí)測撓度值

16、小于理論控制撓度值。(5) 控制結(jié)構(gòu)裂縫的長度及寬度的急劇增加。8.2 動(dòng)載試驗(yàn) 橋梁結(jié)構(gòu)在移動(dòng)車輛荷載作用下的動(dòng)力反應(yīng)是橋梁和車輛這兩個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。除與兩者本身的動(dòng)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(dòng)力特性及其響應(yīng)是非常必要的。在移動(dòng)車輛荷載作用下，橋梁將產(chǎn)生振動(dòng)、沖擊等動(dòng)力效應(yīng)。此時(shí)橋梁各截面除受靜力外，還受動(dòng)力作用。在一輛或橫向一排車輛荷載作用下的動(dòng)態(tài)增長率稱為動(dòng)態(tài)增量。對于不同的測試項(xiàng)目，動(dòng)態(tài)增量又可分為位移動(dòng)態(tài)增量和應(yīng)力動(dòng)態(tài)增量。 本次動(dòng)載試驗(yàn)以測量一輛重車行駛的動(dòng)態(tài)響應(yīng)為主，程序如下：1) 兩輛重車按不同車速

17、（20km/h、40km/h、60km/h）行駛通過橋跨。2) 兩輛重車按10km/h 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(dòng)試驗(yàn)。9.試驗(yàn)人員組成及時(shí)間安排9.1試驗(yàn)人員組成 本項(xiàng)目安排試驗(yàn)人員16名，其中技術(shù)人員13名，輔助人員3名。9.2試驗(yàn)進(jìn)度安排(1) 橋梁動(dòng)靜載檢測：（含腳手架、觀測臺(tái)搭設(shè)、測點(diǎn)布置、元件安裝、儀器調(diào)試、加載）15天。(2) 報(bào)告編寫：（受力計(jì)算、資料整理、分析）20天。如在現(xiàn)場檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁明顯缺陷，則進(jìn)行及時(shí)溝通。10、服務(wù)承諾及各項(xiàng)保證措施10.1試驗(yàn)安全措施(1) 為保證試驗(yàn)期間人員、結(jié)構(gòu)物、試驗(yàn)荷載以及儀器設(shè)備的安全，試驗(yàn)

18、指揮人員在試驗(yàn)過程中，要隨時(shí)掌握各方面的情況，以便對加載試驗(yàn)進(jìn)行全方位的控制。(2) 加載試驗(yàn)控制：加載應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的加載程序依次進(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，對加載試驗(yàn)的控制截面的測點(diǎn)及控制觀察的結(jié)構(gòu)部位要隨時(shí)觀測、觀察，并隨時(shí)進(jìn)行分析計(jì)算，將結(jié)果隨時(shí)報(bào)告試驗(yàn)指揮人員，一但出現(xiàn)控制試驗(yàn)終止條件的情況或其它不利情況時(shí)，應(yīng)立即中途終止加載，進(jìn)行分析研究后再?zèng)Q定試驗(yàn)如何進(jìn)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(tái)，并設(shè)立安全網(wǎng)或安全扶手，要求這些臨時(shí)結(jié)構(gòu)要布置適當(dāng)、堅(jiān)固可靠，試驗(yàn)人員要系好保險(xiǎn)帶，戴好安全帽。(4) 儀器、儀表要有專人

19、負(fù)責(zé)，應(yīng)輕拿輕放并進(jìn)行防塵、防水等保護(hù)，以防損壞，影響試驗(yàn)工作的正常進(jìn)行。(5) 對試驗(yàn)人員必須進(jìn)行安全教育，每個(gè)人都要具有足夠的安全意識(shí)，試驗(yàn)中試驗(yàn)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(yán)格按照產(chǎn)品說明書使用，并隨時(shí)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(biāo)：確保檢測結(jié)果真實(shí)、詳細(xì)、準(zhǔn)確。(2) 安全生產(chǎn)目標(biāo)：確保無重大工程事故發(fā)生。(3) 文明檢測目標(biāo)：創(chuàng)文明檢測現(xiàn)場。(4) 社會(huì)效益目標(biāo)：各方評價(jià)良好，讓業(yè)主放心滿意。(5) 項(xiàng)目總體目標(biāo)：按合同要

20、求按時(shí)足量完成。(6)為順利實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，我單位采取的主要管理措施有： 將該檢測項(xiàng)目列為我單位的重點(diǎn)工程項(xiàng)目，由單位領(lǐng)導(dǎo)直接負(fù)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(xiàng)目的順利完成。 由責(zé)任感強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)豐富的項(xiàng)目管理人員及檢測人員，組成高素質(zhì)的檢測隊(duì)伍，確保檢測工作的順利實(shí)施。 充分發(fā)揮我單位在管理上的優(yōu)勢，嚴(yán)格按照ISO9001項(xiàng)目質(zhì)量管理體系的要求，進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施，確保工程總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。10.3 檢測進(jìn)度保障措施為了保證該項(xiàng)目工程按合同工期完成，我們主要采取以下措施：(1)若中標(biāo)后，我方立即按招標(biāo)文件規(guī)定簽訂合同，盡快進(jìn)場，做好開工準(zhǔn)備，達(dá)到開工要求。(2)進(jìn)場前對所有待檢測橋梁進(jìn)行現(xiàn)場考察，以便合理地安排試驗(yàn)順序和橋梁的檢測工期。(3)進(jìn)場后與業(yè)主、交警、交通管制部門充分協(xié)調(diào)