成橋荷載試驗概述課件

§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)§4-2

試驗的主要內(nèi)容§4-3

試驗方案的確定§4-5

試驗數(shù)據(jù)§4-4試驗加載過程控制第四章成橋荷載試驗§4-6

試驗結(jié)論§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)§4-2試驗的主要內(nèi)容§4-31§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)1弄清工程概況

王家峪溪橋位于湖南張家界市武陵源區(qū)境內(nèi)，是為跨越王家峪溪而修建的一座城市公路橋梁，橋梁上部結(jié)構(gòu)為16米等截面鋼筋混凝土空心板簡支斜交橋，斜交角為41°59'。采用預(yù)制、吊裝法施工。該橋分為左右兩幅，橋面總寬32m，全橋橫斷面劃分為：4.5m人行道+23m行車道+4.5m人行=32m。§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)1弄清工程概況王家2§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)王家峪溪橋總體布置圖橋梁橫斷面布置圖（單幅）§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)王家峪溪橋總體布置圖橋梁橫斷面布3§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)4§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)2試驗的原因

王家峪溪橋（左幅）在預(yù)制16米梁的過程中，其混凝土材料，經(jīng)張家界市武陵源區(qū)建筑材料檢測中心對其標準混凝土立方體（150*150mm）進行強度檢驗，發(fā)現(xiàn)抗壓強度不能完全達到設(shè)計（C50砼）要求。王家峪溪橋（左幅）所有空心板已經(jīng)全部架設(shè)至橋梁相關(guān)位置，橋面濕接縫施工完畢，調(diào)平層也已施工完畢，正式處理問題時，空心板與空心板之間已無檢測儀器的作業(yè)空間，無法對單個空心板的強度和剛度進行檢測，遂決定對該橋進行結(jié)構(gòu)承載能力鑒定性試驗，用來確認在現(xiàn)行狀況下，既有結(jié)構(gòu)能否滿足城市A級荷載的使用要求?！?-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)2試驗的原因王家峪5§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)3試驗的目的

本次荷載試驗力求達到如下之具體目的：1）通過測定既有跨結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的控制截面應(yīng)力和撓度，并與理論計算值比較，擬檢驗實際結(jié)構(gòu)控制截面應(yīng)力與撓度值是否滿足使用要求。2）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)象的綜合分析，對將來實際結(jié)構(gòu)施工完成后，在城市A級荷載作用下的安全性作出總體評價。§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)3試驗的目的本次荷載試驗力6§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)4試驗依據(jù)

（1）《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01-2003）（2）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）（3）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）（4）《公路磚石混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJ022－85）（5）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTJ071-98）（6）《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》，1982（7）《城市橋梁設(shè)計準則》（CJJ11-93）（8）《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98）（9）《橋梁工程檢測手冊》，人民交通出版社，2002（10）鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程 CECS03：2007（11）施工設(shè)計圖（12）其它相關(guān)資料§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)4試驗依據(jù)（1）《公路工程7§4-2

試驗的主要內(nèi)容試驗的主要內(nèi)容：

1)結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗；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(shè)計荷載作用下正常使用要求。測定項目及內(nèi)容為橋面線形以及主梁控制截面應(yīng)變或應(yīng)力等。2）混凝土抗壓強度檢測混凝土強度檢測是通過鉆芯取樣獲得實際結(jié)構(gòu)混凝土的真實抗壓強度，目的是為進一步處置該問題提供依據(jù)?！?-2試驗的主要內(nèi)容試驗的主要內(nèi)容：1)結(jié)構(gòu)8§4-2

試驗的主要內(nèi)容一、理論計算

1計算依據(jù)（1）《公路工程技術(shù)標準》(JTJ001—97)；（2）中華人民共和國交通部標準《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）（3）中華人民共和國交通部標準《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62—2004）；（4）

《王家峪溪橋施工圖設(shè)計》（5）公路橋涵設(shè)計手冊《梁橋》（6）《城市橋梁設(shè)計準則》（CJJ11-93）（7）《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98）（8）其它相關(guān)資料§4-2試驗的主要內(nèi)容一、理論計算1計算依據(jù)（1）《公9§4-2

試驗的主要內(nèi)容2試驗參數(shù)選取

一般意義上的靜力試驗荷載加載方式是采用單輛重約300kN的三軸載重汽車作為等效荷載，在試驗過程中模擬設(shè)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(shè)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0.80-1.05之間?！?-2試驗的主要內(nèi)容2試驗參數(shù)選取一般意義上的靜10§4-2

試驗的主要內(nèi)容二、試驗跨選擇與斷面測點布置

根據(jù)試驗檢測合同，試驗針對王家峪溪橋左幅既有結(jié)構(gòu)進行，因為該橋僅有1跨，試驗測試斷面為試驗跨跨中截面，試驗時在支座位置、L/4，L/2，3L/4截面布置應(yīng)力測點和撓度測點，具體測點布置見后?！?-2試驗的主要內(nèi)容二、試驗跨選擇與斷面測點布置根11§4-2

試驗的主要內(nèi)容三、加載工況及加載效率和輪位的確定

因該橋設(shè)計荷載為城市A級，橋面寬為3車道，按規(guī)范進行折減，折減系數(shù)為0.8。根據(jù)測試項目，該試驗共設(shè)計進行1個靜載試驗加載工況（跨中最大正彎距工況），具體如表4-1所示。為了獲得結(jié)構(gòu)試驗荷載與變位關(guān)系曲線和防止結(jié)構(gòu)意外損壞，各控制截面內(nèi)力的加載應(yīng)分級進行，本試驗采用逐漸增加加載車數(shù)量法將試驗荷載分為3級，逐級施加，3級荷載施加的車輛數(shù)分別為2+2+1，具體布置見圖4.3，車輛由道路兩邊開始，向中線靠攏，第一級荷載車輛①②，第二級荷載車輛③④，第三級荷載車輛⑤。為了提高試驗精度，所有試驗車試驗前均進行了稱重（過磅），本次試驗采用的5輛試驗車，各車輛的軸重參數(shù)列于表4-2，車輛具體幾何參數(shù)如圖4.1所示，根據(jù)王家峪溪橋施工設(shè)計圖紙，采用專用程序MADIAS”大型空間有限元軟件對全橋?qū)嶋H狀況進行模擬，計算各單梁控制截面的內(nèi)力影響面如圖4.2所示，同時計算得到：§4-2試驗的主要內(nèi)容三、加載工況及加載效率和輪位的確定12§4-2

試驗的主要內(nèi)容未施工完成的人行道板在跨中截面引起的彎矩值：770.3（KNm）未施工完成的瀝青鋪裝在跨中截面引起的彎矩值：1372.7（KNm）人群荷載在跨中截面引起的彎矩值：397.1（KNm）三車道荷載在跨中截面引起的彎矩值（按照規(guī)范折減后）：2381.3（KNm）最終我們可以得到未完工部分在跨中產(chǎn)生的載荷效應(yīng)與活載部分在跨中產(chǎn)生的載荷效應(yīng)總計：770.3+1372.7+397.1+2381.3=4921.4（KNm）根據(jù)影響面內(nèi)力等效的原則，縱、橫向各工況的輪位布置如圖4.3所示，車輛橫向輪位布置按照《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98）相關(guān)要求進行。現(xiàn)場車輛加載試驗彎矩：4784.5（KNm）?！?-2試驗的主要內(nèi)容未施工完成的人行道板在跨中截面引起的13§4-2

試驗的主要內(nèi)容§4-2試驗的主要內(nèi)容14§4-2

試驗的主要內(nèi)容圖4.1試驗采用加載車輛示意圖§4-2試驗的主要內(nèi)容圖4.1試驗采用加載車輛示意圖15§4-2

試驗的主要內(nèi)容圖4.2中梁跨中截面彎矩影響面§4-2試驗的主要內(nèi)容圖4.2中梁跨中截面彎矩影響面16§4-2

試驗的主要內(nèi)容圖4.3各工況加載輪位布置示意圖§4-2試驗的主要內(nèi)容圖4.3各工況加載輪位布置示意圖17§4-2

試驗的主要內(nèi)容四、測試內(nèi)容與測試方法

1)應(yīng)力（應(yīng)變）測試主梁應(yīng)力控制截面混凝土表面應(yīng)力（應(yīng)變），采用在混凝土表面粘貼標距為150mm的鋼弦應(yīng)變計，匹配有應(yīng)變測試儀進行測量，該應(yīng)變計還可同時記錄試驗時各測點的溫度，這對于準確結(jié)構(gòu)分析是非常有用的。全橋各控制截面應(yīng)變計布置情況見圖4.4§4-2試驗的主要內(nèi)容四、測試內(nèi)容與測試方法1)應(yīng)力（18§4-2

試驗的主要內(nèi)容（a）跨中截面（b）1L/4截面（C）3L/4截面圖4.4各試驗跨相關(guān)截面應(yīng)變測點布置示意圖§4-2試驗的主要內(nèi)容（a）跨中截面（b）1L/4截面（C19§4-2

試驗的主要內(nèi)容

2)橋面撓度由于橋梁跨度比較小，故試驗時在試驗跨L/2及各支座截面布置撓度測點，撓度測試主要采用百分表進行。全橋撓度測點布置圖見圖4.5分級加載時，分別測量跨中、支座位置靜撓度，達到最大荷載時，測試各點靜撓度，以便繪出相應(yīng)的撓度曲線。此項內(nèi)容主要為評判橋梁的豎向剛度提供依據(jù)。同時，還可監(jiān)測支點的沉降。§4-2試驗的主要內(nèi)容2)橋面撓度由于橋梁跨度20§4-2

試驗的主要內(nèi)容（a）全橋撓度測試截面布置圖（b）單一測試截面撓度測點布置圖（支座、跨中）圖4.5全橋撓度測點布置圖§4-2試驗的主要內(nèi)容（a）全橋撓度測試截面布置圖（b）單21§4-3

試驗方案的確定

3)裂縫觀測

試驗加載前對主梁混凝土表面、箱梁關(guān)鍵截面的底板、腹板進行仔細觀測，檢查是否存在裂縫，試驗過程中檢查關(guān)鍵受力截面是否出現(xiàn)新的裂縫，對于先期發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)受力裂縫，試驗中選擇典型裂縫測量裂縫是否有發(fā)展?！?-3試驗方案的確定3)裂縫觀測試驗加載前22§4-3

試驗方案的確定現(xiàn)場儀器儀表布設(shè)情況§4-3試驗方案的確定現(xiàn)場儀器儀表布設(shè)情況23§4-3

試驗方案的確定檢測人員準備初讀數(shù)§4-3試驗方案的確定檢測人員準備初讀數(shù)24§4-4試驗加載過程控制一、試驗加載程序控制

①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跨中進行橫橋向?qū)ΨQ的預(yù)加載，預(yù)加載試驗每一加載載位的持荷時間為20分鐘。預(yù)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。②預(yù)加載卸至零荷載，并在結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)后，才可進入正式加載試驗。正式加載試驗按加載工況序號分級進行，預(yù)加載工況后，應(yīng)使結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)，方可進入正式加載工況。結(jié)構(gòu)零荷充分恢復(fù)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(fù)最后一個10分鐘的增量小于第1個10分鐘增量的15%。§4-4試驗加載過程控制一、試驗加載程序控制①25§4-4試驗加載過程控制二、靜力試驗規(guī)則

①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(yīng)的同時應(yīng)相應(yīng)地測量結(jié)構(gòu)表面溫度。②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，才能進入下一級荷載階段。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?！?-4試驗加載過程控制二、靜力試驗規(guī)則①靜26§4-4試驗加載過程控制③全部測點在正式加載試驗前均應(yīng)進行零級荷載讀數(shù)，以后每次加載即讀數(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，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。④若在加載試驗過程中發(fā)生下列情況之一應(yīng)立即終止加載試驗：(a)控制測點應(yīng)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(yīng)力或力值時；(b)控制測點變位超過規(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(yīng)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試驗加載過程控制③全部測點在正式加載試27§4-4試驗加載過程控制對稱施加第一級荷載§4-4試驗加載過程控制對稱施加第一級荷載28§4-4試驗加載過程控制施加第二級荷載§4-4試驗加載過程控制施加第二級荷載29§4-4試驗加載過程控制

施加第三級荷載§4-4試驗加載過程控制施加第三級荷載30§4-4試驗加載過程控制正在加載§4-4試驗加載過程控制正在加載31§4-5試驗數(shù)據(jù)一、撓度數(shù)據(jù)

該橋在試驗工況下實測撓度數(shù)據(jù)以及經(jīng)換算的校驗系數(shù)如表4-3所示，表中撓度以向下為正，向上為負，跨中各梁實測撓度沿橫橋向變化情況見圖4.6，圖中坐標原點位于橋位中線位置。從實測數(shù)據(jù)來看，校驗系數(shù)基本滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》要求。相對殘余也小于《評定標準》規(guī)定的最大值0.20。撓度測試結(jié)果（消除支座變形影響后）均小于理論計算值，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，整體剛度滿足使用荷載（城市-A級）要求?！?-5試驗數(shù)據(jù)一、撓度數(shù)據(jù)該橋在試驗工況下實32§4-5試驗數(shù)據(jù)§4-5試驗數(shù)據(jù)33§4-5試驗數(shù)據(jù)圖4.6各級荷載作用下全橋各梁跨中撓度變化曲線§4-5試驗數(shù)據(jù)圖4.6各級荷載作用下全橋各梁跨中撓度變34§4-5試驗數(shù)據(jù)二、應(yīng)變數(shù)據(jù)

該橋在試驗工況下實測撓度數(shù)據(jù)以及經(jīng)換算的校驗系數(shù)如表4-3所示，表中撓度以向下為正，向上為負，跨中各梁實測撓度沿橫橋向變化情況見圖4.6，圖中坐標原點位于橋位中線位置。從實測數(shù)據(jù)來看，校驗系數(shù)基本滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》要求。相對殘余也小于《評定標準》規(guī)定的最大值0.20。撓度測試結(jié)果（消除支座變形影響后）均小于理論計算值，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，整體剛度滿足使用荷載（城市-A級）要求?！?-5試驗數(shù)據(jù)二、應(yīng)變數(shù)據(jù)該橋在試驗工況下實35§4-5試驗數(shù)據(jù)圖4.7工況1邊梁跨中截面應(yīng)變沿梁高度分布（με）§4-5試驗數(shù)據(jù)圖4.7工況1邊梁跨中截面應(yīng)變沿梁高36§4-5試驗數(shù)據(jù)§4-5試驗數(shù)據(jù)37§4-5試驗數(shù)據(jù)§4-5試驗數(shù)據(jù)38§4-5試驗數(shù)據(jù)三、裂縫觀測試驗過程中，對關(guān)鍵截面梁的底板、頂板進行仔細檢查，未發(fā)現(xiàn)梁體出現(xiàn)新的裂縫?！?-5試驗數(shù)據(jù)三、裂縫觀測試驗過程中，對關(guān)鍵截39§4-5試驗數(shù)據(jù)四、混凝土強度檢測

為獲取實際混凝土抗壓強度，2009年7月4日中南大學土木工程檢測中心在王家峪溪橋左幅左右邊梁翼板各抽取混凝土芯樣三個，帶回中南大學巖土工程實驗室，制成標準芯樣，于2009年7月15日上午10時，在實驗室無錫新路達TYA-2000壓力機上進行試驗，現(xiàn)將試驗結(jié)果報告如下：§4-5試驗數(shù)據(jù)四、混凝土強度檢測為獲取實際混40§4-5試驗數(shù)據(jù)§4-5試驗數(shù)據(jù)41§4-5試驗數(shù)據(jù)制作好的標準混凝土芯樣§4-5試驗數(shù)據(jù)制作好的標準混凝土芯樣42§4-5試驗數(shù)據(jù)準備試驗§4-5試驗數(shù)據(jù)準備試驗43§4-5試驗數(shù)據(jù)正在試驗中§4-5試驗數(shù)據(jù)正在試驗中44§4-6試驗結(jié)論1）整體剛度

《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中規(guī)定的標準計算活載下鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋主梁跨中撓度限值為L/600，即16000/600=26.7mm，本橋滿載時跨中截面的最大撓度為3.82mm，小于限值，說明試驗跨橋跨結(jié)構(gòu)的縱向剛度滿足使用要求?！?-6試驗結(jié)論1）整體剛度《公路橋梁承載能力45§4-6試驗結(jié)論2）承載能力通過將滿載時控制截面中測值較大測點的應(yīng)變、撓度校驗系數(shù)ζ與《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》中給出的校驗系數(shù)常值進行對比，可判斷結(jié)構(gòu)抗力能否滿足荷載效應(yīng)的要求，并可對結(jié)構(gòu)的承載能力作出說明。《規(guī)程》中給出的預(yù)應(yīng)力混凝土橋撓度校驗系數(shù)的常值范圍為0.60～1.00，應(yīng)變（應(yīng)力）校驗系數(shù)的常值范圍為0.50～0.90。滿載時各工況下較大的撓度測點校驗系數(shù)基本在常值范圍之內(nèi)。說明試驗跨橋跨結(jié)構(gòu)的承載能力滿足使用要求。§4-6試驗結(jié)論2）承載能力通過將滿載時控制截46§4-6試驗結(jié)論3）結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)

《評定規(guī)程》規(guī)定，主要控制測點的相對殘余應(yīng)變和相對殘余撓度不大于0.20，實測數(shù)據(jù)換算結(jié)果表明實測相對殘余應(yīng)變符合《評定規(guī)程》規(guī)定的范圍內(nèi)。且各工況下截面受力基本符合平截面假定，說明結(jié)構(gòu)屬于彈性狀態(tài)。§4-6試驗結(jié)論3）結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)《評定規(guī)程》規(guī)47§4-6試驗結(jié)論4）混凝土強度確認

根據(jù)鉆芯取樣試驗結(jié)果，該橋混凝土強度離散性比較大，不滿足C50混凝土設(shè)計值要求。§4-6試驗結(jié)論4）混凝土強度確認根據(jù)鉆芯取48§4-6試驗結(jié)論

綜上所述，張家界武陵源王家峪溪橋（左幅）既有結(jié)構(gòu)混凝土強度達不到設(shè)計要求（C50），在試驗荷載作用下整體工作性能基本正常，既有結(jié)構(gòu)基本滿足使用荷載標準（城市A級）要求。建議有關(guān)管理部門加強對該橋后續(xù)施工質(zhì)量和養(yǎng)護管理并做定期觀測檢查，確保橋梁安全?！?-6試驗結(jié)論綜上所述，張家界武陵源王家峪溪橋49§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)§4-2

試驗的主要內(nèi)容§4-3

試驗方案的確定§4-5

試驗數(shù)據(jù)§4-4試驗加載過程控制第四章成橋荷載試驗§4-6

試驗結(jié)論§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)§4-2試驗的主要內(nèi)容§4-350§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)1弄清工程概況

王家峪溪橋位于湖南張家界市武陵源區(qū)境內(nèi)，是為跨越王家峪溪而修建的一座城市公路橋梁，橋梁上部結(jié)構(gòu)為16米等截面鋼筋混凝土空心板簡支斜交橋，斜交角為41°59'。采用預(yù)制、吊裝法施工。該橋分為左右兩幅，橋面總寬32m，全橋橫斷面劃分為：4.5m人行道+23m行車道+4.5m人行=32m?！?-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)1弄清工程概況王家51§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)王家峪溪橋總體布置圖橋梁橫斷面布置圖（單幅）§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)王家峪溪橋總體布置圖橋梁橫斷面布52§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)53§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)2試驗的原因

王家峪溪橋（左幅）在預(yù)制16米梁的過程中，其混凝土材料，經(jīng)張家界市武陵源區(qū)建筑材料檢測中心對其標準混凝土立方體（150*150mm）進行強度檢驗，發(fā)現(xiàn)抗壓強度不能完全達到設(shè)計（C50砼）要求。王家峪溪橋（左幅）所有空心板已經(jīng)全部架設(shè)至橋梁相關(guān)位置，橋面濕接縫施工完畢，調(diào)平層也已施工完畢，正式處理問題時，空心板與空心板之間已無檢測儀器的作業(yè)空間，無法對單個空心板的強度和剛度進行檢測，遂決定對該橋進行結(jié)構(gòu)承載能力鑒定性試驗，用來確認在現(xiàn)行狀況下，既有結(jié)構(gòu)能否滿足城市A級荷載的使用要求?！?-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)2試驗的原因王家峪54§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)3試驗的目的

本次荷載試驗力求達到如下之具體目的：1）通過測定既有跨結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的控制截面應(yīng)力和撓度，并與理論計算值比較，擬檢驗實際結(jié)構(gòu)控制截面應(yīng)力與撓度值是否滿足使用要求。2）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)象的綜合分析，對將來實際結(jié)構(gòu)施工完成后，在城市A級荷載作用下的安全性作出總體評價?！?-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)3試驗的目的本次荷載試驗力55§4-1

成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)4試驗依據(jù)

（1）《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01-2003）（2）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）（3）《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）（4）《公路磚石混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTJ022－85）（5）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTJ071-98）（6）《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》，1982（7）《城市橋梁設(shè)計準則》（CJJ11-93）（8）《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98）（9）《橋梁工程檢測手冊》，人民交通出版社，2002（10）鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程 CECS03：2007（11）施工設(shè)計圖（12）其它相關(guān)資料§4-1成橋試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)4試驗依據(jù)（1）《公路工程56§4-2

試驗的主要內(nèi)容試驗的主要內(nèi)容：

1)結(jié)構(gòu)靜力荷載試驗；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(shè)計荷載作用下正常使用要求。測定項目及內(nèi)容為橋面線形以及主梁控制截面應(yīng)變或應(yīng)力等。2）混凝土抗壓強度檢測混凝土強度檢測是通過鉆芯取樣獲得實際結(jié)構(gòu)混凝土的真實抗壓強度，目的是為進一步處置該問題提供依據(jù)。§4-2試驗的主要內(nèi)容試驗的主要內(nèi)容：1)結(jié)構(gòu)57§4-2

試驗的主要內(nèi)容一、理論計算

1計算依據(jù)（1）《公路工程技術(shù)標準》(JTJ001—97)；（2）中華人民共和國交通部標準《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）（3）中華人民共和國交通部標準《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62—2004）；（4）

《王家峪溪橋施工圖設(shè)計》（5）公路橋涵設(shè)計手冊《梁橋》（6）《城市橋梁設(shè)計準則》（CJJ11-93）（7）《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98）（8）其它相關(guān)資料§4-2試驗的主要內(nèi)容一、理論計算1計算依據(jù)（1）《公58§4-2

試驗的主要內(nèi)容2試驗參數(shù)選取

一般意義上的靜力試驗荷載加載方式是采用單輛重約300kN的三軸載重汽車作為等效荷載，在試驗過程中模擬設(shè)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(shè)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0.80-1.05之間?！?-2試驗的主要內(nèi)容2試驗參數(shù)選取一般意義上的靜59§4-2

試驗的主要內(nèi)容二、試驗跨選擇與斷面測點布置

根據(jù)試驗檢測合同，試驗針對王家峪溪橋左幅既有結(jié)構(gòu)進行，因為該橋僅有1跨，試驗測試斷面為試驗跨跨中截面，試驗時在支座位置、L/4，L/2，3L/4截面布置應(yīng)力測點和撓度測點，具體測點布置見后?！?-2試驗的主要內(nèi)容二、試驗跨選擇與斷面測點布置根60§4-2

試驗的主要內(nèi)容三、加載工況及加載效率和輪位的確定

因該橋設(shè)計荷載為城市A級，橋面寬為3車道，按規(guī)范進行折減，折減系數(shù)為0.8。根據(jù)測試項目，該試驗共設(shè)計進行1個靜載試驗加載工況（跨中最大正彎距工況），具體如表4-1所示。為了獲得結(jié)構(gòu)試驗荷載與變位關(guān)系曲線和防止結(jié)構(gòu)意外損壞，各控制截面內(nèi)力的加載應(yīng)分級進行，本試驗采用逐漸增加加載車數(shù)量法將試驗荷載分為3級，逐級施加，3級荷載施加的車輛數(shù)分別為2+2+1，具體布置見圖4.3，車輛由道路兩邊開始，向中線靠攏，第一級荷載車輛①②，第二級荷載車輛③④，第三級荷載車輛⑤。為了提高試驗精度，所有試驗車試驗前均進行了稱重（過磅），本次試驗采用的5輛試驗車，各車輛的軸重參數(shù)列于表4-2，車輛具體幾何參數(shù)如圖4.1所示，根據(jù)王家峪溪橋施工設(shè)計圖紙，采用專用程序MADIAS”大型空間有限元軟件對全橋?qū)嶋H狀況進行模擬，計算各單梁控制截面的內(nèi)力影響面如圖4.2所示，同時計算得到：§4-2試驗的主要內(nèi)容三、加載工況及加載效率和輪位的確定61§4-2

試驗的主要內(nèi)容未施工完成的人行道板在跨中截面引起的彎矩值：770.3（KNm）未施工完成的瀝青鋪裝在跨中截面引起的彎矩值：1372.7（KNm）人群荷載在跨中截面引起的彎矩值：397.1（KNm）三車道荷載在跨中截面引起的彎矩值（按照規(guī)范折減后）：2381.3（KNm）最終我們可以得到未完工部分在跨中產(chǎn)生的載荷效應(yīng)與活載部分在跨中產(chǎn)生的載荷效應(yīng)總計：770.3+1372.7+397.1+2381.3=4921.4（KNm）根據(jù)影響面內(nèi)力等效的原則，縱、橫向各工況的輪位布置如圖4.3所示，車輛橫向輪位布置按照《城市橋梁設(shè)計荷載標準》（CJJ77-98）相關(guān)要求進行。現(xiàn)場車輛加載試驗彎矩：4784.5（KNm）?！?-2試驗的主要內(nèi)容未施工完成的人行道板在跨中截面引起的62§4-2

試驗的主要內(nèi)容§4-2試驗的主要內(nèi)容63§4-2

試驗的主要內(nèi)容圖4.1試驗采用加載車輛示意圖§4-2試驗的主要內(nèi)容圖4.1試驗采用加載車輛示意圖64§4-2

試驗的主要內(nèi)容圖4.2中梁跨中截面彎矩影響面§4-2試驗的主要內(nèi)容圖4.2中梁跨中截面彎矩影響面65§4-2

試驗的主要內(nèi)容圖4.3各工況加載輪位布置示意圖§4-2試驗的主要內(nèi)容圖4.3各工況加載輪位布置示意圖66§4-2

試驗的主要內(nèi)容四、測試內(nèi)容與測試方法

1)應(yīng)力（應(yīng)變）測試主梁應(yīng)力控制截面混凝土表面應(yīng)力（應(yīng)變），采用在混凝土表面粘貼標距為150mm的鋼弦應(yīng)變計，匹配有應(yīng)變測試儀進行測量，該應(yīng)變計還可同時記錄試驗時各測點的溫度，這對于準確結(jié)構(gòu)分析是非常有用的。全橋各控制截面應(yīng)變計布置情況見圖4.4§4-2試驗的主要內(nèi)容四、測試內(nèi)容與測試方法1)應(yīng)力（67§4-2

試驗的主要內(nèi)容（a）跨中截面（b）1L/4截面（C）3L/4截面圖4.4各試驗跨相關(guān)截面應(yīng)變測點布置示意圖§4-2試驗的主要內(nèi)容（a）跨中截面（b）1L/4截面（C68§4-2

試驗的主要內(nèi)容

2)橋面撓度由于橋梁跨度比較小，故試驗時在試驗跨L/2及各支座截面布置撓度測點，撓度測試主要采用百分表進行。全橋撓度測點布置圖見圖4.5分級加載時，分別測量跨中、支座位置靜撓度，達到最大荷載時，測試各點靜撓度，以便繪出相應(yīng)的撓度曲線。此項內(nèi)容主要為評判橋梁的豎向剛度提供依據(jù)。同時，還可監(jiān)測支點的沉降?！?-2試驗的主要內(nèi)容2)橋面撓度由于橋梁跨度69§4-2

試驗的主要內(nèi)容（a）全橋撓度測試截面布置圖（b）單一測試截面撓度測點布置圖（支座、跨中）圖4.5全橋撓度測點布置圖§4-2試驗的主要內(nèi)容（a）全橋撓度測試截面布置圖（b）單70§4-3

試驗方案的確定

3)裂縫觀測

試驗加載前對主梁混凝土表面、箱梁關(guān)鍵截面的底板、腹板進行仔細觀測，檢查是否存在裂縫，試驗過程中檢查關(guān)鍵受力截面是否出現(xiàn)新的裂縫，對于先期發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)受力裂縫，試驗中選擇典型裂縫測量裂縫是否有發(fā)展。§4-3試驗方案的確定3)裂縫觀測試驗加載前71§4-3

試驗方案的確定現(xiàn)場儀器儀表布設(shè)情況§4-3試驗方案的確定現(xiàn)場儀器儀表布設(shè)情況72§4-3

試驗方案的確定檢測人員準備初讀數(shù)§4-3試驗方案的確定檢測人員準備初讀數(shù)73§4-4試驗加載過程控制一、試驗加載程序控制

①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跨中進行橫橋向?qū)ΨQ的預(yù)加載，預(yù)加載試驗每一加載載位的持荷時間為20分鐘。預(yù)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。②預(yù)加載卸至零荷載，并在結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)后，才可進入正式加載試驗。正式加載試驗按加載工況序號分級進行，預(yù)加載工況后，應(yīng)使結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)，方可進入正式加載工況。結(jié)構(gòu)零荷充分恢復(fù)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(fù)最后一個10分鐘的增量小于第1個10分鐘增量的15%。§4-4試驗加載過程控制一、試驗加載程序控制①74§4-4試驗加載過程控制二、靜力試驗規(guī)則

①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(yīng)的同時應(yīng)相應(yīng)地測量結(jié)構(gòu)表面溫度。②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，才能進入下一級荷載階段。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?！?-4試驗加載過程控制二、靜力試驗規(guī)則①靜75§4-4試驗加載過程控制③全部測點在正式加載試驗前均應(yīng)進行零級荷載讀數(shù)，以后每次加載即讀數(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，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。④若在加載試驗過程中發(fā)生下列情況之一應(yīng)立即終止加載試驗：(a)控制測點應(yīng)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(yīng)力或力值時；(b)控制測點變位超過規(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(yīng)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。§4-4試驗加載過程控制③全部測點在正式加載試76§4-4試驗加載過程控制對稱施加第一級荷載§4-4試驗加載過程控制對稱施加第一級荷載77§4-4試驗加載過程控制施加第二級荷載§4-4試驗加載過程控制施加第二級荷載78§4-4試驗加載過程控制

施加第三級荷載§4-4試驗加載過程控制施加第三級荷載79§4-4試驗加載過程控制正在加載§4-4試驗加載過程控制正在加載80§4-5試驗數(shù)據(jù)一、撓度數(shù)據(jù)

該橋在試驗工況下實測撓度數(shù)據(jù)以及經(jīng)換算的校驗系數(shù)如表4-3所示，表中撓度以向下為正，向上為負，跨中各梁實測撓度沿橫橋向變化情況見圖4.6，圖中坐標原點位于橋位中線位置。從實測數(shù)據(jù)來看，校驗系數(shù)基本滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》要求。相對殘余也小于《評定標準》規(guī)定的最大值0.20。撓度測試結(jié)果（消除支座變形影響后）均小于理論計算值，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，整體剛度滿足使用荷載（城市-A級）要求?！?-5試驗數(shù)據(jù)一、撓度數(shù)據(jù)該橋在試驗工況下實81§4-5試驗數(shù)據(jù)§4-5試驗數(shù)據(jù)82§4-5試驗數(shù)據(jù)圖4.6各級荷載作用下全橋各梁跨中撓度變化曲線§4-5試驗數(shù)據(jù)圖4.6各級荷載作用下全橋各梁跨中撓度變83§4-5試驗數(shù)據(jù)二、應(yīng)變數(shù)據(jù)

該橋在試驗工況下實測撓度數(shù)據(jù)以及經(jīng)換算的校驗系數(shù)如表4-3所示，表中撓度以向下為正，向上為負，跨中各梁實測撓度沿橫橋向變化情況見圖4.6，圖中坐標原點位于橋位中線位置。從實測數(shù)據(jù)來看，校驗系數(shù)基本滿足《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》要求。相對殘余也小于《評定標準》規(guī)定的最大值0.20。撓度測試結(jié)果（消除支座變形影響后）均小于理論計算值，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)，整體剛度