景秀2號大橋左線靜動載試驗檢測報告

PAGE永寧高速A5標(biāo)景秀2號大橋（左線）靜動載試驗檢測報告特別聲明1．報告無檢驗單位“檢測報告專用章”無效。2．3．報告涂改無效。4．對檢測報告若有異議，應(yīng)于收到報告之日起十五日內(nèi)向檢驗單位提出，逾期不予受理。5．委托檢驗僅對來樣負(fù)責(zé)。景秀2號大橋左線靜動載試驗檢測報告批準(zhǔn):項目負(fù)責(zé)人：審核:本報告編寫人:主要參加人:目錄1概述 12試驗?zāi)康呐c依據(jù) 22.1試驗?zāi)康?22.2試驗依據(jù)與準(zhǔn)則 23試驗內(nèi)容與方案 23.1試驗內(nèi)容 23.2靜載試驗 33.2.1加載效率 33.2.2內(nèi)力分析與計算 33.2.3試驗工況 63.2.4測點布置 93.2.5試驗加載 113.3動載試驗 123.3.1測試斷面及測點布置 123.3.2試驗荷載 123.3.3試驗工況 123.3.4試驗過程 134主要檢測試驗儀器設(shè)備 135試驗結(jié)果與分析 145.1加載效率 145.2撓度 145.3應(yīng)變（應(yīng)力） 175.4動載試驗結(jié)果與分析 176結(jié)論 236.1加載效率 236.2試驗結(jié)果 247附錄 25景秀2號大橋左線靜動載試驗檢測報告PAGE31概述景秀2號大橋左線起點樁號為K40+070.100，終點樁號為K40+389.000。橋長318.9米，橋型布置為3×25米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁+（50+90+50）米預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)剛構(gòu)箱梁+2×25米預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)T梁，橋梁位于R=1100米圓曲線及Ls=200米的緩和曲線內(nèi)。主橋主墩及交界墩采用鋼筋混凝土空心薄壁墩、樁基礎(chǔ)；引橋橋墩為柱式墩，樁基礎(chǔ)；左右線橋臺均為柱式臺、樁基礎(chǔ)。設(shè)計荷載為公路-Ⅰ級。選擇第二聯(lián)作為實驗橋，其橋型總體布置示意如圖1所示，主梁橫斷面示意如圖2所示。圖1景秀二號大橋第二聯(lián)總體布置示意圖（單位：m）圖2景秀二號大橋第二聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)橫斷面示意圖（單位：cm）受福建省交通建設(shè)工程試驗檢測中心的委托，我方承擔(dān)了該橋的荷載試驗任務(wù)。依據(jù)橋梁設(shè)計圖紙、相關(guān)規(guī)范，參考交通部頒發(fā)的《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）、《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50283-1999）、《大跨徑混凝土橋梁試驗方法》(以下簡稱《試驗方法》)、《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（報批稿）的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合該橋的特點、工地的實際情況，擬定了試驗方案。在建設(shè)單位的密切配合下，于2011年10月28日完成荷載試驗外業(yè)工作。2試驗?zāi)康呐c依據(jù)2.1試驗?zāi)康谋敬卧囼灥哪康氖菣z驗橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力是否達(dá)到設(shè)計要求。即通過現(xiàn)場荷載試驗及相應(yīng)的計算分析，確定橋跨結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的靜態(tài)參數(shù)的實測值和計算值，將兩者進(jìn)行比較；分別以跑車和跳車對橋梁進(jìn)行激振，實測橋梁的振動頻率，從頻率角度反映橋梁的整體剛度；觀測在試驗過程中結(jié)構(gòu)混凝土裂縫開展情況，分析試驗橋梁是否達(dá)到設(shè)計的安全度和可靠度。2.2試驗依據(jù)與準(zhǔn)則（1）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（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）《公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1-2004）（5）《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50283-1999）（6）《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程（報批稿）》（2004）（7）《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》（1982年）（8）景秀2號大橋橋梁設(shè)計圖紙（9）其他相關(guān)規(guī)定3試驗內(nèi)容與方案3.1試驗內(nèi)容現(xiàn)場試驗和內(nèi)業(yè)的分析計算主要有以下幾個方面:1．實測橋梁控制斷面在靜載作用下的應(yīng)變和撓度；2．實測橋梁在動載作用下的動態(tài)參數(shù)；3．檢查主梁是否出現(xiàn)新裂縫；4．分析計算橋梁結(jié)構(gòu)控制斷面的強(qiáng)度和剛度；5．分析在靜、動力荷載作用下橋梁的整體工作性能；6．通過計算和試驗數(shù)據(jù)的比較，確定試驗橋梁的承載力是否滿足要求。3.2靜載試驗3.2.1根據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》的規(guī)定，靜力試驗荷載的效率系數(shù)η取值范圍為0.85≤η≤1.05。這里式中:——試驗荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值；S——設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)活荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值；δ——設(shè)計取用的動力系數(shù)。3.2.21．測試斷面的確定利用橋梁空間分析程序MIDAS進(jìn)行建模分析，依據(jù)橋跨結(jié)構(gòu)所得的活載內(nèi)力包絡(luò)圖和位移包絡(luò)圖，選擇測試截面為Ⅰ-Ⅰ（邊跨0.4L）、Ⅱ-Ⅱ（4#墩墩頂）、Ⅲ-Ⅲ（第五跨跨中）。大橋數(shù)值分析模型如圖3所示，內(nèi)力和位移包絡(luò)圖如圖4～圖7所示，測試截面示意如圖8所示。圖3景秀2號大橋數(shù)值分析模型圖圖4活載彎矩包絡(luò)圖圖5活載剪力包絡(luò)圖圖6活載撓度最大值圖圖7活載撓度最小值圖圖8橋梁測試截面布置示意圖(單位：cm)2．加載車輛的確定根據(jù)本橋梁的設(shè)計荷載等級，本次試驗荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)的公路－I級，由于在工地難以找到標(biāo)準(zhǔn)的試驗荷載車，為了保證試驗的有效性，在制定加載方案時選用工地上常見的汽車在影響線上加載，調(diào)整汽車位置，使之能夠?qū)υ囼灅蛄旱臏y試斷面產(chǎn)生與橋梁的設(shè)計荷載相當(dāng)?shù)男?yīng)。本次試驗采用6輛重車加載，為了保證加載的準(zhǔn)確，在試驗前應(yīng)對加載車輛(車重+載重)進(jìn)行過磅，并對每輛加載車的前軸與中軸間距及中軸與后軸間距進(jìn)行量測，各車前、中、后軸的軸重及軸距見表1。結(jié)構(gòu)計算按實際的軸距、軸重計算。試驗加載重車車型如圖9所示。表1加載車輛參數(shù)一覽表檢測車車牌號碼軸重（單位：t）總重軸距（單位：m）前軸后軸(單位：t)前、中軸中、后軸贛F209967.332.2539.554.001.30贛F208487.0833.7640.854.001.30贛F065878.232.9342.134.001.30贛F388227.33340.244.001.30贛F122888.4432.1340.574.001.30魯H02302731.7638.764.001.30圖9試驗加載重車車型圖3.2.3按各測試截面的最不利效應(yīng)進(jìn)行布載，共分為6種試驗荷載工況，分別為：工況1：縱橋向按Ⅰ-Ⅰ截面彎矩最不利位置布載，橫橋向為中載布置。工況2：縱橋向按Ⅰ-Ⅰ截面彎矩最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。工況3：縱橋向按Ⅱ-Ⅱ截面負(fù)彎矩最不利位置布載，橫橋向為中載布置。工況4：縱橋向按Ⅱ-Ⅱ截面負(fù)彎矩最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。工況5：縱橋向按Ⅲ-Ⅲ截面彎矩最不利位置布載，橫橋向為中載布置。工況6：縱橋向按Ⅲ-Ⅲ截面彎矩最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。以上各工況如圖10～圖16所示。圖10試驗荷載縱橋向位置布置示意圖（單位：cm）圖11工況1車輛加載平面圖（單位：m）圖12工況2車輛加載平面圖（單位：m）圖13工況3車輛加載平面圖（單位：m）圖14工況4車輛加載平面圖（單位：m）圖15工況5車輛加載平面圖（單位：m）圖16工況6車輛加載平面圖（單位：m）3.2.4測點布置1．應(yīng)變測點箱梁應(yīng)變測點布置：選擇在箱梁內(nèi)布置應(yīng)變測點，沿縱橋向布置于I-I（邊跨跨中附近截面）、II-II（4號墩墩頂附近截面）、III-III（中跨跨中截面）。各斷面布置10個正應(yīng)變（應(yīng)力）測點（不包括溫度補償片），分別布置于箱梁腹板內(nèi)側(cè)以及底板上緣，如圖17～圖21所示。在每個測試斷面的位置布置一個溫度補償片，用于抵消溫度變化對測試應(yīng)變（應(yīng)力）的影響。圖17Ⅰ-Ⅰ截面應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）圖18Ⅱ-Ⅱ截面應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）圖19Ⅲ-Ⅲ截面應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）2.撓度測點撓度測點設(shè)在橋面上，采用全站儀或精密水準(zhǔn)儀觀測結(jié)構(gòu)豎向變位。邊跨四分點截面與中跨四分點截面作為撓度測點，并布設(shè)墩頂撓度測點用于消除橋墩變位影響和支座變位的影響。每個斷面布置2個撓度測點，分別位于橋面兩側(cè)，如圖20～圖21所示。圖20撓度測點縱橋向布置示意圖（單位：cm）圖21撓度測點橫斷面布置示意圖3.2.5試驗加載1．準(zhǔn)備過程試驗前應(yīng)對橋跨結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，在正式加載試驗之前完成如下準(zhǔn)備工作：①試驗前，按照試驗方案要求試驗車輛并裝載過磅，記錄試驗車的原始數(shù)據(jù)以便進(jìn)行分析。清理橋面，標(biāo)計加載位置及測點布設(shè)位置。②按前述的應(yīng)變和撓度測點布置方式進(jìn)行放樣，布片時先對各測點位置實施打磨找平并清洗干凈，粘貼應(yīng)變片，然后做防潮處理。為排除測試過程中大氣溫度變化帶來的影響，每一斷面布設(shè)處于同一溫度場的溫度補償應(yīng)變片。③布設(shè)測試儀器及傳感器連接導(dǎo)線，聯(lián)機(jī)調(diào)試儀器。檢查各個應(yīng)變片，確保電路暢通，并處于良好的工作狀態(tài)。④進(jìn)行預(yù)加載，進(jìn)一步檢查應(yīng)變片、綜合測試儀等反應(yīng)是否正常，一切無誤后，按工況位置進(jìn)行加載試驗。2.荷載試驗①各工況均采用分級加載，按每車道試驗車輛遞增加載，每級穩(wěn)定時間5～10min，以儀器讀數(shù)實時監(jiān)控為準(zhǔn)。②對每一工況的每一次加載，載重汽車加載到位后，關(guān)閉發(fā)動機(jī)并持續(xù)5分鐘以上，待數(shù)據(jù)完全穩(wěn)定后進(jìn)行記錄采數(shù)。卸載10分鐘以上再進(jìn)行重復(fù)加載，以便使結(jié)構(gòu)恢復(fù)彈性變形，減小塑性殘余變形。3.實時監(jiān)控在整個靜力加載過程中，全程監(jiān)控控制截面最大應(yīng)變（應(yīng)力）和撓度。如出現(xiàn)結(jié)構(gòu)異常，應(yīng)立即反饋給現(xiàn)場加載總指揮，并及時采取應(yīng)急措施，確保加載試驗安全。3.3動載試驗橋梁結(jié)構(gòu)在移動車輛荷載作用下會產(chǎn)生振動、沖擊等動力反應(yīng)，此時橋梁各部位除產(chǎn)生靜態(tài)應(yīng)力和靜態(tài)變形外，還產(chǎn)生動態(tài)應(yīng)力和動態(tài)變形。3.3.1測試斷面及測點布置在Ⅲ-Ⅲ截面（中跨跨中）的箱梁底板中間位置上布置1個動應(yīng)變測點。動應(yīng)變測試截面布置，如圖22所示。圖22各斷面動應(yīng)變測點布置示意圖測試主梁及橋墩在環(huán)境激勵下的三維振動響應(yīng)，識別大橋前2階整體振動的動力特性參數(shù)，動態(tài)測點橫向布置如圖23所示。EMBEDAutoCAD.Drawing.16

圖23傳感器測點橫橋向布置示意圖3.3.2試驗荷載動力試驗荷載的確定以保證激振信號達(dá)到足夠的強(qiáng)度為條件。本次試驗擬采用一輛或兩輛載重汽車（與靜載試驗荷載相同）勻速駛過全橋，進(jìn)行橋梁激振，以測取振動響應(yīng)信號。3.3.3試驗工況①行車試驗工況：擬采用載重汽車在無障礙條件下勻速通過試驗橋跨，對動應(yīng)變進(jìn)行測試。為了確保橋上行車安全，本次擬定：工況1：一輛試驗車以30km/h工況2：一輛試驗車以40km/h勻速通過全橋；工況3：一輛試驗車以50km/h勻速通過全橋。工況4：一輛試驗車進(jìn)行跳車激振。②跳車激振試驗工況：擬采用載重汽車的后輪在指定位置從高度為15cm的三角形墊木突然下落對橋梁產(chǎn)生沖擊作用，在指定位置拾取結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)。3.3.4試驗過程試驗前首先清理橋面，確保試驗車滿足行駛要求，安裝動態(tài)傳感器并調(diào)試儀器，試驗時，嚴(yán)格按照所要求的車速行駛，每工況完畢后，間隔10分鐘開始下一個工況。視數(shù)據(jù)采集情況，每工況重復(fù)2～3次。4主要檢測試驗儀器設(shè)備主要檢測試驗儀器及設(shè)備如表2所示。表2主要檢測儀器及設(shè)備一覽表序號儀器產(chǎn)地用途1全站儀TC302瑞士撓度測量2DEWE-301動態(tài)測試分析儀奧地利動態(tài)測試3TDS-303多通道靜態(tài)測試儀日本靜態(tài)應(yīng)變測量46M92動態(tài)應(yīng)變儀日本動態(tài)應(yīng)變測量5加速度傳感器美國動態(tài)信號回應(yīng)6941-B加速度傳感器國產(chǎn)動態(tài)信號回應(yīng)7電荷放大器丹麥動態(tài)信號回應(yīng)8動態(tài)分析儀美國動態(tài)信號處理950通道平衡箱日本靜態(tài)數(shù)據(jù)采集10應(yīng)變計國產(chǎn)靜、動態(tài)應(yīng)變測量11橋梁檢測車國產(chǎn)外觀檢測及布點12塞尺國產(chǎn)裂縫寬度測量13非金屬超聲監(jiān)測儀NM-4A國產(chǎn)混凝土強(qiáng)度及裂縫深度檢測14鋼筋定位儀PS20瑞士鋼筋定位及保護(hù)層厚度測試15裂縫觀測儀SW-JW-101國產(chǎn)裂縫寬度檢測16數(shù)碼相機(jī)日本損傷及現(xiàn)場資料記錄5試驗結(jié)果與分析靜載計算所用程序為橋梁分析專用程序MIDAS，計算出在試驗荷載作用下各梁的撓度、內(nèi)力、應(yīng)力。5.1加載效率上述各工況中試驗荷載對測試截面產(chǎn)生的荷載效應(yīng)和標(biāo)準(zhǔn)活載效應(yīng)的最大值及加載效率匯總?cè)绫?所示。表3靜載試驗加載效率表工況試驗荷載效應(yīng)M1①(kN·m)設(shè)計荷載效應(yīng)M2②(kN·m)加載效率η=①/②19943.110460.20.9529924.610538.80.943-32106.1-32648.00.984-32127.8-32495.80.99510484.510374.21.0169249.910426.30.895.2撓度本次撓度測試共加載6次，每個工況均加載1次，加載所測撓度值即為撓度實測值。各板撓度的實測值與試驗荷載作用下各箱梁撓度的計算值的比較結(jié)果見表4,給出工況1～工況6撓度測點的比較圖，如圖24～29?？梢钥闯觯焊鼽c撓度的實測值均小于計算值，校驗系數(shù)在0.53～0.96之間，說明主梁剛度大于設(shè)計剛度。表4景秀2號大橋左線實測撓度與計算值對照表斷面編號測點編號計算值(mm)=1\*GB3①實測值(mm)=2\*GB3②校驗系數(shù)=2\*GB3②/①均值S3左側(cè)-3.84-3.670.960.96右側(cè)-3.84-3.690.96S3左側(cè)-5.08-2.320.460.53右側(cè)-3.76-2.250.6S7左側(cè)-13.96-7.380.530.53右側(cè)-13.96-7.250.52S7左側(cè)-18.46-8.860.480.56右側(cè)-13.64-8.750.64S7左側(cè)-13.01-7.60.580.57右側(cè)-13.01-7.30.56S7左側(cè)-17.2-100.580.68右側(cè)-12.72-9.850.77圖24工況1：S3斷面測點撓度比較圖圖25工況2：S3斷面測點撓度比較圖圖26工況3：S7斷面測點撓度比較圖圖27S7斷面測點撓度比較圖圖28S7斷面測點撓度比較圖圖29工況6：S7斷面測點撓度比較圖5.3應(yīng)變（應(yīng)力）本次應(yīng)變測試共加載6次，每個工況加載1次。各梁應(yīng)變的實測值與試驗荷載作用下各梁應(yīng)變的計算值的比較結(jié)果見表5～表10和圖30～圖35。由表5～表10和圖30～圖35分析可得：平均校驗系數(shù)在0.59～0.81之間，說明主梁強(qiáng)度大于設(shè)計強(qiáng)度。表5I-I斷面中載實測應(yīng)變與計算值對照表工況斷面位置測點編號計算值(微應(yīng)變)①實測值(微應(yīng)變)②校驗系數(shù)②/①均值1I-I斷面中載1-7-50.710.67218130.71327180.65427170.64527170.64618130.717-7-50.718-17-110.669-17-110.6610-17-110.66注：+表示拉應(yīng)變，-表示壓應(yīng)變。表6I-I斷面偏載實測應(yīng)變與計算值對照表工況斷面位置測點編號計算值(微應(yīng)變)①實測值(微應(yīng)變)②校驗系數(shù)②/①均值2I-I斷面偏載1-8-50.710.70221170.85331220.69427170.64523170.71615130.717-6-40.768-14-110.789-17-120.6810-20-100.56注：+表示拉應(yīng)變，-表示壓應(yīng)變。表7II-II斷面中載實測應(yīng)變與計算值對照表工況斷面位置測點編號計算值(微應(yīng)變)①實測值(微應(yīng)變)②校驗系數(shù)②/①均值3II-II斷面中載1-17-130.760.722-20-150.733-20-140.714-20-150.745-17-130.756960.67720140.70823140.639960.671020160.80注：+表示拉應(yīng)變，-表示壓應(yīng)變。表8II-II斷面偏載實測應(yīng)變與計算值對照表工況斷面位置測點編號計算值(微應(yīng)變)①實測值(微應(yīng)變)②校驗系數(shù)②/①均值4II-II斷面偏載1-20-170.870.812-23-200.863-20-170.864-17-140.805-14-110.786860.75719150.79823200.8791080.801023170.76表9III-III斷面中載實測應(yīng)變與計算值對照表工況斷面位置測點編號計算值(微應(yīng)變)①實測值(微應(yīng)變)②校驗系數(shù)②/①均值5III-III斷面中載138210.550.59251310.61351260.51452320.62539190.496-3-20.697-28-160.578-29-140.59-29-210.7310-3-20.59注：+表示拉應(yīng)變，-表示壓應(yīng)變。表10III-III斷面偏載實測應(yīng)力與計算值對照表工況斷面位置測點編號計算值(微應(yīng)變)①實測值(微應(yīng)變)②校驗系數(shù)②/①均值6III-III斷面偏載144380.870.8259510.87351430.85444320.74533270.816-3-10.567-24-200.858-29-210.739-33-290.8710-4-30.83注：-表示壓應(yīng)變，+表示拉應(yīng)變。圖30工況1：I-I斷面中載實測應(yīng)變與計算值對照圖圖31工況2：I-I斷面偏載實測應(yīng)變與計算值對照圖圖32工況3：II-II斷面中載實測應(yīng)變與計算值對照圖圖33工況4：II-II斷面偏載實測應(yīng)變與計算值對照圖圖34工況5：III-III斷面中載實測應(yīng)變與計算值對照圖圖35工況6：III-III斷面偏載實測應(yīng)變與計算值對照圖5.4動載試驗結(jié)果與分析采