商界高速sd2标荷载试验报告

TOC\o"1-2"\h\z\u第一部 总说 概 试验依 试验目的和内 试验目 试验内 主要仪器设 静载试验实施方 结构检 测试孔选 测试截面选 测点布 试验荷 试验工 试验的实施与控 动载试 结果分 第二部 张村丹江大桥检测结 桥梁技术参 荷载试验参 静载试验结 动载试验结 结 第三部 右幅120+7121号丹江大桥检测结 桥梁技术参 荷载试验参 静载试验结 动载试验结 结 第四部 K121+5062号丹江大桥检测结 桥梁技术参 荷载试验参 静载试验结 动载试验结 结 1345凝土先简支左幅221号445凝土先简支10113245凝土先简支左幅西(安)合(肥)西部大通道陕西境商州至丹凤高速公路SD2桥梁荷载试验报第一部分总说明概述为评价西（安）合（肥）西部大通道陕西境商州至丹凤高速公路桥梁的承载能力和工程质量，并为桥梁竣工验收提供技术资料，受陕西省交通建设商界高速公路建设管理处委托，陕西高速公路工程试验检测对该项目SD2标3座大桥进行现场荷载试验详见表1。现场检测工作在业主、监理、施工单位的共同配合下，于2008年3月7日顺利完成。表1商州至丹凤高速公路SD2标荷载试验桥梁一览表桥梁名称中心桩号桥长(米上部结构形式下部结构形式张村丹江大桥5片预应力混凝土先简支后连续箱梁，分为桩柱式桥台1号丹江大桥5片预应力混凝土先简支后连续箱梁，分为三柱式墩，肋板式桥台2号丹江大桥5片预应力混凝土先桩柱式桥台试验依据交通部：《公路桥梁承载能力检定规程（》交通部科研院：《大跨径混凝土桥梁的试验方法（最终建议》.1982；交通部：《公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004》.交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTGD62-2004)》陕西省交通厅：《陕西省公路工程竣（）工验收办法实施细则》（DBJTG/T-003-2005陕西省公路勘察设计院：商丹高速SD2标相关桥梁施工图纸。试验目的和内容试验目的通过静载试验，测试桥跨结构在静载作用下的应变、挠度，观察裂缝的开展情况，评价结构构件的强度、刚度和抗裂性能；通过动载试验测定结构在动荷载作用下自振频率，对结构的动力性能进行评价；根据静载和动载综合评价试验桥的整体承载能力和施工质量。试验内容各工况测试控制截面砼的应变；各工况测试控制截面的挠度；测试结构的自振频率；观测桥梁结构在各工况荷载作用下裂缝的开展情况；全桥各孔异常变形观察。主要仪器设备本次桥梁荷载试验采用的主要仪器、设备见 1-1表1-1荷载试验采用的主要仪器、设备序号仪器设备名称型号仪器1静态应变测试系统DH-QL0147-001-2机电百分表WBD-GF051-01-3裂缝观测仪SW-LW-QL0153-007-4动态信号分析系DEWE-BOOK-QL0148-002-5891-GF052-6动态应变测试系统DEWE-BOOK-QL0148-002-静载试验实施方案结构检算为了确定该标段桥梁的承载能力，检测前对受检桥梁上部结构进行了检算。检算根据施工单位提供的施工图纸，用桥梁结构计算程序公路桥梁结构设计系统GQJS9.3和桥梁结构检测分析系统进行对比计算，并将计算结果作为荷载试验的理论计算结果。测试孔选取对全桥进行缺陷检查，若存在缺陷较为严重的桥跨，则该桥跨作为测试孔。以业主和监理指定的桥跨作为测试孔。若无指定和要求时，选择桥梁在使用活载作用下内力最不利的桥跨作为测试孔。测试截面选取测试截面应选择桥梁在使用活载作用下内力最不利的截面。本标段各桥均为主线先简支后连续桥，按照双向六车道进行分析计算。连续梁桥在设计荷载作用下的最大正弯矩将发生在各联边孔的0.4L截面，最大挠度将发生在各联边孔的跨中截面，最大负弯矩发生在各联距边孔最近的墩顶支点截面。依据计算结果和《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的建议和要求，连续梁桥应变测试截面选择在测试联边孔0.4L截面、次边墩的墩顶支点截面、次边孔的跨中截面，挠度测试截面选择在边孔和次边孔的跨中截面，如图1-1所示所示。 34 1-1测试孔、测试截面位置示意图测点布置为了测试先简支后连续箱梁在试验荷载下的应力(应变)状况和变形情况，分别在边孔的0.4L截面和次边墩顶支点截面、次边孔的跨中截面分层布置应变测点，在边孔、次边孔跨中截面处每片箱梁的梁底各布设一个挠度测点。为了扣除支座变形对测量结果的影响，在两端支座处箱梁底板各布设一个挠度测点对支座变形进行观测。应变和挠度具置和见图1-2。试验荷载根据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中的规定，静力试验荷载的效率系数η的取值范围为1.0≥η≥0.8其 η＝Ｓstat/（Ｓ×（1+μaa测试联边孔0.4L截面369 41013 b测试16192225c测试2831343740 图1-2主线先简支后连续箱梁桥应变、挠度测点位置及示意图经过计算确定，本标段荷载试验共需要8辆载重汽车。试验前对每辆车都进行配重，并记录下各辆车的实际轴重、总重、轮间距和轴间距，详见表1-2。应力分析计算过程中的车辆荷载都是按实际的轴距、轮距和轴重取值的。车号轴重（轴间距车号轴重（轴间距（-总重前1号车-2号车-3号车-4号车-5号车6号车7号车8号车合计试验工况先简支后连续箱梁桥静载试验共分为8种试验工况，采用四列车队加载。各工况中汽车荷载的位置如下：工况1：边孔最大正弯矩中载工况。顺桥向按跨中截面最大正应力和最大挠度的最不利位置布载，横桥称布载。工况2：边孔最大正弯矩右偏载工况。顺桥向布载位置与工况相同，横桥向为偏右布载。工况3：次边墩最大负弯矩中载工况。顺桥向按支点截面负弯矩的最不利位置布载，横桥向为对称布载。工况4：次边墩最大负弯矩右偏载工顺桥向布载位置与工况相同，横桥向为偏右布载。工况5：次边孔最大正弯矩中载工况。顺桥向按跨中截面最大正应力和最大挠度的最不利位置布载，横桥称布载。工况6：次边孔最大正弯矩右偏载工顺桥向布载位置与工况相同，横桥向为偏右布载。工况7：各墩最大支反力工况。顺桥向按各墩最大支反力最不利位置布载，横桥向为偏右布载。该工况对全桥所有墩均进行，观察在最大支反力工况作用下的各墩的响应。工况8：全桥异常变形观察工况。按正弯矩最不利加载位置布置车列沿全桥慢速行驶。观察荷载作用下不同部位的混凝土是否出现开裂现象及桥跨结构是否出现异常变形。各工况车辆加载位置详见图1-3~图1-4试验桥在各工况下荷载效率均应大于0.8且小于1.0，符合《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中基本荷载试验的荷载效率的规定，保证试验的有效性。a工况1，2加载车辆的顺nnn±1支座中

n工况3,4加载车辆的顺

支座中nn±1n±2nn±1n±2 c工况5,6加载车辆的顺n±1n±1n±2支座中心 支座中心工况7加载车辆的顺桥向n号n±1号 n±2号支座中心 支座中心工况8加载车辆的顺桥向n号n号n±1支座中心 支座中心图1-3先简支后连续箱梁各工况车辆顺桥向布置示意图后6后6后7前2后6后8前3后7后5前2后6后8前3后7后5图1-4主线先简支后连续箱梁桥各工况加载车辆的横桥向布置试验的实施与控制荷载试验正式开始前，须完成如下各项准备工作：按应变和位移测点布置方案进行放样。对应变测点位置进行打磨、找平处理后，粘贴电阻应变片并焊接导线。在位移测点架设机电百分表，并与应变平衡箱进行导线连接。根据车辆计算和配重结果，对各工况车辆加载位置划线放样。进行联机调试，用两辆汽车进行预加载，以检验各测点应变片、机电百分表及应变平衡箱工作的可靠性。静载试验每一工况应分两次逐级加载。在检测过程中，为减少混凝土流变特性对测读结果的影响，各级荷载到位后需关闭汽车发5分钟以上，待结构变形完全稳定后再测取数据，并将所测的最大挠度和应变与理论计算结果进行比较，确信安全。若检测过程中发现数据出现异常，立即卸掉加载车辆，以防发生意外事故。每次卸载后至下一次加载的间隔时间均不得少于10同一工况按上述加载、卸载程序重复进试，直至两次相对误差不超过5%，该工况测试完成，可以进行下一工况测试。动载试验依据施工设计图，对试验桥梁进行结构动力分析，根据得到的主桥振型图确定加速度传感器的安装部位，采用载重车辆以不同速度通过桥梁时产生的效应作为激振荷载，桥梁振动时的频率谱。动测试采用两辆加载车进试。对于先简支后连续箱梁桥加速度测点布置在边孔的跨中截面。结果分析为了确保计算的准确性，各桥荷载作用下的应力按空间有限元方法计算，采用结构静、动力分析通用程序JFDJ完成计算，内力和应变的计算值具有较高的准确性，为正确地分析试验结果和评估结构状况奠定了基础。同时，上述计算所得应变结果均按结构未开裂的连续体计算，结果详见静载和动载结果分析中的计算值。第二部分K119+599.3张村丹江大桥检测结果桥梁技术参数该桥的基本技术参数见 2-1表2- K119+599.3张村丹江大桥基本技术参数一览起点桩号中心桩号终点桩号桥梁全长桥面宽度0.5米（防护栏）+15.25米（行车道+0.75米（分隔带上部结构3×(4×30)+3×30米装配式预应力混凝土连续箱梁下部结构三柱式墩、肋板式、桩柱式桥台，钻孔灌注桩基础设计荷载公路-I试验日期2008年3月6荷载试验参数该桥静载试验用1-4号、5-8号两组加载车进行现场测试。荷载试验各工况中位置参数与加载效率分别见表2-2和2-3。表2-2静载试验位置参数加载位置参数左幅1、25表2-3静载试验荷载效率一览表桥名工况控制指标试验荷载计算值①设计荷载计算值荷载效率③=①/K119+599.3村丹江大桥边孔最大正弯矩工况0.4L弯矩次边墩最大负弯矩工况支点弯矩--次边孔最大正弯矩工况跨中弯矩注：设计荷载计算考虑四车道折减系数0.67和冲击系数0.205/正弯矩，0.302/负弯矩；试验荷载和设计荷载的计算值中均未计入偏载的影响；工况78仅进行观察，不实测数据。动载试验测点依据桥梁振型图确定在左幅10.5L附近安装拾振器，采用载重车辆跑车通过桥梁时产生的效应作为激振荷载，测取结构的一阶、二阶自振频率。静载试验结果该桥左幅第1、2孔各工况在试验荷载作用下各测点的挠度实测值、计算值对比详见表2-4；各工况在试验荷载作用下各测点的应变实测值、计算值对比详见表2-5。表2-4各工况挠度计算值、实测值与校验系数测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④1：边孔最大正弯矩中载工况校验系数平均次边孔跨--------------------校验系数平均工况2：边孔最大正弯矩右偏校验系数平均次边孔跨--------------------校验系数平均测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况3：次边墩最大负弯矩中校验系数平均次边孔跨校验系数平均工况4：次边墩最大负弯矩右偏载工况校验系数平均次边孔跨校验系数平均测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况5：次边孔最大正弯矩中--------------------校验系数平均次边孔跨校验系数平均工况6：次边孔最大正弯矩右偏载工况--------------------校验系数平均次边孔跨校验系数平均测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④1：边孔最大正弯矩中载工况边孔123----456----789--------校验系数平均值2：边孔最大正弯矩右偏边孔123----456----789--------校验系数平均值测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况3边墩最大负弯矩中次边墩顶--------------------校验系数平均值工况4：次边墩最大负弯矩右偏载工况次边墩顶--------------------校验系数平均值测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④5边孔最大正弯矩中次边孔跨----------------校验系数平均值工况6边孔最大正弯矩右偏载工况次边孔跨----------------校验系数平均值动载试验结果张村丹江大桥左幅第1联为4，结构计算振型与自振频率见图2-1。桥梁结构自振频率计算值和实测值对比见表2-6。实测时域曲线和频域分析曲线分别见图2-2、图2-3。一阶振型对应自振频率f1=3.34二阶振型对应自振频率2-1张村丹江大桥左幅第1联结构计算振型图表2- 结构自振频率实测值和计算值对阶序自振频率实测值（①计算值（②③=①/边孔跨中12该桥左幅第1联的一阶自振频率为4.21Hz于计算值3.34Hz；二阶自振频率为4.76Hz，大于计算值3.85Hz，表明结构的动刚度满足规范要求。2-2张村丹江大桥动载测试时域曲线结论

图2-3张村丹江大桥动载测试频域分析曲线由表2-4可见，该桥各工况的挠度校验系数平均值在0.503～0.799范围内。该校验系数明显低于《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的上限值1.05，与同类结构实测结果相比处于正常状态。各工况卸载后结构的位移回零良好，无明显残余位移。表明试验孔在试验荷载作用下处于良好的弹性工作状态，纵向抗弯刚度满足设计要求，并有一定的安全储备。由表2-5可见，该桥各工况应变校验系数平均值在0.680～0.740范围内。该校验系数明显低于《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的上限值1.05，与同类结构实测结果相比处于正常状态。各工况卸载后结构的应力回零良好，无明显残余应力。表明该试验孔在试验荷载作用下处于良好的弹性工作状态，纵向抗弯强度满足设计要求，并有一定的安全储备。由表2-4~表2-5可见，该桥偏载工况下的各孔的挠度和应变校验系数均小于1，且实测值较低，左、右侧挠度和应变渐变趋势与理论计算相符。表明该桥横向联接性能良好。在加载测试中，经观察箱梁混凝土表面未出现裂缝，表明该桥抗裂性能满足要求。在工况7和工况8加载过程中，桥跨结构未出现异常变形，桥墩未出现异常变位，表明该桥整体结构状况良好。该桥左幅第1联上部结构的一阶自振频率为4.21Hz，大于计算值3.34Hz；二阶自振频率为4.76Hz，大于计算值3.85Hz。表明该桥的整体性能和动刚度良好。综上所述：认为该桥的承载能力和工作性能满足设计要求，可投入正常运营。第三部分右幅120+7121号丹江大桥检测结桥梁技术参数该桥的基本技术参数见 3-1表3- 1号丹江大桥基本技术参数一览表起点桩号中心桩号终点桩号桥梁全长桥面宽度0.5米（防护栏）+15.25米（行车道+0.75米（分隔带上部结构左幅4×30+3×(3×30、右幅3×(4×30)+3×30米装配式预应力混凝土连续箱梁下部结构三柱式墩、肋板式桥台，钻孔灌注桩基础设计荷载公路-I试验日期2008年3月6荷载试验参数该桥静载试验用1-4号、5-8号两组加载车进行现场测试。荷载试验各工况中位置参数与加载效率分别见表3-2和3-3。表3-2静载试验位置参数加载位置参数右幅11105表3-3静载试验荷载效率一览表桥名工况控制指标试验荷载计算值①设计荷载计算值②荷载效率③=①/右幅边孔最大正弯矩工况0.4L弯矩1号丹江大桥次边墩最大负弯矩工况支点弯矩--次边孔最大正弯矩工况跨中弯矩注：设计荷载计算考虑四车道折减系数0.67和冲击系数0.205/正弯矩，0.302/负弯矩；试验荷载和设计荷载的计算值中均未计入偏载的影响；工况78仅进行观察，不实测数据。动载试验测点依据桥梁振型图确定在右幅第11孔0.5L附近安装拾振器，采用载重车辆跑车通过桥梁时产生的效应作为激振荷载，测取结构的一阶、二阶自振频率。静载试验结果该桥右幅第1110孔各工况在试验荷载作用下各测点的挠度实测值、计算值对比详见表3-4；各工况在试验荷载作用下各测点的应变实测值、计算值对比详见表3-5。表3-4各工况挠度计算值、实测值与校验系数测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④1：边孔最大正弯矩中载工况校验系数平均次边孔跨--------------------校验系数平均工况2：边孔最大正弯矩右偏校验系数平均次边孔跨--------------------校验系数平均测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况3：次边墩最大负弯矩中校验系数平均次边孔跨校验系数平均工况4：次边墩最大负弯矩右偏载工况校验系数平均次边孔跨校验系数平均测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况5：次边孔最大正弯矩中--------------------校验系数平均次边孔跨校验系数平均工况6：次边孔最大正弯矩右偏载工况--------------------校验系数平均次边孔跨校验系数平均测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④1：边孔最大正弯矩中载工况边孔123----456----789--------校验系数平均值2：边孔最大正弯矩右偏边孔123----456----789--------校验系数平均值测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况3边墩最大负弯矩中次边墩顶--------------------校验系数平均值工况4：次边墩最大负弯矩右偏载工况次边墩顶--------------------校验系数平均值测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④5边孔最大正弯矩中次边孔跨----------------校验系数平均值工况6边孔最大正弯矩右偏载工况次边孔跨----------------校验系数平均值动载试验结果右幅120+7121号丹江大桥右幅第3联为4，结构计算振型与自振频率见图3-1。桥梁结构自振频率计算值和实测值对比见表3-6。实测时域曲线和频域分析曲线分别见图3-2、图3-3。一阶振型对应自振频率f1=3.44二阶振型对应自振频率图3-11号丹江大桥右幅第3联结构计算振型表3- 结构自振频率实测值和计算值对阶序自振频率实测值（①计算值（②③=①/边孔跨中12该桥右幅第3联的一阶自振频率为4.33Hz于计算值3.44Hz；二阶自振频率为4.82Hz，大于计算值3.97Hz，表明结构的动刚度满足规范要求。图3-21号丹江大桥动载测试时域曲结论

图3-31号丹江大桥动载测试频域分析曲由表3-4可见，该桥各工况的挠度校验系数平均值在0.411～0.828范围内。该校验系数明显低于《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的上限值1.05，与同类结构实测结果相比处于正常状态。各工况卸载后结构的位移回零良好，无明显残余位移。表明试验孔在试验荷载作用下处于良好的弹性工作状态，纵向抗弯刚度满足设计要求，并有一定的安全储备。由表3-5可见，该桥各工况应变校验系数平均值在0.680～0.766范围内。该校验系数明显低于《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的上限值1.05，与同类结构实测结果相比处于正常状态。各工况卸载后结构的应力回零良好，无明显残余应力。表明试验孔在试验荷载作用下处于良好的弹性工作状态，纵向抗弯强度满足设计要求，并有一定的安全储备。由表3-4~表3-5可见，该桥偏载工况下的各孔的挠度和应变校验系数均小于1，且实测值较低，左、右侧挠度和应变渐变趋势与理论计算相符。表明该桥横向联接性能良好。在加载测试中，经观察箱梁混凝土表面未出现裂缝，表明该桥抗裂性能满足要求。在工况7和工况8加载过程中，桥跨结构未出现异常变形，桥墩未出现异常变位，表明该桥整体结构状况良好。该桥右幅第3联上部结构的一阶自振频率为4.33Hz，大于计算值3.44Hz；二阶自振频率为4.82Hz，大于计算值3.97Hz。表明该桥的整体性能和动刚度良好。综上所述：认为该桥的承载能力和工作性能满足设计要求，可投入正常运营。第四部分K121+5062号丹江大桥检测结桥梁技术参数该桥的基本技术参数见 4-1表4- 2号丹江大桥基本技术参数一览表起点桩号中心桩号终点桩号桥梁全长桥面宽度0.5米（防护栏）+15.25米（行车道+0.75米（分隔带上部结构3×(4×30米装配式预应力混凝土连续箱梁下部结构孔灌注桩基础设计荷载公路-I试验日期2008年3月7荷载试验参数该桥静载试验用1-4号、5-8号两组加载车进行现场测试。荷载试验各工况中位置参数与加载效率分别见表4-2和4-3。表4-2静载试验位置参数加载位置参数右幅11105表4-3静载试验荷载效率一览表桥名工况控制指标试验荷载计算值①设计荷载计算值②荷载效率③=①/2号丹江大桥边孔最大正弯矩工况0.4L弯矩次边墩最大负弯矩工况支点弯矩--次边孔最大正弯矩工况跨中弯矩注：设计荷载计算考虑车道折减系数2.68和冲击系数0.205/正弯矩，0.302/负弯矩；试验荷载和设计荷载的计算值中均未计入偏载的影响；工况78仅进行观察，不实测数据。动载试验测点依据桥梁振型图确定在左幅10.5L附近安装拾振器，采用载重车辆跑车通过桥梁时产生的效应作为激振荷载，测取结构的一阶、二阶自振频率。静载试验结果该桥左幅第1、2孔各工况在试验荷载作用下各测点的挠度实测值、计算值对比详见表4-4；各工况在试验荷载作用下各测点的应变实测值、计算值对比详见表4-5。表4-4各工况挠度计算值、实测值与校验系数测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④1：边孔最大正弯矩中载工况校验系数平均次边孔跨--------------------校验系数平均工况2：边孔最大正弯矩右偏校验系数平均次边孔跨--------------------校验系数平均测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况3：次边墩最大负弯矩中校验系数平均次边孔跨校验系数平均工况4：次边墩最大负弯矩右偏载工况校验系数平均次边孔跨校验系数平均测点位置挠度计算值挠度实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况5：次边孔最大正弯矩中--------------------校验系数平均次边孔跨校验系数平均工况6：次边孔最大正弯矩右偏载工况--------------------校验系数平均次边孔跨校验系数平均测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④1：边孔最大正弯矩中载工况边孔123----456----789--------校验系数平均值2：边孔最大正弯矩右偏边孔123----456----789--------校验系数平均值测应变计算值应变实测值校验系数⑤=④/截面位置测点②③④工况3边墩最大负