连续梁桥荷载试验技术建议书.doc

1 / 32 五、技五、技术术建建议书议书 1、 项项目目组织组织机构及人机构及人员组员组成成 1.1 项项目目组织组织机构机构 收到本项目中标通知书后，我方根据项目需要及投标文件承诺选配具备相应资质、现 场经验丰富的精干人员，组建项目经理部。 项目经理部设项目负责人 1 人，项目技术负责人 1 人，设后勤安全组、现场检测组、 内业组等 3 个组，分别负责项目的后勤安全工作、现场试验检测工作、内业资料处理工作。 项目组织机构框架见图 1.1-1。 图 1.1-1 项目组织机构框架图 1.2 主要主要岗岗位位职责职责范范围围 1.2.1项项目目负责负责人人职责职责 项目负责人是公司在该项目中的代理人，代表公司在该项目中履行合同中的有关技 术、进度、现场管理、质量等方面的工作； 严格执行国家、地方相关法律、法规与工程建设标准强制性条文、规范、规程及公司 的规章制度和指令； 做好项目实施的组织管理工作，安排下属各部门的工作任务及分工，并检查其工作进 度和任务完成情况； 保证下属各部门间、项目部与公司间各文件、资料、数据等信息准确及时地传递和反 馈； 2 / 32 确保安全生产，保障职工人身、财产安全。 1.2.2技技术负责术负责人人岗岗位位职责职责 负责领导全项目部的检测技术管理工作，并领导有关的技术业务工作。 组织贯彻执行国家有关政策和技术标准、规范、规程、决定及各项管理制度，研究解 决检测过程中的技术问题，并经常深入检测项目现场，对重大的关键部位进行指导，发现 问题及时处理。 主持编制检测方案，审核检测报告。 组织项目部的规范、技术文件学习，工程项目的检测前准备工作。负责协调解决检测 配合协作中的技术问题。 组织对检测质量、安全和进度的定期检查，掌握质量、安全动态，负责处理一般质量、 安全和设备事故。 主持和领导检测过程中的技术监督工作，督促检测组组长及检测员遵守规范，规程， 及时发现处理检测中的技术问题。 1.2.3现场检测组岗现场检测组岗位位职责职责 严格按规定对现场采集数据进行处理，对数据的准确性和其它由本人负责的检测工 作的质量负责； 严格按照行业规范、操作规程、安全生产制度工作； 反映仪器设备的检定、维修意见，有权拒绝使用不合格或超过检定周期的仪器设备； 及时填写检测原始记录及检测报告等； 有权越级向上反映违反检测规程或对检测数据弄虚作假的现象和行为； 服从分配，努力工作。 1.2.4内内业组岗业组岗位位职责职责 资料整理、计算分析以检测人员的原始记录为依据，不随意更改检测数据； 及时处理检测组提供的检测数据； 严格按照国家颁布的新标准、规范对数据进行分析、处理； 定期学习国家颁布的新的行业标准及与自身工作相关的知识； 服从领导的安排，积极进取。 1.2.5后勤安全后勤安全组岗组岗位位职责职责 严格贯彻执行劳动保护、安全生产的方针政策、法令法规、规范标准，做好安全生产 3 / 32 的宣传和监督工作； 安全员有权参加检测方案和安全技术措施计划的审查工作，并对措施的实施进行监 督； 安全员应做好日常安全巡视检查工作，掌握安全生产的动态； 遵守职业道德，树立良好的工作品质和工作作风； 负责仪器设备的管理，保证仪器设备供应及时； 认真做好后勤服务工作； 严格执行购置程序，严防盲购； 保障人员的日常生活。 2、 桥桥梁荷梁荷载试验载试验方案与方案与试验计试验计划划 2.1 工程概况工程概况 2.1.1自然条件自然条件 1. 地理位置 武汉城市圈环线高速公路咸宁西段起点位于咸宁市嘉鱼县新街镇港东村，接拟建的 嘉鱼长江公路大桥南岸跨堤引桥。终点位于咸宁市咸安区官埠桥镇与京港澳高速十字交 叉，修建咸宁西枢纽互通，并与咸宁至通山高速公路项目对接。 2. 地形、地貌 项目区总体地形属平原微丘地貌，东、南 部以微丘地貌为主，属幕阜山北麓余脉尽头， 其间有“嘉南第一峰”大岩山，海拔高程 243 米，西、北部以平原地貌为主，海拔高程 1530 米之间，在平原与丘陵交接处以及平原低洼地带，形成湖泊水网地貌。 3. 气象 项目区地处华中地区亚热带季风气候区，主要具有大陆气候特点：热量丰富，光照适 宜，雨水充沛，光温水配合协调；一年四季分明，春季冷暖多变、阴雨连绵，夏季酷热多雨， 秋季气候干燥、凉爽，冬季寒冷干燥。区域年平均气温 16.9 摄氏度，年均日照 1863 小时。 气温的季节性变化很明显，一月份气温最低，极端最低气温-12 摄氏度，七月份气温最高， 极端最高气温 39.7 摄氏度，月平均最低气温 1.2 摄氏度，月平均最高气温 33.3 摄氏度。 4 / 32 根据嘉鱼、咸安气象站资料分析，项目区多年平均降雨量 1400.3 毫米，年内降水分 配很不均匀，多集中在每年的 58 月间，历年最大降雨量 1812.8 毫米，历年最大日降雨 量 212.5 毫米。无霜期从 3 月至 11 月约 250 天。桥位处雾罩多发生在冬季，年平均有 雾日为 16 天。 2.1.2技技术标术标准准 本项目采用设计速度 100km/h，路基宽度 33.5m、26m。主要技术指标见下表。 主要技术指标表 序号项目单位指标 1公路等级高速公路 2计算行车速度100km/h 3停车视距m160 4平面线形 一般最小平曲线半径m4277.6 不设超高平曲线最小半径m4277.6 5纵断面线形 最大纵坡%2.134 最小纵长m600 凸形m40000竖曲线一般最 小半径凹形m12000 6路基宽度m33.5、26 7设计水位频率特大桥：1/300 大、中桥、涵洞、路基：1/100 8桥涵汽车荷载公路级 2.1.3标标段划分段划分 本次招标范围为本项目桥梁荷载试验，本次招标共划分为 1 个合同段（合同段划分 详下表）。 每座桥任选左幅或右幅一联进行荷载试验。 5 / 32 合同段划分表合同段划分表 序号桥名桩号桥梁全长荷载试验桥跨 1幸福河大桥K203+1161575*30m 先简支后结构连续小箱梁 2西凉湖特大桥K213+8754897163*30m 先简支后结构连续小箱梁 3下澥 4#大桥K221+14193731*30m 先简支后结构连续小箱梁 4 新街互通 C 匝 道桥 CK0+297.5752139*30m 预应力砼连续箱梁 5 新街互通主线 桥 K200+991138345*30m 先简支后结构连续小箱梁 6斧头湖特大桥K221+1563787先简支后结构连续小箱梁 7 跨 329 省道分 离式立交桥 K217+991.385499.25 4*30m+3*30m+(40+40+55+40)+(35+ 37.25+35)预应力砼连续箱梁 8 向阳湖互通 E 匝道桥 EK0+230.41864*20m 现浇连续箱梁 2.1.4荷荷载试验载试验技技术术要求要求 2.1.4.1 荷荷载载（ （动动静静载载） ）试验试验的目的的目的 1. 检验桥梁结构的承载能力及其工作状态是否满足设计要求及有关规范要求，保证 桥梁运营的可靠性。 2. 通过桥梁荷载试验，对桥梁的静动力刚度做出评价，为桥梁的交竣工验收和质量 评定、运营管养等提供技术依据； 3. 通过测试在荷载直接作用下桥梁各结构部位以及整体的响应参数，从而反应和揭 示其桥跨结构的实际受力和工作状态，以检验其是否符合国家相关标准和设计要求； 4. 通过动载试验了解桥梁结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力 性能，确定其运营使用条件和注意事项； 5. 通过桥梁荷载试验，检验施工质量，为即将投入使用的桥梁的运行和养护提供依 据。 2.1.4.2 荷荷载试验载试验的主要依据的主要依据 1.设计图纸 2.交通运输部公路科学研究所大跨径混凝土桥梁的试验方法(1982) 6 / 32 3.交通运输部公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004) 4. 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2012) 5.交通运输部公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004) 6.交通运输部公路桥梁承载能力检测评定规程(JTGT J21-2011) 7. 公路工程技术标准(JTG B01-2014) 8.交通运输部公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011） 9.交通运输部工程测量规范（GB50026-2007） 10.国家现行的其它桥涵工程试验标准、规范、规程 11.业主审批的承包人提交的成桥检测试验计划与试验方案 2.1.4.3 荷荷载试验载试验服服务务内容内容 检测内容如下： 1.测定成桥恒载状态下主梁的线形； 2.桥梁结构静载试验：通过不同试验工况，对桥梁结构进行全面检验。 主要包括：主 梁的位移、主梁控制截面的应力等变化，以及裂缝监测 。主要控制断面至少包括：主梁跨 中、梁端、主梁根部最大负弯矩区等断面。验证设计理论、检验施工质量是否满足相关规 范及质量标准。 3.桥梁结构动载试验(包括脉动试验和强迫振动试验)：测定桥梁结构动力特性，包 括自振频率、阻尼比和振型等结构模态参数；测定各试验桥跨结构在正常运行车辆荷 载作用下的动力响应、考查桥梁的冲击系数，振幅等是否满足规范要求，确定桥梁的运营 条件；在桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动载反应、在运行车辆紧急制动时的动载 反应等。 4.偏载作用下，检查支座是否脱空。 2.2 试验试验内容内容 检测内容如下： 1.测定成桥恒载状态下主梁的线形； 2.桥梁结构静载试验：通过不同试验工况，对桥梁结构进行全面检验。 主要包括：主 梁的位移、主梁控制截面的应力等变化，以及裂缝监测 。主要控制断面至少包括：主梁跨 中、梁端、主梁根部最大负弯矩区等断面。验证设计理论、检验施工质量是否满足相关规 7 / 32 范及质量标准。 （1）通过在静载试验的汽车加载，了解桥跨结构在试验荷载下的实际工作状态，主要 包括试验桥跨结构测试断面的应力效应、变形、位移、裂缝情况。 （2）通过静载试验的测量数据，考核结构的强度、刚度和整体受力性能。评定其实际使 用功能，考核结构安全度，对桥梁结构实际承载能力做出评价。 （3）测试参数：主要受力构件控制截面在试验荷载下的应变（应力）；主要受力构 件控制截面在试验荷载下的挠度；试验荷载作用下主要受力构件裂缝等缺陷发展情况； 3.桥梁结构动载试验(包括脉动试验和强迫振动试验)：测定桥梁结构动力特性，包括 自振频率、阻尼比和振型等结构模态参数；测定各试验桥跨结构在正常运行车辆荷载作用 下的动力响应、考查桥梁的冲击系数，振幅等是否满足规范要求，确定桥梁的运营条件；在 桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动载反应、在运行车辆紧急制动时的动载反应等。 （1）通过汽车动载，了解桥跨结构在试验荷载下的实际工作状态，主要包括试验桥跨 结构测试断面的加速度响应、动应力响应、动位移响应情况。 （2）通过动载试验的测量数据，评定其实际使用功能，对桥梁动力性能做出评价。 （3）测试参数：不同车速行驶下主要受力构件动应力及动挠度；不同车速行驶下 跳车或制动力引起的主要受力构件动应力及动挠度；结构自振频率和振型。 4.偏载作用下，检查支座是否脱空。 2.3 方法手段方法手段 2.3.1检测检测程序程序 检测工作程序框图如下图所示。 8 / 32 荷载试验的 计划与准备 收集、研究试验桥 梁的有关技术文件 实地考察桥梁现状 及试验的环境条件 拟定试验方案及试 验程序 确定试验组织及人 员组成 仪器设备的组配和 检定（校准） 荷载试验的 加载与测试 测试仪器设备安装 及调试 加载车辆配重及称 量 试验观测与记录 荷载试验的 数据分析与评定 试验数据分析桥梁承载能力评定试验报告编写 检测工作程序框图 2.3.2试验试验方法方法 2.3.2.1 桥桥面面线线形形测测量量 采用全站仪，分别在主桥的 16 分点处，路缘侧布置观测点，利用已有的控制测点坐标， 进而测量出成恒载作用下，桥跨结构线形。 2.3.2.2 静静载试验载试验 （1）概念 桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制截面的应力及结构 变形，从而确定桥梁实际工作状态与设计期望值是否相符，它是检验桥梁性能及工作状态 （如结构的强度、刚度）最直接、最有效的办法。 （2）试验步骤 桥梁静载试验一般步骤包括： 1）对实桥进行现场勘察和调查，初步了解桥梁当前工作状况，测试得出主桥成桥恒载 状态下主梁的线形和控制界面应力，测试得出主桥成桥恒载状态下悬索桥的索力； 2）建立桥梁计算模型，进行设计活载分析并结合桥梁调查结果，与测试所得出主桥成 桥恒载状态下主梁的线形和控制界面应力进行比较分析，确定桥梁测试控制截面和应力 （应变）、挠度（变形）测点布置； 9 / 32 3）选取试验荷载类型，根据桥梁设计荷载等级和目前实际运营状况，确定试验荷载等 级； 4）确定加载工况、加载位置和加载步骤； 5）在每一个工况下测试悬索桥索力增量； 6）比较试验荷载下测点的理论值与实测值，对实桥的实际工作状况进行评定。 2.3.2.3 动载试验动载试验 （1）脉动试验 1）概念 试验模态分析（EMA，Experimental Modal Analysis）又称为模态分析的试验过程。即 首先，试验测得激励和响应的时间历程，运用数字信号处理技术求得频响函数（传递函数） 或脉冲响应函数，得到系统的非参数模型；其次，运用参数识别方法，求得系统模态参数； 最后，如有必要，进一步确定系统的物理参数。 对于桥梁结构而言，传统的通过测定结构的频率响应函数（FRF）来识别模态参数的频 域法，由于试验所需设备复杂，且激励信号难以实施和测定，因此受到限制；而且普通的信 号谱分析只能得到结构的低频率特性，无法确定结构全部频率成份及阻尼特性，其精度受 到怀疑。 环境随机激振法，也称脉动法，在目前逐渐成为桥梁模态测试的主要方法。结构在环 境扰动作用下，例如自然风、地脉动，水流或车辆引起的扰动等，虽然引起结构振动的振 幅极为微小，但脉动响应所包含的频率成份相当丰富，它不需要任何激励设备，又不受结 构形式和大小的限制，特别适用于测量结构整体的自振特性。 2）基本原理及试验过程 利用脉动法测试桥梁结构的固有模态，测试原理简述如下：首先，根据测试需要，在桥 梁上布置拾振器（如加速度、速度或位移传感器），同步采集信号。将环境中的各种扰动视 为输入信号；大桥被视为放大器，它对输入信号中，接近其固有频率的分量作出响应，并阻 尼其它分量；传感器采集到的信号被视为大桥输出信号，将其变换到频域。峰值将对应于 桥梁的固有频率。由于采用环境随机激励测试，无法控制和测量输入信号。为防止输入信 号中某些过大的频率分量造成伪峰，选取一个参考点，将各采集点的信号频率上各点分别 除以参考点频域上对应各点，得到相对幅值和相位差。这样就消除了伪峰的干扰，可以根 据尺度化后的频谱上的峰值确定固有频率。各采集点信号在固有频率上的幅值构成了该 频率的振型。幅值的方向由相位差确定，小于 180的，振型方向与参考点相同，大于 180 10 / 32 的，振型方向与参考点相反。 （2）强迫振动试验 1）概念 桥梁结构在实际的行车动荷载作用下，结构各部位的动力响应，如振幅、应力、位移、 加速度以及反映结构整体动力作用的冲击系数等，不仅反映了桥梁结构在动荷载作用下 的受力状态、也反映了动力作用对司机、乘客舒适性的影响、桥梁结构的成桥强迫振动试 验，就是要从大量的实测数据信号中揭示桥梁结构振动的内在规律，综合评价桥梁结构的 动力性能。 强迫振动试验是利用试验车辆对桥梁施以动力荷载，测量桥梁动力响应，即桥梁的响 应频率、振幅、动应变等，并对测得的桥梁动力响应值进行分析，获得桥梁的动力响应特 性。 桥梁的强迫振动具有以下特点： a强迫振动是在外界周期性干扰力的作用下产生的，强迫振动的频率总 与外界干扰力的频率相同或成倍数关系； b强迫振动振幅的大小在很大程度上取决于干扰力的频率 与桥梁结构固有频率 0 的比值 0 ，当 0 1 时，振幅达到最大值，此现象称“共振”； c.强迫振动振幅的大小除了与 0 有关外，还与干扰力、结构刚度及阻尼系数有关：干 扰力越大、系统刚度和阻尼系数越小，则振幅越大。 d.强迫振动的位移变化总是比干扰力在相位上滞后一个相位角 ，其值与结构的动 力特性及干扰力频率有关。 目前，桥梁强迫振动试验一般分为跑车试验、刹车试验和跳车试验三种工况。 2）试验流程 通过分布在桥面不同位置的加速度传感器采集加速度信号，通过分布在桥梁不 同位置的应变片采集应变信号，利用屏蔽导线输入信号采集系统进行采集、储存， 然后对储存的信号进行处理，选择其中的有效信号进行分析，得到桥梁结构的自振 频率、振型、阻尼比和冲击系数等参数的实测值。 动载试验流程分析如下图。 11 / 32 结构 响应信号 数据 采集 结构 分析 结果 输出 DHMA 模态分析 系统 桥梁动载试验流程分析图 3）试验资料的整理 动载试验数据采用计算机软件进行分析。应进行下述相关内容的分析计算和资料整 理： a.结构刚度比； b.典型工况下主要测点的实测时程曲线； c.典型的自振频谱图； d.冲击系数-车速相关曲线图或列表； 自振频率：可采用频谱分析法、波形分析法或模态分析法得到桥梁结构自振频率。 可截取典型工况下主要部位强迫振动响应波形段，进行频谱分析，结合车辆自振频率测试 结果，对车桥耦合等强迫振动特征进行分析。自振频率取用多次试验、不同分析方法所得 结果的均值。 冲击系数：计算时应优先采用动挠度信号计算。取同截面（或部位）多个测点的均 值；进行多次试验时取该车速工况下的最大值。 结构刚度比:按照下式进行计算结构刚度比: 2 K f fK 实实实实 实算实算 式中: 主要测点的实测残余变位或残余应变； f 实测 实测自振动频率； f 计算 计算自振动频率； K实测 结构实际刚度； K计算 结构计算刚度。 （4）试验结果的评定 1） 将桥梁结构的实测自振频率与计算频率进行比较。如实测频率大于计算频率，可 认为结构实际刚度大于理论刚度，反之则实际刚度偏小。 2） 当结构静力性能与动力性能的主要判据相互矛盾的情形下，可采用 (，)参数 进行结构性能综合评价： 12 / 32 (1) ( , ) 1 实实 实范 式中： ( , ) 静、动力综合评价指标； 静载试验主要测点校验系数均值； 实实 实测冲击系数； 实范 冲击系数规范取值； 若( , )1 ，则说明结构承载能力小于设计所考虑的安全储备。 2.3.3建模分析建模分析 拟采用 MIDAS/CIVIL2010 版结构设计有限元分析软件进行建模分析。 （建模分 析结果暂略）。根据模型，分析对测试项目的控制截面内力（或挠度、变形）影响线， 分别布置标准设计荷载和试验荷载，确定试验荷载效率，调整试验荷载的布置。 2.3.4应变测应变测点粘点粘贴贴程序程序 应变测点粘贴工艺的好坏直接影响到动静载试验测量结果的准确性。一般采用 电阻应变片来作为测量应变的传感器，其粘贴的工序应严格按照如下程序进行： 1）应变测点传感器的选择：根据测试要求所选择的电阻应变片应符合试验要求， 外观应无破损，无锈斑，无皱折，无短路，电阻值与标称值误差应小于 0.5%（如 1200.6）； 2）电阻应变片表面处理：电阻应变片在使用前，应使用脱脂棉蘸无水乙醇擦洗 （除油、杂物），用微热烘干装置烘干（灯泡、红外线、电吹风）； 3）被测物表面处理：要使电阻应变片粘贴牢固，需要对被测结构的表面进行处 理（机械或化学），处理的范围约为应变计面积的 35 倍； 4）底胶处理：在粘贴电阻应变片之前，需要在贴片处刮涂底胶。一般使用环氧 打底。需要注意的是，在保证粘接效果好并绝缘阻值足够的前提下，底胶越薄越好； 5）电阻应变片粘贴：根据粘贴环境、条件选用不同粘贴剂（环氧、聚按酯、硫化 硅橡胶、502 等），粘贴电阻应变片之前应放线，然后再做清洗。贴片后盖上聚四氟 乙烯薄膜（通常使用蜡纸），用手指沿应变计轴线方向均匀滚压应变计，以排除多余 胶液和气泡，一般以 34 个来回为宜，并注意应变计位置不能移动； 6）固化：电阻应变片粘贴好以后，根据所使用粘胶剂选择合适的固化时间。不 13 / 32 宜粘贴好以后立即开始测试； 7）粘贴检查：贴片结束，待粘贴剂固化以后，对电阻应变片应进行检查，如阻值 是否正确，绝缘是否合格等； 8）电阻应变片焊接及粘贴后的防护：焊线引线尽量选择柔软导线，并配合接线 端子焊线。安装好的应变计可用 703 硅胶覆盖，以防止雨水及空气中有害气体侵蚀。 2.3.4.1 载载位布置位布置 各试验工况加载车辆的具体布载位置应该通过有限元仿真计算得出，并且保证 试验荷载效率应该在 0.95-1.05 之间。 (各工况载位布置图暂略) 2.3.4.2 加加载载原原则则 各工况下试验所需加载车辆的数量，将根据设计标准活荷载产生的最不利效应 值按下式所定原则等效换算而得： 0.951.05 stat S S 式中： 静力试验荷载效率系数； 试验荷载作用下，检测部位变位或力的计算值； stat S 设计标准活荷载作用下，检测部位变位或力的计算值（不计冲击作用时）；S 设计取用的冲击系数。 2.3.4.3 资资料整理料整理 1）试验资料的修正 测值修正。根据各类仪表的标定结果进行测试数据的修正，当这类因素对测值的 影响小于 1%时可不予修正。 温度影响修正。按下式进行温度修正计算： S =StKt 式中： S 温度修正后的测点加载测值变化； S 温度修正前的测点加载测值变化； 14 / 32 t 相应于 S观测时间段内的温度变化（）。对应变宜采用构件表面温度，对挠度 宜采用气温； Kt 空载时温度上升 1 时测点测值变化量。 如测值变化与温度变化关系较明显时，可采用多次观测的平均值。Kt =S/t1 其中： S 为空载时某一时间区段内测点测值变化量；t1 为相应于 S 同一时间区段内温度变 化量。 支点沉降影响的修正。当支点沉降量较大时，应修正其对挠度值的影响， 修正量 C 可按下式计算： C =（l x）a/ l+xb/ l 式中：C 测点的支点沉降影响修正量； l A 支点到 B 支点的距离； x 挠度测点到 A 支点的距离； a A 支点沉降量； b B 支点沉降量。 2）各测点变形(挠度，变形，沉降)与应变可按以下公式计算。 总变形(或总应变)： St =SlSi 弹性变形(或弹性应变)：Se =SlSu 残余变形(或残余应变)： SP =StSe=SuSi 式中：Si加载前测值； Sl加载达到稳定时测值； Su 卸载后达到稳定时测值。 3）对静力加载试验的主要测点，应按下式计算其相对残余变形（或应变）： a.主要测点静力荷载试验结构检验系数，应按下式计算 e s S S 式中： 15 / 32 试验荷载作用下主要测点的实测弹性变位或应变值； e S 试验荷载作用下主要测点的理论计算变位或应变值； s S 静力荷载试验结构检验系数，是试验荷载作用下测点的实测弹性变位或应变值与 相应的理论计算值的比值。值小于 1 时，代表桥梁的实际状况要好于理论状况。 b.主要测点相对残余变位或相对残余应变，应按下式计算 P S 100% P P t S S S 式中: 主要测点的实测残余变位或残余应变； P S 试验荷载作用下主要测点的实测总变位或总应变。 t S 相对残余变位或相对残余应变，是测点实测残余变位或残余应变与对应的实测总 P S 变位或总应变的比值。越小，说明结构越接近弹性工作状况。 P S 2.3.5桥桥面面线线形形测测量量 按要求测量主梁纵桥向各跨 16 分点截面的桥面标高。每个截面横桥向测点布置在主 梁上下游两侧及中央分隔带两侧，进而测量出成桥恒载状态下桥跨结构初始线型。每座桥 任选左幅或右幅一联进行线形测量。 桥面高程测量方法 方法一：采用几何二等水准测量放大。选择风力3 级的凌晨 1 点至 4 点沿桥面往返 实施观测，观测时采用电子水准仪配套水准尺，测量视距控制在30m 内，若方法一部分 测点往返测量的数据无法满足要求是，需择日进行补测。 方法二：如方法一无法实施，拟采用测距三角高程法实施观测，分别由两台电子全站 仪在梁端的加密控制点上设站实施观测。观测时依据测点间距不同确定测回数和组数。 在临近的控制点或加密控制点设站，使用全站仪，采用三角高程法对其高程进行测量。 测量时，各测点均设置棱镜，依据测点距离测站的间距确定测角和测回数。 2.3.6动载试验动载试验 2.3.6.1 动动力特性力特性计计算算 自振频率及振型应该通过有限元仿真计算得出。 16 / 32 （各阶自振频率及振型图暂略） 2.3.6.2 试验试验工况工况 动载试验用于了解桥梁自身的动力特性，抵抗受迫振动和突发荷载的能力。其 主要项目应包括：测定桥梁结构的自振特性，如结构或构件的自振频率的脉动试验； 检验桥梁结构在动力荷载作用下的受迫振动特性，如桥梁结构动位移、动应力、冲 击系数等的行车和跳车试验。 动载试验包括脉动试验、跑车试验、刹车试验和跳车试验。 （1）脉动试验 当桥面上无汽车行驶和其他的周期性干扰力时，在风、地面微振等环境因素的 作用下，桥梁所受的激励是平稳的各态历经宽带随机激励。结构响应的主谐量，是 在其固有频率附近的振动，从而通过脉动测试可以确定结构的固有频率。 （2）跑车试验 试验时拟采用 1 辆 360kN 试验车分别以不同车速(20 km/h、30 km/h、40 km/h、50 km/h、60 km/)匀速通过桥跨结构，车辆在行驶过程中对桥面产生冲击，从而使桥梁 结构产生振动。通过动力测试系统测定桥跨结构主要控制截面测点的振幅-时间历 程曲线和频域曲线。 （3）刹车试验 利用一辆试验载重汽车以 20km/h 速度分别匀速行驶至试验跨跨中、1/4 跨处刹车， 测量梁体各测点振幅和梁体在顺桥向冲击荷载下的强迫振动频率，重复一次。 （4）跳车试验 行进跳车：利用一辆试验车以 20km/h 速度分别行使至试验跨跨中、1/4 跨处越过高 10cm 的三角形木后停车，测量梁体各测点振幅和梁体在竖桥向冲击荷载下的强迫振动频 率，重复一次。 原地跳车：一辆试验载重汽车分别停在试验跨跨中、1/4 跨处，后轮越过高 10cm 的 三角形木后停车，测量梁体各测点振幅和梁体在竖桥向冲击荷载下的强迫振动频率，重复 一次。 2.3.6.3 资资料整理料整理 动载试验数据采用计算机软件进行分析。应进行下述相关内容的分析计算和资料整 理： 17 / 32 a.结构刚度比； b.典型工况下主要测点的实测时程曲线； c.典型的自振频谱图； 自振频率：可采用频谱分析法、波形分析法或模态分析法得到桥梁结构自振频率。 可截取典型工况下主要部位强迫振动响应波形段，进行频谱分析，结合车辆自振频率测试 结果，对车桥耦合等强迫振动特征进行分析。自振频率取用多次试验、不同分析方法所得 结果的均值。 冲击系数：计算时应优先采用动挠度信号计算。取同截面（或部位）多个测点的均值； 进行多次试验时取该车速工况下的最大值。 结构刚度比:按照下式进行计算结构刚度比 计算 实测2 计算 实测 ）（ K K f f 式中：结构刚度比； f实测实测自振频率； f计算计算自振频率； K实测结构实际刚度； K计算结构计算刚度。 2.3.7试验结试验结果果评评定定 2.3.7.1 静静载试验结载试验结果果评评定定 1)结构工作状况评定 校验系数 校验系数 包括应力（应变）校验系数及变形校验系数。 实测值与理论值的关系曲线 测点实测变形(或应变)与其理论值成线性关系，则说明结构处于良好的线弹性工作 状况。 截面应变分布状况 实测的结构或构件主要控制截面应变沿高度分布图应符合平截面假定。 残余变形（应变） P S 18 / 32 主要控制测点的相对残余变形(或应变) 越小，说明结构越接近弹性工作状况，一般 P S 要求不大于 20%。当大于 20%时，表明桥梁承载能力不满足要求。 P S P S 2）混凝土桥梁裂缝及其扩展情况的评定分析 试验荷载作用下新桥裂缝扩展宽度不应超过公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥 涵设计规范（JTG D62-2004）的容许值，并且卸载后其扩展宽度应闭合到设计规范容许值 的 1/3。 试验前后在用桥梁裂缝宽度不应大于规范规定的允许值。 2.3.7.2 动载试验结动载试验结果果评评定定 1） 将桥梁结构的实测自振频率与计算频率进行比较。如实测频率大于计算频率，可 认为结构实际刚度大于理论刚度，反之则实际刚度偏小。 2）当结构静力性能与动力性能的主要判据相互矛盾的情形下，可采用 (,)参数进 行结构性能综合评价： ）1（ ）1（ ），（ 规范 实测 式中：(,)静、动力综合评定指标； 静载试验主要测点效验系数均值； 实测冲击系数； 实测 冲击系数规范取值； 规范 (,)1 说明结构承载能力小于设计所考虑的安全储备。 2.3.8试验试验要点要点 （1）荷载试验前必须测量所有加载车辆的轴距、轮距，并称轴重。 （2）量测仪器的精度要求：用于静载测量的不大于预计测量值的 5%，用于动态 测量的大于预计测量值的 10%。 （3）为排除温度变化对结构的影响，静力试验应选择在气温变化较平稳的时段 进行，试验过程中在测量试验荷载作用下结构响应的同时相应地测量环境温度。 （4）终止试验条件 a.控制测点的应变超过计算值并且达到或超过设计标准的允许值时。 19 / 32 b.控制测点变位超过设计标准的允许值时。 c.由于加载试验使结构出现非正常的受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载 能力和今后正常使用时。 （5）静力荷载的分级 为了获得结构试验荷载与变位的连续曲线和防止结构意外损坏，静力荷载分 4 级施加，每级控制荷载产生该工况最不利效应值的 25、50%、75%和 100%。 当加载车多于 4 辆时，仍分 4 级。由于试验荷载为汽车荷载，此时各级的荷载 比例将作适当调整。 （6）静力荷载持续时间 每次加载或卸载的持续时间取决于结构变位达到稳定标准所需的时间。要求在 前一荷载阶阶段内结构变位相对稳定后，才能进入下一荷载阶段。同一级荷载内， 结构在最后 5 分钟内的变位增量小于前一个 5 分钟内的变位增量的 15%，或小于 所有测量仪器的最小分辨率，则认为结构变位达到稳定（一般要求每级持荷时间不 小于 15 分钟）。静载试验时，汽车进入加载区域后时速不得超过 5 公里，以免对桥 梁结构产生额外的冲击。 2.3.9非正常非正常终终止止判断方法判断方法 1）控制测点应变超过计算值并且达到或超过设计标准的允许值时。 2）控制测点变位超过计算值并且达到或超过设计标准的允许值时。 3）由于加载试验使结构出现非正常的受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载能力 和今后正常使用时。 2.4 测试测试断面与断面与测测点布置点布置 每座桥任选左幅或右幅一联进行荷载试验。 对于有奇数（如 2n+1）跨的联，选择 n+1 跨进行试验；被选试验跨需具有代表性， 如桥跨较长、状况较差。 对于偶数（如 2n）跨的联，选择 n 跨进行试验；被选试验跨需具有代表性，如桥 跨较长、状况较差。 2.4.1控制截面控制截面 20 / 32 控制截面布置见下表。 桥型控制截面 跨中最大弯矩和挠度 内支点截面最大负弯矩静载试验 L/4 截面最大负弯矩 脉动根据计算的振形确定 动载试验 强迫振动试验根据计算的振形确定 2.4.2测测点布置点布置 由于试验跨均为先简支后结构连续的箱梁或空心板结构，各截面挠度、应变测点布置 示意图如下： f1(f2、f3、f4) 偏载侧（下游） 挠度测点布置示意图 A1#A2#A3#A4#A5# A7# A6# A9# A8# 偏载侧（下游） 应变测点布置示意图 2.5 试验计试验计划划 1.合同签订之日后 7 天内完成荷载试验方案的编制，向招标人提交荷载试验工 作计划和实施方案,并通过专家评审； 2.荷载试验外业工作完成后 7 天内，向业主提交荷载试验初步结论； 3.荷载试验外业工作完成后 30 天内，向业主提交经专家评审合格的最终荷载 21 / 32 试验报告。 3、 试验试验人人员员、 、设备设备安排及安排及进进出出场计场计划划 3.1 拟拟投入的人投入的人员员 本荷载试验项目拟设专项的项目经理部。项目经理部设项目负责人 1 人，项目 技术负责人 1 人，设后勤安全组、现场检测组、内业组等 3 个组，分别负责项目的 后勤安全工作、现场试验检测工作、内业资料处理工作。人员安排详见表 B-4(a)。 3.2 拟拟投入的投入的试验设备试验设备 收到项目中标通知书后，我方将立即根据项目需要为本项目选配符合试验需要 及精度要求的相关试验仪器设备。仪器进场前进行完整性检查，并进行调试，确保 所用仪器全部运行正常。本项目拟投入主要仪器设备见表 B-5。 3.3 进进出出场计场计划划 本项目时间预计在 30 个日历天内完成现场检测工作，60 个日历天内完成全部 工作。具体安排时间见下表： 22 / 32 工作安排表 时间 第1天至第7天 阶段目标 制订详细检测方案和实施细则；完成检测仪器的标定和调试；落实 相关配合工作。 第13天 收集整理相关桥梁图纸、资料；编制检测初步方案。 检测仪器的准备 第46天 检测仪器的标定和调试； 初步联系检测配合工作，桥检车联系到位，租车和分 包工作流批准； 根据现场踏勘结果，制定详细检测方案和实施细则。 前 期 准 备 阶 段 阶段分项进度 第7天 按审查意见完善检测方案和实施细则； 落实检测配合工作 时间 第7天至第30天 阶段目标实施并完成现场检测工作， 现 场 检 测 阶 段 阶段分项进度1第730天桥梁荷载试验、主桥线形测量 时间 第31天至第60天 阶段目标处理、分析、整理检测数据，完成并提交检测报告及成果资料。 第3137天 处理分析主要检测数据，提交初步报告。 内业组在现场检测阶段即开始处理相关试验数据 数 据 整 理 阶 段 阶段分项进度 第3860天 处理分析和整理检测数据，进行初步报告评审和 修改，完成并提交正式检测报告及成果资料，桥梁 管理系统数据录入。 备注：表中天指日历天 4、 试验车辆试验车辆荷荷载组织计载组织计划划 4.1 荷荷载试验车辆载试验车辆 本次试验拟采用后八轮自卸载重车加载。车辆性能指标如图 4.1-1 所示。 23 / 32 P前P后P中 3.60米1.35米 1.80米 图 4.1-1 载重车示意图 4.2 试验试验荷荷载车辆载车辆来源与来源与进进出出场场 收到项目中标通知书后，我方将立即根据检测方案中的要求在当地租赁试验荷载车 辆。由后勤安全组根据检测组工作进度负责组织试验荷载车辆的配载、称重、进出场等事 宜。 4.3 试验试验荷荷载车辆载车辆配配载载原原则则 各工况下试验所需加载车辆的数量，将根据设计标准活荷载产生的最不利效应确定， 最不利效应值按下式所定原则等效换算而得： 05.195.0 stat S S 式中：静力试验荷载效率系数； 试验荷载作用下，检测部位变形或力的计算值； stat S 设计标准活荷载作用下，检测部位变形或力的计算值（不计冲击作用时）； S 设计取用的冲击系数。 4.4 分分级级加加载载 1）为防止结构意外损坏，每个工况车辆逐辆施加，在前一辆车加载后，应变和挠度示 值稳定后再加下一辆车。 2）加载级数应根据荷载量和加载最小荷载增量而定。试验荷载应按控制截面最大内 力或最大位移分成 45 级加载。受条件所限时，至少也应分成 3 级加载。 3）为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以晚 10 时至晨 6 时为宜。若 24 / 32 试验过程持续时间较短，也可以在白天温度变化相对稳定的时段进行。 4）加载时间间隔必须满足结构变位稳定对时间的要求，在前一荷载阶段内结构变位 相对稳定后，方可进入下一荷载阶段。同一级荷载内，结构最大变位测点在最后 5 分钟内 的变位增量小于第一个 5 分钟变位增量的 15，或小于量测仪器的最小分辨值时，则认 为结构变位达到相对稳定。但当进行主要控制截面最大内力加载程序时，加卸载稳定时间 应不少于 15 分钟。 5、 试验测试试验测试数据和数据和计计算、分析成果的算、分析成果的质质量保量保证证措施措施 5.1 质质量方量方针针 科学管理，过程受控，数据准确，客观公正。 5.2 质质量目量目标标和承和承诺诺 （1）无重大检测事故； （2）检测报告数据无误，结论正确，数据或结论性差错为 0，其他差错率小于 1%； （3）检测报告及时，服务规范，客户满意率高于 99%； （4）不断提高全体人员的素质和技术水平，上岗持证率 100%； （5）设备合格率大于 99%。 5.3 质质量保量保证证体系框体系框图图 项目质量保证体系框图见下图。 25 / 32 质量保证体系框图 检测过程 质量保证 人员技术 能力保证 质量投诉 处理 自 学 计 划 培 训 考核确认 授权上岗 检测前准备 实施检测 记录及数据处理 编写检测报告 报告审核、批准 投诉受理 调查分析 投诉 是否成立 采取纠正措施 客户 NO YES YES NO 组织机构 保证 现 场 检 测 组 项目经理部 项目负责人 技术负责人 内 业 组 后 勤 安 全 组 制度建设 保证 公 司 质 量 手 册 及 程 序 文 件 技 术 交 底 制 度 岗 位 质 量 责 任 制 度 达到质量目标 质量保证体系框架图 5.4 质质量管理量管理组织组织机构机构 项目部成立以项目负责人为组长，技术负责人为组员的质量管理小组，负责全 面控制桥梁安全检测的质量管理工作。 5.5 质质量保量保证证措施措施 （1）人员培训和考核 根据质量方针、目标和需要，做好本项目人员的岗前培训。 （2）检测设备保证 检测组负责人按照检测方法的要求配置仪器设备。所有设备应符合公司使用要求。仪 器设备的使用执行公司质量管理手册及程序文件的相关规定。 （3）检测异常情况处理 1）异常数据出现时，需进行分析原因，然后采取措施。 2）当由于设备故障导致检测结果异常时，进行立即停机后修理调试。 3）当由于意外停电，需对已检结果进行评估。 （4）应变片粘贴质量保证 26 / 32 电阻应变计粘贴工艺的好坏直接影响到测量结果的准确性。为了保证应变片能够真 实、稳定的反映桥梁的应变情况，粘贴过程中，遵守下列程序： 1）电阻应变计的选择：根据测试要求所选择的电阻应变计应符合试验要求，外观应无 破损，无锈斑，无皱折，无短路，电阻值与标称值误差应小于 0.5%（如 1200.6）。 2）电阻应变计表面处理：电阻应变计在使用前，应使用脱脂棉蘸无水乙醇擦洗（除油、 杂物），用微热烘干装置烘干（灯泡、红外线、电吹风）。 3）被测物表面处理：要使电阻应变计粘贴牢固，需要对被测结构的表面进行处理（机 械或化学），处理的范围约为应变计面积的 35 倍。对于混凝土表面，首先凿去浮浆，然 后用打磨机及砂纸打磨平整，最后用丙酮清洗 4）底胶处理：在粘贴电阻应变计之前，需要在贴片处刮涂底胶。一般使用环氧打底。需 要注意的是，在保证粘接效果好并绝缘阻值足够的前提下，底胶越薄越好。 5）电阻应变计粘贴：根据粘贴环境、条件选用不同粘贴剂（环氧、聚按酯、硫化硅橡胶、 502 等），粘贴电阻应变计之前应放线，然后再做清洗。贴片后盖上聚四氟乙烯薄膜（通常 使用蜡纸），用手指沿应变计轴线方向均匀滚压应变计，以排除多余胶液和气泡，一般以 34 个来回为宜，并注意应变计位置不能移动。 6）固化：电阻应变计粘贴好以后，根据所使用粘胶剂选择合适的固化时间。不宜粘贴 好以后立即开始测试。 7）粘贴检查：贴片结束，待粘贴剂固化以后，对电阻应变计应进行检查，如阻值是否正 确，绝缘是否合格等。 8）电阻应变计焊接及粘贴后的防护：焊线引线尽量选择柔软导线，并配合接线端子焊 线。安装好的应变计可用 703 硅胶覆盖，以防止雨水及空气中有害气体侵蚀。 6、 安全保安全保证证措施措施 6.1 安全生安全生产产的原的原则则和目和目标标 我公司一贯秉承“安全第一、预防为主，防治结合、综合治理”的安全生产原则。 安全生产目标是：选择尽可能安全的检测模式，将检测过程中伤害或损坏的风险降至 最低，不发生任何工伤事故及重大责任机损事故。 27 / 32 6.2 安全保安全保证证体系框体系框图图 项目安全保证体系框图见下图。 安全保障体系 思想保证措施保证组织保证 宣 传 安 全 生 产 法 安 全 生 产 知 识 学 习 三 级 安 全 教 育 提高安全意识 制度保证 安 全 第 一 预 防 为 主 项目经理 安全教育 后勤安全组 安全员 承包责任制 人身安全档案 安全措施档案 二级检查 抓好两个重点 桥检车 作业 交通 安全 实现安全生产目标 安全保证体系框架图 6.3 安全管理安全管理组织组织机构机构 项目经理部设立后勤安全组，负责全面控制桥梁安全检测的安全管理工作。 6.4 安全保安全保证证措施措施 （1）项目部全体工作人员应自觉遵守安全制度和有关规定。 （2）对仪器设备的使用必须严格遵守操作规程，非操作人员不得随意使用和调 整。电器设备应完好无损、安全可靠。 （3）仪器设备在使用过程中发生不正常现象，操作者应立即停机检查，排除故 障，待正常后方可继续使用。 （4）现场检测工作要强化安全意识，保护好仪器设备不受损坏和人身安全，并 遵守检测场地的安全操作要求。 28 / 32 （5）项目部设安全检查组，负责监督试验检测过程中各成员安全落实工作，对 人和设备防患于未然。 （6）检测人员在平台从事准备工作时，必须系好安全带。所有检测人员和驾驶 员禁止中午酒后工作。 （7）试验过程中，桥面车辆指挥者指挥车辆时必须站在车辆的侧向位置，保证 驾驶员能从后视镜观测到，严禁站在车辆的后面。 6.5 安全管理安全管理 6.5.1加加载过载过程的安全管理程的安全管理 1）为防止结构意外损坏，每个工况车辆逐辆施加，在前一辆车加载后，应变和挠度示 值稳定后再加下一辆车。 2）加载级数应根据荷载量和加载最小荷载增量而定。试验荷载应按控制截面最大内 力或最大位移分成 45 级加载。受条件所限时，至少也应分成 3 级加载。 3）为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以晚 10 时至晨 6 时为宜。若 试验过程持续时间较短，也可以在白天温度变化相对稳定的时段进行。 4）加载时间间隔必须满足结构变位稳定对时间的要求，在前一荷载阶段内结构变位 相对稳定后，方可进入下一荷载阶段。同一级荷载内，结构最大变位测点在最后 5 分钟内 的变位增量小于第一个 5 分钟变位增量的 15，或小于量测仪器的最小分辨值时，则认 为结构变位达到相对稳定。但当进行主要控制截面最大内力加载程序时，加卸载稳定时间 应不少于 15 分钟。 6.5.2终终止