宝鸡峡渭河桥检测报告.doc

宝鸡峡跨渭河大桥静、动载试验报告1 试验桥概况宝鸡峡跨渭河大桥位于宝鸡峡坝址下游约400米处（如图1所示），该桥为一预应力混凝土简支I型梁桥，跨径组成为630米。上部结构为后张法预应力混凝土I型梁，下部结构为双柱式墩台、钻孔灌注桩基础。桥面净空为净7（行车道）+21.0（人行道）米，横截面如图2所式。该桥设计荷载为汽车20级，挂车100，人群3.0KN/m2。为了对该桥的工程质量和承载能力进行整体检测，以便为大桥竣工验收提供技术资料，受陕西省宝鸡峡引渭灌溉管理局一闸两电重点工程指挥部委托，由交通部西安公路交通大学公路工程检测中心对该桥进行现场静、动载试验。2 试验目的和内容 通过静、动载试验，测定桥孔结构的静应变、静挠度和裂缝情况，进而检验其工程质量的安全可靠性。主要测试内容为：（1） 梁体控制截面混凝土的正应变；（2） 梁体控制截面的挠度；（3） 观测梁体有无裂缝；（4） 动载挠度及冲击系数；（5） 桥梁自振频率；（6） 结构阻尼比。3 静载试验方案及实施过程31 试验孔的确定 根据公路桥梁承载力鉴定方法(试行)中的建议:多孔桥,结构相同、跨径相等的孔,可选择一个具有代表性的孔进行加载试验，选择时应综合考虑以下条件：（1） 该孔计算内力最不利；（2） 该孔施工质量较差，缺陷较多或病害较严重；（3） 该孔便于搭设脚手架及设置测点或试验时便于加载。 由于各孔计算内力相同，故主要根据（2）、（3）两条选择试验孔。该桥第一孔两片边梁预制时缺陷较多，且该孔无水便于实施检测，故选择第一孔作为试验孔。32 测试断面及测点布置为了确定主梁控制截面的位置，对该桥的上部结构用桥梁结构专用程序进行了详细的理论分析。由计算可知：在汽车20级标准荷载作用下，主梁在跨中、L/4截面处弯矩及挠度较大；在支座截面处剪力较大。为此，确定对主梁上述截面作应变和挠度的实测试验，测试截面的具体位置如图3所示。在跨中截面的第一、二片主梁上各贴4个应变片，在第三、四片主梁上各贴8个应变片，在各片主梁之间的预制混凝土底板上各贴2个应变片，共计30个应变片，具体位置和编号如图4a所示；在L/4截面的四片主梁上各贴4个应变片，共计16个应变片，具体位置和编号如图4b所示；在支点截面四片主梁上各贴一个应边花共计12个应变片，具体位置和编号如图4c所示；以上共计30+16+12=58个应变测点（未计温度补偿片）。在以上三个截面每个主梁下缘各设置一个挠度测点，具体位置和编号如图4ac所示；在1#墩盖梁下缘（梁底）设置两个挠度测点，具体位置和编号如图4d所示。33 试验荷载为了保证试验的有效性，必须使试验荷载的效应至少达到汽车20级标准荷载效应的80%以上。本次试验采用STYLE-30吨载重汽车两辆（前轴6t+中轴12t+后轴12t），红岩-20吨载重汽车两辆（前轴7t+后轴13t），共计四辆，两种加载车辆的平面尺寸如图5所示。由于试验加载车与公路桥涵设计规范汽车20级的轴重和轴距有所不同，但加载位置的确定及内力分析计算是按照实际加载车的轴距、轮距和轴重计算的，且使测试截面的荷载效应达到了98.8%以上，从而保证了本次试验的有效性。34 主要测试仪器挠度量测采用机电百分表及激光挠度仪（如图7所示），应变量测采用电阻应变片。测试数据由日产7V08数据采集仪（如图6所示）快速存盘和打印。7V08数据采集仪具有自动平衡、自动扫描、控制点监视、过载报警以及将测试结果自动打印或存盘等功能，其扫描箱可接100个测点，扫描速度为10点/秒，由一人操作主机便可完成所有记录及打印任务。35 试验工况按照测试内容，应使主要测试截面分别在最不利情况下被加载测试。根据理论计算所得弯矩、剪力及挠度影响线，本次试验共分六种试验工况：工况一： 纵桥向按跨中截面的正弯矩和挠度的最不利位置布载，横桥向为对称布载；工况二： 纵桥向按跨中截面的正弯矩和挠度的最不利位置布载，横桥向为偏心布载； 工况三： 纵桥向按L/4截面的正弯矩和挠度的最不利位置布载，横桥向为偏心布载；工况四： 纵桥向按支点截面支反力的最不利位置布载，横桥向为对称布载；工况五： 纵桥向按支点截面剪力的最不利位置布载，横桥向为对称布载；工况六： 一辆重车后轮加于跨中截面桥面板中心处； 上述各工况中，加载车辆横向布载具体位置如图8所示，纵向布载具体位置如图9所示。3 6 试验过程 1996年10月4日至5日，对试验孔实施打底找平、502胶水贴片并作防潮处理、安装机电百分表、焊接导线并联机调试等准备工作。10月6日进行加载试验，正式加载前先用一辆载重汽车对各测试截面进行预加载试验，以检验各测点应变片、挠度计及数据采集仪工作的可靠性。经检验无误后，先以部分车辆试压（如图10所示），然后开始正式加载试验。 为了减小混凝土流变特性的影响，各工况加载汽车到位后，关闭汽车发动机，持续10分钟以上（如图11所示），待结构的变形完全稳定后再测取数据。每种工况至少加载测试两次，取其平均值。每次卸载后至下一次加载的时间间隔不得少于15分钟，等结构变形完全恢复后再进行下一次加载，以确保测试结果的可靠性。静载试验上午9时20分开始至下午13时30分结束。在此其间天气晴朗、无风，气温约22度。4 动载试验方案及实施过程41 测试断面及测点布置 为了有效地得到试验孔的动力特性，先用有限元法对该桥进行动力分析，由振型图可见，一阶振型的最大振幅发生在主梁的跨中截面处，故选择跨中截面作为测试截面，在该截面处安装了一个加速度传感器。42 试验荷载 试验荷载采用STYLE30吨载重车一辆。43 主要测试仪器 主要测试仪器有加速度传感器、电荷放大器、日产TEAC磁带记录仪、丹麦产B&K信号分析仪等。44 试验工况试验共分四种工况，分别测取桥孔在动力荷载作用下的振动信号。工况一： 跑车试验，汽车以20公里的时度匀速过桥；工况二： 跑车试验，汽车以30公里的时度匀速过桥；工况三： 跑车试验，汽车以40公里的时度匀速过桥；工况四： 跳车试验，汽车后轴在试验桥孔跨中25cm高的枕木上突然落下。45 试验过程 静载试验结束后作动载试验，每种工况均做两次，各此试验的间隔必须在5分钟以上。5 试验桥计算方法 为了确保结构分析的准确性和可靠性，本次计算采用桥梁专用分析程序BRCAD对其进行试验荷载作用下的位移、内力及动力特性计算。根据计算出的弯矩值M、测点距主梁中性轴的距离Y、截面抗弯惯性矩I及材料弹模E既可按下式算出各测点处混凝土的应变值： =MY/（IE）6 试验及计算结果61 静载试验结果611 静挠度 各工况下各测点位置处的实测挠度值、计算挠度值及其对比分别见表16：表1 工况一挠度实测值及计算值 单位：mm截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数第一次第二次平均值跨中截面1814.033.803.9156.4650.5432824.033.833.9306.4650.5453834.003.953.9756.4650.5524844.024.004.016.4650.558 校验系数平均值0.550L/4截面1852.672.512.5904.5320.4822862.692.522.6054.5320.4853872.672.612.6404.5320.4934882.702.672.6854.5320.503 校验系数平均值0.491支点截面1890.400.410.4052900.400.410.4053910.400.410.4054920.400.410.405 校验系数平均值盖梁底1930.050.060.0552940.090.100.095 校验系数平均值 表2 工况二挠度实测值及计算值 单位：mm截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数第一次第二次平均值跨中截面1813.123.203.1604.8110.6042823.663.653.6555.9140.5693834.304.174.2357.0160.5574844.844.664.7508.1200.534 校验系数平均值0.566L/4截面1852.442.432.4353.3720.6472862.452.472.4604.1460.5233872.822.782.8004.9180.5034883.313.193.2505.6920.499 校验系数平均值0.543支点截面1890.250.260.2552900.270.310.2903910.340.310.3254920.440.380.410 校验系数平均值盖梁底1930.040.060.052940.070.030.05 校验系数平均值表3 工况三挠度实测值及计算值 单位：mm截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数第一次第二次平均值跨中截面1813.573.383.4755.0220.6492823.983.863.9206.1750.6013834.594.434.5107.3250.5794844.604.454.5258.4780.496 校验系数平均值0.581L/4截面1852.862.822.8403.7190.7062862.952.822.8854.5730.5853873.323.243.2805.4250.5554883.573.543.5556.2790.516 校验系数平均值0.591支点截面1890.340.300.3202900.370.260.3153910.440.360.4004920.530.420.475 校验系数平均值盖梁底1930.0350.0200.02752940.0250.0150.0200 校验系数平均值表4 工况四挠度实测值及计算值 单位：mm截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数第一次第二次平均值跨中截面1812.372.262.3153.7160.5872822.372.192.2303.7160.5643832.232.162.1953.7160.5564842.342.242.3003.7160.586 校验系数平均值0.573L/4截面1851.621.571.5952.6880.5442861.641.571.6052.6880.5473871.601.571.5852.6880.5414881.571.561.5652.6880.537 校验系数平均值0.542支点截面1890.300.230.2652900.310.230.2703910.290.230.2604920.260.230.245 校验系数平均值盖梁底1930.0250.080.05252940.1350.060.0980 校验系数平均值表5 工况五挠度实测值及计算值 单位：mm截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数第一次第二次平均值跨中截面1812.332.352.3403.9680.5572822.372.342.3553.9680.5613832.452.382.4153.9680.5774842.462.402.4303.9680.581 校验系数平均值0.569L/4截面1851.661.571.6152.7530.5392861.671.581.6252.7530.5433871.751.641.6952.7530.5704881.811.651.7302.7530.583 校验系数平均值0.559支点截面1890.280.240.2602900.280.240.2603910.260.240.2504920.250.250.250 校验系数平均值盖梁底1930.0550.0450.05002940.0650.0700.0675 校验系数平均值表6 工况六挠度实测值及计算值 单位：mm截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数第一次第二次平均值跨中截面1812.092.142.1152821.761.771.7653831.471.391.4304841.461.411.435 校验系数平均值L/4截面1851.111.111.1102861.221.151.1853871.010.940.9754880.880.730.805 校验系数平均值支点截面1890.080.050.0652900.080.050.0653910.070.040.0554920.060.030.045 校验系数平均值盖梁底1930.0000.0150.00752940.0150.0000.0075 校验系数平均值说明： 表中跨中截面及L/4截面挠度实测值未扣除支座沉降的影响；表中挠度校验系数为挠度实测值扣除支座沉降值后除以理论计算值。612 静应变 各工况下各测点位置处的实测应变值、计算应变值及其对比分别见表712：表7 工况一应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值跨中截面110-27-27-27.0-370.730111434946.01100.418112545956.51100.514113-19-24-21.5-370.58114-33-35-3415-12-9-10.5216-22-22-22.0-370.595217655258.51100.532218666264.01100.582219-17-16-16.5-370.44620-36-29-32.521-37-38-37.5322-27-27-27.0-370.730323-12-8-10.0-150.667324101613.0550.236325464847.01100.427326504748.51100.441327223227.0550.491328-14-11-12.5-150.833329-31-22-26.5-370.71630-28-28-2831-15-9-12432-25-23-24.0-370.649433-7-5-6.0-150.400434151414.5550.264435596260.51100.5504365959591100.536437232423.5550.427438-6-6-6-150.400439-26-27-26.5-370.716 校验系数平均值0.537续表7 工况一应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值L/4截面140-13-12-1.5-220.568141292728.0670.418142323634.0670.507143-6-3-4.5-220.205244-14-15-14.5-220.659245373737.0670.552246251721.0670.313247-12-11-11.5-220.523348-12-6-9-220.409349193225.5670.381350222925.5670.381351-6-10-8-220.364452-8-6-9-220.318453434041.5670.619454424644.0670.657455-4-9-6.5-220.295 校验系数平均值0.448支点截面160153161-28-3431162000263-43-0.5264192522265232524366302929.5367191818.53682222223693733353703-9-33714-6-1472-22-23-22.5473-7-9-8474-7-10-8.5 校验系数平均值表8 工况二应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值跨中截面110-25-17-21.0-280.750111444142.5820.518112323835.0820.427113-22-23-22.5-280.80414-23-38-30.515-7-26-16.5216-24-31-27.5-340.809217566058.01010.574218615156.01010.554219-16-45-30.5-340.89720-28-29-28.521-31-10-20.5322-23-30-26.5-400.663323-5-8-6.5-180.361324201718.5800.231325666364.51200.538326545856.01200.467327384642.0800.525328-8-2-5.0-180.278329-28-24-26-400.65030-32-41-36.531-22-21-21.5432-30-35-32.5-470.6914330-7-3.5-160.219434251721.0400.525435786772.51380.525436726267.01380.486437231519.0400.475438-4-13-8.5-160.531439-30-41-35.5-470.755 校验系数平均值0.552续表8 工况二应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值L/4截面140-9-18-13.5-170.794141241620.0500.400142201316.5500.330143-18-9-13.5-170.794244-17-13-15.0-210.714245281220.0610.32824618310.5610.172247-10-22-16.0-210.762348-11-15-13.0-240.542349263128.5720.396350172420.5720.285351-18-20-19-240.792452-13-28-20.5-280.732453341424.0840.286454351022.5840.268455-11-30-20.5-280.732 校验系数平均值0.520支点截面160412.5161-11-6-8.5162-1-1-1.0263201.0264-2-20-11.02651-10-4.53667-10-1.53672-14-6.03686-9-1.536910-52.5370-4-8-6.0371-1-8-4.5472-10-11-10.54732-8-3.0474-8-3-5.5 校验系数平均值表9 工况三应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值跨中截面110-18-19-18.5-240.771111413236.5710.514112453640.5710.570113-10-20-15-240.62514-8-29-18.515-14-10-12216-6-24-15.0-290.517217704457.0870.655218634453.5870.615219-4-23-13.5-290.46620-22-35-28.521-35-45-40322-17-28-22.5-350.643323-8-10-9.0-150.60032419914.0450.311325574953.01030.515326524247.01030.456327232624.5450.544328-8-8-8-150.533329-13-25-19.0-350.54330-34-42-3831-13-25-19432-25-36-30.5-400.763433-8-15-11.5-200.57543415811.5340.338435605356.51190.475436534951.01190.429437231318.0340.529438-8-14-11-200.550439-30-31-30.5-400.763 校验系数平均值0.554续表9 工况三应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值L/4截面140-10-18-14-240.583141322930.5700.436142272325700.357143-16-23-19.5-240.813244-25-17-21-290.724245494044.5860.517246301522.5860.262247-7-25-16-290.552348-14-28-21-340.618349384340.51020.397350554248.51020.475351-15-23-19-340.559452-9-20-14.5-400.3634536250561180.4754546757621180.525455-7-16-11.5-400.288 校验系数平均值0.497支点截面1606-22161-23-30-26.5162-2-7-4.52633-112640-8-42653-20.53661269367-5-5-536840236922915.5370-13-24-18.5371-3-15-9472-15-24-19.54735-50474-19-1215.5 校验系数平均值表10 工况四应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值跨中截面110-5-18-11.5-210.548111332227.5630.437112423136.5630.579113-10-17-13.5-210.64314-31-33-3215-11-16-13.5216-11-18-14.5-210.690217492034.5630.548218282325.5630.405219-16-17-16.5-210.78620-26-25-25.521-8-12-10322-19-18-18.5-210.881323-8-8-8-140.571324162319.5340.574325322629630.460326383134.5630.548327112920340.588328-10-8-9-140.643329-19-18-18.5-210.88130-32-29-30.531-8-9-8.5432-16-14-15-210.714433-9-9-9-140.643434121614340.412435242022630.349436251821.5630.341437141615340.441438-8-5-6.5-140.464439-16-16-16-210.762 校验系数平均值0.580续表10 工况四应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值L/4截面140-9-9-9-150.600141261721.5430.500142231217.5430.407143-7-9-8-150.533244-12-6-9-150.60024523815.5430.360246251419.5430.453247-6-8-7-150.467348-7-10-8.5-150.567349181818430.419350141012430.279351-12-12-12-150.800452-12-12-12-150.800453181617430.395454161616430.372455-11-12-11.5-150.767 校验系数平均值0.520支点截面160211.516114071623-20.52632-8-3264-21-11-16265-18-11-14.5366-21-9-15367-23-16-19.5368-19-12-15.5369-22-7-14.5370-12-8-10371-11-8-9.5472163.54732371547436721.5 校验系数平均值表11 工况五应变实测值及计算值 单位：截面位置梁号测点号实 测 值计算值挠度校验系数/第一次第二次平均值跨中截面110-14-19-16.5-190.868111282325.5560.455112272325560.446113-18-12-15-190.78914-23-9-1615-11-7-9216-15-15-15-190.789217352831.5560.563218243931.5560.563219-241-11.5-190.60520-17-19-1821-2-8-5322-13-18-15.5-190.816323-2-9-5.5-110.5003241147.5260.288325321925.5560.455326321523.5560.42032724615260.5773282-12-5-110.455329-18-18-18-190.94730-17-16-16