铁路专用线桥梁检测报告.doc

西安北方惠安化学工业有限公司铁路专用线桥梁检测报告 报告编号总页数57西安北方惠安化学工业有限公司铁路专用线桥梁检测报告兰州交通大学工程检测有限公司2016年7月 项目名称：西安北方惠安化学工业有限公司铁路专 用线桥梁检测 合同编号： 报告编号： 检测日期：2016年7月12日 至 2016年 7月 15日批 准：审 核：项目负责：报告编写：检测人员：检测单位：兰州交通大学工程检测有限公司 委托单位：西安北方惠安化学工业有限公司2016年 7月声 明 1.本报告无计量认证CMA（章）无效； 2.本报告无检测机构专用章无效； 3.本报告无兰州交通大学工程检测有限公司报告专用章无效； 4.本报告无兰州交通大学工程检测有限公司人员签署无效； 5.本报告发生文字涂改时无效； 6.本报告复印无效；7.因施工单位所提供的相关原始资料有误所导致的检测结论不 准确或错误时，本单位不承担相应的法律责任；8.甲方对本报告有异议时，须在收到报告15日之内提出。 单位地址：甘肃省兰州市安宁区枣林路139号（兰州交通大学国家大学科技园）单位邮编：730070电话（传真）录1 项目概况11.1 桥梁概况11.2检测目的11.3 检测依据21.4 检测内容22 桥梁外观检测32.1 检测方案32.1.1 梁部外观检测32.2.2 支座检测32.2.3 墩台及基础检测32.2.4 桥梁水文检测项目42.2.5 其它检测项目42.2检测结果42.2.1 梁部52.2.2 桥梁支座72.2.3 墩台及基础82.2.4 其他项目92.3 桥梁外观检测结论103 桥梁材质及地基的检测113.1碳化深度测试113.2桥墩及主梁混凝土强度测试123.3墩台沉降量观测133.4结论144 桥梁静载试验154.1控制孔跨及检测截面154.2测点布置174.3结果分析184.3.1 挠度测试结果分析184.3.2 应力测试结果分析204.4 静载试验结论225桥梁动载试验及模态测试235.1 桥梁动载试验235.1.1测点布置235.1.2 测试仪器245.1.3 测试工况255.2 动载试验测试结果255.2.1墩顶横向振动测试结果255.2.2梁体横向振动测试结果295.2.3冲击系数335.3 桥梁模态测试375.3.1 模态试验实测结果375.3.2 模态试验有限元理论计算395.4 动载试验及模态测试试验结论406 结论及建议416.1 结论416.2 建议437 现场试验附图458资质47II1 项目概况1.1 桥梁概况惠安厂区铁路桥专为陕西省西安市户县余下镇西安北方惠安化学工业有限公司服务而修建，建成于1960年左右。该桥所在专用线起点接西部支线终点0,K342+00，终点为0,K404+60.86。进氯气库支线在0,K378+50处分岔，终点为AK19+92.54。热电站支线长约0.58公里，线路曲折绕行全长约8.26公里。惠安厂区铁路桥的现状如图1.1所示。图1.1惠安厂区铁路桥现状图铁路桥梁为三跨简支型梁桥，跨径组合：8.6+8.9+8.0m，桥面宽度：4.7m，单线铁路，桥墩采用混凝土重力式桥墩，支座为钢板支座。沿线地形平坦起伏不大，地质为黄土质砂、粘土，局部有洪水沉积的碎石和卵石层，一般地下水位较高。1.2检测目的针对本桥位于惠安厂区铁路专用线上，且修建年代较早，原始图纸资料缺失的情形，对该铁路桥梁开展静动力荷载试验，为此次铁路线改造桥梁部分加固设计提供依据。受西安北方惠安化学工业有限公司委托，兰州交通大学工程检测有限公司于2016年7月对惠安厂区铁路桥进行检测，主要检测目的如下：（1） 通过对桥梁墩台、梁体位置的线形观测，评判桥梁墩台是否发生沉降和梁体的移位。（2） 通过桥梁在有车静载情况下梁体的挠跨比、应变校验系数和有载下梁体裂纹宽度检测，综合评价该桥主梁梁体的竖向刚度和承载力。（3）通过桥梁在有车动载情况下的桥墩和梁体横向振幅和加速度测试，同时结合主梁梁体和桥墩的自振频率测试，综合评价该桥主梁和桥墩的动力性能。1.3 检测依据由于惠安厂区铁路桥缺少竣工设计图纸，相关设计技术标准不明，该铁路桥桥梁工程的检测与评价主要依据的标准和资料如下：（1）铁路桥梁检定规范（铁运函2004120号）；（2）铁路桥隧建筑物状态评定标准（铁运2005128号）；（3）铁路桥隧建筑物修理规则（铁运201038号）；（4）铁路桥梁涵工程施工质量验收标准(TB10415-2003)；（5）铁路混凝土与砌体工程施工质量验收标准（TB10424-2003）；（6）工程测量规范（GB50026-2007）；（7）铁路工程测量规范（TB10101-2009）；（8）铁路桥涵设计基本规范（TB 10002.1-2005）；（9）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005）。1.4 检测内容结合惠安厂区铁路桥实际情况，桥梁检测项目主要包括：（1）桥梁工程构造物的线路高程、墩（台）顶高程、桥梁线形（主梁线形和线路线形）状态检测。（2）桥梁各主要部件的外观质量检测。（3）桥梁挠跨比，位移和应变校验系数测试。（4）桥墩自振频率和横向振幅，桥跨结构自振频率、横向振幅和振动加速度测试。2 桥梁外观检测2.1 检测方案桥梁外观检测主要包括对梁部、支座、墩台及基础等外观裂缝的检测，采用裂缝观测仪测量裂缝宽度，辅以钢尺测量确定裂缝位置和长度。2.1.1 梁部外观检测结合铁路桥梁检定规范，梁体外观主要检测内容包括： （1）检查梁部运营期间产生的裂纹，混凝土破损，保护层剥落、蜂窝、冻融、钢筋锈蚀或盐腐蚀、防水层失效、泄水孔附近混凝土腐蚀等病害； （2）检查梁部有无宽度超过0.2mm的竖向裂纹，有无斜向裂纹和沿主筋方向的纵向裂纹；（3）检查腹板上有无竖向裂缝，以及沿预应力筋方向的裂纹和道碴槽面板与腹板交界处的纵向裂纹；（4）主梁间横隔板有无裂纹；（5）观察有否有因碱集料反应自裂缝口渗出的凝胶状物质（碱硅胶）。2.2.2 支座检测结合铁路桥梁检定规范，桥梁支座外观检测内容如下：（1）检查支座各部分相互位置是否正确，活动支座是否灵活，其实际位移量是否正常； （2）检测上下座板有无变形及受力不均现象；（3）检测支座的上板与梁低、下板与支承垫石间是否密贴，支承垫石有无积水、翻浆和破损，梁跨两端支座有无脱空现象。2.2.3 墩台及基础检测结合铁路桥梁检定规范，桥梁墩台及基础外观检测内容如下：（1）检测混凝土墩（台）身的水平和竖向裂纹，墩台身腐蚀、剥落和断裂，墩帽纵向裂纹，镶面材料损坏等； （2）量测墩台是否倾斜、滑动、沉陷等变位； （3）检测基础是否存在侵蚀、削落和空穴。2.2.4 桥梁水文检测项目调查桥梁设计及施工竣工验收资料，进行如下桥梁水文的检测：（1）调查洪水流量、流速、流向、水位以及通航、流筏情况，了解桥梁渡洪情况；（2）调查墩台、护锥及台后路堤边坡的冲刷情况及防护建筑物的设置和作用；（3）调查河道变迁，以及河流调治建筑物的设置是否合理； （4）调查改河、新开灌溉渠道以及在河道中采砂、建房、种地等人为活动对河流和桥梁的影响。2.2.5 其它检测项目以桥梁设计及施工竣工验收资料为主进行查阅，获得如下资料：（1）对桥上恒载变化进行调查； （2）检查桥上线路是否符合养护标准，特别注意钢轨接头位置、轨缝、桥中心线的偏差等；（3）调查桥梁发生损伤、破坏、事故、水害等及其抢修、修复、防护加固情况；（4）调查桥梁上当前运行的机车、车辆类型、牵引吨数、列车对数及其历史发展情况；（5）调查建桥前后的水文、地质及桥址变迁情况。2.2检测结果在对惠安厂区铁路桥检测时，先确定构件的编号。按照主厂区-库房为前进方向，按前进方向将墩台编号为0#台、1#墩3#台，如图2.1所示。图2.1 桥梁墩台编号依据铁路桥梁检定规范（铁运函2004），对包括构造物外观质量（色泽、蜂窝与麻面、裂纹、空洞与露筋、板缝平整密实性）、桥梁高程、线路线形、结构线形（主梁线形）、支座工作状态等内容进行检测。2.2.1 梁部通过多次检测和分析，梁部外观质量主要病害为梁体沿主筋方向的纵向裂纹，梁体局部位置混凝土破损、脱落、露筋和因碱骨料反应自裂缝口深处的胶凝状物质。桥面护栏搭板底部及侧面普遍露筋，钢筋严重锈蚀，桥面防水层失效。详细病害统计见表2.1。表2.1主梁梁部病害统计表位置病害部位病害特征描述备注梁体（1）梁部无宽度超过0.2mm的竖向裂纹，无斜向裂纹，第1跨右侧梁体肋板底部发现沿主筋方向的纵向裂纹，长度为40cm，宽度为0.35mm。（2）梁体无上拱度的变化，腹板上无竖向裂缝，沿主筋方向未见裂纹，道碴槽面板与腹板交界处无纵向裂纹，第2跨右侧梁体中部腹板位置局部破损，但未露筋。（3）主梁间横隔板无裂纹，但第1跨左侧梁体横隔板部分位置保护层脱落。（4）两型梁体连接处普遍存在因碱集料反应自裂缝口渗出的凝胶状物质（碱硅胶）。（1）照片1；（2）照片2， 照片3；（3）照片4；（4）照片6。全桥（5）部分枕木腐朽，枕底道碴厚度不足，轨枕铆钉等构件缺少日常维护，道砟部分丧失排水功能。（6）桥面护栏搭板底部普遍露筋，钢筋严重锈蚀，防水层失效，雨水侵蚀梁体和支座。（5）照片5， 照片8；（6）照片7。照片1：沿主筋方向纵向裂纹，梁体露筋照片2：沿主筋方向纵向裂纹照片3：第2跨右侧跨中腹板位置破损照片4：横隔板底部破损脱落照片5：护栏缺失，排水设施失效照片6：梁体连接处露筋，碱硅胶自裂纹渗出照片7：排水层失效，雨水侵蚀梁体和支座照片8：枕木腐朽，枕底道碴厚度不足2.2.2 桥梁支座通过多次检测和分析，桥梁支座外观质量主要病害为支座上下钢板即各部螺栓已严重锈蚀，基本丧失活动功能，支座与梁身、支承垫石；支座的上板与梁底、下板与支承垫石均发生不同程度的翘鼓，钢板变形，但梁跨两端四支座无三支点现象；支承垫石局部积水、破损。且全桥支座均存在上述病害问题，详细病害统计见表2.2。表2.2支座病害统计表位置病害部位病害特征描述图片全桥支座（1） 支座上下钢板严重锈蚀，固定、限位螺栓严重锈蚀，基本丧失活动功能；（2） 支座上下钢板发生不同程度的翘鼓，钢板变形，支承垫石局部积水、破损。（1） 照片9；（2） 照片10。照片9：支座各部件严重锈蚀，丧失活动功能照片10：支座钢板翘鼓，变形2.2.3 墩台及基础 通过多次检测和分析，墩台和基础外观质量为：（1） 混凝土墩（台）身未发现有裂缝存在。（2）墩台无明显倾斜、滑动、沉陷、冻起等变位。 （3）列车通过时，墩（台）无明显摇晃或有其他异状，墩（台）身及基础无严重病害。 （4）列车通过时墩顶无明显纵向及横向位移。（5）主要病害表现为桥台台后填土发生沉降，排水设施失效，桥墩顶帽位置局部露筋，钢筋锈蚀，墩承台局部冲刷等病害，病害详情统计见表2.3。表2.3墩台及基础病害统计表墩台号病害部位病害特征描述备注0#台（1）3#台台后发生沉降；（2）0#台台后发生沉降；（1）图片11（2）图片121#墩（1）墩上方桥面出现上下贯穿孔洞，孔洞渗水，侵蚀梁体；（2）桥墩普遍风化。（1）照片132#墩（1）墩顶帽位置局部露筋，钢筋严重锈蚀；（2）墩承台（扩大基础）局部冲刷；（3）桥底有淤泥，河流改道。（1）照片14（2）照片15（3）照片163#台（1）桥台两侧面露筋，钢筋严重锈蚀；（2）桥台台后发生沉降；（3）桥面漏水，侵蚀梁体及支座。（1）照片17（3）照片18照片11：3#台台后发生沉降，桥台与梁体连接处较大裂缝照片12：0#台台后侧发生沉降照片13：墩上方桥面出现上下贯穿孔洞照片14：墩顶帽破损，露筋，钢筋锈蚀照片15：墩承台（扩大基础）局部冲刷照片16：桥底有淤泥河流改道照片17：桥台侧面露筋，钢筋锈蚀照片18：桥面漏水，侵蚀梁体及支座2.2.4 其他项目通过多次检测和分析，桥梁其他项目的外观质量为：（1）桥梁桥台翼墙、耳墙、锥坡等附属构件整体状况良好，未见病害。护坡破损、孔洞开裂，发现较大裂缝，详细病害统计见表2.4。（2）桥下植被和防护工作良好，地基未见明显冲刷现象。（3）桥上恒载无变化、线路缺少日常维护。表2.4其他项目病害统计表位置病害部位病害特征描述备注桥台（1） 桥台发生沉降，桥台与梁搭接位置有较大裂缝；（2） 护坡孔洞破损，有裂缝贯通，侵蚀桥台；（3）泄水渠道堵塞，杂草丛生；（4）桥上恒载无变化、线路缺少日常维护。（1）照片19（3）照片20（4）照片21照片19：桥台沉降，排水设施破损照片20：护坡孔洞、破损开裂，裂缝照片21：线路缺少日常维护照片22：桥下植被和防护工作良好，地基未见明显冲刷现象2.3 桥梁外观检测结论通过对惠安厂区铁路桥梁部、支座、墩台及基础等外观检测及数据分析，可以得出如下结论： （1） 梁部外观质量为：梁部整体状况良好，未见异常。梁体沿主筋方向的纵向裂纹，梁体局部位置混凝土破损、脱落、露筋和因碱骨料反应自裂缝口深处的胶凝状物质。桥面护栏搭板底部及侧面普遍露筋，钢筋严重锈蚀，桥面防水层失效。（2） 墩台和基础外观质量为：混凝土墩（台）身未发现有裂缝存在。墩台无明显倾斜、滑动、沉陷、冻起等变位。列车通过时，墩（台）无明显摇晃或有其他异状，墩（台）身及基础无严重病害。列车通过时墩顶无明显纵向及横向位移。主要病害表现为桥台台后填土发生沉降，排水设施失效，桥墩顶帽位置局部露筋，钢筋锈蚀，墩承台局部冲刷等病害。（3） 桥梁桥台翼墙、耳墙、锥坡等附属构件整体状况良好，未见病害。护坡破损、孔洞开裂，发现较大裂缝。桥下植被和防护工作良好，地基未见明显冲刷现象。桥上恒载无变化、线路缺少日常维护。3 桥梁材质及地基的检测3.1碳化深度测试碳化深度值的测量应符合下列规定：（1）可采用工具在测区表面形成直径约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度。（2）应清除孔洞中的粉末和碎屑，且不能用水擦洗。（3）应采用浓度为1%2%酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化和未碳化界限清晰时，应采用碳化深度测量仪测量已碳化和未碳化混凝土交界面到混凝土表面的垂直距离，并应测量三次，每次读数应精确至0.25mm。（4）应取三次测量的平均值作为检测结果，并应精确至0.5mm。碳化深度测试结果：经过测定该桥梁体混凝土的平均碳化深度均为1.5mm，承台混凝土平均碳化深度为1.65mm。测区内混凝土碳化深度与实测保护层厚度平均值的比值均小于0.5，则该桥混凝土碳化深度评定标度为1度。3.2桥墩及主梁混凝土强度测试混凝土强度是指混凝土受力达到破坏极限时的应力值。测量墩台混凝土强度应采用无破损检测方法。回弹法是无破损检验的一种，是桥梁检测最经常使用的混凝土无破损检测方法。回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并以重锤被反弹回来的距离（回弹值）作为强度相关指标来推算混凝土强度的一种方法。测量回弹值时，回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土检测面，并应缓慢施压、准确读数、快速复位。每一测区应读取16个回弹值，每一测点的回弹值读数应精确至1。测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距离不宜小于20mm；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30mm，测点不应在气孔或外露石子上，同一测点应只弹击一次。回弹值测量完毕后，应在有代表性的测区上测量碳化深度值，测点数不应少于构件测区数的30%，应取其平均值作为该构件每个测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0mm时应在每一测区分别测量碳化深度值。 碳化深度对混凝土强度的修正方法：以碳化深度为零时为基数，对有碳化深度的混凝土，进行了修正。即在实测时，先测出混凝土碳化深度，然后测回弹值，然后用碳化系数修正值对回弹值进行修正，然后用修正后的回弹值算出对应的混凝土强度换算值如下表3.1和3.2表3.1梁板回弹强度检测统计表桥梁名称测区换算强度平均值/MPa标准差强度推定值/MPa平均强度推定值/MPa惠安铁路桥1#51.43.251.438.792#43.25.843.13#37.85.131.54#41.25.641.85#53.62.153.66#37.24.433.47#33.63.127.98#46.34.748.39#334.627.310#323.529.6由上表可知，梁板强度分布不均匀，平均强度推定值为38.79Mpa。表3.2柱墩回弹强度检测统计表桥梁名称测区换算强度平均值/MPa标准差强度推定值/MPa平均强度推定值惠安铁路桥1#232.815.530.412#27.42.920.43#33.93.428.94#28.82.822.35#303.4256#263.2217#364.1318#443.6489#453.54310#454.449由上表可知，柱墩强度分布不均匀，平均强度推定值为30.41MPa。 3.3墩台沉降量观测地基承载力检测主要依靠全站仪测试在试验荷载作用下关键位置在加载前后的沉降差来反应。测点布置：结合现场环境条件，在视距较好的线路外空旷处设置全站仪安装点；在线路一端相对稳定的路基上设置测量基准点；为了精确获取墩台处的沉降，于墩顶中线处及桥台顶平整处安装反光棱镜片，作为观测点。检测时，机车停于墩台测点最大受力位置，0#-3#依次记录数据，共测4次，求取平均值作为该测点的沉降量。表3.3 墩台沉降测量统计表墩号与基准点高差（mm）测量次数所测数值（m）沉降值（mm）平均沉降值（mm）0#台-2.4262第一次-2.42640.20.15第二次-2.42630.1第三次-2.42620.1第四次-2.42640.21#墩-2.4414第一次-2.44140.00.05第二次-2.44150.1第三次-2.44140.0第四次-2.44150.12#墩-2.4380第一次-2.43800.00.025第二次-2.43810.1第三次-2.43800.0第四次-2.43800.03#台-2.4427第一次-2.44270.00.10第二次-2.44290.2第三次-2.44280.1第四次-2.44270.1从上表中可以看出0#桥台平均沉降量为0.15mm，3#桥台平均沉降量为0.10mm，1#桥墩的沉降量为0.05mm，2#桥墩的沉降量为0.025mm，从结果看，墩台的沉降量均非常小，可认为机车通过时墩台没有出现明显沉降。3.4结论(1)回弹法测混凝土强度梁板强度分布不均匀，平均强度推定值为38.79MPa，墩身强度分布不均匀，平均强度推定值为30.41MPa。(2) 碳化深度测试结果：经过测定该桥梁体混凝土的平均碳化深度均为1.5mm，承台混凝土平均碳化深度为1.65mm。测区内混凝土碳化深度与实测保护层厚度平均值的比值均小于0.5，则该桥混凝土碳化深度评定标度为1度（3）通过全站仪测试，可得0#桥台平均沉降量为0.15mm，3#桥台平均沉降量为0.10mm，1#桥墩的沉降量为0.05mm，2#桥墩的沉降量为0.025mm，从结果看，墩台的沉降量均非常小，可认为机车通过时墩台没有出现明显沉降。4 桥梁静载试验4.1控制孔跨及检测截面试验孔跨：根据桥梁工程的现状及检测目的，试验桥孔选择为第1跨、第3跨，通过考察桥跨在最不利正常运营荷载作用下的结构行为，进而推算全桥在最不利正常运营荷载作用下的状况。各工况荷载布置示意图如图4.14.4所示。 图4.1工况一荷载布置示意图（长度单位cm） 图4.2工况二荷载布置示意图（长度单位cm） 图4.3工况三荷载布置示意图 (长度单位cm) 图4.4况四荷载布置示意图（长度单位cm）测试截面：评估简支板梁构件在竖向荷载作用下的结构行为从如下两方面进行：（1）抗弯能力；（2）变形能力；采用MIDAS结构分析软件，计算当该桥梁结构在各工况作用下的内力与变形，确定产生最大内力（弯矩）的截面和最大变形位置，根据简支梁的受力特点及现在实际情况选取第一跨跨中和第三跨跨中为测试截面。4.2测点布置表4.1主要截面应变测点及挠度测点布置示意构件名称主要截面类型测点布置示意备注纵向布置型梁1-1截面为跨中截面；2-2截面为1#墩处截面；3-3截面为跨中截面；应力测点布置型梁每片梁底面测点不宜少于1个或桥面不宜少于3个；挠度测点布置型梁1测点和2测点布置在第一跨跨中，3测点和4测点布置在第三跨跨中。5测点和6测点布置在1墩两侧，7测点和8测点布置在2墩两侧4.3结果分析4.3.1 挠度测试结果分析表4.2 工况一挠度结果汇总表第一跨测点实测挠度（mm）卸载残余（mm）理论挠度（mm）校验系数（/）相对残余(/) 100%备注测点10.1040.0100.1870.5549.6%跨中测点20.1210.0110.1870.6459.1%跨中测点30.1030.0050.1870.5514.8%1号墩测点40.10200.1870.55001号墩由上表可知，工况一荷载作用下，主测截面（即第一跨跨中挠度及1号墩）校验系数均在铁路桥梁检定规范给出的混凝土桥挠度校验系数常值范围（0.550.65）内，表明主梁具有良好的刚度。主测截面卸载后的挠度相对残余量均小于铁路桥梁检定规范给出的20%限值，桥梁竖向挠跨比满足规范限值，且工况一加载前后测点挠度恢复较好，也充分说明主梁处于线弹性状态。表4.3 工况二挠度结果汇总表第一跨测点实测挠度（mm）卸载残余（mm）理论挠度（mm）校验系数（/）相对残余(/) 100%备注测点10.07900.1220.6500跨中测点20.0680.0020.1220.5552.9%跨中测点30.07100.1220.5830墩身测点40.0750.0010.1220.6111.3%墩身由上表可知，工况二荷载作用下，主测截面（即第一跨跨中挠度及1号墩）校验系数均在铁路桥梁检定规范给出的混凝土桥挠度校验系数常值范围（0.550.65）内，表明主梁具有良好的刚度。主测截面卸载后的挠度相对残余量均小于铁路桥梁检定规范给出的20%限值，桥梁竖向挠跨比满足规范限值，在工况二加载前后测点挠度恢复良好，满足规范要求，同时也充分证明主梁处于线弹性状态。表 4.4 工况三挠度结果汇总表第三跨测点实测挠度（mm）卸载残余（mm）理论挠度（mm）校验系数（/）相对残余(/) 100%备注测点50.1000.0050.1560.6405.0%跨中测点60.0920.0300.1560.5903.3%跨中测点70.0940.0020.1560.6002.1%1号墩测点80.09800.1560.63001号墩由上表可知，工况三荷载作用下，主测截面(即第三跨跨中挠度及2号墩)校验系数均在铁路桥梁检定规范给出的混凝土桥挠度校验系数常值范围（0.550.65）内，表明主梁具有良好的刚度。主测截面卸载后的挠度相对残余量均小于铁路桥梁检定规范给出的20%限值，桥梁竖向挠跨比满足规范限值，且在工况三加载前后测点挠度恢复较好，充分证明主梁处于弹性状态。表4.5 工况四挠度结果汇总表第三跨测点实测挠度（mm）卸载残余（mm）理论挠度（mm）校验系数（/）相对残余(/) 100%备注测点50.01700.0280.6100跨中测点60.0160.001 0.0280.5806.3%跨中测点70.0180.0010.0280.6505.6%3号墩测点80.01600.0280.57003号墩由上表可知，工况四荷载作用下，主测截面(第三跨跨中挠度及2号墩)校验系数均在铁路桥梁检定规范给出的混凝土桥挠度校验系数常值范围（0.550.65）内，表明主梁具有良好的刚度。主测截面卸载后的挠度相对残余量均小于铁路桥梁检定规范给出的20%限值，桥梁竖向挠跨比满足规范限值，且工况四加载前后测点挠度恢复较好，符合规范要求，同时也充分证明主梁结构处于完全弹性状态。4.3.2 应力测试结果分析 工况一应力测试结果分析工况一作用下，各测点实测弹性应力增量、卸载残余应力、理论计算应力、校验系数及应力相对残余值见下表：表4.6工况一应力结果汇总表第一跨测点实测应力（MPa）卸载残余应力（MPa）理论计算应力（MPa）校验系数（/）相对残余（/）100%备注测点1-0.472-0.010-0.8740.5402.0%翼缘板测点20.4100.0200.8740.4704.9%底板测点30.3930.0200.8740.4504.0%底板测点40.3930.0300.8740.4506.0%底板测点50.4460.0100.8740.5102.1%底板测点6-0.420-0.010-0.8740.4802.0%翼缘板说明：正值表示拉应力，负值表示压应力；由上表可知, 各工况应力实测结果均小于理论计算值，说明本桥状态良好，结构技术状况稳定。工况一作用下主测截面（即第一跨跨中）应力校验系数均在评定规程给出的钢筋混凝土应力校验系数常值（0.450.55）范围内，卸载残余应力相对值满足评定规程规定的卸载相对残余量小于20%要求。工况一检测结果表明，该工况作用下主梁工作应力状态满足规范要求，且有一定的安全储备，主梁处于线弹性状态。工况二应力测试结果分析工况二作用下，各测点实测弹性应力增量、卸载残余应力、理论计算应力、校验系数及应力相对残余值见下表：表 4.7 工况二应力结果汇总表第一跨测点实测应力（MPa）卸载残余应力（MPa）理论计算应力（MPa）校验系数（/）相对残余（/）100%备注测点1-0.148-0.010-0.3220.4606.8%翼缘板测点20.17100.3220.5300底板测点30.1540.0100.3220.4806.5%底板测点40.1670.0100.3220.5206.0%底板测点50.1670.0100.3220.5206.0%底板测点6-0.158-0.010-0.3220.4906.3%翼缘板说明：正值表示拉应力，负值表示压应力；由上表可知：工况二作用下主测截面（第一跨跨中）应力校验系数均在评定规程给出的混凝土应力校验系数常值（0.450.55）范围内，卸载残余应力相对值满足评定规程规定的卸载相对残余量小于20%要求。工况二检测结果表明，该工况作用下主梁工作应力状态满足规范要求，且有一定的安全储备，主梁处于线弹性状态。工况三应力测试结果分析工况三作用下，各测点实测弹性应力增量、卸载残余应力、理论计算应力、校验系数及应力相对残余值见下表：表4.8 工况三应力结果汇总表第三跨测点实测应力（MPa）卸载残余应力（MPa）理论计算应力（MPa）校验系数（/）相对残余（/）100%备注测点70.3490.0200.6340.5505.7%底板测点80.2980.0200.6340.4706.7%底板测点90.3420.0300.6340.5408.8%底板测点100.1970.0100.6340.5105.0%底板由上表可知：工况三作用下主测截面（即第三跨跨中）各测试截面应力校验系数均在评定规程给出的混凝土应力校验系数常值（0.450.55）范围内，卸载残余应力相对值满足评定规程规定的卸载相对残余量小于20%要求。工况三检测结果表明，该工况作用下主梁工作应力状态满足规范要求，且有一定的安全储备，主梁处于线弹性状态。工况四应力测试结果分析工况四作用下，各测点实测弹性应力增量、卸载残余应力、理论计算应力、校验系数及应力相对残余值见下表：表 4.9 工况四应力结果汇总表第三跨测点实测应力（MPa）卸载残余应力（MPa）理论计算应力（MPa）校验系数（/）相对残余（/）100%备注测点70.2100.0100.4120.5104.8%底板测点80.2220.0200.4120.5409.0%底板测点90.1980.0100.4120.4805.1%底板测点100.1890.0100.4120.4605.3%底板由上表可知：工况四作用下主测截面（即第三跨跨中）各测试截面应力校验系数均在评定规程给出的混凝土应力校验系数常值（0.450.55）范围内，卸载残余应力相对值满足评定规程规定的卸载相对残余量小于20%要求。工况四检测结果表明，该工况作用下主梁工作应力状态满足规范要求，且有一定的安全储备，主梁处于线弹性状态。4.4 静载试验结论挠度测试结果分析各工况下，实测最大挠度值为0.121mm，实测挠度小于理论挠度，实际刚度大于理论计算刚度，实测挠跨比小于规范限值，该桥梁有一定的竖向刚度储备。各工况下卸载后各点挠度数值归于0或与0非常接近，说明梁体处于完全弹性工作状态。综上所述，该桥竖向刚度满足运营要求。应力测试结果分析各工况下，实测最大压应力为0.472MPa，实测最大拉应力增量为0.446MPa，实测应力值均小于理论应力值，说明该桥梁有一定的应力储备。应力校验系数处于规范容许范围内，各工况下卸载后各点应力数值归于0或与0非常接近，说明梁体处于完全弹性工作状态。综上所述，主梁各处应力均满足运营要求。5桥梁动载试验及模态测试桥梁动载试验应测试桥跨结构的自振频率和冲击系数。对于多联（孔）桥梁，同时开展静、动载试验时，动载试验桥联（孔）应选择与静载试验相同的桥联（孔）；其他情况下应根据结构评价的需要，选择具有代表性的桥联（孔）。动载试验采用的加载车辆应性能良好，无异常振动。5.1 桥梁动载试验5.1.1测点布置桥梁动载试验应测试桥跨结构的自振频率和冲击系数。对于多联（孔）桥梁，同时开展静、动载试验时，动载试验桥联（孔）应选择与静载试验相同的桥联（孔）；其他情况下应根据结构评价的需要，选择具有代表性的桥联（孔）。动载试验采用的加载车辆应性能良好，无异常振动。图5.1梁体横向振动测点布置图 图5.2梁体竖向振动测点布置图5.3桥墩横向振动测点布置对该铁路桥第一跨及1#墩布置电子百分表，共设置3个测点，其中梁体跨中布置横向与竖向两个测点，1#墩墩顶横向布置一个测点，测点布置位置如图5.1-5.3所示。5.1.2 测试仪器本桥动载试验采用电子百分表与DH5908桥梁试验模态测试系统；所用仪器设备见表5.1。表5.1动载测试仪器一览表仪器名称/型号数量用途电子百分表3台采集测点随时间变化的位移DHAS5908无线应变测试分析系统1套记录与分析电子百分表数据计算机设备1台数据采集与分析 图5.4梁体跨中横向电子百分表 图5.5墩顶横向电子百分表图5.6工作人员数据采集与分析5.1.3 测试工况为准确对西安北方惠安化学工业有限公司厂区铁路桥梁进行动载检测，测试共制定了三个工况，具体如下：工况一：机车以10 km/h速度通过检测桥梁。工况二：机车以20 km/h速度通过检测桥梁。工况三：机车以5 km/h速度行驶，至测点位置进行制动。5.2 动载试验测试结果5.2.1墩顶横向振动测试结果本桥实测墩顶横向振动时程图如下：工况一：机车以10 km/h速度通过检测桥梁图5.7墩顶横向振动时程图图5.8墩顶横向振动加速度工况二：机车以20 km/h速度通过检测桥梁图5.9墩顶横向振动时程图图5.10墩顶横向振动加速度工况三：机车以5 km/h速度行驶，至测点位置进行制动图5.11墩顶横向振动时程图图5.12墩顶横向振动加速度由铁路桥梁检定规范（铁运函2004）中10.0.7规定，铁路桥梁墩顶横向振幅需满足规范要求，本桥墩H/B 7.15Hz，满足规范要求。5.3.2 模态试验有限元理论计算自振特性采用大型通用有限元软件midas建立全桥有限元模型计算，计算了该桥第一跨前三阶自振频率，振型图如下：图5.29 一阶振型图（f=27.3Hz） 图5.30 二阶振型图（f=45.9Hz）图5.31 三阶振型图（f=79.8Hz）从第一跨前三阶自振频率对应振型图中可看出：第一阶振型主要为结构Z方向振动（竖向一阶振动），DZ参与质量75.2%、DX参与质量5.5%，振动表现为一个半波，呈对称形态，该阶为桥梁基频，自振频率f1=27.3Hz。第二阶振型主要为结构Y方向振动（横向一阶振动），DY参与质量79.7%，结构为一个半波，振动呈对称形态，横向一阶自振频率f2=45.9Hz。第三阶振型主要为结构Z方向振动（竖向二阶振动），伴随有桥梁纵向水平振动，RY参与质量17.8%，DZ参与质量3.2%，振动表现为竖向两个半波，呈反对称形态，竖向二阶自振频率f3=79.8