桥梁荷载试验检测报告模版

桥梁荷载试验检测报告桥梁荷载试验检测报告QB 委托单位内蒙古路桥有限责任公司 工程名称国道 210 线添漫梁北至越家壕 查干 段改线工程桥梁荷载试验检测 工程部位 用途K25 821 74 安哈公路分离立交桥 委托编号 检测日期年月日日 检测项目桥梁静 动载试验 检测依据 1 公路桥梁承载能力检测评定规程 JTG T J21 2011 2 公路桥梁荷载试验规程 JTG T J21 01 2015 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 4 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 5 工程测量规范 GB50026 2007 6 相关的设计文件 判定依据 公路桥梁承载能力检测评定规程 JTG T J21 2011 公路桥梁荷载试验规程 JTG T J21 01 2015 非标试验 方法说明 序号型号名称编号 1RS QL06E 桥梁及结构荷载试验测试系统 2HY 65DJB3000B 动态应变传感器 3INV3060S 动态应变采集与分析系统 4941B 拾振器 5ZBL F130 裂缝宽度观测仪 6AZ8866 非接触红外线温度计 检测用主要仪 器和设备 7 数码相机 计算机及其他工具 检测结论 1 1 静载试验 静载试验 由应变 挠度数据可知 各测试截面主要应变 挠度测点实测值与计算值均 呈线性相关关系 相关性良好 各测试截面主要应变测点校验系数在 0 37 0 63 主要挠度测点校验系数在 0 48 0 55 均小于 1 满足规范要求 各测试截面主要 测点相对残余应变 挠度均小于 20 满足规范要求 由横向分布数据可知 在最不利荷载作用下 各片箱梁之间应变及挠度实测 横向分布与计算分析结果吻合 表明各片箱梁之间横向联系良好 在加载试验中 各构件未出现可观测新裂缝 测试数据未发生突变 根据对静载数据的整体分析 认为试验桥跨在设计荷载作用下处于良好的弹 性工作状态 2 2 动载试验 动载试验 由动载试验结果可知 结构自振基频实测值高于计算值 说明桥跨结构的整 体刚度较高 在跑车作用下 不同速度行驶时产生的冲击系数结果均小于计算值 结构行车性能较好 综合分析认为 综合分析认为 通过静 动载试验 表明 K25 821 74 安哈公路分离立交桥试 验跨结构处于弹性工作状态 整体性较好 K25 821 74 安哈公路分离立交桥承载 能力能够满足 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 设计荷载公路 级的 承载力要求 备注 目目 录录 一 一 前言前言 5 1 1任务来源及具体任务任务来源及具体任务 5 1 2检测对象检测对象 6 1 3工程质量检测依据工程质量检测依据 8 1 4检测人员情况检测人员情况 8 1 5主要检测仪器设备主要检测仪器设备 9 二 二 静载试验方案静载试验方案 10 2 1静载试验原则静载试验原则 10 2 2静载试验加载程序控制静载试验加载程序控制 11 2 3静载试验内容静载试验内容 11 三 三 静载试验结果静载试验结果 17 3 1工况工况 1 试验结果分析 第试验结果分析 第 1 跨最大正弯矩 跨最大正弯矩 17 3 2工况工况 2 验结果分析 验结果分析 1 号墩最大负弯矩 号墩最大负弯矩 23 3 3工况工况 3 试验结果分析 第试验结果分析 第 2 跨最大正弯矩 跨最大正弯矩 26 3 4小结小结 32 四 四 动载试验动载试验 33 4 1动载试验目的动载试验目的 33 4 2试验方案试验方案 33 4 3测试结果分析测试结果分析 35 4 4小结小结 38 五 五 结论结论 39 一 一 前言前言 1 1任务来源及具体任务任务来源及具体任务 1 1 1任务来源任务来源 国道 210 线添漫梁北至越家壕 查干 段公路路线总体呈东北至西南走向 起 点位于添漫梁北 与 G210 线和 G65 高速公路相接 经万利区 冯家渠 包西铁路 包神铁路 塔罕铁路 问家湾 越家壕 康巴什 终点位于阿镇至四十里梁公路的 查干日格尔处 路线全长约 62 公里 主线采用双向四车道一级公路标准建设 设计时速 100 公 里 小时 采用整体式路基断面 路基宽 26 米 路面宽 23 米 主线设大桥 10 座 小桥 22 座 涵洞 165 道 互通立交 3 处 分离式立交 10 处 平面交叉 27 处 服务 区 1 处 主线收费站 1 处 另设 18 96 公里的添漫梁北至冯家渠连接线 按照一级 公路一幅标准建设 设计时速 100 公里 小时 路基宽 13 米 设大中桥 4 座 小桥 5 座 分离式立交桥 4 处 涵洞 45 道 平面交叉 8 处 全线采用沥青混凝土路面 桥涵与路基同宽 桥涵设计汽车载荷为公路 级 为了对 K25 821 74 安哈公路分离立交桥的工程质量和承载能力进行整体检测 以便为该桥交工验收提供技术资料 受公司委托 于年月日至月日对其进行了静 动载试验 为桥梁的运营管理提供技术资料 1 1 2试验目的试验目的 1 检验施工质量 为交工验收提供技术依据 2 通过静载试验实测结构主要受力部位在试验荷载作用下的应变分布规律及 相应变形情况 掌握结构的现有工作状态 3 通过动载试验 掌握桥梁结构的动力特性 了解桥梁对动载激励的总体反 应 判断桥梁的总体结构刚度和内在力学特性 为桥梁的安全使用提供依据 通过 动力特性试验 了解桥跨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 4 通过静 动载试验研究和理论计算分析 判断桥跨结构实际承载能力 确 定工程的可靠性 评价其在设计使用荷载下的工作性能 1 1 3具体任务具体任务 1 1 3 1 静载试验静载试验 1 测量主梁控制截面砼的法向应力 应变 2 测量主梁控制截面的挠度 3 观测主梁外表面的裂缝开展情况 4 观测墩台的沉降情况 1 1 3 2 动载试验动载试验 1 测量桥跨结构模态参数 频率 振型 阻尼系数 2 测量桥跨结构的冲击系数 1 2检测对象检测对象 1 2 1桥梁概况桥梁概况 主要检测对象为 K25 821 74 安哈公路分离立交桥 上部结构采用预应力砼 后 张 小箱梁 先简支后连续 跨径组合为 4 20m 下部结构 0 号桥台采用柱式台 4 号桥台采用肋板台 桥墩采用柱式墩 墩台均采用桩基础 桥台采用 LNR H d270 109 型圆形滑动型水平力分散型橡胶支座 桥墩采用 HDR d370 127 G0 8 型圆形高阻尼隔震橡胶支座 0 4 号桥台采用 ZEY80 伸缩缝 主要技术指标 如下 1 荷载等级 公路 I 级 2 桥面宽度 净 11m 2 0 5m 防撞墙 3 斜度 15 本桥平面照与立面照见下图 1 2 1 所示 桥型布置图与横断面图如下图 1 2 2 1 2 3 a 平面照 平面照 b 立面照 立面照 图图 1 2 1 平面照与立面照平面照与立面照 图图 1 2 2 桥型布置图 单位 桥型布置图 单位 cm a 跨中横断面 跨中横断面 b 支点横断面 支点横断面 图图 1 2 3 上部结构横断面图 单位 上部结构横断面图 单位 cm 1 2 2构件编号原则构件编号原则 桥梁以安家梁至哈它土沟为正方向 1 桥梁墩台按正方向前进的方向开始编号 依次为 0 号台 1 号墩 2 号墩 3 号墩 4 号台 2 桥跨编号按正方向前进的方向开始编号 依次为第 1 跨 第 2 跨 第 3 跨 第 4 跨 3 以正方向为前进方向 构件从左侧向右侧依次编号 桥梁构件编号示意图见下图 1 2 4 所示 图图 1 2 4 构件编号示意图构件编号示意图 1 3工程质量检测依据工程质量检测依据 1 公路桥梁承载能力检测评定规程 JTG T J21 2011 2 公路桥梁荷载试验规程 JTG T J21 01 2015 3 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62 2004 4 公路桥涵设计通用规范 JTG D60 2004 5 工程测量规范 GB50026 2007 6 相关的设计文件 1 4检测人员情况检测人员情况 根据检测要求和工作内容 为保证优质高效完成检测任务 在本次项目中检测 人员全部由经验丰富的专业技术人员组成 本项目投入的主要检测人员见下表 表表 1 4 1 主要试验检测人员一览表主要试验检测人员一览表 人员职称工作职责 组长工程师 工程师 工程师 助理工程师 助理工程师 组员 静载试验静载试验 1 测量主梁控制截面砼的法向应力 应变 2 测量主梁控制截面的挠度 3 观测主梁外表面的裂缝开展情况 4 观测墩台的沉降情况 动载试验动载试验 1 测量桥跨结构模态参数 频率 振型 阻尼系数 2 测量桥跨结构的冲击系数 1 5主要检测仪器设备主要检测仪器设备 根据所掌握的资料和现场踏勘情况 结合本工程的特点 投入使用的主要仪器 设备见下表 表表 1 5 1 主要仪器设备一览表主要仪器设备一览表 序号序号型号型号名称名称编号编号 1RS QL06E桥梁及结构荷载试验测试系统 2HY 65DJB3000B动态应变传感器 3INV3060S动态应变采集与分析系统 4941B拾振器 5ZBL F130裂缝宽度观测仪 6AZ8866非接触红外线温度计 7 数码相机 计算机及其他工具 二 二 静载试验方案静载试验方案 静载试验采用试验载重车加载 使结构主控截面或部位的内力或应力达到与设 计荷载标准值的作用效应等效 并在试验过程中测试关键部位应变及挠度 观测主 梁外表面的裂缝开展情况 评定结构的实际工作状况和承载能力 2 1静载试验原则静载试验原则 1 试验加载原则 试验加载原则 1 试验荷载效率应满足 介于 0 85 1 05 之间 其中 为 1 s q S S q s S 静载试验荷载作用下 某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或位移的最大计 算效应值 S 为控制荷载产生的同一加载控制截面内力或位移的最不利效应计算值 为按规范取用的冲击系数值 2 为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线 以及防止结构意外损伤 试验 加载采用分级加载的方式 可分 3 5 级加载 1 级卸载 每次加载或卸载要求在前 一级荷载阶段内结构反应相对稳定后 进行了有效测试及记录后方可进行下一级荷 载试验 3 加卸载过程中 应保证非控制截面内力或变形不超过控制荷载作用下的最 不利值 2 试验加载安全监测 试验加载安全监测 试验加载安全监测是为了防止试验荷载对桥梁造成损伤 发生下列情况应中止 加载 1 控制测点应变值已达到或超过计算值 2 控制测点变形 或挠度 超过计算值 3 结构裂缝的长度 宽度或数量明显增加 4 实测变形分布规律异常 5 桥体发出异常响声或发生其他异常情况 3 数据观测要求 数据观测要求 在荷载试验前检查测点有效性 确保仪器能够正常工作 每级荷载加载稳定后 进行读数 读数完毕后进行数据检查 如数据出现异常 查明原因 待无误后进行 下一级加载 每个工况加载应连续进行 两级加载时间间隔不能过长 否则应重新 加载进行数据采集 在数据采集过程中 应采取有效措施尽可能减少人为因素和环 境因素造成数据影响 确保数据的准确性 2 2静载试验加载程序控制静载试验加载程序控制 本桥试验加载基本程序如下 1 在进行正式加载试验前 采用试验加载车对试验桥跨测试位置进行预加载 并持续一定的时间 以消除结构间可能存在的间隙 降低测试误差 2 将预加荷载卸至零 持续一段时间后再进行正式加载 3 正式加载时按照计算的车辆加载位置逐级加载 直至荷载效率满足试验规 范的要求 4 在卸载完全且结构变形充分恢复后才能进行下一工况的加载 2 3静载试验内容静载试验内容 2 3 1结构计算结构计算 采用桥梁专业有限元软件 Midas Civil 2015 对该桥上部结构进行有限元建模分析 预应力混凝土箱梁混凝土采用 C50 混凝土 其相应的弹性模量 E 3 45 104MPa 容 重 26kN m3 采用设计荷载 公路 级 图图 2 3 1 有限元模型有限元模型 2 3 2加载工况和观测截面加载工况和观测截面 依据外观检测 现场试验便捷性 合同及招标文件要求 本次荷载试验抽取第 1 跨 第 2 跨为测试跨 分 3 个工况进行试验 具体荷载工况与观测截面如下表 2 3 1 和和下图 2 3 2 所示 表表 2 3 1 加载工况和观测截面加载工况和观测截面 工况工况观测截面位置观测截面位置测试内容测试内容 工况 1第 1 跨最大正弯矩 A A 截面 箱梁砼挠度 应变 工况 21 号墩顶最大负弯矩 B B 截面 箱梁砼应变 工况 3第 2 跨最大正弯矩 C C 截面 箱梁砼挠度 应变 图图 2 3 2 测试截面位置示意图 单位 测试截面位置示意图 单位 cm 2 3 3测点布置测点布置 应变测点 在每个观测截面处 每个箱梁底板与部分腹板位置布置测点 布置 如图 2 3 3 挠度测点 在测试 A A C C 截面各箱梁中心位置布置挠度测点 并在墩顶布 置沉降测点 布置如图 2 3 3 a A A C C 截面测点布置截面测点布置 b B B 截面测点布置截面测点布置 图图 2 3 3 测试截面测点布置图 单位 测试截面测点布置图 单位 cm 2 3 4加载车辆加载车辆 试验共使用 4 辆前二后八轮共 3 轴载重汽车进行加载 加载车一般外形示意图 见图 2 3 4 轴重 轴距数据见表 2 3 2 图图 2 3 4 加载车外形示意图加载车外形示意图 表表 2 3 2 加载车轴重 轴距数据加载车轴重 轴距数据 车重 车重 t 轴距及轮距 轴距及轮距 m 车号车号 后轴后轴中轴中轴前轴前轴总重总重前轴前轴 中轴 中轴 A 中轴中轴 后轴 后轴 B 轮距 轮距 C 114 214 27 435 83 951 351 8 214 014 07 235 23 951 351 8 314 114 16 634 83 951 351 8 414 214 26 735 13 951 351 8 2 3 5静载试验效率静载试验效率 根据桥梁结构内力计算及试验要求 各测试截面有关工况的静载试验荷载效率 见下表 表表 2 3 3 静载试验计算荷载效率静载试验计算荷载效率 工工 况况 试验项目试验项目控制位置控制位置 设计荷载效应设计荷载效应 kN m 试验荷载效应试验荷载效应 kN m 荷载效率荷载效率 q 第 1 跨最大正弯矩 偏载1 号梁1333 1357 1 02 1 第 1 跨最大正弯矩 中载2 号梁1039 1006 0 97 1 号墩顶负弯矩 偏载1 号梁 1046 1002 0 96 2 1 号墩顶负弯矩 中载2 号梁 831 793 0 95 第 2 跨最大正弯矩 偏载1 号梁1068 1096 1 03 3 第 2 跨最大正弯矩 中载2 号梁874 797 0 91 2 3 6各工况车辆布置各工况车辆布置 1 工况 工况 1 第 第 1 跨最大正弯矩跨最大正弯矩 工况 1 试验荷载作用下加载图示见图 2 3 5 2 3 6 a 车辆横向布置图 车辆横向布置图 b 车辆纵向布置图 车辆纵向布置图 图图 2 3 5 工况工况 1 分级偏载车位布置图 单位 分级偏载车位布置图 单位 cm a 车辆横向布置图 车辆横向布置图 b 车辆纵向布置图 车辆纵向布置图 图图 2 3 6 工况工况 1 中载满载车位布置图 单位 中载满载车位布置图 单位 cm 2 工况 工况 2 1 号墩最大负弯矩号墩最大负弯矩 工况 2 车辆布置图与工况 1 相同 3 工况 工况 3 第 第 2 跨最大正弯矩跨最大正弯矩 工况 3 试验荷载作用下加载图示见下图 2 3 7 2 3 8 a 车辆横向布置图 车辆横向布置图 b 车辆纵向布置图 车辆纵向布置图 图图 2 3 7 工况工况 3 分级偏载车位布置图 单位 分级偏载车位布置图 单位 cm a 车辆横向布置图 车辆横向布置图 b 车辆纵向布置图 车辆纵向布置图 图图 2 3 8 工况工况 3 中载满载车位布置图 单位 中载满载车位布置图 单位 cm 三 三 静载试验结果静载试验结果 3 1工况工况 1 试验结果分析 第试验结果分析 第 1 跨最大正弯矩 跨最大正弯矩 3 1 1应变及挠度测试结果应变及挠度测试结果 表表 3 1 1 外侧分级加偏载总应变结果外侧分级加偏载总应变结果 一级一级二级二级三级三级四级四级 梁号梁号 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 1 号梁41 83 60 115 77 145 91 167 2 号梁27 35 55 97 67 121 87 137 3 号梁11 15 37 45 46 57 60 77 4 号梁7 7 22 23 26 29 36 41 表表 3 1 2 外侧分级加偏载总挠度结果外侧分级加偏载总挠度结果 一级一级二级二级三级三级四级四级 梁号梁号 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 1 号梁 2 35 3 11 3 15 4 53 3 67 6 60 4 23 7 66 2 号梁 0 96 1 56 2 02 3 81 2 75 4 97 3 72 6 42 3 号梁 0 51 0 70 1 40 2 05 1 82 2 59 2 66 3 58 4 号梁 0 21 0 35 0 54 1 09 0 93 1 36 1 26 1 93 表表 3 1 3 中载满载总应变与总挠度结果中载满载总应变与总挠度结果 中载满载应变中载满载应变中载满载挠度中载满载挠度 梁号梁号 实测值 实测值 计算值 计算值 实测值 实测值 mm 计算值 计算值 mm 1 号梁62 85 2 11 3 92 2 号梁80 126 3 38 5 91 3 号梁78 126 3 22 5 91 4 号梁66 85 2 05 3 92 3 1 2应变测试结果分析应变测试结果分析 1 主要测点实测值与计算值相关性 主要测点实测值与计算值相关性 选取偏载侧的 1 号梁 2 号梁作为分析对象 分析其应变在分级偏载荷载变化 下 实测值与计算值的相关性 a 1 号梁应变实测值与计算值线性相关分析号梁应变实测值与计算值线性相关分析 b 1 号梁应变实测值与计算值分级加载曲线号梁应变实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 1 1 偏载分级加载下偏载分级加载下 1 号梁应变实测值与计算值关系曲线号梁应变实测值与计算值关系曲线 a 2 号梁应变实测值与计算值线性相关分析号梁应变实测值与计算值线性相关分析 b 2 号梁应变实测值与计算值分级加载曲线号梁应变实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 1 2 偏载分级加载下偏载分级加载下 2 号梁应变实测值与计算值关系曲线号梁应变实测值与计算值关系曲线 从上图 3 1 1 图 3 1 2 可以看出 1 2 号梁在偏载分级加载下 应变实测值与 计算值线性关系良好 均小于计算值 偏载分级加载下与计算值变化趋势一致 2 横向分布分析 横向分布分析 下图 3 1 3 为满载时 各梁总应变横向分布 a 偏载满载总应变横向分布 偏载满载总应变横向分布 b 中载满载总应变横向分布 中载满载总应变横向分布 图图 3 1 3 各梁总应变横向分布曲线各梁总应变横向分布曲线 从上图可以看出各测点实测应变均小于计算值 实测横向分布与计算一致 3 中性轴分析 中性轴分析 图图 3 1 4 1 号梁外侧腹板偏载满载应变分布号梁外侧腹板偏载满载应变分布 由上图可知 1 号梁外侧腹板在偏载满载下中性轴高度为 82 4cm 计算中性轴高 度 78 7cm 外侧腹板应变沿截面高度呈线性变化 符合平截面假定 图图 3 1 5 2 号梁外侧腹板中载满载应变分布号梁外侧腹板中载满载应变分布 由上图可知 2 号梁外侧腹板在中载满载下中性轴高度为 80 7cm 计算中性轴高 度 77 2cm 外侧腹板应变沿截面高度呈线性变化 符合平截面假定 3 1 3挠度测试结果分析挠度测试结果分析 1 实测值与计算值线性相关性 实测值与计算值线性相关性 选取偏载侧的 1 号梁 2 号梁作为分析对象 分析其挠度在分级偏载荷载变化 下 实测值与计算值的相关性 a 1 号梁挠度实测值与计算值线性相关分析号梁挠度实测值与计算值线性相关分析 b 1 号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 1 6 偏载分级加载下偏载分级加载下 1 号梁挠度实测值与计算值关系曲线号梁挠度实测值与计算值关系曲线 a 2 号梁挠度实测值与计算值线性相关分析号梁挠度实测值与计算值线性相关分析 b 2 号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 1 7 偏载分级加载下偏载分级加载下 2 号梁挠度实测值与计算值关系曲线号梁挠度实测值与计算值关系曲线 从上图 3 1 6 图 3 1 7 可以看出 1 2 号梁在偏载分级加载下 挠度实测值与 计算值线性关系良好 均小于计算值 偏载分级加载下与计算值变化趋势一致 2 横向与纵向分析 横向与纵向分析 下图 3 1 8 为满载时 各梁总挠度横向分布 a 偏载满载总挠度横向分布 偏载满载总挠度横向分布 b 中载满载总挠度横向分布 中载满载总挠度横向分布 图图 3 1 8 各梁总挠度横向分布曲线各梁总挠度横向分布曲线 从上图可以看出各测点实测挠度均小于计算值 实测横向分布与计算一致 3 1 4试验结果评定试验结果评定 1 校验系数评定 校验系数评定 静力荷载试验结构校验系数即指在试验荷载作用下主要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 Se Ss 当 1 时 代表桥梁的实际状况要好 于理论状况 说明桥梁承载能力满足要求 主要测点应变校验系数的评定见表 3 1 4 挠度校验系数的评定见表 3 1 5 表表 3 1 4 控制截面应变校验系数评定控制截面应变校验系数评定 项目项目梁号梁号 弹性值弹性值 Se 计算值计算值 Ss 校验系数校验系数 Se Ss 评定评定 1 号梁90 167 0 54 满足要求 偏载 2 号梁86 137 0 63 满足要求 2 号梁77 126 0 61 满足要求 中载 3 号梁74 126 0 59 满足要求 由表可以看出 控制截面主要应变测点校验系数均小于 1 满足规范要求 表表 3 1 5 控制截面变形校验系数评定控制截面变形校验系数评定 项目项目梁号梁号 弹性值弹性值 Se mm 计算值计算值 Ss mm 校验系数校验系数 Se Ss 评定评定 1 号梁 4 00 7 66 0 52 满足要求 偏载 2 号梁 3 50 6 42 0 54 满足要求 2 号梁 2 99 5 91 0 51 满足要求 中载 3 号梁 2 82 5 91 0 48 满足要求 由表可以看出 控制截面主要挠度测点校验系数均小于 1 满足规范要求 测 试跨刚度较高 2 残余应变 变形 评定 残余应变 变形 评定 相对残余变位或相对残余应变 Sp 是测点实测残余变位或残余应变与对应的实 测总变位或总应变 St 的比值 比值越小说明结构越接近弹性工作状况 当主要测点 相对残余变位或相对残余应变不超过 20 时判定桥梁承载能力满足要求 主要测点应变和挠度相对残余评定见表 3 1 6 和表 3 1 7 表表 3 1 6 控制截面残余应变评定控制截面残余应变评定 项目项目梁号梁号 总应变总应变 St 残余应变残余应变 Sp 相对残余值相对残余值 Sp St 评定评定 1 号梁91 1 0 66满足要求 偏载 2 号梁87 1 1 15满足要求 2 号梁80 3 3 74满足要求 中载 3 号梁78 4 5 11满足要求 表表 3 1 7 控制截面残余变形评定控制截面残余变形评定 项目项目梁号梁号 总变形总变形 St mm 残余变形残余变形 Sp mm 相对残余值相对残余值 Sp St 评定评定 1 号梁 4 23 0 23 5 48满足要求 偏载 2 号梁 3 72 0 22 6 00满足要求 2 号梁 3 38 0 39 11 56满足要求 中载 3 号梁 3 22 0 40 12 51满足要求 由表可以看出 控制截面应变相对残余均小于 20 挠度相对残余均小于 20 均满足规范要求 表明梁体处于弹性工作状态 3 裂缝观测 裂缝观测 荷载试验前对本桥的外观进行了检查 梁体未发现受力裂缝 荷载试验过程中 对各观测截面的附近梁体的混凝土外表面做了仔细观察 未发现可观测的新裂缝产 生 3 2工况工况 2 验结果分析 验结果分析 1 号墩最大负弯矩 号墩最大负弯矩 3 2 1应变测试结果应变测试结果 表表 3 2 1 外侧分级加偏载总应变结果外侧分级加偏载总应变结果 一级一级二级二级三级三级四级四级 梁号梁号 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 1 号梁 13 27 20 37 26 62 30 67 2 号梁 7 12 15 30 20 37 28 56 3 号梁 4 4 10 14 13 16 18 23 4 号梁 1 1 4 5 5 5 7 7 表表 3 2 2 中载满载总应变与总挠度结果中载满载总应变与总挠度结果 中载满载应变中载满载应变 梁号梁号 实测值 实测值 计算值 计算值 1 号梁 18 24 2 号梁 23 53 3 号梁 22 53 4 号梁 16 24 3 2 2应变测试结果分析应变测试结果分析 1 主要测点实测值与计算值相关性 主要测点实测值与计算值相关性 选取偏载侧的 1 号梁 2 号梁作为分析对象 分析其应变在分级偏载荷载变化 下 实测值与计算值的相关性 a 1 号梁应变实测值与计算值线性相关分析号梁应变实测值与计算值线性相关分析 b 1 号梁应变实测值与计算值分级加载曲线号梁应变实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 2 1 偏载分级加载下偏载分级加载下 1 号梁应变实测值与计算值关系曲线号梁应变实测值与计算值关系曲线 a 2 号梁应变实测值与计算值线性相关分析号梁应变实测值与计算值线性相关分析 b 2 号梁应变实测值与计算值分级加载曲线号梁应变实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 2 2 偏载分级加载下偏载分级加载下 2 号梁应变实测值与计算值关系曲线号梁应变实测值与计算值关系曲线 从上图 3 2 1 图 3 2 2 可以看出 1 2 号梁在偏载分级加载下 应变实测值与 计算值线性关系良好 均小于计算值 偏载分级加载下与计算值变化趋势一致 2 横向分布分析 横向分布分析 下图 3 2 3 为满载时 各梁总应变横向分布 a 偏载满载总应变横向分布 偏载满载总应变横向分布 b 中载满载总应变横向分布 中载满载总应变横向分布 图图 3 2 3 各梁总应变横向分布曲线各梁总应变横向分布曲线 从上图可以看出各主要测点实测应变均小于计算值 实测横向分布与计算一致 3 2 3试验结果评定试验结果评定 1 校验系数评定 校验系数评定 静力荷载试验结构校验系数即指在试验荷载作用下主要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 Se Ss 当 1 时 代表桥梁的实际状况要好 于理论状况 说明桥梁承载能力满足要求 主要测点应变校验系数的评定见表 3 2 3 表表 3 2 3 控制截面应变校验系数评定控制截面应变校验系数评定 项目项目梁号梁号 弹性值弹性值 Se 计算值计算值 Ss 校验系数校验系数 Se Ss 评定评定 1 号梁 29 67 0 43 满足要求 偏载 2 号梁 27 56 0 48 满足要求 2 号梁 22 53 0 41 满足要求 中载 3 号梁 20 53 0 37 满足要求 由表可以看出 控制截面主要应变测点校验系数均小于 1 满足规范要求 2 残余应变评定 残余应变评定 相对残余变位或相对残余应变 Sp 是测点实测残余变位或残余应变与对应的实 测总变位或总应变 St 的比值 比值越小说明结构越接近弹性工作状况 当主要测点 相对残余变位或相对残余应变不超过 20 时判定桥梁承载能力满足要求 主要测点应变和挠度相对残余评定见表 3 2 4 表表 3 2 4 控制截面残余应变评定控制截面残余应变评定 项目项目梁号梁号 总应变总应变 St 残余应变残余应变 Sp 相对残余值相对残余值 Sp St 评定评定 1 号梁 30 1 3 65满足要求 偏载 2 号梁 28 1 3 58满足要求 2 号梁 23 1 5 70满足要求 中载 3 号梁 22 2 9 72满足要求 由表可以看出 控制截面应变相对残余均小于 20 均满足规范要求 表明梁 体处于弹性工作状态 3 裂缝观测 裂缝观测 荷载试验前对本桥的外观进行了检查 梁体未发现受力裂缝 荷载试验过程中 对各观测截面的附近梁体的混凝土外表面做了仔细观察 未发现可观测的新裂缝产 生 3 3工况工况 3 试验结果分析 第试验结果分析 第 2 跨最大正弯矩 跨最大正弯矩 3 3 1应变及挠度测试结果应变及挠度测试结果 表表 3 3 1 外侧分级加偏载总应变结果外侧分级加偏载总应变结果 一级一级二级二级三级三级四级四级 梁号梁号 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 实测值实测值 计算值计算值 1 号梁28 68 44 97 55 118 66 135 2 号梁21 32 30 70 42 99 53 109 3 号梁14 13 23 41 34 49 41 65 4 号梁4 6 17 20 22 24 29 32 表表 3 3 2 外侧分级加偏载总挠度结果外侧分级加偏载总挠度结果 一级一级二级二级三级三级四级四级 梁号梁号 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 实测值实测值 mm 计算值计算值 mm 1 号梁 1 34 2 64 1 96 3 83 2 63 5 38 3 22 6 11 2 号梁 0 88 1 32 1 67 3 23 2 24 4 05 3 01 5 16 3 号梁 0 38 0 58 0 99 1 72 1 29 2 09 1 91 2 79 4 号梁 0 17 0 29 0 60 0 90 0 73 1 08 1 19 1 46 表表 3 3 3 中载满载总应变与总挠度结果中载满载总应变与总挠度结果 中载满载应变中载满载应变中载满载挠度中载满载挠度 梁号梁号 实测值 实测值 计算值 计算值 实测值 实测值 mm 计算值 计算值 mm 1 号梁47 71 2 07 3 04 2 号梁65 100 2 63 4 76 3 号梁62 100 2 49 4 76 4 号梁37 71 2 00 3 04 3 3 2应变测试结果分析应变测试结果分析 1 主要测点实测值与计算值相关性 主要测点实测值与计算值相关性 选取偏载侧的 1 号梁 2 号梁作为分析对象 分析其应变在分级偏载荷载变化 下 实测值与计算值的相关性 a 1 号梁应变实测值与计算值线性相关分析号梁应变实测值与计算值线性相关分析 b 1 号梁应变实测值与计算值分级加载曲线号梁应变实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 3 1 偏载分级加载下偏载分级加载下 1 号梁应变实测值与计算值关系曲线号梁应变实测值与计算值关系曲线 a 2 号梁应变实测值与计算值线性相关分析号梁应变实测值与计算值线性相关分析 b 2 号梁应变实测值与计算值分级加载曲线号梁应变实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 3 2 偏载分级加载下偏载分级加载下 2 号梁应变实测值与计算值关系曲线号梁应变实测值与计算值关系曲线 从上图 3 3 1 图 3 3 2 可以看出 1 2 号梁在偏载分级加载下 应变实测值与 计算值线性关系良好 均小于计算值 偏载分级加载下与计算值变化趋势一致 2 横向分布分析 横向分布分析 下图 3 3 3 为满载时 各梁总应变横向分布 a 偏载满载总应变横向分布 偏载满载总应变横向分布 b 中载满载总应变横向分布 中载满载总应变横向分布 图图 3 3 3 各梁总应变横向分布曲线各梁总应变横向分布曲线 从上图可以看出各测点实测应变均小于计算值 实测横向分布与计算一致 3 中性轴分析 中性轴分析 图图 3 3 4 1 号梁外侧腹板偏载满载应变分布号梁外侧腹板偏载满载应变分布 由上图可知 1 号梁外侧腹板在偏载满载下中性轴高度为 83 5cm 计算中性轴高 度 78 7cm 外侧腹板应变沿截面高度呈线性变化 符合平截面假定 图图 3 3 5 2 号梁外侧腹板中载满载应变分布号梁外侧腹板中载满载应变分布 由上图可知 2 号梁外侧腹板在中载满载下中性轴高度为 84 4cm 计算中性轴高 度 77 2cm 外侧腹板应变沿截面高度呈线性变化 符合平截面假定 3 3 3挠度测试结果分析挠度测试结果分析 1 实测值与计算值线性相关性 选取偏载侧的 1 号梁 2 号梁作为分析对象 分析其挠度在分级偏载荷载变化 下 实测值与计算值的相关性 a 1 号梁挠度实测值与计算值线性相关分析号梁挠度实测值与计算值线性相关分析 b 1 号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 3 6 偏载分级加载下偏载分级加载下 1 号梁挠度实测值与计算值关系曲线号梁挠度实测值与计算值关系曲线 a 2 号梁挠度实测值与计算值线性相关分析号梁挠度实测值与计算值线性相关分析 b 2 号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线 图图 3 3 7 偏载分级加载下偏载分级加载下 2 号梁挠度实测值与计算值关系曲线号梁挠度实测值与计算值关系曲线 从上图 3 3 6 图 3 3 7 可以看出 1 2 号梁在偏载分级加载下 挠度实测值与 计算值线性关系良好 均小于计算值 偏载分级加载下与计算值变化趋势一致 2 横向与纵向分析 横向与纵向分析 下图 3 3 8 为满载时 各梁总挠度横向分布 a 偏载满载总挠度横向分布 偏载满载总挠度横向分布 b 中载满载总挠度横向分布 中载满载总挠度横向分布 图图 3 3 8 各梁总挠度横向分布曲线各梁总挠度横向分布曲线 3 3 4试验结果评定试验结果评定 1 校验系数评定 校验系数评定 静力荷载试验结构校验系数即指在试验荷载作用下主要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 Se Ss 当 1 时 代表桥梁的实际状况要好 于理论状况 说明桥梁承载能力满足要求 主要测点应变校验系数的评定见表 3 3 4 挠度校验系数的评定见表 3 3 5 表表 3 3 4 控制截面应变校验系数评定控制截面应变校验系数评定 项目项目梁号梁号 弹性值弹性值 Se 计算值计算值 Ss 校验系数校验系数 Se Ss 评定评定 1 号梁61 135 0 45 满足要求 偏载 2 号梁48 109 0 44 满足要求 2 号梁61100 0 61 满足要求 中载 3 号梁60100 0 60满足要求 由表可以看出 控制截面主要应变测点校验系数均小于 1 满足规范要求 表表 3 3 5 控制截面变形校验系数评定控制截面变形校验系数评定 项目项目梁号梁号 弹性值弹性值 Se mm 计算值计算值 Ss mm 校验系数校验系数 Se Ss 评定评定 1 号梁 3 02 6 11 0 49 满足要求 偏载 2 号梁 2 83 5 16 0 55 满足要求 2 号梁 2 58 4 76 0 54 满足要求 中载 3 号梁 2 43 4 76 0 51 满足要求 由表可以看出 控制截面主要挠度测点校验系数均小于 1 满足规范要求 测 试跨刚度较高 2 残余应变 变形 评定 残余应变 变形 评定 相对残余变位或相对残余应变 Sp 是测点实测残余变位或残余应变与对应的实 测总变位或总应变 St 的比值 比值越小说明结构越接近弹性工作状况 当主要测点 相对残余变位或相对残余应变不超过 20 时判定桥梁承载能力满足要求 主要测点应变和挠度相对残余评定见表 3 3 6 和表 3 3 7 表表 3 3 6 控制截面残余应变评定控制截面残余应变评定 项目项目梁号梁号 总应变总应变 St 残余应变残余应变 Sp 相对残余值相对残余值 Sp St 评定评定 1 号梁66 5 7 62满足要求 偏载 2 号梁53 5 9 68满足要求 2 号梁65 4 5 52满足要求 中载 3 号梁62 2 2 58满足要求 表表 3 3 7 控制截面残余变形评定控制截面残余变形评定 项目项目梁号梁号 总变形总变形 St mm 残余变形残余变形 Sp mm 相对残余值相对残余值 Sp St 评定评定 1 号梁 3 22 0 20 6 25满足要求 偏载 2 号梁 3 01 0 18 6 02满足要求 2 号梁 2 63 0 05 1 79满足要求 中载 3 号梁 2 49 0 06 2 21满足要求 由表可以看出 控制截面应变相对残余均小于 20 挠度相对残余均小于 20 均满足规范要求 表明梁体处于弹性工作状态 3 裂缝观测 裂缝观测 荷载试验前对本桥的外观进行了检查 梁体未发现受力裂缝 荷载试验过程中 对各观测截面的附近梁体的混凝土外表面做了仔细观察 未发现可观测的新裂缝产 生 3 4小结小结 K25 821 74 安哈公路分离立交桥共设置第 1 跨最大正弯矩 1 号墩最大负弯矩 第 2 跨最大正弯矩共 3 个工况 工况测试汇总结果如下 表表 3 4 1 静载试验结果汇总表静载试验结果汇总表 工况工况工况工况 1工况工况 2工况工况 3 主要测点校验系数满足要求满足要求满足要求 应变实测值与计算 值相关关系 线性相关性良 好 分级加载 变化趋势一致 线性相关性良 好 分级加载 变化趋势一致 线性相关性良 好 分级加载 变化趋势一致 实测值与计算值横 向分布关系 规律一致 形 状趋同 规律一致 形 状趋同 规律一致 形 状趋同 腹板应变分布 测试腹板应变 符合平截面假 定 测试腹板应变 符合平截面假 定 测试腹板应变 符合平截面假 定 应 变 相对残余应变评定满足要求满足要求满足要求 校验系数满足要求 满足要求 挠度实测值与计算 值线性关系 良好 良好 实测值与计算值横 向分布关系 规律一致 形 状趋同 规律一致 形 状趋同 挠 度 相对残余变形评定满足要求 满足要求 根据对静载数据的整体分析 认为试验桥跨在设计荷载作用下处于良好的弹性 工作状态 四 四 动载试验动载试验 4 1动载试验目的动载试验目的 桥梁结构的动力特性 如固有频率 阻尼系数和振型等 只与结构本身的固有 性质有关 是结构振动系统的基本特征 桥梁结构在实际动荷载作用下 结构各部 位的动力响应 如振幅 动应力 动位移 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 驾驶员和乘客舒适性的影响 结构在运营期间一旦有较大的损伤 如梁体开裂 基 础状态恶化等 结构的动力参数 如频率 阻尼等 将会出现较大的变化 动载试验主要用于综合了解结构自身的动力特性以及结构抵抗受迫振动和突发 荷载作用的能力 以判断结构的实际工作状态和实际承载能力 同时也为使用阶段 结构评估积累原始数据 4 2试验方案试验方案 动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动 如大地脉动 行车激励等 并测定其固有频率 振型 阻尼比等参量 从而判断桥梁结构的整体刚度 行车性 能 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 振型和阻 尼比的脉动试验 检验桥梁结构在动力荷载作用下的受迫振动特性 如测试桥梁结 构受迫振动频率等参数的跑车 跳车试验 4 2 1试验内容试验内容 1 模态试验 在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源的情况下 通过高灵敏度动力 测试系统测定桥址处风荷载 地脉动 水流等随机荷载激振而引起桥跨结构的微小 振动响应 测得结构的自振频率 振型和阻尼比等动力学特征 2 桥面无障碍行车试验 试验时采用 1 辆载重约 35t 的试验车在不同车速时匀速通过桥跨结构 跑车速 度分别为 10 20 30 40 km h 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动曲线 从而分析结构受迫振动频率等系数 依据 公路桥梁荷载试验规程 JTG T J21 01 2015 采用动应变时程曲线计 算冲击系数的公式如下 dmaxdmaxdmax dmaxdminP P jmax dmax 111 22 fff fff f f 式中 最大动挠度 应变 幅值 dmax f 取波形振幅中心轨迹的顶点值 或通过低通滤波求取 jmax f 与对应的动挠度 应变 波谷值 dmin f dmax f 挠度 应变 动态分量的峰 峰值 P P f 图图 4 2 1 冲击系数计算算例冲击系数计算算例 4 2 2测点布置测点布置 通过桥梁模态测试采集模块测定桥梁在动荷载作用下的振型 频率 阻尼比等 动力参数 拾振器沿桥纵向布置在检测联每跨 1 4L 1 2L 3 4L 位置 拾振器竖直 向垂直于桥面布置 以测定桥梁竖向振动响应 横向布置在距离防撞护栏 30cm 处 测点位置确定后用橡皮泥将采集模块调平并与桥面耦合 竖向拾振器测点见下图 4 2 2 所示 图图 4 2 2 拾振器布置图 单位 拾振器布置图 单位 cm 通过桥梁动态应变采集模