桥梁检测毕业论文 xx桥桥梁检测动静载试验技术的实际应用与研究

xxxxxxxxxx学院毕业论文xxxxxxxxx桥桥梁检测动静载试验技术的实际应用与研究专业： xxxxxxxxx班 学号： xxxxxxxxxxx 姓名： xxxx 指导老师： xxxx老师 摘 要由于近年交通量急剧增长，尤其是过往超载、超限车辆的增加，使很多大桥在使用期限内出现严重的病害，当然还有那些因为赶工期、采用劣质材料、施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要做鉴定以确保其安全运营。桥梁检测主要包括桥梁的外观检测和荷载试验，通过外观的检测我们可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其需要对病害严重的桥梁进行荷载试验，进行结构性能评定。关键词：桥梁检测，外观检测，荷载试验目录一、绪 论1二、论文主体2（一）资料收集2（二）桥梁外观检测21桥梁外观检测的项目和内容22桥梁外观检测的评定标准和重点3（三）静载试验51桥梁概况52静载试验的目的53静载试验的内容54试验过程65试验结果8三、结论13四、参考文献14五、致谢15一、绪 论 随着我省国民经济的持续快速发展，我省的交通事业持续五年高速公路通车里程居全国第一，截至2010年12月，我省高速公路通车里程为5016公里，我省境内的3219公里国家规划高速公路网也全部建成通车。为了适应公路运输载重量不断发展的要求，充分利用现有的公路桥梁，使之能继续安全地为公路运输服务，根据交通部颁布的公路养护技术规范要求，必须对桥梁进行检测。与此同时，新材料、新工艺、新结构形式的采用也越来越多，为了积累这方面的工程经验我们有必要做一些检测工作。由于近年交通量急剧增长，尤其是过往超载、超限车辆的增加，使很多大桥在使用期限内出现严重的病害，当然还有那些因为赶工期、采用劣质材料、施工方法不当等原因而出现病害的桥梁需要做鉴定以确保其安全运营。桥梁外观的检测我们可以基本上确定桥梁结构物的使用状况，然而理论推断与实际结构的特性往往存在着一定的差别，尤其需要对病害严重的桥梁进行荷载试验，进行结构性能评定。荷载试验包括静载试验和动载试验，由静载试验可以得到结构的挠度和静力应变，由动载试验可以得到结构的模态特性（自振频率、振型和阻尼比）和系统参数（刚度、质量和阻尼矩阵）。二、 论文主体桥梁检测就是要根据实际情况对桥梁进行评估，因此前期的主要工作就是从既有的现状与特性着手，对要检测的实体有一个总体把握，并且明确后面工作的方向。（一）资料收集这里所说的资料收集的范围比通常意义上说的资料范围要广泛一些，不仅仅包括设计资料，还包括施工资料以及有关的养护、维修、加固资料。施工资料里面包括各个阶段的竣工图纸、竣工说明书、材料试验资料及施工记录、竣工验收资料等等；其他养护、维修资料则包括历史上通过的车型、载重，交通量状况、维修的资料等等。（二）桥梁外观检测1桥梁外观检测的主要项目和内容 桥梁外观检测的项目和内容有如下方面：（1）桥面铺装是否有坑槽、开裂、车辙、松散、不平、桥头跳车现象等；（2）伸缩缝：是否有破损、结构脱落、淤塞、填料凹凸、跳车、漏水等；（3）上部结构：梁式结构：主梁支点、跨中、变截面处有无开裂，最大裂缝值；梁体表面有无空洞、蜂窝、麻面、剥落、露筋；有无局部渗水；横隔板是否开裂、焊缝是否断裂；钢结构锈蚀情况、变形情况等；（4）支座：位移是否正常；钢板和支座是否锈蚀、干涩；支座固定端是否松动、剪断、开裂等；（5）桥墩：墩身是否开裂、局部外鼓、表面风化、剥落、空洞、露筋情况；是否有变形，倾斜、沉降、冲刷、冲撞损坏情况等；2桥梁外观检测的评定标准和重点通常可以根据桥型确定调查的要点，如梁桥的检查要点有:跨中区域的裂缝、挠度；端部的剪力缝；主梁连接部位的状况；构件的外观质量等等。病害在找出病因的同时应根据其损坏程度进行评估，然后确定是否有必要加固或更换构件用以维持正常的运营。表1桥梁部件缺损状况评定方法缺损状况及标度组合评定标度缺损程度及标度程度小 大少 多轻度 严重标度012缺损对结构使用功能的影响程度无、不重要0 012小、次要1 123大、重要2 234以上两项评定组合标度01234缺损发展变化状况的修正趋向稳定-10123发展缓慢01234发展较快112345最终评定结果012345桥梁技术状况及分类完好良好较好较差差的危险一类二类三类四类五类表2桥梁各部件权重及综合评定方法部件部件名称权重Wi桥梁技术状况评定方法1234567891011121314151617翼墙、耳墙锥坡、护坡桥台及基础桥墩及基础地基冲刷支座上部主要承重构件上部一般承重构件桥面铺装桥头与路堤连接部伸缩缝人行道栏杆、护栏灯具、标志排水设施调治构造物其它11232483205133111131（）综合评定采用下列公式计算：式中：按表4-1对各部件确定的评定标度（05）；各部件权重，100；全桥结构技术状况评分（0100）评分高表示结构状况好。（）评定分类采用下列限界88一类8860二类6040三类40四类、五类60的桥梁，并不排出其中评定标度3的部件，仍有维修的需要（三）静载试验1桥梁概况xxxxxxxxxx，该桥始建于20世纪80年代。上部结构采用12-10m装配式钢筋混凝土T梁，下部结构为双柱式墩台、钻孔灌注桩基础。桥面宽度：净-6+2x0.5m防撞护栏，桥面铺装采用2cm厚沥青混凝土+9cmC25防水混凝土，路水交角90，设计荷载汽-15，挂车80。2静载试验的目的桩基础静载试验的主要目的是确定桩的承载能力，即确定桩的允许荷载和极限荷载，查明桩基础强度的安全储备，了解桩基础的变位情况，并依据试验结果，确定桩基的安全性。通过该次静载试验全面了解桥墩盖梁、立柱和钻孔灌注桩的受力性能，确定桥梁下部结构的承载能力，为对该桥下部结构加固提供试验数据支持。此次静载试验的主要目的有：（1）检验桥梁下部结构立柱、盖梁的力学性能。（2）检验钻孔灌注桩在试验荷载作用下的沉降情况，并判定钻孔灌注桩的承载能力，为该桥的桥梁改造提供可靠依据。3静载试验的内容根据试验目的及现场实际情况，确定该静载试验进行下列试验项目：（1）墩台盖梁、立柱外观检测及混凝土的强度检测；（2）挠度测量：盖梁跨中截面；（3）沉降观测：桩顶截面处；（4）应力测试：盖梁跨中截面下缘应力，墩顶处盖梁截面上缘应力，桥墩墩底截面应力；（5）裂缝开展情况。4试验过程（1）试验桥墩经过对该桥实地检查，为方便加载，试验桥孔选择桥梁第三、九两孔，即3#墩、9#墩。（2）测点布置根据试验目的和试验内容的要求进行测点布置，其布置示意图如图1所示：图1 应变及挠度测点布置示意图（3）荷载试验效率根据大跨径混凝土桥梁的试验方法中的建议，桥梁荷载试验一般采用基本荷载。其中静力试验荷载的效率系数的取值范围为：0.81.05其中：试验荷载作用下检测部位变位或内力的计算值；S设计标准荷载作用下检测部位变位或内和计算值；加固后一个桥墩桩基承担的桩顶力为：105.4KN(上部结构及桥面铺装恒载增加)+ 20.6KN(盖梁加固后增加)+335（公路-级汽车荷载）=451KN。为使试验荷载作用下校验系数为0.81.05，则试验车辆产生的竖向力为：360.8 KNB473.55 KN。本次试验车辆作用下，产生的桩顶竖向力为B=446KN，校验系数=446/451=0.99。（4）. 试验荷载布置及加载方案按最大桩顶反力布载，双孔双列布置2辆35t，2辆20t试验车，35t试验车其前轴重为70KN，双后轴重量均为140KN，前后轴间距5.4m，轮距1.8 m；20t试验车其前轴重为60KN，后轴重量为140KN，前后轴间距4m，轮距1.8 m，平面布置如图2所示。车辆横、纵向布置如图3所示：图2 35t汽车平面布置图(单位：cm) 图2 20t汽车平面布置图(单位：cm)图3 车辆荷载纵、横向布置情况(尺寸单位：m)加载方案工况一：按墩顶最不利位置布载，单孔横桥向为两列车偏载。工况二：按墩顶最不利位置布载，双孔横桥向为两列车偏载。5试验结果通过对xxxxxx下部结构外观检测及静载试验数据分析，可以得出以下结论：（1）盖梁表面受流水侵蚀严重，导致盖梁表面混凝土剥落，局部有露筋锈蚀。盖梁混凝土强度推定值为22.90 MPa，低于C25混凝土强度，立柱混凝土强度推定值为18.5-19.8MPa，接近C20混凝土强度。桥墩盖梁和立柱的碳化深度在0.5-1mm之间。（2）分析静载试验数据，盖梁和立柱的变形及应力实测结果与理论数据对比，得到校验系数，盖梁挠度的校验系数最大值为0.96，应力的校验系数最大值为0.903，立柱应力的校验系数最大值为0.860。参考桥梁检测与加固手册钢筋混凝土结构的校验系数范围为0.60-0.85，说明盖梁的工作性能有所降低，结构安全储备不足。 （3）由于场地条件的限制，本次试验测试了第三跨3#墩和第九跨9#墩桥墩在试验荷载作用下桥墩立柱的应力与沉降，应力实测数据与理论数据基本吻合，沉降观测数据为0.032mm，承载能力满足公路-级荷载标准要求。通过检测过程中的回弹及碳化数据，进行计算分析，混凝土强度及碳化状况评定如附表1。附表1 砼强度及碳化评定表桥梁测区（跨）最大碳化深度（mm)强度换算值的平均值mfccu （Mpa）标准差Sfccu （Mpa）最小值fccu,min（MPa）推定值fcu，e （Mpa）1-1盖梁0.50 23.05 -22.90 22.90 2-2盖梁0.50 22.90 -22.40 22.40 1-1柱0.50 19.30 -19.00 19.00 1-2柱0.50 18.80 -18.60 18.60 1-2柱0.50 19.50 -19.20 19.20 2-1柱1.00 19.35 -19.10 19.10 3-1柱0.50 19.25 -19.00 19.00 3-2柱1.00 19.70 -19.60 19.60 4-1柱0.50 18.90 -18.60 18.60 8-1柱0.50 19.00 -18.80 18.80 8-2柱1.00 19.80 -19.80 19.80 9-1柱0.50 19.60 -19.10 19.10 9-2柱0.50 19.20 -18.50 18.50 10-1柱1.00 19.80 -19.40 19.40 10-2柱1.00 20.00 -18.60 18.60 混凝土强度换算值的平均值mfccu：标准差Sfccu:推定值fcu，e: 当测区小于10个时：fcu,e=fccu,min 当测区不少于10个时 ： fcu,e=mfccu-1.645Sfccu （4） 静载试验数据分析1、挠度数据分析主要挠度测试结果如表附表2、附表3所示。附表2列出了第九跨9#墩在荷载作用下的各测点位移值，盖梁实测最大挠度为0.36mm，而理论值为0.37mm，校验系数为0.97，残余变形测点为0.04mm；立柱最大变形为0.027mm，而理论值为0.037mm，校验系数为0.72，最大残余变形测点为0.002mm。 附表2列出了第三跨3#墩在荷载作用下的各测点位移值，盖梁实测最大挠度为0.30mm，而理论值为0.37mm，校验系数为0.81，最大残余变形测点为0.06mm；立柱最大变形为0.032mm，而理论值为0.037mm，校验系数