公路桥梁交工质量鉴定中的现场检测.ppt

,公路桥梁交工质量鉴定中的现场检测,黄福伟研究员招商局重庆交通科研设计院有限公司（重庆公路工程检测中心）2015.10.23贵阳,个人简介,姓名：黄福伟出生年月：1970年6月职务：重庆公路工程检测中心副主任桥梁结构动力学国家重点实验室副主任全国公路水运工程试验检测专家库专家职称：研究员硕士生导师试验检测工程师国家一级注册结构工程师专业领域：桥梁检测评估及加固、桥梁抗震主要成果：主持10多项国家和省部级重大科研项目；主持和参加上千座桥梁的检测、评估、加固；获得省部级奖励5项，发表科技论文40多篇。联系方式：huangfuwe目录1概述2桥梁工程实体检测3桥梁外观检查4桥梁荷载试验5交工检测不合格案例6结语,1.概述,1.1交工验收相关规定1）公路工程交工验收工作一般按合同段进行，并应具备以下条件：（一）合同约定的各项内容已全部完成。各方就合同变更的内容达成书面一致意见。（二）施工单位按公路工程质量检验评定标准及相关规定对工程质量自检合格。（三）监理单位对工程质量评定合格。（四）质量监督机构按“公路工程质量鉴定办法”对工程质量进行检测，并出具检测意见。检测意见中需整改的问题已经处理完毕。（五）竣工文件按公路工程档案管理的有关要求，完成收集、整理及归档工作。（六）施工单位、监理单位完成本合同段的工作总结报告。,1、概述,1.概述,1.1交工验收相关规定,2）组织：交工验收工作由项目法人负责组织。3）评分：合同段工程质量评分采用所含各单位工程质量评分的加权平均值。4）合格：工程质量评分大于或等于75分为合格。5）不合格、缺陷：交工验收不合格的工程应返工整改，直至合格。交工验收提出的工程质量缺陷等遗留问题，由项目法人责成施工单位限期完成整改。,1.概述,1.2公路桥梁交工检测,根据细则，公路桥梁工程的交工验收需要同时满足以下条件：1）总体要求：结构安全稳定，混凝土强度、桩基检测、预应力构件的张拉应力、桥梁承载力等均符合设计要求；2）质量鉴定：工程实体检测、外观检查和内业资料审查。在现场需要开展的公路桥梁交工检测项目：工程实体检测、外观检查、荷载试验（承载力）。其他项目主要通过资料审查进行评定。,2.桥梁工程实体检测,2、桥梁工程实体检测2.1抽检频率1）小桥抽查不少于总数的20且每种类型抽查不少于1座。2）特大桥、大桥逐座检查；中桥抽查不少于总数的30%且每种桥型抽查不少于1座。3）桥梁下部工程抽查不少于墩台总数的20%且不少于5个，墩台数量少于5个时全部检测。每种结构型式抽查不少于1个。4）桥梁上部工程抽查不少于总孔数的20%且不少于5个，孔数少于5个时全部检测。每种结构型式抽查不少于1个。,2.桥梁工程实体检测,2.2抽检项目,2.桥梁工程实体检测,桥梁（不含小桥）抽检项目,2.3抽查要求1）以上抽查项目均应在合同段交工验收前完成检测。竣工验收前，应对带“*”的抽查项目进行复测，复测结果和其它抽查项目在交工验收时的检测结果，作为竣工验收质量评定的依据。2）未列出的检查项目、竣工验收复测项目以及技术复杂的悬索桥、斜拉桥等工程，质量监督机构均可根据工程实际情况增加检测、复测项目。3）未明确规定抽查项目的规定值或允许偏差的，按照公路工程质量检验评定标准执行。,2.桥梁工程实体检测,2.3.1斜拉桥初始状态检查,表观状况检查：主塔、主梁、拉索、桥墩、支座、桥面系、抗震防撞设施等；几何状态测试：桥面线形、塔顶三维坐标；斜拉索恒载索力测试。,2.3.2斜拉桥交工检测（1）桥梁工程下部工程：混凝土强度、钢筋保护层厚度、垂直度、主要结构尺寸、桥塔混凝土涂层厚度、钢锚梁涂层厚度、钢锚梁结构尺寸。上部工程：墩台混凝土强度、主要结构尺寸、钢筋保护层厚度、梁端匹配高差、斜拉索索力、斜拉索PE防护层厚度、斜拉索轴线角度、钢箱梁主要结构尺寸、钢箱梁焊缝探伤、钢箱梁焊缝尺寸、钢箱梁高强螺栓扭矩。桥面系：桥面铺装平整度、横坡、桥面抗滑、厚度、压实度、渗水系数。,2.3.2斜拉桥交工检测（2）交通安全标志：标志板厚度、反光膜逆反射系数、净空高、立柱竖直度。标线：逆反射系数、标线厚度。波形梁钢护栏：波形梁板基底金属厚度、立柱壁厚、立柱埋入深度、横梁中心高度。桥梁防撞钢护栏：横梁基底金属厚度、横梁防腐涂层厚度、护栏高度。,2.3.2斜拉桥交工检测（3）机电工程监控系统：车辆检测器14项、气象检测器15项、闭路电视监视系统35项、可变标志16项、光、电缆线路10项、监控中心设备安装及系统调测25项、监控系统计算机网络21项。通信设施：光、电缆线路25项、光纤数字传输系统35项、通信电源13项。收费系统：入口车道设备35项、出口车道设备42项、收费站设备及软件18项、内部有线对讲及紧急报警系统14项、闭路电视监视系统24项、收费站内光、电缆及塑料管道10项、收费系统计算机网络21项。,2.3.2斜拉桥交工检测（3）机电工程治超系统：治超系统18项。低压配电设施：中心（站）内低压配电设备22项、外场设备电力电缆线路8项。交通照明设施：交通照明设施20项。景观照明设施：景观照明设施13项。航空障碍设施：航空障碍设施6项。通车3个月内完成。,2.3.3悬索桥交工检测与斜拉桥大部分相同，只是斜拉索改为吊杆，增加主缆及其相关设施，如索鞍、锚碇等。吊杆和主缆的索力也需要测试。,2.桥梁工程实体检测,2.4某桥实体检测案例2.4.1工程概况某特大桥主桥为（103+190+103）m预应力混凝土连续刚构桥，桥上部总宽12m，桥面行车道宽9m，每边人行道及栏杆。主桥断面为变截面单箱单室断面，箱梁根部梁高12m，跨中梁高3.8m；一岸设430m连续T梁引桥，另一岸设2（429m）连续T梁引桥。主桥桥墩为双薄壁空心墩，钻孔灌注桩群桩基础；引桥下部构造为等截面和变截面实心墩，钻孔桩基础。两岸为重力式桥台。,2.桥梁工程实体检测,抽检项目及频率数量表,2.4.2实体检测抽检项目及频率,2.桥梁工程实体检测,大桥抽检项目及频率数量表(续),2.桥梁工程实体检测,桥梁检测车桥上作业,墩柱回弹强度测试,2.桥梁工程实体检测,墩柱结构尺寸检测,桥面铺装平整度检测,2.桥梁工程实体检测,路面构造深度测定仪检测,摆式摩擦系数测定仪检测,2.桥梁工程实体检测,大桥实体检测得分,2.4.3实体检测结果,2.桥梁工程实体检测,大桥实体检测得分（续）,2.桥梁工程实体检测,1#桥墩混凝土回弹强度实测值,2.桥梁工程实体检测,桥墩主要结构尺寸实测值,2.桥梁工程实体检测,墩柱横向垂直度实测值,允许值：0.3%H或20mm,2.桥梁工程实体检测,墩柱钢筋保护层厚度实测值,板：3mm；梁、柱、拱：5mm；基础：10mm,2.桥梁工程实体检测,混凝土强度必须满足要求，当不满足要求时可采取以下措施：1）回弹法：清除混凝土表面浮浆、构件厚度、高强混凝土、龄期；2）采用超声回弹综合法；3）采用钻心取样法；4）验算当前强度下的结构性能；5）加固处治或废弃。,2.4.4实体检测结果的分析及对策,2.桥梁工程实体检测,钢筋保护层厚度的合格率一般较低，需特别重视；1）保护层厚度太薄会影响构件耐久性，可采用增加聚合物砂浆、涂刷专业涂料等方式修补；2）太厚会影响构件承载能力，可通过理论计算的方法来评估构件的承载力；,板：3mm；梁、柱、拱：5mm；基础：10mm,2.桥梁工程实体检测,墩台垂直度：0.3%H或20mm，要求较高。1）测量方法有讲究，可能会影响测量结果，特别是矮墩；2）超过允许值后，一般只是通过合格率进行扣分；3）偏差较大（如大于50mm或更大）时，应通过计算，分析其原因和影响，并采取相应的处治措施。,2.桥梁工程实体检测,几何尺寸：梁高：梁、板5mm；箱梁：-5mm，0；板厚：顶板、底板、腹板、梁肋+5mm，0；如果普遍偏厚或偏薄，需分析对构件的影响，并采取相应处治措施；,2.桥梁工程实体检测,伸缩缝与桥面高差：2mm直接影响行车舒适性、耐久性；如果高差超过允许值太多时，需调整；,3.1基本要求,1）由该项目工程质量鉴定的质量监督机构或其委托的有资质的检测单位负责在交工验收前和竣工验收前对工程外观进行全面检查。2）工程外观存在严重缺陷、安全隐患或已降低服务水平的建设项目不予验收，经整修达到设计要求后方可组织验收。3）项目交工验收前应对桥梁、隧道、重点支挡工程、高边坡等涉及安全运营的重要工程部位进行详细检查。,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.2检查内容及扣分标准,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.3.1混凝土外观缺陷1）蜂窝；2）麻面；2）空洞；3）离析；4）漏浆；,3.桥梁外观检查,3.3外观检查缺陷案例,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,混凝土外观缺陷分析与处治表面缺陷除影响美观外，还影响结构的耐久性，当蜂窝较深、空洞较大时，可能会影响结构的承载能力，必须及时进行修补；大面积的蜂窝、空洞的修复，需先全面清除不满足要求的混凝土，对接合面进行凿毛和清洁，涂刷粘接剂，用聚合物砂浆或聚合物混凝土进行修补。宜采用专业修补材料、专业施工队伍、专业设计。即使这样修复，也不能完全达到原设计要求，因为修补部分在恒载下无应力。,3.3.2钢筋保护层厚度不足1）钢筋混凝土防撞护栏；2）T梁马蹄、翼板底面；3）空心板底面、侧面；4）桥墩、盖梁；,3.桥梁外观检查,护栏钢筋保护层厚度太薄,3.桥梁外观检查,钢筋位置及保护层厚度测定仪（手提式雷达探测仪）：通过对高频电磁波时域波形的采集、处理和分析，可确定混凝土内空洞或钢筋体的空间位置。,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,钢筋保护层厚度不足分析与处治钢筋保护层厚度太薄，采用防锈蚀涂料或者聚合物砂浆修补；如果钢筋已经锈蚀，需要先凿出表面混凝土，钢筋除锈（必要时补充钢筋），采用聚合物砂浆进行修补。,3.3.3混凝土非结构性开裂1）混凝土表面网裂；2）T梁腹板竖向开裂；3）T梁翼板底面横向开裂；4）空心板腹板竖向开裂；,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,混凝土非结构性开裂1）首先要判断是非结构性裂缝，即不影响结构受力；2）混凝土表面网裂可以不进行处理，也可以表面简单封闭；3）T梁腹板竖向开裂、T梁翼板底面横向开裂、空心板腹板竖向开裂，一般根据裂缝宽度采取表面封闭或注浆封闭（0.15mm）、个别裂缝也可以不做处理；,3.3.4T梁缺陷1)纵向开裂（马蹄纵向、腹板纵向）;,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,T梁纵向开裂（马蹄纵向、腹板纵向）：1）此类裂缝一般是对应于波纹管的位置及走向，原因多是由于波纹管对截面的削弱、混凝土浇筑质量、纵向预应力的横向泊松比效应等，在活载作用下不会发展，对受力的影响较小，但可能会影响耐久性；2）一般根据裂缝宽度采取表面封闭或注浆封闭（0.15mm）、个别裂缝也可以不做处理；,3.3.4T梁缺陷2)横向开裂（马蹄底面横向、腹板和马蹄竖向、翼板横向）;注意跨中附近的结构性裂缝。,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,T梁横向开裂（马蹄底面横向、腹板和马蹄竖向、翼板横向）：1）注意区分是否为结构性裂缝，预应力T梁跨中附近的马蹄底面横向裂缝、马蹄底面与侧面的U形裂缝多为抗弯强度不足或预应力不足导致的结构性裂缝，翼板横向裂缝一般不是结构性裂缝。2）结构性裂缝的处理需要：先专项论证（特殊检查），专项设计，采用加固措施，如体外预应力、粘贴钢板等，专项施工，专门验收；3）非结构性裂缝一般采用封闭的方法。,3.3.4T梁缺陷3)腹板斜向开裂（注意梁端附近的结构性裂缝）；,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,T梁腹板斜向开裂（注意梁端附近的结构性裂缝）：1）T梁端部腹板斜向开裂，很可能是抗剪强度不足导致的结构性裂缝；2）处治措施：专项论证、专门设计、专项施工、专项验收；3）加固方法多采先封闭，再粘贴钢板。,3.3.4T梁缺陷4)波纹管外露、灌浆不密实;,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,T梁波纹管外露、灌浆不密实;1）波纹管外露、灌浆不密实属于较大的质量缺陷，宜进行专项检测评估、专项设计、专项施工、专项验收；2）波纹管外露，采用聚合物砂浆或聚合物混凝土修补，保证修补的质量满足要求；3）灌浆不密实，需进行灌浆，灌浆后的检测难度较大。,3.3.4T梁缺陷5）T梁湿接缝缺陷,3.桥梁外观检查,3.3.4T梁缺陷6）横隔板缺陷错位、开裂、露筋、混凝土外观缺陷,3.桥梁外观检查,3.3.5空心板缺陷1)底板横向开裂（注意区分正常开裂和结构性裂缝）,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,空心板底板横向开裂（注意区分正常开裂和结构性裂缝）1）对于钢筋混凝土空心板，在跨中底面出现一些横向不贯通性、且宽度较小（0.15mm以下）裂缝是正常的，可以不做处理，也可以简单封闭；2）但跨中底面出现横向贯通、宽度较大、数量较多的裂缝时，为结构性裂缝，需进行专项论证后进行相应处理。,3.3.5空心板缺陷2)纵向开裂（底面和侧面）,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,空心板底板纵向开裂1）该类裂缝一般与波纹管位置和走向基本一致，原因与T梁基本相同；2）一般采用封闭措施，宽度较小、数量较少时也可不做处理。,3.3.6支座缺陷1）开裂、变形；,支座上下钢板连接扣件未切割,3.桥梁外观检查,支座开裂,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,支座开裂、变形1）在交工检测时发现支座开裂，说明支座质量不好，最好更换。如果是个别现象，且不严重，也可暂不更换；更换过程中应避免对梁的不利影响；2）支座变形需区分是否为正常变形（因为支座在温度作用下会产生正常的剪切变形），并评估对使用的影响程度，必要时需修复。,3.3.6支座缺陷2）脱空、偏压；,3.桥梁外观检查,支座下钢板完全脱空,3.桥梁外观检查,由于此桥为双向纵坡2%，但设计时梁端未调平，导致全部支座均脱空严重、剪切变形严重。,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,支座脱空、偏压1）支座脱空需明确是局部脱空还是整体脱空，局部脱空一般采用垫薄钢板等方法修复；整体脱空对主梁的受力很不利，必须进行修复，一般需对主梁进行顶升后，才能修复或更换；2）支座偏压会使桥墩产生水平推力，严重是可能导致桥墩偏移。一般需对梁进行顶升、对梁底垫板进行调平，才能彻底解决问题。,3.3.7桥面系1）横坡、纵坡不满足设计要求、不顺适；,3.桥梁外观检查,3.3.7桥面系2）泄水管顶面高于铺装层、高于防水层,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,桥面横坡、纵坡、泄水管不满足要求1）横坡、纵坡不满足要求导致桥面排水不畅，可适当增加排水管来解决排水的问题；2）泄水管高度问题也会直接影响桥面排水，需采取降低管口高度的措施，加以解决。,3.3.7桥面系3）伸缩缝缺陷1）缝宽不满足要求；2）混凝土质量差；,3.桥梁外观检查,伸缩缝处混凝土破损严重,3.桥梁外观检查,3.3.8盖梁缺陷开裂、渗水、垃圾未清理；,3.桥梁外观检查,垃圾未清理,3.桥梁外观检查,3.桥梁外观检查,盖梁开裂、垃圾1）盖梁开裂需分析是否为结构性裂缝，结构性裂缝需进行专项论证和相应处理；2）盖梁上的垃圾应及时进行清理，否则可能会影响盖梁和支座的耐久性。,4.桥梁荷载试验,4、桥梁荷载试验,4.1、试验依据4.1.1技术标准大跨径混凝土桥梁的试验方法（1982）-非正式标准公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/TJ21-2011）-适用于旧桥，规定不细相关的设计规范-用于控制值计算,4.桥梁荷载试验,公路桥梁荷载试验规程正在编制，由长安大学主编，我院参编。原计划2013年底完成，2014年发布，现推迟。桥梁荷载试验分为验收荷载试验和鉴定荷载试验，荷载试验内容包括静载试验和动载试验。交工荷载试验属于验收荷载试验。,4.桥梁荷载试验,4.2、试验桥梁、桥跨4.2.1公路工程质量检验评定标准(JTGF80/1-2004)8.2.1条规定：1）特大跨径桥梁或结构复杂的桥梁，必要时应进行荷载试验。,4.桥梁荷载试验,4.2、试验桥梁、桥跨4.2.2各省对高速公路桥梁荷载试验桥梁和桥跨的规定不相同，且相差很大：1）特大桥（特大跨径桥）应全部进行荷载试验，桥跨不一定全部；2）大桥桥梁抽检比例从30%100%，桥跨抽检比例从20%50%；3）中桥桥梁抽检比例从30%50%，桥跨抽检比例从20%50%。,4.桥梁荷载试验,4.2、试验桥梁、桥跨4.2.3公路桥梁荷载试验规程征求意见稿规定1）新建桥梁交（竣）工验收时，抽检比例以联为划分单元。联单孔最大跨径大于100m（含100m）的桥梁，应逐联进行验收荷载试验。联单孔最大跨径大于50m（含50m）且小于100m的桥梁，抽检桥孔不少于其桥孔总数的30%。联单孔最大跨径小于50m的桥梁，抽检桥孔不少于其桥孔总数的10%。,4.桥梁荷载试验,4.3、静载试验4.3.1工程概况某桥上部结构为一联420m预应力混凝土先简支后结构连续T梁，20m跨连续T梁高1.47m，横桥向布置5片梁，梁间距2.40m，主梁间设横隔梁。设计荷载标准：公路-I级。,4.桥梁荷载试验,横向分配系数,4.3.2横向分配系数,4.桥梁荷载试验,4.3.3试验截面、检测项目1、1#3#截面附近桥梁外观检查及试验过程相应工况下的裂缝观测；2、1#3#截面在相应加载工况下的应变测试，包括正弯矩满载工况时控制截面1#梁沿高度方向的应变；3、1#、3#截面在相应加载工况下的挠度测试。,4.桥梁荷载试验,4.3.4试验荷载效率所用试验荷载根据设计标准活荷载产生的该试验工况内力的最不利效应值进行等效换算而得，等效换算的原则为使所用的静力试验荷载效率q应满足：,式中：q静力试验荷载效率；sstat试验荷载作用下控制截面内力计算值；s控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值（不计冲击）；按规范取用的冲击系数。根据桥梁结构型式通过计算确定偏心加载工况以2车道控制加载计算控制内力，1#梁为控制梁，对称加载以3车道（折减）控制加载计算控制内力，1#梁为控制梁。试验最多采用了6辆总重380kN的加载车。,4.桥梁荷载试验,静力试验荷载效率(内力单位：kNm),4.桥梁荷载试验,关于荷载效率：对于T梁和空心板，静载试验荷载效率应分别计算横向各块板（梁），不宜对整个截面计算统一的荷载效率。因为在该类桥梁的实际时，计算和验算都是按每一块板（梁）进行的。,4.桥梁荷载试验,加载车辆技术参数统计表,4.桥梁荷载试验,1#断面正弯矩应变、挠度测点布置图(单位：m),2#断面负弯矩应变测点布置图(单位：m),4.3.5测点布置,4.桥梁荷载试验,3#断面正弯矩应变、挠度测点布置图(单位：m),4.桥梁荷载试验,沿梁高布置应变测点：对于T梁是否需要沿梁高布置应变测点，这个问题有不通的做法。这样做的目的主要是验证平截面假定，找出实际中性轴。我认为，T梁可以不必沿梁高布置应变测点，因为平截面假定是不需要验证的，中性轴也是很明确的，另外由于应变测试数据的精度不够高，测试数据的分析可能比较困难。,4.桥梁荷载试验,1#截面对称加载布载平面示意图（单位：m）,4.3.5加载车辆布置,4.桥梁荷载试验,1#截面右侧偏心加载布载平面示意图（单位：m）,4.桥梁荷载试验,1#截面正弯矩挠度测试结果及分析表（单位：mm）,4.3.6挠度测试结果,4.桥梁荷载试验,挠度测试结果分析1）对于荷载效率系数较小（小于0.80）的梁，不宜进行挠度校验系数分析和统计；2）与计算结果符号相反的残余变形，由于不符合参与变形的物理意义，建议不进行残余变形和相对残余计算。,4.桥梁荷载试验,4.桥梁荷载试验,4.3.7应变测试结果,1#截面正弯矩1#梁腹板应变测点测试结果分析表（应变：10-6）,4.桥梁荷载试验,应变测试结果分析1）对于荷载效率系数较小（小于0.80）的梁，不宜进行应变校验系数分析和统计；2）与计算结果符号相反的残余应变，由于不符合参与应变的物理意义，建议不进行残余应变和相对残余计算。,4.桥梁荷载试验,1#截面对称加载实测应变值与理论计算值对比图（梁底）,1#截面对称加载1#梁实测应变值与理论计算值对比图（腹板）,4.桥梁荷载试验,4.3.8静载试验结论1、在试验荷载作用下，各测试截面主要测点的实测挠度值均小于相应的理论计算值，挠度校验系数为0.380.71，相对残余变形小于20%，试验桥跨刚度满足设计活载要求。2、在试验荷载作用下，各测试截面主要测点的实测应变值均小于相应的理论计算值，应变校验系数为0.370.78，相对残余应变20%，试验桥跨强度满足设计活载要求。3、测试截面附近梁体在试验过程中未见新增裂缝。综上所述，该桥试验桥跨满足设计活载标准（公路-级）的正常使用要求。,4.桥梁荷载试验,静载试验结果分析1）应变测试结果如果有少量测点的校验系数明显偏大或明显偏小，需仔细分析其原因，查看加载过程中混凝土是否开裂，是否有加载效率较小的测点；2）挠度测试的结果稳定性更好，如果出现校验系数异常，需引起足够重视，并查明原因。3）相对残余也应进行量化分析，不宜只评价“小于20%”；,4.桥梁荷载试验,静载试验结果分析4）试验过程中桥梁是否开裂，需认真观察，不能只是试验前和试验后观察，加载最大时应进行观察。5）综合结论中是评价“承载能力”还是“正常使用”？荷载试验结果是否一定保证满足正常使用？因为在计算中并没有考虑温度的不利影响。,4.桥梁荷载试验,4.4、动载试验4.4.1工程概况某桥主桥上部结构为(106+2200+106)m四跨预应力混凝土连续刚构箱梁，桥面全宽12.00m。设计荷载标准：公路-I级。,4.桥梁荷载试验,测试内容包括脉动试验、跑车试验、跳车试验、刹车试验。根据何在试验前桥梁外观检查结果综合分析，确定本次动载试验选择右幅桥主跨l/4截面及l/2截面为控制截面。,4.4.2试验内容及控制截面,4.桥梁荷载试验,1）跳车试验是否有必要进行？跳车试验目的是激起桥梁的振动，用于测试自振频率，现在的拾振器灵敏度足够高，不需要跳车激振，跳车下的冲击系数是不能用于评价的，跳车对车辆和桥梁局部均不利。2）刹车试验是否有必要进行？刹车试验测试的动力响应也难以进行定量评价，一般是以跑车试验的动力响应进行评价。，因此刹车试验也可不做。,动载试验内容,4.桥梁荷载试验,大桥跑车、跳车、刹车试验振动测点布置图（单位：cm）,4.桥梁荷载试验,l/2截面跑车、跳车、刹车试验动应变、动挠度测点布置图(单位：cm),4.桥梁荷载试验,主桥动载试验内容统计表,4.桥梁荷载试验,1）跑车试验的车辆数量，在保证安全的前提下，宜采用与车道数相同的车辆数量，以提高荷载效率，减小冲击系数。2）跑车试验的车速，最车速宜采用设计时速，因为冲击系数一般与车速有关，如果车速太小，就不能得到最大的冲击系数。,跑车试验的车辆数量、车速,4.桥梁荷载试验,大桥（主桥）1阶振型（f1=0.685）,大桥（主桥）2阶振型（f2=0.879）,4.4.3计算模态,4.桥梁荷载试验,前4阶自振频率理论、实测值及阻尼比FFT分析结果,4.4.4结构动力特性分析,4.桥梁荷载试验,1）各阶频率需明确其对应的振型，如主梁竖向（面内）弯曲振动，主梁横向（面外）弯曲振动、主梁扭转等。2）阻尼比目前还没有明确的判断标准。,动力特性分析,4.桥梁荷载试验,前4阶自振频率FFT分析结果（l/4截面Z1测点）,4.桥梁荷载试验,4.4.5动力响应分析,50km/h跑车实测动应变（l/2截面4-5测点最大正应变24.710-6）,4.桥梁荷载试验,l/2截面刹车实测动应变（l/2截面4-5测点最大正应变11.710-6）,4.桥梁荷载试验,结构动力系数分析结果,4.4.6动力系数分析,4.桥梁荷载试验,4.桥梁荷载试验,1）“动力系数”、“动力放大系数”、“冲击系数”三种叫法，但如果要与规范值进行比较，宜采用“冲击系数”。2）实测“冲击系数”是否需要乘以荷载效率，在“试验方法”中规定需乘以荷载效率，有些学者认为不应乘荷载效率，我个人认为，两种观点均有缺陷，但目前还没有更好的办法。实践表明，不乘荷载效率在很多情况下会超过规范值。,动力系数分析,4.桥梁荷载试验,1、桥梁实测前4阶自振频率分别为0.732Hz、0.977Hz、1.514Hz、1.880Hz，前四阶竖向固有频率与理论频率比值介于1.07-1.24之间；表明桥跨结构实际整体刚度大于理论刚度；前四阶竖向模态阻尼比介于0.0090-0.0310之间，属于小阻尼振动，处于正常范围。2、中跨跨中截面动力系数介于1.040-1.089之间，平均值为1.062；中跨l/4截面动力系数介于1.029-1.064之间，平均值为1.043；各工况动力系数最大实测值为1.089，动力系数较小，说明桥跨结构冲击效应较小。3、刹车工况实测动应变值及动挠度幅值均较小，刹车后振动持续时间较短。综上所述，该桥试验桥跨结构动力特性及动力响应正常。,4.4.7动载试验结论,4.桥梁荷载试验,1）阻尼比的评价缺乏统一标准。2）冲击系数不宜采用平均值，宜与设计规范值进行比较。3）动力效应（应变、变形、加速度等）的评价，缺乏标准，其他规范中有用加速度进行舒适性评价的标准；4）综合结论可用“动力特性和动力响应正常”进行评价。,动载试验结论,4.5斜拉桥荷载试验,4.5.1静载试验（1）试验内容1）主梁控制截面在试验荷载作用下的应力和变形；2）主梁在试验荷载作用下的最大纵向位移和竖向位移；3）主塔控制截面在试验荷载作用下的应力；4）主塔在试验荷载作用下的最大纵向水平位移；5）拉索在试验荷载作用下的最大拉力；6）拉索在试验荷载作用下的索力增量；7）钢箱梁正交异性桥面板和横隔板在局部荷载作用下的受力和变形；8）锚拉板在试验荷载作用下的应力；9）竖向支座在试验荷载作用下的支反力。,截面24个、测点345个、最大加载工况48台（约1680T）、台班120个,4.5.2动载试验（1）试验内容1）动力特性测试，具体包括：主梁及主塔结构前几阶振型、频率、阻尼等观测；2）动力响应测试，具体包括：试验车辆以不同车速跑车时，主梁及主塔测试截面的动应力、横竖向振幅、冲击系数观测。试验车辆以不同车速在测试截面紧急制动时，主梁测试截面的动应力、横竖向振幅、冲击系数观测。试验车辆以一定车速跨越设在桥面上的障碍物后停车，主梁测试截面的动应力、横竖向振幅、冲击系数观测。,（2）试验工况1）脉动工况；2）4辆重车以5km/h时速并排对称通过全桥；3）4辆重车以20km/h时速并排对称通过全桥；4）4辆重车以30km/h时速并排对称通过全桥；5）4辆重车以40km/h时速并排对称通过全桥；6）4辆重车以50km/h时速并排对称通过全桥；7）4辆重车以60km/h时速并排对称通过全桥；8）4辆重车以20km/h时速并排偏一侧通过全桥；9）4辆重车以30km/h时速并排偏一侧通过全桥；10）4辆重车以40km/h时速并排偏一侧通过全桥；11）4辆重车以50km/h时速并排偏一侧通过全桥；12）4辆重车以60km/h时速并排偏一侧通过全桥；13）4辆重车以30km/h时速在测试截面紧急制动；14）4辆重车以40km/h时速在测试截面紧急制动；15）2辆重车以20km/h时速跨越设在测试截面处桥面上障碍物后停车。,5.交工检测不合格案例,5.1某二级公路,5交工检测不合格案例,某二级公路桥梁交工验收质量检测中发现桥梁工程存在较多施工质量缺陷，导致该项目建成2年多没能通过交工验收，施工单位一直在进行处治，缺陷整治费用高，相关参加单位存在安全风险。,1.概述,桥梁工程主要质量缺陷问题如下：（1）少数预应力混凝土T梁或空心板存在竖向或斜向裂缝。（2）少数桥梁存在负弯矩钢筋未张拉或未布束现象。(3)少数桥墩未按原设计设置垫石、支座，与原设计不符。（4）少数T梁存在纵向裂缝。（5）部分桥梁部分支座存在轻微脱空以及剪切变形或偏压破坏现象。（6）部分T梁局部位置空洞露筋、波纹管外露。（7）部分混凝土表面存在漏浆、麻面或蜂窝以及表面破损，离析现象；局部位置存在空洞、露筋现象；部分横隔板现浇部分现浇混凝土质量较差，空洞露筋。（8）少数墩柱冲刷严重，桩头外露。,5.下部结构常见施工缺陷及对策,5.交工检测不合格案例,5.2预应力混凝土T梁某高速公路上一座大桥，上部结构为430m+530m+430m连续箱梁，外观检查发现部分箱梁梁存在纵向裂缝，裂缝位置与梁底波纹管位置基本重合，距离梁体边缘在0.23m0.35m之间，裂缝宽度在0.040.20mm之间。抽检的梁混凝土强度满足设计要求。,5.交工检测不合格案例,在进行交工检测静载试验中发现，部分梁的应变测试数据异常，部分测点校验系数超过2.0，部分测点校验系数小于0.2。报告中称“试验过程中未发现箱梁开裂”，静载试验的挠度测试结果正常，动载试验测试结果正常。荷载试验综合结论是不合格。经过另外检测单位的再次进行荷载试验，仍然存在该问题。几家检测单位对该问题的原因都没能分析清楚。导致交工验收陷入困难。,5.交工检测不合格案例,质监机构再次委托我们，对该桥存在问题的桥跨进行荷载试验，希望能找到静载试验应变测试结构异常的原因，以利于处治和验收。经过我方的试验，发现应变测试数据异常的原因是，梁底在试验过程中出现混凝土开裂，导致跨缝的应变测点测试数据明显偏大，裂缝附近的应变测点明显偏小。,5.交工检测不合格案例,应变观测结果及校验系数表（偏外侧）,5.交工检测不合格案例,1号梁满载工况下横向裂缝宽度0.04mm,5.交工检测不合格案例,由于该桥是预应力混凝土桥梁，在静载试验中，梁底混凝土不应该出现开裂。出现开裂的原因主要是预应力没有达到设计要求。需要采用体外预应力的方法进行加固。该桥经过加固处治，通过了交工验收。,某40米预应力混凝土先简支后连续T梁应变异常,应变测点布置,5.交工检测不合格案例,1#梁的应变测试值和校验系数明显大于其他4片梁，校验系数均在1.0左右，较多测点大于1.0，但残余应变在20%范围内，试验过程中测点位置未见裂缝。,5.交工检测不合格案例,5.3连续刚构桥梁,某高速公路特大桥，上部结构为9818098m三跨预应力混凝土连续刚构，桥梁分左右幅，单幅桥宽12.5m。质监机构交工检查发现中跨第16号节段5根波纹管外露，经破坏性检查，有2根波纹管注浆不饱满，外侧1根波纹管内有3束钢绞线松弛（1#），约有4.7米波纹管注浆不饱满；内侧1根波纹管内有5束钢绞线松弛（2#），约有5.5米波纹管注浆不饱满，钢绞线表面局部锈蚀。,5.交工检测不合格案例,（标注红色钢绞线为存在松弛情况钢绞线）,5.交工检测不合格案例,（1）经某知名检测单位检查，结果如下：1）发现该两座特大桥施工中存在不同程度的质量缺陷，主要表现为梁段连接较差、混凝土破损、露筋、局部底板混凝土存在空洞、波纹管外露、混凝土开裂等。2）部分梁段的混凝土强度不满足设计要求。箱梁顶板、底板、腹板裂缝较多，最宽0.5mm，超过规范限值。3）专项检测和结构验算表明，“专项检测结果表明，该桥施工质量存在局部的质量缺陷，建议进行相应的处治。”,5.交工检测不合格案例,4）荷载试验结论：静载试验结论：桥跨结构能满足设计的汽车超20级、挂车120的荷载等级使用要求。动载试验结论：桥跨结构具有较好的动力性能。5）评估结论：该桥桥跨结构正常使用极限状态应力结果满足设计要求。,5.交工检测不合格案例,6）建议鉴于桥梁结构承载能力满足设计荷载等级的要求，并具有较好的动力特性，但仍存在局部的混凝土表观缺陷等质量问题，故应对桥梁的病害进行整治及修补。,5.交工检测不合格案例,质监机构认为该桥问题严重，依据该检测报告无法进行交工验收。导致该高速公路在建成后，近2年时间部门通车。沿线地方政府和老百姓意见很大，相关各方意见分歧巨大，最后甚至反映到国务院和