石圪台大桥检报告201503

1、内 蒙 古 大 学 公 路 工 程 试 验 检 测 中 心InnerMongoLia University Highway Engineering Testing Center新庙阿镇线k20+040石圪台大桥试验检测报告Testing RePort报告编号：BG2015-QL-03委 托 单 位： 鄂尔多斯市乌兰煤炭（集团） 有限责任公司 工 程 名 称：新庙阿镇线k20+040石圪台大桥二一五年二月试 验 专 用 章 报告 共30页 报告编号： BG2015-QL-03新庙阿镇线k20+040石圪台大桥试验检测报告委 托（受检）单位：鄂尔多斯市乌兰煤炭（集团）有限责任公司工 程 名 称：

2、k20+040石圪台大桥 检 测 项 目： 外观检测及荷载试验检 测 类 别： 委 托 检 测 报 告 发 出 日 期： 2015年02月9日 现场检测人： 报告撰写人： 项目负责人： 审 核： 批 准： 内蒙古大学公路工程试验检测中心二一五年二月声 明1、 所提供的检测报告正本原件应盖有“印章”，否则视为无效。2、 报告无项目负责人、审核人、批准人签字无效。3、 报告涂改无效，部分提供和部分复制检测报告无效。4、 对检测报告若有异议，应于本报告发出之日起十五日内向我单位提出，逾期协商处理。检测单位：内蒙古大学公路工程试验检测中心地 址：呼和浩特市昭君路24号内蒙古大学南校区电 话：传 真：邮

3、 编：010070联 系 人：王智远目 录1 试验桥概况与相关说明11.1 桥梁概况11.2 外观检测目的及内容11.2.1 外观检测目的11.2.2 外观检测内容21.3 荷载试验目的和内容21.3.1 试验目的21.3.2 试验内容21.4 试验依据21.5 试验时间31.6试验环境32 外观检测12.1构件编号说明12.2附属设施12.3上部结构32.4下部结构102.5支座112.6混凝土无损检测结果12混凝土回弹强度12钢筋保护层厚度122.7桥梁技术状况评定12该次外观检查中发现的主要问题有：12技术状况评定133 静载试验153.1 荷载试验检测仪器设备153.2 测试截面的确定

4、和测点的布置15内力计算153.2.2 测试截面的确定和测点的布置153.3加载方案163.3.1 加载原则163.3.2 加载荷载163.3.3 试验工况173.3.4 试验效率173.3.5 加载控制183.4 试验过程183.4.1 准备工作183.4.2 试验加载183.4.3 裂缝观测194 动载试验205 静载及动载试验结果与分析215.1 静载试验215.1.1 挠度测量结果215.1.2 应变测量结果215.2 动载试验结果225.3 试验结果分析235.3.1 静载试验235.3.2 动载试验235.4试验过程观测246结论与建议256.1结论25外观检测评定结论25动、静载

5、试验评定结论256.2建议25附件 动静载试验图片271 试验桥概况与相关说明1.1 桥梁概况（1）桥梁概况：石圪台大桥位于新庙阿镇线，桥梁中心桩号k20+040处。结构类型为上部采用20m钢筋混凝土简支T梁；下部采用双柱式桥墩，肋型桥台，扩大基础；采用矩形板式橡胶支座和钢板伸缩缝；本桥于1990年建成并投入使用。图1-1 桥梁全景图（2）桥梁长度：23孔20m钢筋混凝土T梁，全长464.04m。（3）桥面宽度：净-9+2×1.5m（人行道）=12.0m。（4）设计荷载：汽车-20级，挂车-100；人群荷载取3.0kN/m2。（5）主要材料：预制T梁采用250号混凝土，主筋采用II级

6、钢筋。1.2 外观检测目的及内容1.2.1 外观检测目的根据对桥面系、上部结构、下部结构外观检测结果，桥梁现有技术状况进行评估。1.2.2 外观检测内容外观检测包括混凝土表观病害检查、伸缩缝和支座状况的检查、桥面表观状况调查、墩台与基础检查、调治构造物等其他附属构造物、混凝土强度及强度分布均匀性检测、碳化深度等。1.3 荷载试验目的和内容1.3.1 试验目的此次对桥梁实施的检测试验的主要目的有以下几项：（1）静载试验：按行车道最不利位置布载，对主梁跨中截面梁底处的挠度、应变进行测量，评价本桥的整体承载能力；通过结构验算和荷载试验，检验桥梁的实际工作状态，判断现阶段桥梁的实际承载能力是否满足设计

7、及使用要求；（2）观察空载及试验荷载作用下的梁体裂缝变化，评价裂缝的发展情况；（3）通过动载试验分析该桥结构的振动特性，判断其总体结构刚度和内在力学特性；（4）通过对比静、动载试验结果和理论计算分析结果，对桥梁的使用承载能力和工作状况做出综合评价。1.3.2 试验内容（1）静载试验控制截面的最大静挠度；控制截面的最大静应变。（2）动载试验自振频率、阻尼比、振型等模态参数。1.4 试验依据（1）公路工程技术标准 JTG B01-2003；（2）公路桥涵设计通用规范 JTJ021-89；（3）公路桥涵养护规范 JTG H11-2004；（4）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTG D62

8、-2004；（5）公路桥梁承载能力检测评定规程 JTG/T J-2011；（6）混凝土结构试验方法标准 GB 50152-92；（7）回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ/T23-2001；（8）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTJ 023-85；（9）公路桥梁技术状况评定标准 JTGT H21-2011；（10）合同文件等。1.5 试验时间受鄂尔多斯市乌兰煤炭（集团）有限责任公司的委托，内蒙古大学公路工程试验检测中心依照相关的规范，于2015年1月24日至26日对新庙阿镇线k20+040石圪台大桥进行了外观检测和桥梁荷载试验。1.6试验环境 试验检测期间，温度范围为-5至-1

9、5，无风，天气晴。（本页以下空白）2 外观检测根据技术评定等相关的规范要求，本次检测选择最不利的7孔进行了外观检测，外观检查中发现的主要问题见表2-12-5。2.1构件编号说明为了便于桥梁外观检测的记录与说明，对桥梁构件进行编号，在按规范选定孔的外观检查中，针对所有构件逐一进行检查。（1）桥孔编号：从神木到伊旗方向开始编号，依次为1#孔、2#孔.。（2）墩台编号：从神木到伊旗方向开始编号，依次为1#孔、2#孔.。（3）主梁编号：每孔主梁从神木到伊旗方向左侧到右侧依次编号为1 #、2#.7#梁。例如，梁编号为1-1梁，表示第1孔第1号梁。2.2附属设施表2-1 附属设施检查汇总表编号位 置具体描

10、述图片1桥 台两侧桥台附近路基产生沉降，路面出现裂缝；图2-12伸缩缝伸缩缝中塞满杂物，部分伸缩缝橡胶脱落；图2-23防撞墙防撞墙个别位置开裂、铁护栏变形；图2-3图2-44铺装层桥面铺装层钢筋外露及损坏，且桥面平整度很差，凹凸不平，行车舒适度变差；图2-5图2-65铰缝顶面桥面沿纵向铰缝位置处出现裂缝，并且较严重。图2-7 图2-1 两侧桥台附近路面出现裂缝 图2-2 伸缩缝塞满杂物、橡胶脱落 图2-3 防撞墙开裂 图2-4 防撞墙上铁护栏接头松动、变形 图2-5 桥面铺装层钢筋外露 图2-6 桥面铺装层损坏图2-7 桥面沿纵向出现裂缝2.3上部结构表2-2 上部结构检查汇总表编号位置具体描

11、述特征图片1横隔梁横隔梁存在钢板错位现象，中间有空洞；铰缝处混凝土不密实，泛白；横隔梁钢板中间有空洞，混凝土不密实图2-8图2-924#孔4-2、4-4、4-5、4-6跨中附近腹板处产生多条竖向裂缝；裂缝最长1.0m，最大宽度1mm，深度约1mm；图2-10图2-1135#孔5-2、5-3、5-4跨中附近腹板处产生多条竖向裂缝；裂缝最长1.0m，宽度约0.8mm；深度约0.8mm；图2-12图2-13图2-14416#孔16-2、16-5跨中附近腹板处产生多条竖向裂缝，其中16-5 1/4截面附近裂缝长度较长；裂缝最长1.0m，最大宽度约1.2mm，图2-15图2-16517#孔17-2、17

12、-3、17-4、 17-7跨中附近腹板处产生多条竖向裂缝；裂缝最长0.6m，宽度约1.2mm；深度约1.2mm；图2-17图2-18图2-19图2-20618#孔18-1、18-3跨中附近腹板处产生多条竖向裂缝，梁底钢板与混凝土不粘接；裂缝长0.6m，宽度约1.8mm；钢板与混凝土不粘接；图2-21图2-22721#孔21-3梁底钢板脱落；梁底钢板脱落；图2-23图2-8 横隔板开裂、混凝土有空洞图2-9（1）铰缝混凝土不密实图2-9（2）铰缝混凝土不密实 图2-10 4-2、4-4腹板裂缝图2-11 4-5、4-6腹板裂缝（1） 图2-11 4-5、4-6腹板裂缝（2） 图2-12 5-2腹

13、板裂缝图2-13 5-3腹板裂缝图2-14 5-4腹板裂缝图2-15 16-2腹板裂缝 图2-16 16-5腹板裂缝图2-17 17-2腹板裂缝图2-18 17-3腹板裂缝 图2-19 17-4腹板裂缝图2-20 17-7腹板裂缝 图2-21 18-2、18-3腹板裂缝图2-22 18#梁底与钢板之间产生缝隙图2-23梁底钢板脱落2.4下部结构表2-3 下部结构检查汇总表编号位置具体描述图片1桥墩个别墩柱存在轻微蜂窝麻面、水蚀现象； 图2-242桥台两侧桥台附近路基产生沉降，路面出现裂缝；图2-253护坡（伊旗方向）护坡片石开裂；图2-26 图2-24 墩柱表面混凝土水蚀 图2-25 墩柱表面

14、混凝土蜂窝、麻面 图2-26 锥坡开裂2.5支座表2-4 支座检查汇总表编号位 置具体描述图片1梁端支撑处该桥的梁端没有放置支座，检查中发现桥墩台顶部周围杂土堆积；图2-27 图2-27 墩台顶部杂土堆积2.6混凝土无损检测结果2.6.1混凝土回弹强度经现场检测，该桥主梁碳化深度平均值约为1.0mm。混凝土强度回弹结果如表1-3-1所示。本次检测主梁混凝土的龄期不满足回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T2011）规定的要求（141000d），检测结果仅供参考。表2-5 混凝土回弹数据统计表构件名称混凝土强度换算值(MPa)混凝土强度推定值(MPa)平均值标准差4-4 28.61.931

15、5.45-2 28.41.6215.75-3 29.21.7616.516-327.51.5914.816-628.01.6915.117-4 30.11.5318.218-1 28.81.4616.618-2 28.31.5915.7由表2-5可以看出，主要构件混凝土的强度衰减严重，已影响到结构的安全。2.6.2钢筋保护层厚度表2-6混凝土保护层厚度统计表检测位置平均值（mm）标准差厚度特征值（mm）4-4 401.8536.95-2 391.4636.516-6351.7432.017-4 341.3431.718-2382.0734.52.7桥梁技术状况评定该次外观检查中发现的主要问题有

16、：1伸缩缝中塞满杂物，部分伸缩缝橡胶脱落；防撞墙个别位置开裂、铁护栏变形；桥面铺装层钢筋外露及损坏；桥面沿纵向铰缝位置处出现裂缝，单板受力现象比较严重。2横隔梁存在钢板错位现象，中间有空洞；铰缝除混凝土不密实，泛白。4#孔、5#孔、16#孔、17#孔、18#孔跨中附近腹板处产生多条竖向裂缝；裂缝最长1.0m，最大宽度1.8mm，深度约1mm。18#孔梁底钢板与混凝土不粘接；21#孔梁底钢板脱落。3 墩柱普遍存在蜂窝麻面、水蚀现象；两侧桥台附近路基产生沉降，路面出现裂缝；靠近伊旗方向桥台锥坡开裂；桥墩台顶部周围杂土堆积。技术状况评定1根据该桥的检测情况，依据公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T

17、H212011），该桥梁整体技术状况等级评分情况见表2-7。表2-7石圪台大桥技术状况评定表梁式桥上部结构评分梁式桥桥面系结构评分部件名称权重新权重部件得分结构得分部件名称权重新权重部件得分结构得分上部承重构件主梁0.70.8023.018.4铺装0.400.4761.729.0上部一般构件湿接缝、横隔板0.180.2045.39.06伸缩缝0.250.296518.9支座0.120.00-人行道0.100.00-上部结构得分27.5栏杆、护栏0.100.12759梁式桥下部结构评分排水0.100.1210012翼墙0.020.031003照明、标志0.050.00-护坡0.010.01750

18、.8桥面系得分68.9桥墩0.300.438034.4梁桥总体得分桥台0.300.437532.3名称权重部件得分结构得分墩台基础0.280.00-桥面系0.2068.913.8河床0.070.1010010上部结构0.4027.511.0调治构造物0.020.00-下部结构0.4080.532.2下部结构得分80.5 总得分57.02该桥的技术状况总体为较差状态，主要表现为：该桥上部结构主梁跨中截面附近腹板两侧出现多条竖向裂缝，裂缝最大长度1m，接近全截面开裂。根据桥梁的检测情况，依据公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H212011）4.1.5条和4.3.1条，按照单项控制指标的方法，该

19、桥梁整体技术状况等级评定结果为四类桥。（以下空白）3 静载试验3.1 荷载试验检测仪器设备荷载试验载检测设备见表3-1。表3-1 主要设备及仪器一览表序号名称规格型号数量设备编号1笔记本电脑DELL.D6301台/2静态应变采集设备DH3815N1台GLJC-YQ-1543动态应变采集与分析设备DH59201台GLJC-YQ-1554加速度计或拾振器TST126V7个GLJC-YQ-1575位移计及磁力表架表架YHD-3016个GLJC-YQ-1566混凝土保护层厚度测定仪ZBL-R6501台/7裂缝宽度观测仪DJCK-21台HRYQ1028混凝土强度回弹仪1台/9发电机（220V）/1台/1

20、021m检测车辆21m1辆/3.2 测试截面的确定和测点的布置3.2.1内力计算计算模型为预应力钢筋混凝土简支梁桥结构体系，内力计算采用公路设计荷载为汽车-20级、挂车-100荷载，并换算为试验车辆轴重。3.2.2 测试截面的确定和测点的布置通过计算并考虑到桥位现场的实际情况，本次试验选择该桥的跨中2-2截面作为测试断面，具体位置见图3-1所示。图3-1 测试断面示意图（1）应变测点：在测试孔17孔（孔的编号由北向南进行）的2-2断面处的梁底处各安装了4个应变测点。 （2）挠度测点在测试孔17孔（孔的编号由北向南进行）的2-2断面处的梁底处安装了7个挠度测点，在测试孔18孔的2-2断面的梁底处

21、安装了7个挠度测点，两孔分次共安装了14个挠度测点，具体见图3-2所示。图3-2应变与挠度测点布置图3.3加载方案3.3.1 加载原则根据公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）中的要求，试验所需加载荷载的大小，将根据设计标准活荷载产生的最不利效应值和二期恒载产生的效应值按下式所定原则等效换算而得见（）静力荷载试验效率：式中，h-静力试验荷载效率；Ss-静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力、应力或变位的最大计算效应值；S-检算荷载产生的同一加载控制截面内力、应力或变位的最不利效应计算值；m-按规范取用的冲击系数值。3.3.2 加载荷载该桥桥面净宽为9.

22、0米，双向行驶，桥梁的整体计算采用车道荷载。为了保证静载试验的有效性，根据各测试截面的内力与挠度影响线，按最不利位置加载，在保证各主要测试截面试验荷载效率系数h达到0.951.05的条件下，经过计算确定，试验中使用2辆3轴自卸载重汽车作为试验荷载，试验前对每辆车都严格过磅，保证每辆车的重量误差尽量的控制在10kN以内。记录各辆车的实际总重、轴重和轴距、轮距，具体见表3-3。在内力分析和截面应变计算的过程中，对荷载都是按上表中的平均轴距、轮距和轴重取值的。表3-3 试验车辆轴距和轴重表车牌号轮距（m）轴距（m）轴重（kN）总重量（kN）前中轴中后轴前轴中轴后轴1号车1.853.851.3590.

23、30224.80224.80539.902号车1.853.801.3591.40228.30228.30548.00平均1.853.801.3590.75226.60226.60543.953.3.3 试验工况此次荷载试验考虑到桥面窄，偏载与中载车辆的位置偏差均较小，故只布置偏载工况，以2-2断面处的最大偏载弯矩为控制弯矩。车辆的纵向和横向位置见图3-3。（a）第一级加荷-载位图 b）第二级加荷-载位图图3-3试验车辆分级加载位置（寸单位：m）3.3.4 试验效率实际称量试验车轴重，两辆车中后轴平均重为P=226.6kN，前轴平均重为93.6kN，计算两辆车中后轴平均重为P=238.2kN，静

24、载试验效率为0.95，根据现行实验规范要求，试验效率h的范围为：0.95h1.05，可见所加荷载能够保证试验的有效性。3.3.5 加载控制为防止桥梁结构因加载不慎而发生意外损坏，一切加载均在总指挥的指令下按试验方案拟订的加载程序进行，采取逐级加载的措施，试验中采用2级加载，一旦发生下列情况之一则中止加载：（1）控制测点应力值已达到或超过弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时；（2）控制测点变位超过规范允许值时；（3）由于加载，使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大影响时；（4）发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。3.4 试

25、验过程3.4.1 准备工作（1）按照试验方案要求租用试验车辆并装载过磅，记录试验车的原始数据以便进行分析；确认桥面交通完全封闭，做好安全防护工作；清理桥面，标记加载位置及测点布设位置；（2）对试验孔按前述的应变和挠度测点布置方式进行放样，在梁底布测试片，布片时先对各测点位置实施打磨找平并擦拭干净，粘贴应变片，并作防潮处理。为排除测试过程中大气温度变化带来的影响，每一断面布设处于同一温度场的温度补偿应变片，同时布设挠度测点；（3）布设测试仪器及传感器连接导线，联机调试仪器。检查各个应变片及电子百分表的电路是否畅通；（4）进行预加载，进一步检查应变片、百分表的读数是否正常，一切无误后，按工况位置进

26、行加载试验。3.4.2 试验加载（1）按工况进行加载，加载前测取一次空载读数，分为2级进行。（2）每一级荷载就位后，加载车关闭发动机，稳定5分钟后，读取数据，以后每5分钟读取一次数据，最后5分钟内的变形增量小于前一个5分钟内的变形增量的15%，认为结构变形达到相对稳定,采集数据；同时派专人对桥梁结构的重要部位观察是否有裂缝产生或裂缝的展开情况并记录。（3）全部荷载加载完毕并稳定后采集数据，进行卸载，卸载时，车辆退出桥梁影响区，车速不大于5公里/小时。（4）卸载完成后，稳定15分钟，读取数据，计算残余应变。至此本工况的第一次加载完成。（5）将实测的应变值与理论应变值进行比较，同时按规范要求将实测

27、的残余变形与总变形的比值进行对比，满足要求后进行下一工况的加载，直至全部工况加载完毕。（6）试验结束后，拆除导线，检查仪器设备是否处于正常状态并记录。3.4.3 裂缝观测在加载试验过程中，观察各主要构件的开裂情况。（本页以下空白）4 动载试验模态测试是根据桥梁的结构形式，测试桥梁结构的自振频率、阻尼比、振型的一个试验过程。测试时需要在梁上各相关断面按测试设计方案布置加速度传感器，采用脉动等试验方法来测量桥梁结构的模态参数。即利用桥梁在各种随机环境激励（大地脉动、风、水流等）或车辆行驶下引起的振动响应，采集信号，分析得到桥梁结构的固有振动特性（固有频率、振型、阻尼比）。本次试验采用固定一个测点为

28、参考点，移动其它测点的方法来进行，并按主梁竖向平面的分组采集竖向振动数据，然后再经信号分析得到全桥的固有振动特性。（本页以下空白）5 静载及动载试验结果与分析5.1 静载试验5.1.1 挠度测量结果挠度测量结果如表5-1所示。表5-1 各截面测点挠度计算值和实测值汇总表工况控制截面测点计算值（单位：mm）试验值（单位：mm）校验系数I17孔1-1截面D127.728.340.30D223.8311.400.48D319.9514.860.74D416.0611.320.70D512.176.980.57D68.282.570.31D74.391.050.24平均校验系数0.48I18孔1-1截

29、面D127.725.650.20D223.8310.450.44D319.9512.030.60D416.0610.470.65D512.177.050.58D68.283.540.43D74.390.550.13平均校验系数0.435.1.2 应变测量结果应变测量结果如下表5-2（注意：表中板号为梁中板为1号，边板为4号）所示。表5-2 各截面测点应变计算值和实测值汇总表工况控制截面测点计算值（单位：）试验值（单位：）校验系数I1-1截面S16392080.33S25683590.63S35052730.54S44473860.86平均校验系数0.595.2 动载试验结果结构振动模态试验振型

30、见图5-1，自振频率和阻尼比实测值与计算值比较见表5-3所示。表5-3 桥梁振动频率实测值与计算值比较表激振方式自振频率(Hz)阻尼比（%）阶次计算值实测值2.52大地脉动跑车激振14.805.47（a）实测值（固有频率：5.47Hz，阻尼比：2.52%）（b）理论计算（固有频率：4.80Hz）图5-1 一阶振型理论计算5.3 试验结果分析5.3.1 静载试验（1）由表5-1可见，控制截面在对应工况的各级荷载作用下，挠度校验系数在0.13-0.74之间，没有超过公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）中所规定的1.00上限。说明该桥试验跨在设计荷载作用下，结构处于弹性工作阶

31、段，其刚度满足设计要求。但是，测试结果显示测试断面的数据分布规律不满足理论计算结果的分布规律，同时根据桥面铰缝处的反射裂缝说明各梁之间的铰缝连接功能降低，有单梁受力的现象。（2）由表5-2可见，控制截面在对应工况的各级荷载作用下，应变校验系数在0.33-0.86之间，没有超过公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）中所规定的1.00上限。说明该桥试验跨在设计荷载作用下，结构处于弹性工作阶段，其强度满足设计要求。5.3.2 动载试验5.3.2.1自振频率由表5-3可见，实测试验桥梁的一阶自振频率为5.47Hz，大于理论计算的4.80Hz，表明桥梁的实际刚度大于设计刚度。5.3.2.2振型桥梁结构的实测振动