荷载试验技术方案

1、静、动载试验实施细那么2021年7月9日第一章工程概况21.1 工程概况21.2 主要技术标准2第二章静、动载试验的目的和依据42.1 试验目的42.2 试验的主要依据4第三章试验内容和方法53.1 试验内容53.2 试验方法53.2.1 静载试验方法53.2.2 动载试验方法7第四章试验要求84.1 成桥恒载状态结构参数测定84.2 静载试验要求84.3 动载试验要求8第五章静载试验方案105.1 概况105.2 加载限制截面的选取105.3 加载工况及相应的荷载效率系数115.3.1 加载工况115.3.2 加载效率系数及加载布置115.4 测点布置205.4.1 位移测点布置205.4.

2、2 主梁应变测点布置21第六章动载试验方案226.1 动载试验的动应变测试断面及测点布置226.2 动载试验的内容226.2.1 跑车试验226.2.2 跳车试验236.2.3 刹车试验236.3 试验工况236.4 测量仪器24第七章成桥检测程序及工作流程257.1 进场257.2 现场检测程序257.3 检测结果整理257.4 检测报告25第八章成桥检测举措268.1 技术举措268.2 平安举措268.3 环保举措26第九章拟投入的检测仪器设备27第一章工程概况1.1 工程概况本桥为向阳北路云龙大道新塘路的一座桥梁.跨径布置为25+3X30+25m的预应力连续梁桥,全桥为双幅结构,单幅桥

3、宽为16m,截面采用单箱三室结构.立面平面布置图如以下图1.1、1.2所示.84093_y*SK号桩点终梁桥49.900j57.187rihnMM41.500CZJ56.38146.2008QMT-4Tn0K号桩点起梁桥单位：mm立面布置图图1.1路灯管线WL30m辱烧毛花岗岩设计道路中央线20m辱水泥砂浆找平主要结构中央线80m辱人行道板通信管线路灯管线通信管线III:二:“1g图1.2平面布置图单位：mm90mm沥青磴80mm磴1.2 主要技术标准1、公路等级：城-A级;CJJ11-2021;2、桥梁设计荷载：城-A级,人群：按?城市桥梁设计标准?3、桥梁宽度：单幅宽16m；4、航道等级：

4、无；5、抗震设计标准：桥梁抗震设防烈度为6度,水平向设计根本地震动加速度峰值为0.05g.1上海市政工程设计研究总院：2中华人民共和国交通部标准：3中华人民共和国交通部标准：计标准?JTGD62-20044中华人民共和国交通部标准：F80/1-20045中华人民共和国交通部标准：6中华人民共和国交通部标准：7中华人民共和国交通部标准:J21-2021第二章静、动载试验的目的和依据2.1试验目的1检验桥梁结构的承载水平及其工作状态是否满足设计及有关标准要求,为大桥的竣工验收、质量评定和运营管养等提供技术依据.2通过桥梁荷载试验,可以直接测得理论分析与计算的相关参数,探索大桥结构受力的一般规律,为

5、充实和开展桥梁设计计算理论提供实践资料.3通过动载试验了解结构的固有振动特性以及车辆以不同状态包括不同车速正常行驶、车辆制动和跳车等状态行驶时结构的动力反响,以检验桥梁结构运营阶段的受力特征是否满足要求,确定其使用条件和考前须知.4通过荷载试验,建立桥梁运营阶段健康监测的初始状态,为运营阶段结构状态的评定提供依据.2.2试验的主要依据?设计图纸?公路桥涵设计通用标准?JTGD60-2004?公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设JTG?公路土亏工桥涵设计标准?JTGD61-2005?公路工程技术标准?JTGB01-2003JTG第三章试验内容和方法3.1 试验内容根据的桥型及设计文件的相应要求,分

6、别对进行静动载试验.静载试验内容包括：主梁线形和位移、支座位移、主梁限制截面的应力以及裂缝观测.动载试验内容包括行车试验、刹车和跳车激振试验,以测试试验工况下桥梁的动力冲击系数和结构动力响应等参量.3.2 试验方法荷载试验分为静载试验和动载试验两局部.静载试验是将规定的车辆荷载静止施加、布置在桥面指定位置,对荷载作用下结构的位移、应变、裂缝等参量进行测试,依据试验结果对桥梁结构在静力荷载作用下的工作性能做出评价.动载试验那么是利用某种激振方法大地脉动、车辆行驶、车辆制动和跳车等方法激起桥梁结构的振动,然后测定结构的动力参数.行车试验和跳车激振试验测试车辆行驶、制动和跳车工况下结构的动力冲击系数

7、和行车响应等参量,从而判断桥梁结构的整体刚度和行车性能.3.2.1 静载试验方法一加载方式采用载重卡车集中加载,车辆吨位及数量根据相应限制截面内力的加载效率系数确定.二加载车辆静载试验拟采用三轴载重汽车加载,根据各限制截面加载效率系数以及满足试验要求下尽可能减少加载用车辆数量的原那么,拟采用单车重400kN的车辆加载,其轴重、轴距及平面布置如图3.1所示.图3.1加载汽车轴重、轴距及平面图cm试验前对每辆车进行配重,使加载车轴重到达试验要求,且保证在试验过程中不会发生显著的变化.加载前对每辆车称重编号三加载车辆数量试验中各工况下所需加载车辆数,将根据各限制截面在设计标准活载城-A级作用下的最不

8、利效应值按等效原那么换算而得.根据相关规定,静载11t验荷载效率系数q一般可取:SsS(1)式中：Ss静力试验荷载作用下,某一加载试验工程对应的加载限制截面内力或变位的最大计算效应值;S一限制荷载产生的同一加载限制截面内力或变位的最不利效应计算值；一按标准取用的冲击系数值；q一静力试验荷载的效率,应介于0.951.05之间.q四加载位置根据最不利位置加载的原那么,在保证试验荷载效率0.950+25m,全桥为双幅结构,单幅桥宽为16m,结构布置如图5.1所示.截面采用单箱三室截面,箱梁采用C50混凝土.08Z.4/ok号桩点起梁桥图5.1桥型图(mm)5.2 加载限制截面的选取选择主梁的跨中截面

9、和支座截面作为加载的限制截面,如图5.2所示的截面IVI.%工nj图5.2加载限制截面mm5.3 加载工况及相应的荷载效率系数5.3.1 加载工况本桥分别进行5个工况的加载.本桥的加载工况为：工况-1:主梁I-I支点pm01断面最大剪力和挠度最不利布载一对称加载.在支点截面附近布置6台车,相应的效率系数为0.96工况-2:主梁第一跨中II-II断面弯矩最不利布载一对称加载.在跨中截面附近布置6台车,相应的效率系数为0.95.工况-3:主梁pm02墩顶出-田断面弯矩最不利布载一对称加载.在第一跨跨中布置3台车,在第二跨中跨布置5台车,相应的效率系数为1.02.工况-4:主梁第二跨中IV-IV断面

10、弯矩最不利布载一对称加载.在跨中截面附近布置8台车,相应的效率系数为0.98.工况-5:主梁pm03墩顶V-V断面弯矩最不利布载一对称加载.在第二跨跨中布置3台车,在第三跨中跨布置5台车,相应的效率系数为1.01.工况-6:主梁第三跨中VI-VI断面弯矩最不利布载一对称加载与偏心加载.在跨中截面附近布置8台车,相应的效率系数为0.98.5.3.2 加载效率系数及加载布置工况1:主梁I-I支点断面最大剪力和挠度最不利布载一对称加载1、测试工程测试包括加载前、加载后、卸载后1主梁跨中、支点处的应变、挠度；2、试验荷载效率表5.1工况1作用下荷载效率测试工程标准荷载下的计算值试验荷载下的计算值试验荷

11、载效率备注支点截面最大男力kN1697163096%截卸材料为碎3、加载车辆布置图图5.2给出了在满足试验荷载效率的条件下的加载车辆的布置图表5.2工况1车辆加载、卸载顺序加载工况编号车辆编号卸载工况编号车辆编号1-11,2,32-14,5,61-24,5,62-21,2,3b、车辆平面布置单位：cm图5.3工况1加载车辆布置图工况2:主梁第一跨中II-II断面弯矩最不利布载一对称加载1、测试工程测试包括加载前、加载后、卸载后1主梁跨中、支点处的应变、挠度2、试验荷载效率表5.3:工况2作用下荷载效率测试工程标准荷载下的计算值试验荷载下的计算值试验荷载效率备注主梁跨中取大弯矩kN.m87708

12、34095%截卸材料为碎限制截回应力上缘应力MPa1.451.3895%受压下缘应力MPa-2.14-2.0495%受拉竖线位移mm-2.62-2.78问卜3、加载车辆布置图:旦卜pm01pm02图5.2给出了在满足试验荷载效率的条件下的加载车辆的布置图加载工况编号车辆编号卸载工况编号车辆编号1-11,2,32-14,5,61-24,5,62-21,2,3表5.4工况2车辆加载、卸载顺序4002801140400车辆纵向布置单位：cm跨中b、车辆平面布置单位：cm图5.4工况2加载车辆布置图工况3:主梁pm02墩顶出-田断面弯矩最不利布载一对称加载1、测试工程测试包括加载前、加载后、卸载后1主

13、梁跨中、支点处的应变、挠度.2、试验荷载效率表5.5:工况3作用下荷载效率测试工程标准荷载下的计算值试验荷载下的计算值试验荷载效率备注墩顶主梁取大弯矩kN.m-7050-7220102%截卸材料为碎限制截回应力上缘应力MPa-1.096-1.120102%受拉下缘应力MPa1.3031.330102%受压3、加载车辆布置图图5.5给出了在满足试验荷载效率的条件下的加载车辆的布置图表5.6工况3车辆加载、卸载顺序加载工况编号车辆编号卸载工况编号车辆编号1-11,2,32-14,5,6,7,81-24,5,6,7,82-21,2,3ms位,图置布向横辆车、b道车动机非2位胃图置布向纵辆车占0m图5

14、.5工况3加载车辆布置图工况4:主梁第二跨中IV-IV断面弯矩最不利布载一对称加载1、测试工程测试包括加载前、加载后、卸载后1主梁跨中、支点处的应变、挠度.2、试验荷载效率表5.7:工况4作用下荷载效率测试工程标准荷载下的计算值试验荷载下的计算值试验荷载效率备注主梁跨中取大弯矩kN.m9090893098%截卸材料为碎限制截回应力上缘应力MPa1.5041.47098%受压下缘应力MPa-2.225-2.1898%受拉竖线位移mm-3.59-4.11问卜3、加载车辆布置图图5.6给出了在满足试验荷载效率的条件下的加载车辆的布置图表5.8工况4车辆加载、卸载顺序加载工况编号车辆编号卸载工况编号车

15、辆编号1-14,5,62-11,2,3,7,81-21,2,3,7,82-24,5,6140400280140400280140400pm02pm03a、车辆纵向布置单位：cm支座三炉彩支座中央300015001500跨中b、车辆平面布置单位：cm图5.6工况4加载车辆布置图工况5:主梁pm03墩顶V-V断面弯矩最不利布载一对称加载1、测试工程测试包括加载前、加载后、卸载后1主梁跨中、支点处的应变、挠度.2、试验荷载效率表5.9:工况5作用下荷载效率测试工程标准荷载下的计算值试验荷载下的计算值试验荷载效率备注墩顶主梁取大弯矩kN.m-7380-7460101%截卸材料为碎限制截回应力上缘应力M

16、Pa-1.146-1.160101%受拉下缘应力MPa1.3631.380101%受压3、加载车辆布置图图5.7给出了在满足试验荷载效率的条件下的加载车辆的布置图加载工况编号车辆编号卸载工况编号车辆编号1-11,2,32-14,5,6,7,81-24,5,6,7,82-21,2,3表5.10工况5车辆加载、卸载顺序0m.hr0支-位21单图置布向纵辆车a.5.7工况5加载车辆布置图4工况6:主梁第三跨中VI-VI断面弯矩最不利布载一对称加载与偏心加载1、测试工程(测试包括加载前、加载后、卸载后)(1)主梁跨中、支点处的应变、挠度.2、试验荷载效率表5.11:工况6作用下荷载效率测试工程标准荷载

17、下的计算值试验荷载下的计算值试验荷载效率备注主梁跨中取大弯矩(kN.m)9140899098%散回材料为碎限制截回应力上缘应力(MPa)1.5061.48098%受压下缘应力(MPa)-2.227-2.20098%受拉竖线位移(mm)-3.617-4.15问卜3、加载车辆布置图图5.8给出了在满足试验砂载效率的条件下的加载车辆的布置图表5.12工况6车辆加载、卸载顺序加载工况编号车辆编号卸载工况编号车辆编号1-13,6,82-13,6,83-14,5,64-11,2,3,7,83-21,2,3,7,84-24,5,6pm03pm04a、车辆纵向布置单位:cm)十538400-I0-L71640

18、0ra防撞护栏25l动华道q400:4非机动车道52支座中央H-H-1500护栏3000支座中央1500跨中b、车辆平面布置单位：cm图5.8工况6加载车辆布置图5.4测点布置5.4.1位移测点布置全桥每跨在支座、跨内2个L/4及跨中L/2处截面的上、下游各布置一个挠图5.9限制截面挠度测点布置cm5.4.2主梁应变测点布置在边跨和中跨的跨中截面底板布设混凝土应变测点；在支座截面的中性轴位置上对称布设混凝土应变测点,在墩顶限制截面对称布置应变测点.如图5.105.12所示.应变片5.10主梁跨中应变测点布置图应变花图5.11主梁支点处应变测点布置图图5.12墩底截面应变测点布置图第六章动载试验

19、方案动载试验是测试移动车辆荷载作用下,主梁应力测试断面的动应力.根据规范定义,在桥梁的最不利加载位置布置车列荷载,在移动车列荷载作用下的动态增长率称为冲击系数,在一辆或几辆移动车辆荷载作用下的动态增长率称为动态增量.对于不同的测试工程,动态增量又可以分为位移动态增量和应力动态增量.用N表小动态增量,那么应力动态增量可表小为：最大动应力最大静应力最大静应力测试移动车辆荷载作用下桥梁结构各主要部位的动应力是本次试验的内容之一.桥梁结构在移动车辆荷载作用下的动力反响,是桥梁和车辆这两个振动系统互相作用的结果,除了这两者本身的动力特性质量、刚度、阻尼外,还与桥面的平整度、车辆行驶的速度有关.6.1动载

20、试验的动应变测试断面及测点布置主梁的动应变测试断面就是跨中最大正弯矩测试断面,具体测点布置如图6.1 所示.图6.1动应变测试断面mm6.2 动载试验的内容6.2.1 跑车试验一辆满载的试验车辆,分别以20、30、40、50km/h的速度沿桥面中央线匀速行驶,每次记录各测点的动应变.6.2.2 跳车试验一辆满载的试验车辆,分别以20、30km/h的速度行驶并跨越设在测试断面处的10cm障碍物三角块,每次记录各测点的动应变.图6.1三角块示意图mm6.2.3 刹车试验一辆满载的试验车辆,分别以20、30km/h的速度行驶至测试断面紧急刹车,每次记录各测点的动应变.6.3 试验工况表6.1动载试验

21、工况工况序号工况类型车速(km/h)工况描述工况11辆加载车跑车试验20试验时,加载车以车速为2050km/h匀速通过桥跨结构,由于在行驶过程中对桥向产生冲击作用,从而使桥梁结构产生振动.通过动力测试系统测定测试截面处的动应变时间历程曲线,以测得在行车条件下的动应变.工况230工况340工况450工况51辆加载车跳车试驯20在桥梁测试截面处桥面设置高度为10cm的障碍物,模拟桥向铺装的局部小平整或损伤状态.试验时,让1辆加载车以2030km/h的速度匀速通过桥跨结构,在跨越障碍时对桥梁形成冲击作用,激起桥梁较大的竖向振动,测定此时桥梁在桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动态响应.工况630工况

22、71辆加载车刹车试验20试验时,让1辆车以20、30km/h的速度匀速行驶至测试断面时实施紧急刹车,使具产生较大的制动力并对桥工况830梁形成一定的冲击作用,以测得在刹车条件下的动应变.6.4 测量仪器动应变测试采用的仪器如表9.1第七章成桥检测程序及工作流程成桥检测程序及工作流程如下:7.1 进场前期试验人员在正式加载试验前7天进场,进行桥梁外观检查、安装测试仪器和测试元件,并完成仪器调试等工作.7.2 现场检测程序本桥的静、动载试验,方案2个工作日完成.7.3 检测结果整理汇总外观检查、静载试验及动力试验的数据和结果,对检测原始数据进行整理,方案7个工作日完成.7.4 检测报告根据实测数据对桥梁进行分析,出具相关的检测鉴定报告,并提出本桥的管养建议.计7.5 个工作日完成.第八章成桥检测举措成桥检测举措包括技术举措、平安举措