某系杆拱老桥检测与荷载试验方案

PAGE某桥荷载试验方案1工程概况1.1结构概况本桥全长195.74m，主桥采用71.6m单跨预应力混凝土系杆拱，两侧引桥均采用3×20m预应力混凝土T梁。主桥上部结构为单跨预应力混凝土系杆拱，刚性系杆刚性拱，计算跨径L＝70m，拱轴线为二次抛物线，矢跨比为1/5，矢高为14m。拱肋截面采用等截面箱型，拱肋高1.5m，宽1.0m；系杆截面也采用等截面箱型，系杆高1.2m，宽1.0m；每片拱片设间距为5m的吊杆13根，吊杆为刚性吊杆，采用6φj15mm钢铰线；端横梁采用箱型截面，高度为1.2m，内横梁采用T型截面，高度为1.2m；桥面双向1.5％横坡通过横梁高度的变化形成。主桥下部主墩采用柱式墩，钻孔灌注桩基础。柱距8.9m，每墩基础采用10根直径1.2m钻孔灌注桩。图1-1某桥立立面图图1-2某桥横横截面图1.2技术标准设计荷载：汽－20、挂－100级；桥面宽度：净－9＋2*1.0m；通航净空：50×7m，通航净空为矩形断面；纵坡竖曲线：纵坡3.5％。2试验目的桥梁荷载试验是通过对桥梁结构物直接加载后进行相关测试、记录与分析工作，包括试验准备、理论计算、现场试验、对试验结果分析整理等一系列内容，以达到了解桥梁结构在试验荷载作用下的实际工作状态，进而评定桥梁结构受力性能和承载状况的目的。实桥荷载试验是对桥梁结构承载安全性进行评判最直接和有效的方法和手段。本次试验的主要目的为：(1)通过对全桥作细致的现场调查与检测，查明结构现有缺陷，并进行详细记录和分析；(2)通过测试桥梁在试验荷载作用下的应变和挠度，分析和检验结构的正常使用性能和承载状况；(3)通过动力试验测试桥跨结构的固有振动特性和车辆荷载作用下的受迫振动性能，分析和检验结构的动力性能；(4)通过本次荷载试验，建立并完善该桥的养护档案资料，为今后桥梁的养护管理提供参考资料。3检测采用的规范及技术标准《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（交通部公路科学研究所1982年）；《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)》，1988年；《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92）；《公路桥涵养护规范》（JTGH11－2004）；《公路桥涵设计通用规范》（JTJ21-89）；《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024.2-85）；《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；《公路斜拉桥设计规范（试行）》（JTJ027-96）；《公路工程技术标准》（JTJ001-97）；《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041－2000）；《某桥竣工图》4检测内容及方法4.1桥梁现状调查与常规质量检测桥梁检测是首先通过目测并结合必要的仪器接近各部件仔细检查其缺损情况，在弄清桥梁现有技术状况的前提下，进一步采用荷载试验方法进行分析和评估，本桥检测内容主要包括如下二部分：一、现状调查和常规质量检测1、桥面系外观缺陷和病害检查；2、上部结构外观缺陷和病害检查；3、下部结构外观缺陷和病害检查；4、T梁、系杆和拱肋等构件混凝土强度测试；5、主体受力构件裂缝调查与检测；6、T梁、系杆和拱肋等构件主筋保护层厚度探测；7、混凝土碳化深度测试；8、桥面线形检测。二、荷载试验1、按汽-20级等效荷载进行静力加载试验；2、动力加载试验。现状调查和常规质量检测是桥梁检测与评估中非常重要的一项工作，主要采用接近构件通过目测并结合必要的仪器对桥梁进行全面细致的外观检查和质量检测，其主要目的是要找出结构现有的一些缺陷和病害，并详细记录其出现的部件名称、位置、损伤程度和范围，以便弄清桥梁表观和内在的质量状况。4.1.1桥面系检查内容桥面铺装检查桥面铺装层的纵、横坡是否顺适，有无严重的裂缝（龟裂、纵横裂缝）、坑槽、波浪、桥头跳车、防水层漏水，有无磨光现象，有无脱皮露骨现象。伸缩缝伸缩缝的宽度是否合适，有无拉开或挤抵现象，是否平整，是否完整，有无磨耗、损坏，有关设备、构件是否完善，能否活动自如，工作状况是否正常。栏杆及人行道栏杆是否完整、牢固，有无撞坏、断裂、错位、剥落、锈蚀等。除了因交通事故或人为损坏外，有时由于桥梁结构线型的改变而导致栏杆变形，甚至破损。人行道是否完整、符合要求。有时会因桥梁伸缩缝的问题，而将伸缩缝附近的人行道挤压破碎或隆起。排水设施为迅速排除雨水，防止雨水渗入梁体引起锈蚀而影响桥梁的耐久性，确保桥梁的正常使用，应保证排水设施的完好状态。照明和标志设施桥上交通信号、标志、标线、照明设施是否损坏、老化，是否需要更换。4.1.2上部结构检查内容对于引桥预应力混凝土T梁，其检查主要关注的内容有：各片T梁间缝隙是否均匀，铰缝有无松动、脱空、破坏以及异常变形等现象，横向连接和整体受力性能是否处于正常工作状态；在过往车辆作用下，人在桥面是否感到振动较大，桥下梁体有无异常振动变形；梁体底面有无开裂、破损、钢筋锈蚀、混凝土胀裂等现象；各T梁两端支承部位附近有无混凝土压碎现象；各T梁端部和底面有无渗漏水、混凝土腐蚀、剥落和露筋锈蚀等现象。对主桥预应力混凝土系杆拱桥，其检查主要关注的内容有：逐个检查吊杆锚固端及周围混凝土的情况，锚具是否渗水、锈蚀，是否有锈水流出的痕迹，周围混凝土是否开裂；检查拱肋跨中、L/4和拱脚部位有无裂缝，根据检查可能存在的裂缝情况，绘制裂缝性状图，包括裂缝分布位置、数量、长度和宽度等；检查系杆是否开裂，系杆和横梁连接部位有无松动和开裂等现象；检查中横梁间湿接混凝土桥面板有无开裂、渗水和破损等现象；在过往车辆作用下，主桥结构是否有振动异常。4.1.3支座支座在桥梁中起着重要作用，主要是将上部恒活载传至下部墩台和基础，因此其工作状态的好坏直接影响结构的正常受力，主要检查内容为：橡胶支座有无老化、开裂和明显剪切变形；支座和垫石接触是否密贴，有无错位和脱空现象；活动支座是否灵活，实际变形是否正常；支撑垫石是否开裂和破损；位置是否准确，受力是否均匀。4.1.4下部结构和基础A．墩台桥梁墩台的功能在于提供桥梁起点及终点两端点的支撑，稳定两端桥台背后的路基，并支撑上部结构荷载。其主要构件的检查为：锥坡、护坡主要观察是否有冲刷、滑坍、沉陷等现象，造成坡顶高度显著下降；翼（耳）墙主要观察其是否有开裂、倾斜、滑移、沉陷降低或丧失挡土能力的情况。墩台有无滑动、倾斜、下沉或冻拔。台背填土有无沉降或挤压隆起。混凝土墩台及帽梁有无冻胀、风化、开裂、剥落、露筋等。墩台顶面是否清洁，伸缩缝处是否漏水。B.基础主要检查基础的暴露部分有无缺损、开裂、砂浆面层剥落及露筋锈蚀等病害，有无滑动、倾斜或下沉，基础下是否发生不许可的冲刷或淘空现象。桩基础是否受过船只撞击，损伤程度如何；桩顶段在水位涨落、干湿交替变化处有无冲刷磨损、劲缩、露筋，有无环状冻裂，是否受到污水、咸水或生物的腐蚀。4.1.5裂缝检测1、裂缝检查对于混凝土桥梁而言，裂缝是最直接的病害表现形式，裂缝的出现不仅会有损于桥梁的美观，减小截面的受力面积，更重要的是它会失去对钢筋的保护作用（钢筋混凝土桥梁），加速钢筋的锈蚀。在现场检测过程中，裂缝检查是最重要的工作之一，需对桥梁的裂缝进行一次全面细致的检查，调查各受力部位的裂缝形状、位置、长度以及发展趋势等，并对主要裂缝绘制相应的裂缝图。在裂缝边约3～5mm处用粉笔或记号笔或毛笔勾画线，以示醒目和照相记录。并标出位置坐标，沿裂缝划三个小圈，第一个圈是裂缝宽度最宽处；第二个圈是主钢筋重心处裂缝宽度；第三个圈是裂缝未处裂缝宽度。对于典型裂缝，予以注明裂缝宽度和检查时间，以分数形式表示，其中分子表示裂缝宽度，以mm计；分母表示检查时间（以年月日形式）在裂缝部位用小锤敲击，若声响轻脆，则内部未起壳，估计内部没有胀裂现象产生。若声响沉闷和明显起壳声，则内部有胀裂现象产生。图4.1-1裂缝标注示意图2、定点观测根据现场调查情况和裂缝的性状不同，在各关键受力部位选择典型裂缝进行标识，主要方法如下：对于裂缝的宽度的测量主要采用裂缝观测仪进行观测；裂缝的长度变化采用在裂缝端头做标记，配合钢卷尺测量坐标的方法进行；对于宽度较大的且位于关键部位的裂缝如有必要将采用取芯的方法对其进行深度测试。裂缝的长度走向及扩展情况，主要通过划分网格坐标，辅钢卷尺量测裂缝的起止点、转折点坐标，并做详细记录。图4.1-2裂缝宽度观测仪3、加载测试在试验前首先详细检测裂缝情况，包括其长度、宽度、位置、方向等性状。在正式加载试验时选择典型裂缝进行观测，以分析其试验荷载作用下的变化情况。4.1.6主筋保护层厚度检测钢筋保护层厚度现场采用非破损检测方法确定钢筋位置，辅以现场修正确定保护层厚度，量测值准确至毫米。测试仪器见图4.1-3所示。图4.1-3NJJ85A手持混凝土雷达4.1.7主体结构混凝土强度混凝土强度采用回弹法进行检测，必要时须取芯进行修正，检测方法如下：选取引桥3片T梁作为检测对象，每片10个测区，共30个测区；另外再选拱肋和系杆作为检测对象，每个10个测区，共40个测区。当遇到下列情况时，可采用钻芯取样法进行修正：A、当测得桥梁混凝土强度大于60MPa时；B、当测得桥梁混凝土强度平均碳化深度大于6mm时；C、当实测桥梁混凝土强度与原始记录混凝土强度相差过大时。4.1.8混凝土碳化深度根据结构混凝土强度检测位置，现场确定碳化深度测试位置。砼碳化深度检测是使用75％的酒精溶液与白色酚酞粉末配置成的浓度为1～2％的酚酞溶剂，将其喷在混凝土的新鲜破损面，根据指示剂颜色的变化，测量混凝土的碳化深度，量测精度准确至毫米。在进行砼碳化深度检测时，因为要将砼表面凿开露出新鲜破损面才能滴入化学试剂进行测试，因此凿孔时在保证检测精度的情况下应该尽量减少对桥梁外观的损坏。检测对象同强度度检测，每每个构件测3个测区，具具体方法如如下：每一测区布置33个测孔，三三个测孔应应呈“品”字排列，孔孔距应大于于3倍孔径，孔孔径约为220mm，钻钻孔深度一一般为200mm。采用75％的酒精与白色色酚酞末配配置成酚酞酞浓度为1～2％酚酞指指示剂。成孔后用皮老虎虎吹净粉末末，不得用用水洗。将酚酞指示剂喷喷到测孔壁壁上，待酚酚酞指示剂剂变色后，用用测深卡尺尺测量混凝凝土表面至至酚酞变色色交界处的的深度，准准确至1mmm。酚酞酞指示剂从从无色变为为紫色时混混凝土未碳碳化，酚酞酞指示剂未未改变颜色色处的混凝凝土已经碳碳化。将测测区、测孔孔统一编号号，并画出出示意图，标标上测量结结果。整理理列出最大大值、最小小值和平均均值。4.1.9桥桥面几何线线形检测桥梁几何线形主主要检测上上下游主梁梁控制点的的高程。桥桥面控制测测点高程的的测量，在在清晨温度度稳定时段段用精密水水准仪直接接进行测量量。4.2静载试试验4.2.1试试验荷载静载试验采用三三轴载重汽汽车（见图图4.2--1），就某某一检验项项目而言，所所需车辆荷荷载的数量量，根据设设计控制荷荷载产生的的最不利效效应值按下下式所定原原则等效换换算而得，即即试验荷载载作用下控控制截面的的内力和设设计荷载作作用下的内内力比值ηη（荷载效效率系数）满满足：0.8≤ηη≤1.005，以达到到荷载等效效的目的。式中：－静力试试验荷载效效率；－试验荷载作用用下检验项项目计算效效应值；－设计控制荷载载作用下检检验项目的的最不利计计算效应值值；－规范采用的冲冲击系数。图4.2-1加加载车辆车车型图（单单位：cm）4.2.2静静载试验计计算静载试验计算采采用梁单元元模型，计计算程序用用韩国MidaasCiivil专业有限限元软件进进行计算。设设计荷载采采用汽－20、挂－100级，按按2车道进行行计算，其其活载作用用下结构的的最大作用用效应，弯弯矩、轴力力和挠度包包络图见图图4.2--2～图4.22-10。图4.2-2主主桥系杆和和拱肋的弯弯矩包络图图图4.2-3主主桥系杆和和拱肋的轴轴力包络图图图4.2-4主主桥系杆和和拱肋截面面上缘组合合应力包络络图图4.2-5主主桥系杆和和拱肋截面面下缘组合合应力包络络图图4.2-6主主桥向下最最大挠度包包络图图4.2-7主主桥向上最最大挠度包包络图图4.2-8主主桥水平方方向最小变变位包络图图图4.2-9主主桥水平方方向最大变变位包络图图根据上述计算结结果，并结结合结构的的构造特点点，本次试试验主桥主要设设置1-1～10-10截面为内力力控制截面面，引桥选选择3跨，设置11-111～13-113截面为内内力控制截截面，具体体位置如图图4.2--10和图4.2--11所示示。图4.2-10主桥系杆和和拱肋测试试截面位置置示意图图4.2-11引桥20mT梁测试截截面位置示示意图4.2.3静静载试验加加载位置和和加载工况况加载位置与加载载工况的确确定主要依依据的原则则是：尽可可能用最少少的加载车车辆达到最最大的试验验荷载效率率，同时考考虑简化加加载工况，缩缩短试验时时间，并在在满足试验验荷载效率率的前提下下对加载工工况进行适适当合并，每每一加载工工况依据控控制检验项项目设置，同同时兼顾其其它检验项项目。经过计算分析，各各测试截面面的荷载效效率系数满满足0.800~1.005的要求，本本次桥梁静静载试验所所确定的加加载工况以以及各工况况对应加载载位置和相相应的检验验及观测项项目见表44.2-11和表4.2--2所示。表4.2-1主主桥各测试试截面对应应的加载工工况和观测测项目序号加载工况测试截面观测项目备注1工况11-11-1、7-77截面的应应力和2-2～4.2--4、7-7～9-9截面的挠挠度对称、偏载6-67-72工况22-22-2、7-77截面的应应力和2-2～4.2--4、7-7～9-9截面面的挠度对称、偏载7-73工况33-33-3、8-88截面的应应力和2-2～4.2--4、7-7～9-9截面面的挠度对称、偏载8-84工况44.2-44.2-4、99-9、10-110截面的应应力和2-2～4.2--4、7-7～9-9截面面的挠度对称9-95工况55-55-5、9-99、10-110截面的应应力和2-2～4.2--4、7-7～9-9截面面的挠度对称9-910-10表4.2-2引引桥各测试试截面对应应的加载工工况和观测测项目序号工况测试截面观测项目备注1工况611-11应变、挠度对称、偏载2工况712-12应变、挠度对称、偏载3工况813-13应变、挠度对称、偏载根据桥梁结构形形式、跨度度和行车道道数，计算算各个加载载截面的内内力影响线线，并据此此进行荷载载布置。各各加载工况况荷载效率率系数见表表4.2--3和表4.2--4，可以以看出，主主桥和引桥桥各截面试试验荷载布布置均满足足试验方法法规定的荷荷载效率系系数0.8～1.05范围内的的要求。表4.2-3荷荷载试验效效率系数汇汇总表加载工况测试截面设计荷载作用弯弯矩(kNN.m)试验荷载作用弯弯矩(kN.mm)荷载效率系数Gk11-1-297.2-238.00.80Gk22-2901.6841.20.93Gk33-3565.0521.50.92Gk44-4901.6841.20.93Gk55-5-297.2-238.00.80Gk16-6-368.7-300.70.82Gk27-71045.11081.81.04Gk1-871.4-907.11.04Gk38-8578.9504.20.87Gk49-91045.11081.81.04Gk5-871.4-907.11.04Gk510-10-368.7-300.70.82表4.2-4荷荷载试验效效率系数汇汇总表加载工况测试截面设计荷载作用弯弯矩(kNN.m)试验荷载作用弯弯矩(kN.mm)荷载效率系数Gk611-111539.01305.00.85Gk712-121539.01305.00.85Gk813-131539.01305.00.85(1)荷载横向向布置横向分别采用对对称加载和和偏载方式式，具体的的车辆横向向排列如图图4.2--12和图4.22-13所示。图4.2-12横向对称称加载图图4.2--13横向偏载载图(2)各测试截截面影响线线和荷载纵纵向布置图图式①工况1：系杆1-1截面和拱拱肋6-6、7-7截面的最最大负弯矩矩的加载试试验。测试项目：加卸卸载前后1-1、6-6、7-7截面的应应力和2-2～4-4、7-7～9-9截面的挠挠度。内力影响线：图4.2-14系杆1-1截面弯矩矩影响线图4.2-15拱肋6-6截面弯矩矩影响线图4.2-16拱肋7-7截面弯矩矩影响线加载图式：图4.2-17工况1车辆纵向向布置图②工况2：系杆2-2截面和拱拱肋7-7截面的最最大正弯矩矩加载试验验。测试项目：加卸卸载前后2-2、7-7截面的应应力和2-2～4-4、7-7～9-9截面的挠挠度。图4.2-18系杆2-2截面弯矩矩影响线图4.2-19拱肋7-7截面弯矩矩影响线图4.2-20工况2车辆纵向向布置图③工况3：系杆3-3截面、拱拱肋8-8截面的最最大正弯矩矩加载试验验。测试项目：加卸卸载前后3-3、8-8截面的应应力和2-2～4-4、7-7～9-9截面的挠挠度。图4.2-21系杆3-3截面弯矩矩影响线图4.2-22拱肋8-8截面弯矩矩影响线图4.2-23工况3车辆纵向向布置图④工况4：系杆4-4截面面和拱肋9-9截面的最最大正弯矩矩加载试验验。测试项目：加卸卸载前后44-4、9-9截面的应应力和2-2～4-4、7-7～9-9截面的挠挠度。图4.2-24系杆4.22-4截面弯矩矩影响线图4.2-25拱肋9-9截面弯矩矩影响线图4.2-26工况4车辆纵向向布置图⑤工况5：系杆5-5截面和拱拱肋9-9、10-110截面的的最大负弯弯矩加载试试验。测试项目：加卸卸载前后5-5、9-9、10-110截面的的应力和2-2～4-4、7-7～9-9截面的挠挠度。图4.2-27系杆5-5截面弯矩矩影响线图4.2-28拱肋9-9截面弯矩矩影响线图4.2-29工况5车辆纵向向布置图⑥工况6：引桥20mT梁111-11、12-112和13-113截面的最最大正弯矩矩加载试验验。测试项目：加卸卸载前后11-111、12-112和13-113截面的应应力和挠度度。图4.2-30工况6、7和8车辆纵向向布置图4.2.4测测点布置(1)应变测测点布置应变采用振弦式式应变计进进行测试，各各控制截面面应变测点点主要布置置在截面应应力最大的的上下缘，其其布置见图图4.2--31～图4.2--33所示。图4.2-31系杆1-1～5-5截面应力力测点布置置图图4.2--32拱肋6-6～10-110截面应力力测点布置置图图4-33引桥桥11-111～13-113截面应力力测点布置置图(2)变形测测点荷载作用下结构构控制截面面位置的挠挠度衡量其其刚度和整整体性能的的重要指标标，本次试试验拟主要要对系杆和和拱肋2-2～4-4、7-7～9-9截面的竖竖向挠度以以及引桥试试验跨T梁的挠度度进行测试试，具体测测点布置见见图4.22-34和图4.2--35所示示。为保证证实测数据据的精度和和准确性，其其系杆的挠挠度采用精精密位移计计进行测量量，拱肋挠挠度变形采采用全站仪仪进行测量量，引桥T梁的挠度度采用位移移计进行测测量。图4.2-34拱肋和系系杆变形测测点横截面面布置图图4.2-35引桥T梁挠度测测点布置图图4.2.5静静载试验稳稳定时间与与控制条件件(1)加载稳稳定时间每个工况荷载在在桥上稳定定时间：10miin～15miin；所有测试项目完完成后，且且实测数据据无异常时时，再进入入下一个工工况。(2)终止加加载控制条条件控制测点应力值值已达到或或超过规范范规定的控控制应力值值时；控制测点挠度超超过规范允允许值时；；发生其它影响桥桥梁安全、耐耐久及正常常使用性能能的现象时时。4.3动力试试验4.3.1行行车试验试验时一辆载重重为30吨的三轴轴自卸车以以车速为110kmm/h、20km//h、30km//h和40km//h匀速通通过桥跨结结构，由于于在行驶过过程中对桥桥面产生冲冲击作用，从从而使桥梁梁结构产生生振动。通通过动态测测试系统测测定测试截截面处的动动挠度时间间历程曲线线，以测得得在行车条条件下的振振幅响应、动动挠度及冲冲击系数。4.3.2刹刹车试验试验时，一辆载载重为30吨的三轴轴自卸车分分别以10km//h和30km//h的速度度匀速行驶驶至测试断断面时实施施紧急刹车车，使其产产生较大的的制动力并并对桥梁形形成一定的的冲击作用用，测定跨跨中测点的的振幅响应应、动挠度度及冲击系系数。4.3.3跳跳车试验在桥梁跨中截面面处桥面设设置高度为为4cm的障障碍物，模模拟桥面铺铺装的局部部不平整或或损伤状态态。试验时时，一辆载载重为30吨的三轴轴自卸车分分别以10km//h和30km//h的速度度匀速通过过桥跨结构构，在跨越越障碍时对对桥梁形成成冲击作用用，激起桥桥梁较大的的竖向振动动。测定此此时桥梁在在桥面不良良状态时运运行车辆荷荷载作用下下的动态响响应。4.3.4脉脉动试验在桥面无任何交交通荷载以以及桥址附附近无规则则振源的情情况下，通通过高灵敏敏度动力测测试系统测测定桥址处处风荷载、地地脉动、水水流等随机机荷载激振振而引起桥桥跨结构的的微幅振动动响应，测测得结构的的自振频率率、振型和和阻尼比等等动力学特特征。动载试验测点布布设见图44.2-336～图4.2--39。图4.2-36主桥脉动试试验传感器器桥面测点点布置示意意图图4.2-37主桥动载试试验传感器器桥面布置置示意图图4.2-38引桥动载载试验动挠挠度测点布布置示意图图图4.2-39引桥自振振特性测试试传感器布布置示意图图5各加载工况工作作流程各加载工况工作作流程如下下：桥梁预压，2列列车队以55km/hh的车速缓缓慢通过，同同时各测试试小组观测测仪器工作作是否正常常；空载，根据总指指挥的指令令，各测试试小组读取取桥梁在空空载下的初初始读数，加加载车辆待待命；各测量组读取完完初始数据据后，向总总指挥汇报报，然后总总指挥向车车辆调度组组下指令，加加载车辆逐逐批进场（逐逐级加载），相相继进入指指定位置；；加载车辆全部到到位后，向向总指挥报报告。总指指挥下达指指令，各个个测量小组组开始测量量；各个测量小组完完成本工况况各自的测测量任务后后，向总指指挥报告；；根据各个测量小小组汇报的的测量结果果，总指挥挥判断试验验是否正常常。如果测测量结果有有异样，则则命令相应应的小组重重新测量。如如果一切正正常，则命命令加载车车辆撤离，本本工况结束束；进入下一加载工工况，直至至试验结束束。6人员安排本次荷载试验观观测项目多多，试验人人员和设备备众多。为为保证试验验有条不紊紊地进行，特特成立以下下8个职能小小组。具体体见表6-1所示。表6-1荷载试试验人员分分组表序号工作组人数工作内容负责人备注1领导小组1桥梁荷载试验的的指挥和协协调工作1人2测点布设组4布设测点传感器器1人1组×4人3应力测试组2应力数据采集和和处理1人1组×2人4几何测量组3挠度测量1人1组×3人5车辆调度组1所有加载车辆的的编号、就就位及卸载载的指挥和和协调1人6计算组2控制计算1人7后勤保障组1荷载试验期间的的后勤工作作1人驾驶员1人8动测组3动载测试部分1人1组×3人7检测计划安排检测计划安排见见图7-1所示。收集资料，制定试验方案、实施细则收集资料，制定试验方案、实施细则组织人员、设备方案、细则评审现场准备工作静载试验动载试验拆除设备向业主提交初步报告，整理资料，撰写报告提交最终报告图7-1检测计计划流程图图8注意事项参与试验的全体体人员要有有高度责任任感，在试试验中认真真负责，保保证试验的的顺利实施施，保证试试验数据的的准确性；；试验的各项工作作均要听从从总指挥的的指令，以以保证试验验各个步骤骤的协调、有有序、统一一；车辆调度组向加加载司机申申明：严禁禁在桥上掉掉头，严禁禁刮擦两侧侧护栏，并并且所有车车辆油箱全全部用彩条条布包好，防防止出现泄泄漏油污染染桥面；在试验中要注意意安全，不不得擅自行行事；全体人员要注意意保护桥梁梁结构及附附属设施，不不得随意破破坏、挪位位；试验结束后，认认真清理试试验现场，打打扫垃圾。9配合、协调工作作的要求等等其它事项项由于桥梁荷载试试验需要临临时封闭桥桥面交通一一天（大概概从早9：00～下午4：00），因此此需公路处处协调路政政、交警在在试验当天天进行交通通管制，封封闭该路段段通行。10检测手段段、检测资资料及分析析报告的形形成10.1桥梁梁初始状况况的检测方方法和资料料的整理桥梁初始状况的的检测主要要以目视为为主，借助助挂篮和路路灯车接近近桥梁各个个部位进行行细致检查查，观测结结构有无缺缺陷和病害害，并采用用精密水准准仪测试桥桥面线形。桥梁全面外观资资料的整理理主要描述述结构的缺缺陷部位、缺缺损范围和和程度，重重点描述裂裂缝的位置置、长度、宽宽度和走向向，对典型型裂缝应进进行加载测测试，主要要分析其在在试验荷载载作用下有有无发展，是是否处于稳稳定状态。线形测试数据的的整理主要要通过计算算桥面各测测点的高程程，绘制成成桥面曲线线，并同设设计线形进进行比较，确确定梁体线线形是否平平顺，和设设计线形是是否一致，以以检验桥梁梁施工质量量。10.2静载载检测手段段、检测数数据的分析析10.2.1静载检测测手段本项目试验拟采采用等效车车列进行加加载，即采采用30吨的3轴自卸式式卡车，其其加载重量量根据计算算确定，试试验前对投投入的所有有加载车辆辆进行秤重重。应力测试全部采采用稳定较较好、精度度较高的振振弦式应变变计，并配配合振弦式式读数仪进进行电脑自自动采集。为保证测试数据据的准确性性和可靠性性，变形采采用全站仪仪和水准仪仪进行测量量，并采用用位移计进进行校核。10.2.2静载试验验加载试验验资料的整整理分析试验数据的修正正测值修正。根据据各类仪表表的标定结结果进行测测试数据的的修正，如如电测仪表表的率定系系数、灵敏敏系数、应应变计导线线电阻影响响等等。当当这些因素素对测值的的影响小于于1％时可不不予修正。温度影响修正。由由于温度对对测试的影影响比较复复杂，通常常采用缩短短加载时间间，选择温温度稳定性性较好的时时间进行试试验等方法法，尽量减减小温度对对测试精度度的影响。支点沉降影响的的修正。当当支点沉降降量较大时时，应修正正其对挠度度值的影响响，修正量量C按下式进进行计算：：式中：C——测测点的支点点沉降影响响修正量；；ll——A支点到B支点的距距离；xx——挠度测点点到A支点的距距离；aa——A支点沉降降量；bb——B支点沉降降量。各测点变位（挠挠度、位移移、沉降）与与应变的计计算根据量测数据作作下列计算算：总变位（或总应应变）St＝Sl－Si弹性变位（或弹弹性应变）Se＝Sl－Su残余变位（或残残余应变）Sp＝St－Se＝Su－Si式中：Si———加载前测测值；Sl——加载达到稳定时时测值；Sp——卸载后达到稳定定时测值。实测应力计算截面应力σ由实实测的应变变按下式求求得：式中：——实测测应变（）；；EE——材料弹性性模量（MPa）；εε——；kk——表面应变变计的最小小读数（c/F）；FF——表面计的的实时测量量值（F）；FF0——表面计的的基准值（F）；bb——表面计的的温度修正正系数（10-6/℃）；α——被测结构构物的线膨膨胀系数，（10-6/℃）；TT——温度的实实时测量值值（℃）；T0——温度的基准值（℃）。横向增大系数用实测的变位（或或应变）最最大值与横横向各测点点实测变位位（或应变变）平均值值，按下式式进行计算算：主要测点的校验验系数及相相对残余变变形的计算算对加载试验的主主要测点（即即控制测点点或加载试试验效率最最大部位测测点）按下下式计算校校验系数式中：——试验验荷载作用用下量测的的弹性变位位（或应变变）值；——试验荷载作用下下理论计算算变位（或或应变）值值。与的比较，可用实实测的横截截面平均值值与计算值值比较，也也可考虑荷荷载横向不不均匀分布布而选用实实测最大值值与考虑横横向增大系系数的计算算值进行比比较。横向向增大系数数最好采用用实测值，若若无实测值值也可采用用理论计算算值。相对残余变位（或或应变）按按下式计算算：式中：——相对对残余变位位（或应变变）试验曲线的整理理列出各加载工况况下主要测测点实测变变位（或应应变）与相相应理论计计算值的对对照表，并并绘制出其其关系曲线线；绘制各加载工况况下控制截截面应变（或或挠度）分分布图，截截面应变沿沿高度的分分布图等等等。10.2.3静载试验验成果分析析与评定静载试验结束后后，要从试试验资料的的整理和分分析中，提提取充分而而又必要的的资料，对对结构整体体的承载能能力、变形形能力以及及抗裂性等等作出判断断，进而说说明结构安安全可靠和和满足使用用要求的程程度。静载试验效率根据静载试验实实际加载载载位与加载载量，求得得静载试验验效率系数数，应满足《大大跨径混凝凝土桥梁的的试验方法法》规定：：。结构工作状况评评定分析结构校验系数是是评定结构构工作状况况，确定桥桥梁承载能能力的一个个重要指标标。一般要要求校验系系数值不大大于1。不同结结构形式的的桥梁其校校验系数值值一般不同同，其常值值范围见表表10-1所示：表10-1桥梁梁校验系数数常值表桥梁类型应变（或应力）校校验系数挠度校验系数钢筋混凝土板桥桥钢筋混凝土梁桥桥预应力混凝土桥桥圬工拱桥0.30~0..700.40~0..800.50~0..900.60~1..000.40~0..800.50~0..900.60~1..000.70~1..00挠度校验系数应力校验系数当时，说明理论与与实际相符符；当时，说明结构强强度足够，承承载力有余余，有安全全储备；当时，说明结构设设计强度不不足，不够够安全。实测的结构或构构件主要控控制截面应应变沿高度度分布图符符合平截面面假定，实实测的控制制点变位或或应变与荷荷载的关系系曲线接近近于直线，说说明桥梁结结构或构件件处于良好好的弹性工工作状态在桥梁静载试验验中，可以以测出在结结构设计荷荷载时结构构控制截面面的最大实实测挠度，然然后将实测测挠度和规规范规定的的允许挠度度进行比较较。主要控制测点的的相对残余余变位（或或应变）Sp/St越小，说说明结构越越接近弹性性工作状况况，一般要要求Sp/St值不大于20％。当Sp/St大于20％时，应应查明原因因，如确系系桥梁强度度不足，应应酌情降低低桥梁的承承载能力。主要控制截面在在控制荷载载作用下的的横向增大大系数η或荷载横横向分布系系数m，反映了了桥梁结构构荷载横向向不均匀分分布的程度度及结构横横向联结的的工作状况况。η值或m值越大，说说明荷载横横向分布越越不均匀，结结构横向联联结越薄弱弱，结构受受力越不利利。10.3动载载检测手段段、检测数数据的分析析10.3.1动载测试试手段动载试验采用国国内先进的的DH38817数据据采集设备备和低频性性能较好、测测试精度较较高的941--B速度型传传感器组成成的测试系系统进行测测试。10.3.2动载试验验资料的整整理与分析析(1)冲击系系数活载冲击系数，根根据测点动动挠度或动动应变时间间历程曲线线进行整理理分析求得得，按下式式计算：式中：——在动动力荷载作作用下测点点的最大挠挠度（或应应变）值；；———在相应静静载作用下下测点的最最大挠度（或或应变）值值；——检测部位的最大大波峰值；；——同同一检测部部位与峰相相应的波谷谷值。(2))根据不同同车速的活活载冲击系系数或动力力增大系数数，绘制活活载冲击系系数或动力力增大系数数与车速的的关系曲线线，并求出出活载冲击击系数的最最大值。(3)频率和和振型的分分析自振频率由振动动信号的经经过FFT变化后分分析得到，可可根据桥梁梁跳车激振振试验测记记的测点余余振响应信信号分析得得到，也可可根据脉动动试验测记记的测点随随机振动响响应信号分分析得到，还还可根据行行车试验测测记的测点点动挠度或或动应变余余振曲线分分析得到，为为保证分析析的正确性性和可靠性性，在本项项目自振频频率分析中中将对上述述各试验数数据都进行行分析，进进行比较分分析后综合合确定。振型通过对各个个测点信号号进行互谱谱分析、传传递函数分分析，并建建立桥梁结结构的几何何模型，求求出结构的的振型。(4)阻尼比比的分析振动分析中用阻阻尼比代表表阻尼的大大小，试验验中采用频频谱图中的的半功率谱谱带宽来计计算阻尼比比Dn：(其中：表示示第n阶频率，表表示第n阶半功率率带宽频率率)。10.3.3动载试验验成果分析析与评定实测自振频率一一般应大于于理论计算算频率，以以检验结构构的总体刚刚度是否满满足设计要要求；实测活载冲击系系数一般应应要求小于于设计采用用的冲击系系数；行车试验实测的的桥跨结构构最大变位位控制测点点的垂直振振幅标准值值Act（等于于局部离差差平方的二二次根）宜宜小于表10-2所列限值值。表10-2桥跨跨结构振幅幅标准值限限值表序号桥型及跨度允许振幅标准值值（mm）1跨度20m以下下的钢筋混混凝土梁桥桥0.32跨度为20～445m的预应力力混凝土梁梁桥1.03跨度为60～770m的连续梁梁桥和T型刚构3.0～5.004跨度为30～1125m的钢梁桥桥和组合梁梁桥2.0～3.0010.4仪器器设备及测测试系统本桥静动载试验验使用的仪仪器设备清清单列于表表10-3。表10-3拟配配备本项目目静动载试试验的主要要仪器设备备一览表序号仪器设备名称测试精度产地特点1动静态应变测试试分析系统统频率精度1/1100000幅值精度1/1000靖江能实现数据采集集、记录、处处理、显示示、分析等等一体化处处理2拓普康GTS--721全全站仪1’日本显示三维坐标，测测试精度高高3VW-201型型集线箱中国21点，能实现多点点快速读数数4精密水准仪0.01mm国产带螺旋测微器，测测试精度高高5MidasCCivill计算软件件韩国桥梁结构计算分分析软件6VW-102AA振弦式读读数仪1µε美国读数精度高，稳稳定性好7振弦式应变计1µε南京抗干扰能力强，能能温度修正正。8数码相机日本Sony9笔记本电脑美国IBM11最终报告告格式及内内容在全部试验资料料整理与分分析的基础础上，编制制桥梁结构构静动载试试验报告，采采用每座桥桥出具一份份报告形式式，并所有有文件提供供电子版（刻刻录成光盘盘），其中中文字采用用Word形式，表表格采用Execcl形式，图图形采用AutooCAD，数码照照片采用*.jppg格式，报报告的主要要内容包括括：试验概况主要内容是简要要介绍试验验桥梁的结结构型式、构构造特点、并并附上结构构必要的简简图或照片片。试验目的根据试验对象的的特点，针针对性的说说明结构静静动载试验验所要达到到的目的和和要求。试验方案设计这一部分说明根根据试验目目的确定的的测试目的的和测试方方法，仪器器配备、测测点设置情情况并附以以简图，同同时要说明明试验荷载载的情况，如如试验荷载载的形成（是是标准车列列还是模拟拟的等代汽汽车荷载）以以及加载的的程序。试验日期及试验验过程说明具体组织桥桥梁静动载载试验的起起迄日期，试试验准备阶阶段的情况况，整个试试验阶段特特殊的问题题及其解决决办法。各项试验达到的的精度对试验中使用的的各种仪器器、仪表的的类型、精精度（最小小读数），列列表说明。试验成果与分析析依据桥梁结构试试验项目，将将试验中所所得的实测测的控制数数据，以列列表或曲线线的形式表表达出来，并并将理论计计算值、实实测值以及及有关的参参考限值进进行对比，说说明理论与与实际两者者的符合程程度，从中中得出试验验结构所具具有的实际际承载能力力、抗裂性性以及使用用的安全度度，以及从从试验中所所发现的一一些新问题题。从现场场检查、检检测的综合合情况，对对结构的承承载力和受受力性能进进行评定。技术结论根据综合分析的的结果，得得出最后的的技术结论论，对试验验结构作出出科学的评评价，同时时根据存在在的问题，提提出相应处处理方面的的建议。有关图片、照片片目录HYPERLINK\l"_Toc230597043"1工程概况1HYPERLINK\l"_Toc230597044"1.1结构概概况1HYPERLINK\l"_Toc230597045"1.2技术标标准2HYPERLINK\l"_Toc230597046"2试验目的2HYPERLINK\l"_Toc230597047"3检测采用的的规范及技技术标准3HYPERLINK\l"_Toc230597048"4检测内容及及方法3HYPERLINK\l"_Toc230597049"4.1桥梁现现状调查与与常规质量量检测3HYPERLINK\l"_Toc230597050"4.1.1桥桥面系检查查内容4HYPERLINK\l"_Toc230597051"4.1.2上部部结构检查查内容5HYPERLINK\l"_Toc230597052"4.1.3支支座5HYPERLINK\l"_Toc230597053"4.1.4下下部结构和和基础6HYPERLINK\l"_Toc230597054"4.1.5裂裂缝检测6HYPERLINK\l"_Toc230597055"4.1.6主主筋保护层层厚度检测测8HYPERLINK\l"_Toc230597056"4.1.7主主体结构混混凝土强度度8HYPERLINK\l"_Toc230597057"4.1.8混混凝土碳化化深度9HYPERLINK\l"_Toc230597058"4.1.9桥桥面几何线线形检测9HYPERLINK\l"_Toc230597059"4.2静载试试验10HYPERLINK\l"_Toc230597060"4.2.1试试验荷载10HYPERLINK\l"_Toc230597061"4.2.2静静载试验计计算10HYPERLINK\l"_Toc230597062"4.2.3静静载试验加加载位置和和加载工况况