荷载试验技术方案.doc

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1、静、动载试验实 施细 那么2021 年7月9日目 录第一章 工程概况31.1 工程概况31.2 主要技术标准3第二章 静、动载试验的目的和依据52.1试验目的52.2 试验的主要依据5第三章 试验内容和方法63.1 试验内容63.2 试验方法63.2.1 静载试验方法63.2.2 动载试验方法8第四章 试验要求94.1成桥恒载状态构造参数测定94.2静载试验要求94.3动载试验要求9第五章 静载试验方案115.1 概况115.2 加载控制截面的选取115.3 加载工况及相应的荷载效率系数125.3.1 加载工况125.3.2 加载效率系数及加载布置125.4 测点布置215.4.1位移测点布置

2、215.4.2主梁应变测点布置22第六章 动载试验方案236.1动载试验的动应变测试断面及测点布置236.2动载试验的内容236.2.1 跑车试验236.2.2 跳车试验246.2.3 刹车试验246.3 试验工况246.4 测量仪器25第七章 成桥检测程序及工作流程267.1 进场267.2 现场检测程序267.3 检测结果整理267.4 检测报告26第八章 成桥检测措施278.1 技术措施278.2 平安措施278.3 环保措施27第九章 拟投入的检测仪器设备28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+330+25m的预应力连续梁桥，全桥为双

3、幅构造，单幅桥宽为16m，截面采用单箱三室构造。立面平面、所示。图1.1 立面布置图 (单位：mm)图1.2 平面布置图 (单位：mm)1.2 主要技术标准1、公路等级：城-A级；2、桥梁设计荷载：城-A级，人群：按?城市桥梁设计标准?CJJ11-2021;3、桥梁宽度：单幅宽16m；4、航道等级：无；5、抗震设计标准：桥梁抗震设防烈度为。第二章 静、动载试验的目的和依据1检验桥梁构造的承载能力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，探索大桥构造受力的一般规律，为充实和开展桥梁设计计算

4、理论提供实践资料。3通过动载试验了解构造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构造的动力反响，以检验桥梁构造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，建立桥梁运营阶段安康监测的初始状态，为运营阶段构造状态的评定提供依据。2.2 试验的主要依据1上海市政工程设计研究总院：?设计图纸?2中华人民共和国交通部标准：?公路桥涵设计通用标准?JTG D60-20043中华人民共和国交通部标准：?公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计标准?JTG D62-20044中华人民共和国交通部标准：?公路工程质量检验评定标准?JTG F80/

5、1-20045中华人民共和国交通部标准：?公路圬工桥涵设计标准?JTG D61-20056中华人民共和国交通部标准：?公路工程技术标准?JTG B01-20037 中华人民共和国交通部标准：?公路桥梁承载能力评定规程?JTG J21-2021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，分别对进展静动载试验。静载试验内容包括：主梁线形和位移、支座位移、主梁控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构造动力响应等参量。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

6、、布置在桥面指定位置，对荷载作用下构造的位移、应变、裂缝等参量进展测试，依据试验结果对桥梁构造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构造的振动，然后测定构造的动力参数。行车试验和跳车激振试验测试车辆行驶、制动和跳车工况下构造的动力冲击系数和行车响应等参量，从而判断桥梁构造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控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，根据各控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，

7、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)试验前对每辆车进展配重，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，将根据各控制截面在设计标准活载城-A级作用下的最不利效应值按等效原那么换算而得。根据相关规定，静载试验荷载效率系数一般可取：式中：静力试验荷载作用下，某一加载试验工程对应的加载控制截面内力或变位的最大计算效应值；控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值；按标准取用的冲击系数值； 静力试验荷载的效率，应介于0

8、.951.05之间。四加载位置按照最不利位置加载的原那么，在确保试验荷载效率0.951.05的条件下，通过对该桥进展构造分析说明，本桥以主梁跨中截面最大正弯距、支点处最大剪力和主梁墩顶负弯矩最大为控制设计的主要指标，制定加载工况时以控制截面的相应最不利内力值作为控制标准，并考虑挠度的影响。本桥静载试验的加载位置是根据影响线进展加载。五加载制度本桥第三跨跨中最大弯矩控制截面分别进展中心加载和偏心加载两种加载工况，支座控制截面试验只进展中心加载工况。所有试验加载时均采用分级加载，加载过程中密切注意各控制点的应变和位移，如遇异常情况应立即终止加载。所有工况均采用一次卸载。六读数时间及测试时日照温度影

9、响的考虑读数时间取决于构造最大变位测点到达稳定标准所需要的时间，实际观测时，一般取5分钟。静载试验应注意选择一天内温度场比拟均匀、稳定的时候进展，尽可能避开日照温度场的影响。七终止加载的控制条件正常情况下施加荷载至额定值，当出现以下情形之一时立即终止加载并分析成因。1) 控制测点应力值到达或超过容许值时； 2) 控制测点挠度超过标准容许值时；3) 裂缝超过限值时。八应力测试采用电阻应变片作为传感元件，用静态应变仪采集各控制点的应变，再依据被测应变处材料的弹性模量确定相应的应力。九位移测试主梁挠度：采用全站仪和精细水准仪测量，各测点必须固定在相应的位置处，后视点置于墩顶处的桥面上并在岸边布置基准

10、点。十裂缝观测假设构造上出现裂缝，其宽度采用人工目测和数显裂缝观测仪联合观测，裂缝分布长度和位置采用卷尺量测。3.2.2 动载试验方法利用振动测试设备测量跑车、跳车和刹车等情形下的桥梁振动反响。第四章 试验要求成桥恒载状态下构造状态参数的测定采用检查已往施工监控记录、向其它有关施工方调查、现场检查三种方法相结合的方式进展。对主梁线形、主梁控制截面的应变等构造参数进展详细检查。1静载试验应将试验荷载效率系数控制在0.951.05，并选择适宜的加载车；2根据各检验工程影响线确定其最不利效应值的加载位置及加载数量；3加载荷载作用下分级加载应依据各检验工程最不利效应值的60%、80%、100%进展；4

11、根据各控制断面构造构造，确定应力及位移测点的布置；5通过等代计算确定静载使用车辆及时间，详细规划整个静载试验的加载过程； 6位移和应变与构造温度场变化密切相关，因此在荷载试验时，必须严密监测构造温度场的变化情况，测量构造温度场，以便对试验数据做温度影响修正。在施工控制中已积累了大量的温度影响资料，可为荷载试验提供指导；7对静载试验数据进展必要的实时处理分析，判断构造在各种加载工况下的反映，防止构造出现非正常的受力损伤或局部损坏，影响桥梁的承载能力和今后的正常使用；8对位移和应变的测试仪器，在测试前进展严格标定。1行车试验后简称跑车试验，在桥面无任何障碍的情况下，用一辆或并行的两辆重载汽车分桥轴

12、线对称和非对称布置和行驶，以20km/h、30km/h、40km/h和50km/h的速度往返通过桥跨构造，测定构造在运行车辆荷载作用时的动力反响；2刹车试验，一辆和并行两辆试验车以20km/h30 km/h速度行驶到跨中紧急刹车的应力动态增大效应系数和主梁的纵向漂移位移；3跳车激振试验后简称跳车试验，在桥跨构造桥面一定位置处桥面设置高度为10cm的障碍物，模拟桥面铺装层局部损伤状态，用一辆和两辆并行载重车分别以20km/h30 km/h速度跨越桥面的障碍物，以测定桥梁构造在桥面不良状态时运行车辆荷载作用下的动力反响；4根据各控制断面构造构造，确定动应变测点的布置；5根据构造各阶振型特点，确定加

13、速度传感器的布置方案。第五章 静载试验方案5.1 概况为5跨的预应力混凝土连续梁桥，跨径布置为25+330+25m，全桥为双幅构造，单幅桥宽为16m，构造布置如图5.1所示。截面采用单箱三室截面，箱梁采用C50混凝土。图5.1 桥型图 (mm)5.2 加载控制截面的选取IVI。图5.2 加载控制截面(mm)5.3 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展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对称加载。在支点截面附近布置66工况-2: 主梁第一跨中II-II断面弯矩最不利布载对称加载。在跨中截面附近布置6台车，相应的效率

14、系数为。 工况-3：主梁pm02)墩顶-断面弯矩最不利布载对称加载。工况-4: 主梁第二跨中IV-IV断面弯矩最不利布载对称加载。在跨中截面附近布置8台车，相应的效率系数为。工况-5：主梁pm03)墩顶V-V断面弯矩最不利布载对称加载。工况-6: 主梁第三跨中VI-VI断面弯矩最不利布载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。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

15、的计算值试验荷载效率备注支点截面最大剪力kN1697163096截面材料为砼3、加载车辆布置图表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1-11，2，32-14，5，61-24，5，62-21，2，3a、车辆纵向布置单位： cmb、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最大弯矩kN.m8770834095

16、%截面材料为砼控制截面应力上缘应力MPa1.451.3895%受压下缘应力MPa-95%受拉竖线位移mm-向下3、加载车辆布置图表5.4 工况2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1-11，2，32-14，5，61-24，5，62-21，2，3 a、车辆纵向布置单位： cm 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-断面弯矩最不利布载对称加载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5.5：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

17、最大弯矩kN.m-7050-7220102%截面材料为砼控制截面应力上缘应力MPa102%受拉下缘应力MPa102%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1-11，2，32-14,5,6,7,81-24,5,6,7,82-21，2，3图5.5 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

18、算值试验荷载效率备注主梁跨中最大弯矩kN.m9090893098%截面材料为砼控制截面应力上缘应力MPa1.5041.47098%受压下缘应力MPa-98%受拉竖线位移mm-向下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辆编号1-14，5，62-11,2,3,7,81-21,2,3,7,82-24，5，6a、车辆纵向布置单位： cm 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对称加载1、测试工程测试包括加载前、加载后、卸载后1主

19、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最大弯矩kN.m-7380-7460101%截面材料为砼控制截面应力上缘应力MPa101%受拉下缘应力MPa101%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表5.10 工况5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1-11，2，32-14,5,6,7,81-24,5,6,7,82-21，2，3图5.7 工况5加载车辆布置图 工况6：主梁第三跨中VI-VI断面弯矩最不利布载对称加载与偏心加载1、测

20、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最大弯矩kN.m9140899098%截面材料为砼控制截面应力上缘应力MPa1.48098%受压下缘应力MPa-98%受拉竖线位移mm-向下3、加载车辆布置图图5.8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5.12 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1-13，6，82-13，6，83-14，5，64-11,2,3,7,83-21,2,3,7,84-24，5，6a、车辆纵

21、向布置单位： cm 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、下游各布置一个挠度测点，全桥共布置42个挠度测点，如图5.9所示。加载过程中对挠度测点进展测读。图5.9 控制截面挠度测点布置(cm)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，在墩顶控制截面对称布置应变测点。如图所示。图5.10 主梁跨中应变测点布置图图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

22、。根据标准定义，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。用表示动态增量，那么应力动态增量可表示为：测试移动车辆荷载作用下桥梁构造各主要部位的动应力是本次试验的内容之一。桥梁构造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。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mm

23、6.2.1 跑车试验 一辆满载的试验车辆，分别以20、30、40、50 km/h的速度沿桥面中心线匀速行驶，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、30 km/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、30 km/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匀速通过桥跨构造，由于在行驶过

24、程中对桥面产生冲击作用，从而使桥梁构造产生振动。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辆加载车跳车试验20在桥梁测试截面处桥面设置高度为10cm的障碍物，模拟桥面铺装的局部不平整或损伤状态。试验时，让1辆加载车以2030km/h的速度匀速通过桥跨构造，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，使其产生较大的制动力并对桥梁形成一定的冲

25、击作用，以测得在刹车条件下的动应变。工况8306.4 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，进展桥梁外观检查、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，对检测原始数据进展整理，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展分析，出具相关的检测鉴定报告，并提出本桥的管养建议。方案14个工作日完成。第八章 成桥检测措施成桥检测措施包括技术措施、平安

26、措施和环保措施，具体如下：8.1 技术措施1) 在检测开场前，形成检测的具体方案和实施细那么；2) 全桥外观检查：在上部构造外观检查方面，首先对全桥质量缺陷进展检测，对观测到的病害、裂缝及缺陷进展记录。对桥面系构造桥面铺装、伸缩缝、栏杆、排水设施等完好情况及性能进展检查。此外，安排人员检查方便到达的关键部位进展外观检测。在下部构造外观检查方面，安排检测人员对桥墩的质量缺陷与病害进展检测，记录缺陷与病害的情况及位置。3静载试验首先安排检测人员进展静载试验的准备工作，包括粘贴应变片、定位各位移测点、加载车停放位置和绑扎标尺等。桥梁外观检查完毕并安装好测试原件、完成测点布置之后，准备进展静载试验。4

27、动应变测试首先进展动力试验的准备工作，包括布置振动测点、动应变测点等。准备工作完成后依次进展脉动试验，静应变测试，动应变测试及跑车、跳车、刹车等相关试验。最后整理试验数据，编写动力试验报告。8.2 平安措施1桥上使用的电源做好绝缘措施；2做好仪表、桌、椅下雨时的防护措施；3封闭现场交通；4做好现场平安保卫工作。8.3 环保措施1荷载试验时防止制造较大的噪音；2现场使用完毕的一次性器材不得随处丢弃，垃圾送至指定位置丢弃。第九章 拟投入的检测仪器设备拟投入的检测仪器设备表见表9.1。表9.1 拟投入的检测仪器设备序号设备名称规格型号数 量备 注1静态应变仪DH381522动静态应变采集系统DH592213精细水准仪Leica 2带测微器4精细水准尺35电阻应变片406电导线500m32芯以上7屏蔽线30m8皮尺30m19喷漆5黄色10笔记本电脑111照相机112钢卷尺5m213AB胶2014501胶2015万用表116砂纸20张较粗糙的17楔形块1跳车用