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大桥荷载试验方案

大桥荷载试验方案目录一、概述 (2)二、试验目的 (2)三、试验依据 (2)四、试验内容 (3)4.1静载试验内容与测点布置 (3)4.2动载试验内容与测点布置 (4)五、静载试验方法 (4)5.1静载试验方法 (5)5.2动载试验方法 (10)六、试验结果分析方法 (12)6.1静载试验 (12)6.2动载试验 (16)七、试验设备 (18)八、试验现场准备以及组织与分工协作 (19)8.1试验现场准备 (19)8.2现场组织与分工协作 (20)九、安全保障措施、质量保证措施、进度保证措施 (21)9.1安全保障措施 (21)9.2质量保证措施 (21)9.3进度保证措施 (22)xx大桥荷载试验方案一、概述xx大桥,为一座预应力混凝土连续梁桥,共有6联,桥梁全长538m,桥型布置为(3×25m)+(25m+27.5m+22.5m)+(40m+2×65m+40m)+ 25+2×(3×25m)。

上部结构出第四联为现浇简支梁外,其余均为现浇连续梁。

其中(40m+2×65m+40m)一联为变高度连续梁,其余均为等高度连续箱梁。

下部结构河中桥墩采用花瓶式独柱墩,岸上桥墩采用双柱式,基础均为钻孔桩基础,桩基础采用摩擦桩。

第1~4联桥面总宽度为25m:15m(机动车道)+2×3.0m(非机动车道)+2×2.0m(人行道)。

第5~6联桥面总宽度为22m:15m(机动车道)+2×3.5m(非机动车道)。

二、试验目的1、检验设计与施工质量,确定工程的可靠性,为竣工验收提供技术依据;2、验证设计理论、计算方法及设计所采用的各种假设的正确性与合理性,为改进桥梁结构及其设计方法积累科学依据;3、直接了解桥跨结构的实际工作状态,判断实际承载能力,评价桥跨结构在设计使用荷载下的工作性能,检验其是否符合设计标准或满足使用要求;4、通过静载试验,建立桥梁“指纹”档案,为以后该桥在运营阶段,特别是老化阶段的检测与评定提供基准数据。

三、试验依据主要依据为:1、《城市桥梁养护技术规范》(CJJ 99-2003);2、《城市桥梁设计准则》(CJJ 11-93);第 2 页共17 页3、《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ 77-98);4、交通部《大跨径混凝土桥梁的试验方法》(YC4-4/1982);5、交通部《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004);6、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004);7、交通部《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1-2004);8、交通部《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000);9、交通部《公路工程技术标准》(JTG B01-2003);10、《工程测量规范》(GB50026-2007);11、相关设计、施工资料;并参考其它同类桥梁的试验方法进行。

四、试验内容对该桥进行静动载试验,静载试验在主桥大同路侧40m跨和65m跨及大同路侧第二联25m和27.5m引桥上进行;动载试验在主桥大同路侧60m跨和引桥第二联27.5m跨进行。

主要内容包括:4.1静载试验内容与测点布置1、主桥静载试验1)主桥大同路侧边跨最大正弯矩截面(A-A)加载试验;2)主桥大同路侧墩墩顶附近梁体最大负弯矩截面(B-B)加载试验;3)主桥大同路侧主跨最大正弯矩截面(C-C)加载试验。

具体的布置图见附图1。

2、引桥(25m+27.5m+22.5m)一联静载试验第 3 页共17 页1)引桥大同路侧25m边跨最大正弯矩截面(D-D)加载试验;2)引桥27.5m跨大同路侧墩墩顶附近梁体最大负弯矩截面(E-E)加载试验;3)引桥27.5M跨最大正弯矩截面(F-F)加载试验。

具体的布置图见附图3。

3、测点布置1)应力测点对于主桥,在试验截面A-A、C-C各布置应力测点20个,B-B布置应力测点19个,共计59个,各截面测点布置见附图1,2;对于引桥,在试验截面D-D~F-F各布置应力测点20个,共计60个,各截面测点布置见附图1、2。

2)挠度测点在试验跨的L/4、L/2、3L/4的上、下游处各布置1个挠度测点,在试验相邻跨L/2的上、下游处各布置1个挠度测点,一联共布置14个挠度测点,具体的测点布置见附图3。

4.2动载试验内容与测点布置1、动载试验测试内容1)测定桥跨结构的固有频率及阻尼比;2)无障碍行车试验,测试截面C-C、F-F在行车(5~60km/h)激振下的动应力及动力增大系数(冲击系数);3)有障碍行车试验,测试截面C-C、F-F在跳车(5~30km/h)激振下的动应力及动力增大系数(冲击系数)。

2、动载试验测点布置动应力测点:在试验跨跨中梁体下缘布置4个动应力测点。

具体动应力测点布置见附图2、3。

五、静载试验方法第 4 页共17 页第 5 页 共 17 页5.1静载试验方法5.1.1、静载试验荷载静力试验荷载采用载重汽车(重量待定)充当。

对每一检验项目,所需车辆荷载的数量,根据设计控制荷载产生的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得:50.1)1(08.0≤+=≤SS state μη, 式中: η为静力试验荷载效率;S state 为试验荷载作用下检验项目计算效应值;S 为设计控制荷载作用下检验项目的最不利计算效应值;μ为规范采用的冲击系数。

对于该桥而言,根据设计荷载计算各控制截面的弯矩,并依此进行试验荷载设计。

主桥各试验截面的计算弯矩、试验弯矩及相应的荷载系数见表5.1.1,引桥各试验截面的计算弯矩、试验弯矩及相应的荷载系数见表5..1.2。

荷载效率系数应满足试验方法规定的0.80~1.10的范围。

表5.1.1 主桥各试验截面计算弯矩试验弯矩及荷载效率系数 弯矩kN-m表5.1.2引桥各试验截面计算弯矩试验弯矩及荷载效率系数弯矩kN-m5.1.2、加载方式与分级加载为了获得结构试验荷载与变位关系的连续曲线和防止结构意外损伤,针对不同检验项目,静力试验荷载分别按1~3级加载,2级卸第 6 页共17 页零;加载方式为单次逐级递增到最大荷载,然后卸到零级荷载。

对同一主梁截面试验,先加偏载,而后满载,最后卸零,并对主跨跨中截面加载等主要工况进行重复加载。

同时根据结构对称性,选择主桥的半结构进行加载试验。

静力试验荷载的加载分级,主要依据试验加载车在检验项目(主要为内力)影响面内纵横向位置的不同以及加载车数量多少而分成设计控制荷载产生的该检验项目最不利效应值的50%、80%和100%。

5.1.3、静载加载位置与加载工况加载位置与加载工况确定主要依据的原则是:尽可能用最少的加载车辆达到最大的试验荷载效率,同时应考虑简化加载工况,缩短试验时间,在满足试验荷载效率的前提下对加载工况进行适当合并,每一加载工况依据某一检验项目为主,兼顾其它检验项目。

具体的试验荷载是根据各个控制截面的设计弯矩,通过等效的试验车辆荷载加载到相应位置来实现的,主桥和引桥静载加载各工况加载布置见附图5和6。

5.1.4、试验加载程序1、预加载工况A⇒预加载工况B⇒预加载工况C⇒回0;2、工况A-1⇒工况A-2⇒工况A-3⇒回0;3、重复工况A-3 ⇒回0;其他各工况基本同A工况。

5.1.5、静载试验数据测试方法1、应力测试,采用在试验截面粘贴混凝土应变片(阻值120Ω)测试混凝土应变/应力,并通过不同位置补偿点实现对环境温度等因素的补偿,应变采用数字应变仪自动采集存储。

2、变形测试,采用百分表测量测试跨4分点挠度测点的竖向变形。

3、温度测量,采用红外温度测试仪测量梁体表面的温度及环境温度。

5.1.6、静载试验数据处理及测试流程为实现对加载试验的实时控制,保证结构安全,在试验过程中及时地将实测控制数据及应力、挠度等换算处理,并与试验设计计第7 页共17 页算值进行比较,以判断试验荷载下的结构工件作性能。

按工况并以轮位图加载,测量各类数据、应力、挠度等。

采用首先用40%试验荷载预载,然后按级加载。

应力及挠度测试流程图分别见图5.1.1、图5.1.2。

图5.1.1 应力测试流程图5.1.2 挠度测试流程5.1.7、静载试验规划1、静力试验应选择在气温变化不大(ΔT<3℃)和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行。

试验过程中在量测荷载作用下结构响应的同时应对应地测量结构表面温度。

2、观测脚手架搭设及测点附属设施设置。

3、该桥脚手架的搭设主要为箱梁外表面脚手架搭建,脚手架需牢固可靠,方便布置安装观测仪表,同时要保证不影响仪表和测点的正常工作,且不干扰测点附属设施。

应有足够的强度、刚度和稳定性,以保证测试人员的安全和测试结果精确可靠。

4、正式加载试验前,分别在各个试验截面处进行预加载试验,预加载试验荷载持续时间以不小于15分钟为宜。

预加载的目的在于使结构进入正常工作状态以及检查试验测试系统装置和试验组织是否能处于正常工作状态。

5、加卸载的时间选择与控制。

为了减少温度变化对试验造成的影响,加载试验时间以晚21时至晨6时为宜。

尤其是采用重物直第8 页共17 页接加载,加卸载周期比较长,宜在夜间进行试验。

6、加卸载稳定时间取决于结构变位达到稳定所需的时间。

要求在前一荷载阶段内结构变位相对稳定后,方可进入下一荷载阶段。

同一级荷载内,结构最大变位测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15%,或小于量测仪器的最小分辨值时,则认为结构变位达到相对稳定。

但当进行主要控制截面最大内力加载程序时,加卸载稳定时间应不少于15分钟。

7、静力试验荷载持续时间,原则上主要取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间,只有结构变位达到相对稳定后,才能进入下一荷载阶段。

在进行各试验截面应力检验时,同一级荷载内,结构最大应变测点,在最后5分钟内的应变增量小于前一个5分钟应变增量的15%,或小于所用量测仪器的最小分辨值,即认为结构变位达到相对稳定。

各个试验跨的静力试验荷载持续时间以不小于30分钟为宜。

8、全部测点在正式加载试验前均应进行零级荷载的读数,对各控制截面应力检验时,对应变测点,以后每次加载后应立即读数一次,并在结构变位达到相对稳定后,进入下一级荷载前再读数一次,只有对结构应变较大的测点,宜每隔5分钟观测一次,以观测结构变位是否达到相对稳定,并在加载或卸载完成15分钟后开始量测。

9、若加载过程中,发生下列情况之一时应中途终止加载:1)控制测点应力值已达到或超过理论计算的控制应力值时;2)控制测点变位(或挠度)超过规范允许值时;3)由于加载,使结构裂缝的长度,缝宽急剧增加,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的影响时;4)加载时沿跨长方向的实测挠度曲线分布规律与计算值相差过大或实测挠度超过计算值过多时;5)发生其它损坏,影响桥梁承载能力或正常使用时。

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