桥梁静动载试验检测方案

预制梁板静载及成桥静、动载试验检测方案桥梁静、动载试验检测方案2预制梁板静载试验方案一、试验目的和内容预制梁板静载试验是对结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。结构在试验荷载作用下，通过测试控制截面的静应变、静挠度，并与理论计算结果对比，从而判断结构的工作状态和受力性能。试验的目的主要是通过对预制梁板在设计使用荷载下的受力性能进行测试，了解单梁的实际受力性能，从而积累科学技术资料，为设计提供试验资料。二、试验技术标准和依据1、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（经1982年10月在柏林举行的专题第五次专家会议通过），交通部公路科学研究所、交通部公路局技术处、交通部公路规划设计院，1982年10月，北京（以下简称《试验方法》）；2、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；3、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；5、《公路桥梁承载能力检测评定规程（征求意见稿）》交通部公路科学研究所；6、《公路工程技术标准》JTGB01-2004；7、《桥梁工程检测手册》人民交通出版社;8、《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98;9、相关的图纸及文件。三、测试项目和测点布置1、测试跨中砼应变：测试跨中应变能较好地反映设计和施工质量情况，预应力梁以砼应变为主，在梁跨中和一侧四分点梁底、顶板各布置二个应变桥梁静、动载试验检测方案3测点，跨中腹板沿梁高布置三个应变测点，共布置14个应变测点。2、测试跨中挠度：满足正常使用对结构的刚度要求，体现在跨中挠度应小于设计计算值或规范规定的允许值,梁跨中、四分点各布置二个挠度测点。3、测试支座变形（沉陷）：测定支座沉陷量是消除其对跨中挠度的影响,两端支座处分别布置二个测点检测支座变形（沉陷）。4、测定残余值：试验荷载卸载后，测定梁挠度值、应变值与卸载后相对应的残余值比值，利于梁结构试验结果评定。5、裂缝观测:试验前和试验过程中，对梁结构是否出现裂缝进行观测，拟了解梁施工质量和利于试验数据分析。纵向布置L/2L/4支点支点横向布置支点截面L/2截面L/4截面图示:电测应变计精密水准仪测点图一测点布置示意图四、理论计算理论计算考虑了桥梁实际施工过程对单梁受力性能的影响，根据桥梁实际施工顺序和设计荷载计算出梁底产生的应力，反算出裸单梁承受的荷载，桥梁静、动载试验检测方案4进而得到试验等效荷载。五、静载试验测试方法试验加载分四级（50%、80%、90%、100%）、卸载分二级（50%、0%）进行，试验前先进行了80%加载量的预压;每级加载，观测应变值读数稳定后，记录应变、挠度值，同步对试验梁进行裂缝观测。根据试验现场条件，加载方式可采用以下方式之一：①在试验梁跨中顶面放置方钢(或钢轨)做分配梁，再在分配梁上放置千斤顶及荷载传感器，反顶加载横主梁（由工字钢、钢轨或贝雷架等组成），并用钢丝绳栓住配载梁端吊钩（无吊钩可兜梁底），两片梁重量不够时可补堆其它重物，形成扁担式加载装置。本方法最好在预制场进行，不宜在已架好的桥梁上进行，加载装置见图二。需准备的辅助材料：6m长刚性钢梁1根（亦可由三根45或50型钢轨组成），２m长的枕木８根，橡胶支座４块。钢丝绳千斤顶注：1、试验梁底板距地面约50cm左右；试验梁两端支座垫放位置与设计要求相同；2、配载梁与试验梁间的距离约50cm～60cm；3、两配载梁吊环的中点与试验梁中点确保在一条线上，且其连线与试验梁垂直。图二用预制梁配载加载装置示意图橡胶支座枕木配载梁配载梁加载横梁分配梁桥梁静、动载试验检测方案5②对预制场采用龙门吊吊梁的桥，可用龙门吊吊配载梁加载，一片梁自重不够可用两片。梁加载示意图如图三。需准备的辅助材料：短钢轨两根，2m长枕木６根，橡胶支座４块，支承刚性主梁的垫块若干。龙门吊配载梁千斤顶图三用龙门吊吊配载梁加载装置示意图③对现场有足够重量且较准确、容易估计重量的堆载物（如水泥、钢筋、钢绞线、预制盖板、边沟板等）的桥，可采用平台堆载法加载，加载装置示意图如图四。需准备的辅助材料：2m长枕木８根，６m长钢性主梁４根（50或60型的钢轨或25#以上的工字钢），2m长次梁30根（脚手架钢管），堆载重物（如预制砼块、水泥、砂、定型钢筋等，重量约为最大试验荷载的1.2倍），橡胶支座4块。由于需准备的辅助材料多，安全性不高，建议尽量不采用本方法进行试验。试验梁桥梁静、动载试验检测方案6堆载物千斤顶试验梁地面注：1、试验梁底板距地面约50cm左右；试验梁两端支座垫放位置与设计要求相同；2、加载主梁中点位于试验梁中点正上方，且与试验梁平行；次梁放在主梁上方，且与主梁垂直；堆载完成后主梁距试验梁顶的距离70cm。图四堆载法加载装置示意图试验采用何种加载方法由检测单位与施工单位协商确定.六、测试成果分析根据试验的原始数据，计算出试验梁（板）跨中截面梁底砼应力及跨中挠度，并观测试验过程中梁（板）的裂缝产生及发展的状况，依据试验技术标准及依据，判断试验梁（板）是否满足设计及使用要求，并及时出具检测报告。成桥静荷载试验检测方案由于桥梁是公路工程中特殊的“咽喉”地段，保证桥梁的承载能力以及施工质量是公路线路承载能力和通行能力的基础，需要引起高度的重视。近年来，国内屡屡出现垮桥事故说明对桥梁必须在建成后进行适当的检查和鉴定，以提前发现桥梁安全隐患和为将来桥梁状况评估建立技术档案。一、试验技术标准和依据⑴《公路工程技术标准》（JTGB012003）⑵《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）⑶《混凝土结构试验方法标准》(GB50152—92)⑷《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）⑸《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵施工技术规范》（JTGD62-2004）⑹《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）桥梁静、动载试验检测方案7⑺《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)⑻《公路桥涵养护规范》（JTGH11－2004）⑼《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ053-94）⑽《公路工程金属试验规程》（JTJ055-83）⑾《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:88）⑿《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）⒀《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03:88）⒁《大跨径混凝土桥梁的荷载试验方法》⒂《公路旧桥承载能力鉴定方法》（试行1998北京）。⒃各试验桥施工设计图、变更设计图、竣工图、及其他原始资料。二、试验目的(1)通过静载试验，掌握结构的现有工作状况，判断桥梁的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常受力状态；(2)通过静载试验研究和理论计算分析：对桥梁的承载能力及工作状况做出综合评价；综合判断该桥梁的安全性和可靠性，并将试验报告作为今后定期养护参考的技术文件和依据。三、桥梁荷载试验主要检测内容根据不同桥型特点确定试验检测内容如下：（1）连续梁桥主要观测内容为①边孔L/4及L/2附近截面、中孔L/4、L/2截面、墩顶截面在试验荷载下的应力（应变）；②边孔、中孔控制截面（L/4、L/2、3L/4）在试验荷载下的挠度；③主梁在偏载作用下的荷载横向分布情况及偏载作用下的影响系数；（2）简支梁（板）桥主要观测内容为①跨中截面的最大正应力（应变）；②跨中截面的挠度（刚度）分布规律；③支座位置的沉降及梁端转角；④跨径较大时要单独对L/4截面加载测试L/4截面的正应力（应变），跨度不大时对实验跨L/2截面加载时同步测量L/4截面的正应力（应变）；桥梁静、动载试验检测方案8四、荷载试验现场实施⑴荷载试验前期准备工作为顺利完成荷载试验，得到合理、客观的评价结果，必须做好荷载试验前的准备工作。需要进行的主要准备工作有以下几个方面。⑵检测资料分析与总结在前期桥梁外观检查检测资料的基础上，分析、归纳、总结得到结构物的实际技术状况：包括结构的总体尺寸、行车道路面的平整度、材料的实际物理力学性能等。⑶确定桥址情况及试验跨段包括桥上和两端线路技术状况，线路容许车速、桥下净空、水深和通航情况、线路交通量、桥址供电情况等，据以选择合适的加载方式、量测手段和安全措施。确定试验跨段（实验跨段可由业主指定，亦可由监理工程师指定，如没有特殊要求，则我单位根据桥梁实际情况自行确定实验跨段）。⑷试验测点布置试验测点布置的合理科学与否，是决定试验效果的关键因素，经我单位分析研究，进行荷载实验的简支桥梁，桥梁跨中截面每片梁板底面布置两个受拉应变测点和一个挠度观测点，在试验跨L/4截面每片梁底面布置一个应变测点和一个挠度测点，在实验跨跨中截面偏载加载一侧的外腹板沿高度方向布置3～5个应变测点，测点布置如图1所示（以简支板梁为例示意，各桥实际测点布置中标后在实施方案中提供）。对于连续梁桥（本处指跨径小于45米的连续梁），桥梁跨中截面每片梁板底面布置两个受拉应变测点和一个挠度观测点，在实验跨L/4截面每片梁底面布置一个应变测点和一个挠度测点，在负弯墩顶截面附近各梁下缘布置2个应变测点，在实验跨跨中截面及负弯墩顶截面偏载加载一侧的外腹板沿高度方向布置3～5个应变测点，测点布置如图2所示（以横向布置7片T梁的连续T梁为例示意，连续小箱梁测点布置与此类似，各桥实际测点布置中标后在实施方案中提供）。如计算分析表明支点附近的剪应力需要测试测试，则按照图1e所示布置剪应力应变测点。应变测点挠度测点图1a简支梁（板）桥跨中截面应力及挠度测点布置示意桥梁静、动载试验检测方案9应变测点挠度测点图1b简支梁（板）桥L/4截面应力及挠度测点布置示意L/4L/2支点变形测点挠度测点图1c简支梁变形测点在梁底的平面布置示意图盖梁变形观测点墩柱沉降测点盖梁应变测点图1d盖梁测点布置示意图支座中心加载位置中性轴支座应变花45度图1e剪应变测点布置示意图图1简支梁试验测点布置示意图桥梁静、动载试验检测方案10梁应变测点2梁4梁3梁6梁7梁5梁图2a连续梁实验跨跨中及墩顶负弯矩截面应变测点布置示意图梁应变测点2梁4梁3梁6梁7梁5梁图2b连续梁边跨、次边跨L/4截面应变测点布置示意图挠度测点墩柱沉降应变测点图2c墩柱及盖梁测点布置示意图（以三柱桥墩为例）挠度测点支座沉降测点2支座2支座支座6梁底7梁底5梁底2梁底4梁底3梁底1梁底44图2d变形及控制截面挠度测点布置示意图桥梁静、动载试验检测方案11图2连续梁试验测点布置示意图（以T型截面梁为例）⑸量测系统的准备：标定仪器、搭设设施、安置仪表和进行测点编号等。⑹加载装置的准备：加载荷重的准备、分级称量等。五、计算和分析在进行荷载试验准备的同时，根据常规检查结果和现有设计、竣工等资料，对结构进行计算分析，确定结构的控制截面、最不利荷载位置，进而确定该桥的内力控制截面，并确定静力分级加载方案。静载试验最大试验荷载量的确定方法如下。静力试验荷载效率表示为：))1(/(SSstat式中：Sstat－－试验荷载作用下，检测部位变位或力的计算值；S－－设计标准活荷载作用下，检测部位变位或力的计算值（不计动力系数）；ζ－－动力系数。活载内力（或变形）在总内力（或变形）中的比值,大跨径混凝土桥比中小跨径混凝土桥为小，为达到检测精度，其η值的下限宜高于中小跨径。基本荷载试验：1.0≥η0.8确定试验荷载大小及荷载加载位置后，建立全桥实体模型对结构进行加载分析，得到试验荷载作用下，就够应力、变形的预测值（理论控制值）。六、量测要求在现场荷载试验的短时间里，必须注意日照和昼夜温度变化对结构物及量测数据的影响。根据不同的量测方法和条件，采取以下措施减少温度对结构及测量结果的影响：（1）荷载试验安排在昼夜温差小、阴天或夜间（深夜至黎明前）近乎恒温的条件下进行试验；（2）选择气象条件较稳定的日期进行试验。事先从当地气象台站取得可靠的天气预报资料，在加载试验前，即在无荷载作用下至少记录24小时的气温变化，并采用与试验程序相同的间隔时间对所有测点进行读数，以此修正加载试验过程中各测点的量测数据；（3）在试验过程中可采用连续观测读数、分段计算每个荷载阶段读数增量的方法（假