大桥动静载检测试验方案.docx

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大桥动静载检测试验方案

大桥动静载检测试验方案

1.概述

2.试验目的

（1）通过荷载试验，检验桥梁的工程质量，验证结构的可靠性，为桥梁竣工验收提供必要的技术数据。

（2）通过实桥的静载试验，了解结构在试验荷载作用下的实际工作状态，检验结构承载能力是否达到设计标准。

（3）通过动力荷载试验，了解桥跨结构的自振特性，以及在长期使用荷载作用下的动力性能。

为今后营运提供初始状态数据，建立大桥的原始档案。

3.试验依据

（1）《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）

（2）《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92）

（3）《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（交通部公路科研所等1982.10）

（4）《公路旧桥承载能力鉴定方法》（交通部标准1988）

（5）公路桥梁设计、施工有关规范、规程及标准

（6）大桥有关设计文件、施工图等技术资料

4.试验主要项目

4.1全桥考察

（1）结构外观

检查桥梁结构的现有工作状态和外观。

（2）混凝土强度

采用回弹的方式现场检定各结构部位的混凝土强度。

4.2静载试验

（1）结构检算及荷载设计

根据考察及检测结果，按实际情况对桥梁进行全面的内力及变形的结构检算，并进行试验荷载设计。

（2）静载试验

①准备工作

测试断面的选取及测点布置，元件布设，仪器调试。

②现场加载试验

1）环境参数检测

2）加载试验

在试验荷载（正载、偏载）作用下测定：

●主梁中跨、边跨跨中的最大挠度值及中跨、边跨挠曲状况；

●主梁控制断面最大正弯矩；

●主梁控制断面最大负弯矩；

●试验过程中结构裂缝的出现、扩展及闭合观测；

4.3动载试验

（1）结构的动力特性（自振频率、振型、阻尼特性）

（2）结构的动力响应（动力系数、振幅等）

5.试验方法及相应使用的主要仪器设备

5.1全桥考察

5.1.1桥面系的检查

（1）桥面铺装：

以桥跨为单元进行检查记录，用钢尺量出其大小，将病害的名称、程度、大致位置画出示意图，对严重的病害进行拍照以便查找。

检测内容包括：

桥面铺装有无严重的裂缝（龟裂、纵横向裂缝）、坑槽、波浪、桥面防水层是否漏水。

（2）支座、伸缩缝及防震挡块：

采用目视及钢尺量测方法，检查支座、伸缩缝是否工作正常；伸缩缝有无破坏、是否脱落漏水和跳车；支座组件是否完整清洁、有无错位和脱空现象、支座活动是否灵活、实际位移量是否正常；防震挡块是否完好，有无防碍主梁的伸缩变形。

（3）护栏：

护栏有无撞坏、断裂、锈蚀；

（4）桥面排水：

桥面排水是否通畅，是否有雨后淤积，泄水管是否完好、通畅，是否会对主梁造成侵蚀。

（5）标志、标线：

标志是否完备，标线是否清晰、有无剥落。

5.1.2桥跨混凝土主结构（主梁、主塔）的检测

（1）混凝土强度的检测

混凝土强度的检测按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）进行。

用HT225W全自动数显回弹仪。

在正式检测前，应首先对回弹仪进行标定试验。

（2）桥跨结构（包括主梁和主塔）裂缝、破损情况检测

①裂缝检查

全面检查裂缝的分布情况，裂缝观测采用搭设人字梯，由专业检测人员逐跨逐点进行详细检查，用钢卷尺、塞尺或裂缝观测仪进行测量，测出裂缝长度和宽度以及所处位置，并对有代表性的裂缝照相记录。

②其它病害检查

露筋的检查:

仔细检查主梁有无钢筋外露现象，对于主梁的露筋，详细记录外露钢筋的位置及长度。

对严重的拍照,以备查找。

砼缺陷检查：

采用目视、钢尺量测方法，观测主梁砼缺陷（空洞、不密实）的位置，范围及性质。

（3）钢筋锈蚀情况的检测

采用钢筋锈蚀测定仪CANIN进行钢筋锈蚀测定，测试选取的位置分别为砼表面开裂处钢筋锈蚀情况、砼表面开裂并伴有表面泛白处钢筋锈蚀情况、砼表面开裂且表面出现锈迹处钢筋锈蚀情况。

5.1.3桥梁墩台、基础的检测

桥梁墩台、基础的检测采用逐一进行检查的方法，对其裂缝、露筋等病害进行详细记录。

具体检测内容包括：

桥梁墩台强度测试、墩台表面情况（有无冻胀、风化、腐蚀、开裂、剥落和露筋）、基础以下是否有冲刷或淘空现象。

5.1.4检测过程中应采取的措施

（1）检测人员测前准备工作要仔细，根据桥梁现况，详细编写检测实施方案及计划书，对所用仪器要进行全面的检查、标定，要熟悉检测方案，做到心中有数。

（2）对每一观测项目都要做到测试、计算、复核、审核层层把关，责任到人的负责制度。

5.2动静载试验

5.2.1应变（应力）测试

采用电阻应变仪测试系统测试，配置TDS-602高性能静态数据采集仪与自动扫描箱进行测点应变测试及数据采集。

5.2.2主梁挠度（变形）测试

采用电子精密水准仪和百分表挠度测试系统挠度测试。

5.2.3裂缝观测

采用目视、裂缝观测仪、千分表、塞尺及钢尺对加载过程中结构砼裂缝的出现、缝宽、长度、间距及变化情况进行观测。

5.2.4环境测试

大气温度采用通风干湿表进行大气温度、湿度测试。

5.2.5动力特性测试

（1）动应变测试

通过动态应变仪（SDA-830B动态应变仪）采集行车试验过程中应变的动态响应信号（即动应变时程曲线），并通过对响应信号的分析，确定桥梁结构在动荷载作用下的动应力响应。

（2）结构强迫振动特性的测试

采用941B型高灵敏度振动传感测试系统，拾取行车试验过程中的振动响应信号，通过DASP大容量数据自动采集与信号处理分析系统，进行振动信号的采集与分析，确定桥梁结构的强迫振动特性，即强迫振动的频率、阻尼、振幅等。

（3）结构自振特性的测试

通过DASP数据大容量自动采集与信号处理分析系统，采集结构的无荷载状况下的自由振动响应信号，确定桥梁结构的自振动特性，即结构的固有频率、阻尼、振型等。

6.动静载试验测点布置

根据对试验桥梁的受力分析及桥梁的实际情况，选取桥梁第1、2跨做为试验检测跨。

（见图6-1）。

7.试验荷载设计及加载程序

7.1静载试验

7.1.1试验荷载设计

由于本次荷载试验为旧桥检测荷载试验，其主要目的是评价该桥现有的工作性能、实际的承载能力是否满足设计要求及正常使用要求，为桥梁的养护维修提供依据。

所以采用基本试验荷载，取静力试验荷载（活载部分）效率：

0.85＜η≤1.0。

η=Sstat/（S·б）

式中：

Sstat—试验荷载作用下，检测部位变位或力的计算值。

S—设计标准活载作用下，检测部位或力的计算值（不计动力系数）。

б—设计取用的动力系数。

本次试验根据理论计算及最终选用试验车辆的实际情况，确定最终所选取的试验荷载效率。

7.1.2加载车辆

综合考虑桥梁受力状况、设计荷载等级及车辆来源等因素，本次试验共选用六辆双后轴重车作为静载试验加载车辆，车辆轴重严格按照试验荷载设计的要求进行称重控制。

7.1.3加载程序

（1）原桥加载程序

程序一：

0#墩支点断面处最大剪力加载（偏载）。

程序二：

第一跨L/4断面处最大剪力加载（偏载）。

程序三：

第一跨L/2断面处的正弯矩加载（正载）。

程序四：

第一跨L/2断面处最大正弯矩加载（偏载）。

程序五：

第一跨L/4断面处最大正弯矩加载（偏载）。

程序六：

第二跨L/2断面处最大正弯矩加载（偏载）。

（2）拓宽桥梁加载程序

程序一：

0#墩支点断面处最大剪力加载（偏载）。

程序二：

第一跨3L/8断面处最大正弯距加载（偏载）。

程序三：

第一跨3L/8断面处正弯距加载（正载）。

程序四：

第二跨L/2断面处最大正弯矩加载（偏载）。

程序五：

第二跨L/2断面处正弯矩加载（正载）。

程序六：

1#墩支点断面处最大剪力加载（偏载）。

7.1.4加载及读数控制

（1）按照设计加载程序进行分级加载。

（2）各加载程序及分级读数应在加、卸载后立即测读一次，并在加、卸载稳定后再读取稳定读数。

（3）控制实测应力值小于理论控制应力值。

（4）控制实测挠度值小于理论控制挠度值。

（5）控制结构裂缝的长度及宽度的急剧增加。

7.2动载试验

（1）一辆或横向一排车辆荷载在桥面上以不同车速行驶或刹车情况下桥梁的动力响应。

（2）在无车辆荷载状态下桥梁的自振特性测试。

8试验组织机构、人员及设备

8.1试验组织机构图

试验项目组织机构框图

8.2试验人员结构组成

为完成本项目，拟投入检测人员15人。

8.3试验检测设备

见拟投入本项目的检测试验设备表8-1

9试验安全措施及时间安排

9.1试验安全措施

（1）为保证试验期间人员、结构物、试验荷载以及仪器设备的安全，试验指挥人员在试验过程中，要随时掌握各方面的情况，以便对加载试验进行全方位的控制。

（2）加载试验控制：

加载应严格按照设计的加载程序依次进行加载，荷载的大小、截面内力的大小都应由小到大逐渐增加，对加载试验的控制截面的测点及控制观察的结构部位要随时观测、观察，并随时进行分析计算，将结果随时报告试验指挥人员，一旦出现控制试验终止条件的情况或其它不利情况时，应立即中途终止加载，进行分析研究后再决定试验如何进行。

（3）在桥较高、有流水的情况下，要设置必要的脚手架、搭设必要的测试平台，并设立安全网或安全扶手，要求这些临时结构要布置适当、坚固可靠，试验人员要系好保险带，戴好安全帽。

（4）仪器、仪表要有专人负责，应轻拿轻放并进行防尘、防水等保护，以防损坏，影响试验工作的正常进行。

（5）对试验人员必须进行安全教育，每个人都要具有足够的安全意识，试验中试验人员一定要听从指挥，服从统一安排。

（6）对于一些易燃、易爆、有毒、腐蚀性试剂、溶液等如丙酮、502胶水、环氧树脂、聚酰胺等，要严格按照产品说明书使用，并随时整理，统一存放。

（7）要注意安全用电、注意防火等。

9.2试验进度安排

（1）前期考察：

1天

（2）试验工作：

（含脚手架、观测台搭设、全桥检查、测点布置、元件安装、仪器调试、加载）12天

（3）受力计算、资料整理、分析、报告编写：

20天

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