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某某某系列桥检测方案

×××市高耗能工业园区二号城市次干路系列桥

检测初步方案

方案编写

方案审核

××市公路工程试验检测中心有限责任公司

二○一三年五月

目录

一、工程概况1

1、一号桥1

2、二号桥1

3、三号桥2

4、彩虹路小桥3

二、检测依据3

三、检测目的4

四、检测内容4

（一）桥梁表观检查及评定4

1、桥梁表观检查内容4

2、评定内容4

（二）静力试验内容4

1、一号桥试验内容4

2、二号桥试验内容5

3、三号桥试验内容5

4、测试项目6

（三）动力试验内容6

1、一号桥试验内容6

2、二号桥试验内容6

3、三号桥试验内容7

4、测试项目8

五、检测方法8

（一）表观检查及评估方法8

1、表观检查方法8

2、评估方法8

（二）静力试验方法8

1、试验工况8

2、设计控制荷载9

3、试验荷载9

4、试验荷载效率系数11

5、加载制度12

6、测试方法12

（三）动力试验方法13

1、试验跨桥跨结构自振特性试验13

2、试验跨桥跨结构行车动力响应试验13

六、测点布置14

（一）静力试验测点布置14

1、一号桥挠度测点布置14

2、一号桥应变测点布置14

3、二号桥挠度测点布置15

4、二号桥应变测点布置16

5、三号桥挠度测点布置16

6、一号桥应变测点布置17

（二）动力试验测点布置18

1、一号桥动力试验测点布置（实际测点布置根据现场条件可能有所调整）18

2、二号桥动力试验测点布置（实际测点布置根据现场条件可能有所调整）19

3、三号桥动力试验测点布置（实际测点布置根据现场条件可能有所调整）19

七、主要检测元件、设备20

八、附件：

协作方试验检测辅助工作21

1、桥检车租用21

2、弓形木及三角木制作21

3、脚手架或挂蓝搭设21

4、测试棚搭设21

5、供电和照明22

6、用工和协助工作22

7、加载车辆22

8、交通管制22

9、现场条件22

×××市高耗能工业园区二号城市次干路系列桥检测初步方案

工程概况

一号桥

一号桥位于×××市高耗能工业园区2号线K0+040至K0+180路段，全长140m。

桥跨布置为3×40m，采用预应力钢筋混凝土简支T梁结构。

主梁间距为2.20m，预制宽度为1.60m（边梁1.90m）；预制T梁采用的混凝土强度等级为C40。

桥面横向布置为10.5m+2×2.25m。

桥面铺装采用C30钢纤维混凝土。

桥梁设计荷载等级为：

汽车超-20级、挂车-120，人群3.5kN/m2。

桥跨布置见图1-1.1，桥梁跨中截面横向布置见图1-1.2。

图1-1.1桥跨结构布置

图1-1.2跨中截面横向布置

二号桥

二号桥位于×××市高耗能工业园区2号线K1+121.544至K1+334.79路段，跨越王家大沟，全长213.246m。

桥跨布置为5×40m，采用预应力钢筋混凝土简支T梁结构。

主梁间距为2.20m，预制宽度为1.60m（边梁1.90m）；预制T梁采用的混凝土强度等级为C40。

桥面横向布置为10.5m+2×2.25m。

桥面铺装采用C30钢纤维混凝土。

桥梁设计荷载等级为：

汽车超-20级、挂车-120，人群3.5kN/m2。

桥跨布置见图1-2.1，桥梁跨中截面横向布置见图1-2.2。

图1-2.1桥跨结构布置

图1-2.2跨中截面横向布置

三号桥

三号桥位于×××市高耗能工业园区2号线K4+209至K4+468路段，全长259m。

桥跨布置为7×35m，采用预应力钢筋混凝土简支T梁结构。

主梁间距为2.20m，预制宽度为1.60m（边梁1.90m）；预制T梁采用的混凝土强度等级为C40。

桥面横向布置为10.5m+2×2.25m。

桥面铺装采用C30钢纤维混凝土。

桥梁设计荷载等级为：

汽车超-20级、挂车-120，人群3.5kN/m2。

桥跨布置见图1-3.1，桥梁跨中截面横向布置见图1-3.2。

图1-3.1桥跨结构布置

图1-3.2跨中截面横向布置

彩虹路小桥

彩虹路小桥为一座单跨简支梁桥。

桥梁设计荷载等级为：

汽车超-20级、挂车-120，人群3.5kN/m2。

检测依据

（1）《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（YC4-4/1982）；

（2）《公路工程技术标准》（JTJB01-2003）；

（3）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）；

（4）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；

（5）《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）；

（6）《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ-T23-2011；

（7）《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/TH21-2011；

（8）试验桥梁相关资料及设计文件。

检测目的

通过对桥梁表观病害检查及荷载试验检测，达到以下目的：

（9）通过桥梁表观现状检测，了解桥梁当前技术状况，分析桥梁病害状态，为桥梁营运、养护管理及维修加固提供依据；

（10）检验桥跨结构在设计正常使用极限状态下（活载）的承载能力是否满足设计要求；

（11）考查桥跨结构实际工作状况，为桥梁运营、养护和管理提供科学依据；

（12）获取桥跨结构基本力学特征参数及技术状态，为完善桥梁技术档案提供基础性数据及资料。

检测内容

桥梁表观检查及评定

桥梁表观检查内容

对所有被检桥梁，利用桥检车结合望远镜、目测等方法，对桥梁结构可见区域的表观质量及病害进行检测，检测范围为：

（13）桥面系，包括桥面铺装、伸缩缝、排水设施、人行道及护栏等；

（14）上部结构，包括简支梁桥的T梁底面、腹板、隔板及顶板底面；

（15）下部结构，包括简支梁桥的支座、盖梁、桥墩、台帽、桥台等；

（16）利用现有条件，进行其它必要的观测；

（17）对桥梁主体结构混凝土强度运用回弹法进行无损检测；对混凝土碳化深度进行检测；

（18）桥面线形测量。

评定内容

（19）整理及分析桥梁表观现状现场检查资料；

（20）对桥梁现状进行技术状况评定；

（21）为养护及管理提出针对性建议。

静力试验内容

一号桥试验内容

根据委托要求及桥型特点，静力试验检测随机抽取桥梁第1跨、第2跨进行，包括以下内容：

（22）第1跨跨中截面（J1）正弯矩加载试验；

（23）第2跨跨中截面（J2）正弯矩加载试验。

静力试验加载截面布置见图2-1。

图2-1一号桥静力试验加载截面布置图

二号桥试验内容

根据委托要求及桥型特点，静力试验检测随机抽取桥梁第1跨、第2跨进行，包括以下内容：

（24）第1跨跨中截面（J1）正弯矩加载试验；

（25）第2跨跨中截面（J2）正弯矩加载试验。

静力试验加载截面布置见图2-2。

图2-2二号桥静力试验加载截面布置图

三号桥试验内容

根据委托要求及桥型特点，静力试验检测随机抽取桥梁第6跨、第7跨进行，包括以下内容：

（26）第6跨跨中截面（J1）正弯矩加载试验；

（27）第7跨跨中截面（J2）正弯矩加载试验。

静力试验加载截面布置见图2-3。

图2-3三号桥静力试验加载截面布置图

测试项目

（28）试验加载下，各桥试验加载截面应力（增量）分布测试；

（29）试验加载下，各桥桥跨挠度（增量）分布测试；

（30）试验加载截面（控制截面）附近区域开裂状况观测；

（31）全桥异常情况观察。

（二）动力试验内容

一号桥试验内容

根据委托要求及桥型特点，动力试验检测抽取桥梁第1跨进行，包括以下内容：

（1）第1跨桥跨结构自振特性（主要阶次固有频率、阻尼比）测试试验；

（2）第1跨跨中截面（D1）行车动力响应（应变动力增大效应、冲击系数）试验。

静力试验加载截面布置见图3-1。

图3-1一号桥动力试验加载截面布置图

二号桥试验内容

根据委托要求及桥型特点，动力试验检测抽取桥梁第第1跨进行，包括以下内容：

（3）第1跨桥跨结构自振特性（主要阶次固有频率、阻尼比）测试试验；

（4）第1跨跨中截面（D1）行车动力响应（应变动力增大效应、冲击系数）试验。

静力试验加载截面布置见图3-2。

图3-2二号桥动力试验加载截面布置图

三号桥试验内容

根据委托要求及桥型特点，动力试验检测抽取桥梁第6跨、第7跨进行，包括以下内容：

（5）第6跨桥跨结构自振特性（主要阶次固有频率、阻尼比）测试试验；

（6）第6跨跨中截面（D1）行车动力响应（应变动力增大效应、冲击系数）试验；

（7）第7跨桥跨结构自振特性（主要阶次固有频率、阻尼比）测试试验；

（8）第7跨跨中截面（D2）行车动力响应（应变动力增大效应、冲击系数）试验。

静力试验加载截面布置见图3-3。

图3-3三号桥动力试验加载截面布置图

2、测试项目

（1）D1截面动应变测试（条件具备的情况下，进行动挠度测试）；

（2）试验跨特征截面竖向振动加速度测试。

检测方法

表观检查及评估方法

表观检查方法

（3）对桥梁主体结构及构件的可观测区域的表观进行检查，对病害进行性状描述并拍照记录。

利用桥检车结合高倍望远镜对上部结构及支承状况、盖梁等进行观察，对可操作处采用卷尺测量裂缝长度，采用电子裂缝观察仪测量裂缝宽度，必要时，酌情利用非金属超声波检测仪对裂缝深度进行检测；

（4）桥台、桥墩、桥面系病害状况、伸缩缝工作状况等采用目测的方法观察，对病害状况进行描述并拍摄照片进行记录；

（5）采用混凝土回弹仪对混凝土强度进行无损检测；

（6）采用1%酚酞酒精试剂对碳化深度进行测试；

（7）采用水准仪对桥面线形（上、下游路沿石下）进行测量。

评估方法

（8）查阅桥梁设计及竣工资料，了解桥梁基本情况；

（9）整理分析现场检测结果；

（10）结合现场检测结果和资料，对桥梁结构技术状况进行定级评定；

（11）提出桥梁养护管理建议。

静力试验方法

按照荷载等效原则对桥跨结构进行设计最不利活载试验加载，测试控制截面的应力及桥跨结构挠度分布，并观察桥梁在加载过程中的开裂状况及其它异常情况，对桥梁设计正常使用极限状态（活载）下的承载力进行评估。

试验工况

对于试验的一号桥、二号桥及三号桥，各桥各进行6种情况加载试验，即6个加载工况，具体如下。

（12）工况1：

J1截面正弯矩横向对称加载（对称正载）；

（13）工况2：

J1截面正弯矩偏上游加载（上游偏载）；

（14）工况3：

J1截面正弯矩偏下游加载（下游偏载）；

（15）工况4：

J2截面正弯矩横向对称加载（对称正载）；

（16）工况5：

J2截面正弯矩偏上游加载（上游偏载）；

（17）工况6：

J2截面正弯矩偏下游加载（下游偏载）。

设计控制荷载

根据桥型特点，试验加载截面（即设计控制截面）为试验跨跨中截面，具体位置见图2-1~图2-3。

依据《公路桥涵设计通用规范》，进行“汽车超-20级（考虑冲击）+人群：

3.5kN/m2”、“挂车-120”最不利加载计算，确定试验加载截面的控制内力。

试验加载截面控制内力见表2-1~表2-3。

试验荷载

按与设计正常使用极限状态荷载下控制内力等效原则进行试验布载，并使试验荷载效率系数达到《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的建议范围。

（18）加载方式

采用载重汽车进行试验加载。

载重车车型示意见图3。

根据布载计算及现场条件，为达到静力试验荷载要求，试验加载车辆宜采用三轴载重车，车辆参数及装载要求见表1。

表1加载车辆参数（最终参数见实施方案）

车辆类型/型号

双轴载重车

数量（辆）

6

前-中轴距a（m）

3.25

中-后轴距b（m）

1.35

前轴重（kN）

？

？

±5

后轴重（kN）

？

？

±5

车辆总重（kN）

？

？

±5

图3加载车辆示意图

（19）试验荷载布置

各桥各工况试验加载纵向布置见图4-1~图4-3。

图4-1一号桥J1、J2截面正弯矩加载车辆纵向布置

图4-2二号桥J1、J2截面正弯矩加载车辆纵向布置

图4-3三号桥J1、J2截面正弯矩加载车辆纵向布置

各桥各工况试验加载横向布置见图5-1~图5-3。

图5-1各桥J1、J2截面正弯矩加载对称正载车辆横向布置

图5-2各桥J1、J2截面正弯矩加载上游偏载车辆横向布置

图5-3各桥J1、J2截面正弯矩加载下游偏载车辆横向布置

各工况试验荷载作用下，试验截面主导内力（弯矩）计算值见2-1~表2-3。

试验荷载效率系数

各桥试验加载截面试验荷载效率系数见表2-1~表2-3。

表2-1一号桥试验截面设计控制内力（正弯矩）及试验内力比较（见实施方案）

考查部位

全截面

1#梁

2#梁

3#梁

4#梁

5#梁

6#梁

控制荷载

控制内力kN.m

试验内力kN.m

荷载效率系数

加载工况

/

表2-2二号桥试验截面设计控制内力（正弯矩）及试验内力比较（见实施方案）

考查部位

全截面

1#梁

2#梁

3#梁

4#梁

5#梁

6#梁

控制荷载

控制内力kN.m

试验内力kN.m

荷载效率系数

加载工况

/

表2-3三号桥试验截面设计控制内力（正弯矩）及试验内力比较（见实施方案）

考查部位

全截面

1#梁

2#梁

3#梁

4#梁

5#梁

6#梁

控制荷载

控制内力kN.m

试验内力kN.m

荷载效率系数

加载工况

/

加载制度

按照分级加载的方式进行控制加载，采用一次慢速有序方式卸载。

加载制度如下：

（20）进行各试验加载截面约1/2满载的预载；

（21）各工况按照载重车辆数目自然分级，分2~4级加载；

（22）各工况按照一次慢速有序方式卸载。

测试方法

测试试验加载截面应力分布、挠度分布及观察控制区域开裂状况，方法如下。

（23）应力分布采用应变电测技术进行测试，在测试截面控制部位布置纵向混凝土表面数码应变计，采用相应数据采集系统及配套软件系统和计算机进行应变测试及数据采集，经过分析换算得到测点应力；

（24）挠度采用电子水准仪测试。

沿试验桥跨布置竖向位移测点，加载过程中对桥跨挠度（竖向位移）进行测试；

（25）加载过程中，目测梁体控制区域开裂状况。

必要时，采用裂缝观测仪及卷尺对试验测试区域出现的代表性裂缝的开展情况进行跟踪观测。

（三）动力试验方法

1、试验跨桥跨结构自振特性试验

测试桥跨结构自由振动下的特征截面处桥跨结构振动加速度时域信号，根据频谱分析得到桥跨结构自振特性参数（低阶次固有频率、阻力比）。

试验采用两种激励方式：

（1）行车余振试验采用1~2台载重车按有障碍行车方式进行桥跨结构激励，采集车辆出桥后桥跨结构的自由振动信号；

（2）跳车试验采用1~2台载重车在桥跨结构特征断面跳过12cm高三角木进行激励，采集结构（含车辆质量）自由振动信号，经分析后得到桥跨结构自振特性参数。

2、试验跨桥跨结构行车动力响应试验

采用1~2台载重车按不同车速同步匀速通过桥梁进行动力加载，测试车辆行进中桥跨结构特征截面的动力响应（动应变，条件具备时动挠度），根据动力响应时域信号计算相应动力增大效应系数或冲击系数。

试验采用两种加载方式：

（1）无障碍行车试验（试验跨）采用1~2辆载重车按不同车速匀速通过桥梁，模拟日常运营行车状态，包含：

05km/h行车试验；（慢速下影响线测试）

10km/h行车试验；

20km/h行车试验；

30km/h行车试验；

40km/h行车试验；

50km/h行车试验。

（2）有障碍行车试验（第1跨）在试验截面处桥面设置3~5cm高、底面15~20cm宽的弓形木障碍，采用1~2辆载重车按不同车速匀速通过桥梁并跨越障碍，模拟桥面受损后桥梁行车状态，包含：

05km/h行车试验；

10km/h行车试验；

15km/h行车试验；

20km/h行车试验；

25km/h行车试验；

30km/h行车试验。

根据试验桥梁实测响应情况，选择1~2次其它合适速度并在合适位置进行快速障碍行车激励，以测试桥跨结构余振信号。

测点布置

静力试验测点布置

一号桥挠度测点布置

挠度测试纵向位置见图6-1.1，挠度测点横向布置见图6-1.2（附注：

实际测点布置将根据现场状况可能作适当调整）。

图6-1.1挠度测试截面纵向布置图

图6-1.2F1~F6截面挠度测点横向布置示意图

一号桥应变测点布置

应变测点布置见图图6-1.3~图6-1.4（附注：

实际测点布置将根据现场状况可能作适当调整）。

图6-1.3J1截面应变测点布置图

图6-1.4J2截面应变测点布置图

二号桥挠度测点布置

挠度测试纵向位置见图6-2.1，挠度测点横向布置见图6-2.2（附注：

实际测点布置将根据现场状况可能作适当调整）。

图6-2.1挠度测试截面纵向布置图

图6-2.2F1~F6截面挠度测点横向布置示意图

二号桥应变测点布置

应变测点布置见图图6-2.3~图6-2.4（附注：

实际测点布置将根据现场状况可能作适当调整）。

图6-2.3J1截面应变测点布置图

图6-2.4J2截面应变测点布置图

三号桥挠度测点布置

挠度测试纵向位置见图6-3.1，挠度测点横向布置见图6-3.2（附注：

实际测点布置将根据现场状况可能作适当调整）。

图6-3.1挠度测试截面纵向布置图

图6-3.2F1~F6截面挠度测点横向布置示意图

一号桥应变测点布置

应变测点布置见图图6-3.3~图6-3.4（附注：

实际测点布置将根据现场状况可能作适当调整）。

图6-3.3J1截面应变测点布置图

图6-3.4J2截面应变测点布置图

动力试验测点布置

一号桥动力试验测点布置（实际测点布置根据现场条件可能有所调整）

在试验跨L/2（或L/4、3L/4）处桥面布置竖向振动加速度测点，通过对桥跨结构自由振动加速度信号的采集分析桥跨结构自振特性参数（自振频率及阻尼比）。

加速度测点布置见图7-1.1。

图7-1.1试验跨竖向振动加速度测点布置图

在D1截面布置动应变（或动挠度）测点，通过对控制截面动应变、动挠度信号的采集，分析桥跨结构行车动力响应参数（冲击系数、应变动力增大系数）。

测点布置见图7-1.2。

图7-1.2D1截面动应变、动挠度测点布置图

二号桥动力试验测点布置（实际测点布置根据现场条件可能有所调整）

在试验跨L/2（或L/4、3L/4）处桥面布置竖向振动加速度测点，通过对桥跨结构自由振动加速度信号的采集分析桥跨结构自振特性参数（自振频率及阻尼比）。

加速度测点布置见图7-2.1。

图7-2.1试验跨竖向振动加速度测点布置图

在D1截面布置动应变（或动挠度）测点，通过对控制截面动应变、动挠度信号的采集，分析桥跨结构行车动力响应参数（冲击系数、应变动力增大系数）。

测点布置见图7-2.2。

图7-2.2D1截面动应变、动挠度测点布置图

三号桥动力试验测点布置（实际测点布置根据现场条件可能有所调整）

在试验跨L/2（或L/4、3L/4）处桥面布置竖向振动加速度测点，通过对桥跨结构自由振动加速度信号的采集分析桥跨结构自振特性参数（自振频率及阻尼比）。

加速度测点布置见图7-3.1。

图7-3.1试验跨竖向振动加速度测点布置图

在D1截面布置动应变（或动挠度）测点，通过对控制截面动应变、动挠度信号的采集，分析桥跨结构行车动力响应参数（冲击系数、应变动力增大系数）。

测点布置见图7-3.2。

图7-3.2D1、D2截面动应变、动挠度测点布置图

主要检测元件、设备

（3）应变测试：

数码应变计或工具式应变计；

（4）位移测试：

电测位移计、电子水准仪；

（5）数据采集：

静动态无线数据采集系统；

（6）无损检测：

裂缝观测仪；混凝土回弹仪；非金属超声波检测仪；

（7）加速度测试：

拾振器；

（8）数码相机；

（9）卷尺、钢尺；

（10）高倍望远镜；

（11）其它辅助设备。

附件：

协作方试验检测辅助工作

试验加载车辆的租用及组织、脚手架搭设及照明用电等试验辅助工作具体内容如下。

桥检车租用

租用一台桥检车，桥检车配合检测人员对桥梁可观测区域进行检查或检测。

弓形木及三角木制作

采用重质木材制作弓形木用于动力试验中的有障碍行车。

弓形木示意图见图8-1。

图8-1弓形木加工图

采用重质木材制作三角木用于动力试验中的跳车激励。

三角木示意图见图8-2。

图8-2三角木加工图

脚手架或挂蓝搭设

在试验跨跨中搭设宽度约1.5m的脚手架或宽约1.2m的挂蓝，脚手架或挂蓝沿桥横向拉通搭设，并在边梁处搭设爬梯以方便从桥面上下。

要求脚手架或挂蓝稳固安全、上下方便，其上铺设操作平台，平台距梁底面175cm~185cm，平台边缘设置防护栏杆。

若搭设脚手架，则在桥跨跨中截面位置距空心板底面25cm~30cm处搭设一横向拉通的横杆，以架设仪器。

脚手架任何部位不得与桥梁接触。

测试棚搭设

在第试验跨中附近人行道搭设测试用棚帐。

要求测试棚结实稳固，长1.5m，宽1.2m，高1.9m，三面遮蔽，顶面斜张防漏遮光膜布，距地面70cm高处铺设木板操作台面。

或准备一遮光避雨大伞、一书桌，准备2把椅子。

供电和照明

（12）电源要求：

220V，50Hz；

（13）在各试验跨跨中截面布设电源插座，或者准备一足够长度的电缆，为指定位置提供电源；

（14）准备照明：

必要时，根据天气情况，准备桥面照明灯具，以备夜间试验；

（15）为防发生漏电伤人事故，为试验布置的电源、照明线路和其他原有线路要保证安全可靠。

用工和协助工作

（16）现场安排2~3名民工协助检测方工作，其中包含一名架管工以调整脚手架；

（17）安排1名工作人员协调试验工作；

（18）安排人员值班，照看试验布设的传感器、导线、仪器等。

加载车辆

（19）用车：

采用三轴载重车，要求装载吨位40t。

用车量为6辆，各车装载量及其它参数要求详见实施方案中表1；

（20）尽快明确用于试验加载的车辆尺寸参数；

（21）提前落实车辆过磅事宜，各加载车按要求分别对总重、前轴、后轴称重及调整，提供每台车辆最终过磅单（过磅单包含车牌