桥梁荷载试验检测报告模版.docx

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桥梁荷载试验检测报告模版

桥梁荷载试验检测报告

QB021401

委托单位

内蒙古路桥有限责任公司

工程名称

国道210线添漫梁北至越家壕（查干）段改线工程桥梁荷载试验检测

工程部位/用途

K25+821.74安哈公路分离立交桥

委托编号

/

检测日期

年月日日

检测项目

桥梁静、动载试验

检测依据

（1）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）；

（2）《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01-2015）；

（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；

（4）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；

（5）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

（6）相关的设计文件。

判定依据

《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）

《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01-2015）

非标试验

方法说明

/

检测用主要仪器和设备

序号

型号

名称

编号

1

RS-QL06E

桥梁及结构荷载试验测试系统

2

HY-65DJB3000B

动态应变传感器

3

INV3060S

动态应变采集与分析系统

4

941B

拾振器

5

ZBL-F130

裂缝宽度观测仪

6

AZ8866

非接触红外线温度计

7

—

数码相机、计算机及其他工具

/

检测结论

（1）静载试验

由应变、挠度数据可知：

各测试截面主要应变、挠度测点实测值与计算值均呈线性相关关系，相关性良好；各测试截面主要应变测点校验系数在0.37~0.63、主要挠度测点校验系数在0.48~0.55，均小于1，满足规范要求；各测试截面主要测点相对残余应变、挠度均小于20%，满足规范要求。

由横向分布数据可知：

在最不利荷载作用下，各片箱梁之间应变及挠度实测横向分布与计算分析结果吻合，表明各片箱梁之间横向联系良好。

在加载试验中，各构件未出现可观测新裂缝，测试数据未发生突变。

根据对静载数据的整体分析，认为试验桥跨在设计荷载作用下处于良好的弹性工作状态。

（2）动载试验

由动载试验结果可知，结构自振基频实测值高于计算值，说明桥跨结构的整体刚度较高；在跑车作用下，不同速度行驶时产生的冲击系数结果均小于计算值，结构行车性能较好。

综合分析认为：

通过静、动载试验，表明K25+821.74安哈公路分离立交桥试验跨结构处于弹性工作状态，整体性较好。

K25+821.74安哈公路分离立交桥承载能力能够满足《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）设计荷载公路-Ⅰ级的承载力要求。

备注

/

一、前言

一.1任务来源及具体任务

一.1.1任务来源

国道210线添漫梁北至越家壕（查干）段公路路线总体呈东北至西南走向，起点位于添漫梁北，与G210线和G65高速公路相接，经万利区、冯家渠、包西铁路、包神铁路、塔罕铁路、问家湾、越家壕、康巴什，终点位于阿镇至四十里梁公路的查干日格尔处。

路线全长约62公里，主线采用双向四车道一级公路标准建设，设计时速100公里/小时，采用整体式路基断面，路基宽26米，路面宽23米。

主线设大桥10座，小桥22座，涵洞165道，互通立交3处，分离式立交10处，平面交叉27处，服务区1处，主线收费站1处。

另设18.96公里的添漫梁北至冯家渠连接线，按照一级公路一幅标准建设，设计时速100公里/小时，路基宽13米，设大中桥4座，小桥5座，分离式立交桥4处，涵洞45道，平面交叉8处。

全线采用沥青混凝土路面，桥涵与路基同宽，桥涵设计汽车载荷为公路-Ⅰ级。

为了对K25+821.74安哈公路分离立交桥的工程质量和承载能力进行整体检测，以便为该桥交工验收提供技术资料。

受公司委托，于年月日至月日对其进行了静、动载试验，为桥梁的运营管理提供技术资料

一.1.2试验目的

（1）检验施工质量，为交工验收提供技术依据。

（2）通过静载试验实测结构主要受力部位在试验荷载作用下的应变分布规律及相应变形情况，掌握结构的现有工作状态。

（3）通过动载试验，掌握桥梁结构的动力特性，了解桥梁对动载激励的总体反应，判断桥梁的总体结构刚度和内在力学特性，为桥梁的安全使用提供依据。

通过动力特性试验，了解桥跨结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能。

（4）通过静、动载试验研究和理论计算分析，判断桥跨结构实际承载能力，确定工程的可靠性，评价其在设计使用荷载下的工作性能。

一.1.3具体任务

一.1.3.1静载试验

（1）测量主梁控制截面砼的法向应力（应变）；

（2）测量主梁控制截面的挠度；

（3）观测主梁外表面的裂缝开展情况；

（4）观测墩台的沉降情况。

一.1.3.2动载试验

（1）测量桥跨结构模态参数（频率、振型、阻尼系数）；

（2）测量桥跨结构的冲击系数。

一.2检测对象

一.2.1桥梁概况

主要检测对象为K25+821.74安哈公路分离立交桥，上部结构采用预应力砼（后张）小箱梁，先简支后连续，跨径组合为4×20m；下部结构0号桥台采用柱式台，4号桥台采用肋板台，桥墩采用柱式墩，墩台均采用桩基础。

桥台采用LNR（H）-d270×109型圆形滑动型水平力分散型橡胶支座；桥墩采用HDR（Ⅱ）-d370×127-G0.8型圆形高阻尼隔震橡胶支座。

0、4号桥台采用ZEY80伸缩缝。

主要技术指标如下：

（1）荷载等级：

公路-I级；

（2）桥面宽度：

净11m+2×0.5m防撞墙；

（3）斜度：

15°。

本桥平面照与立面照见下图1.2-1所示，桥型布置图与横断面图如下图1.2-2~1.2-3。

（a）平面照

（b）立面照

图1.21平面照与立面照

图1.22桥型布置图（单位：

cm）

（a）跨中横断面

（b）支点横断面

图1.23上部结构横断面图（单位：

cm）

一.2.2构件编号原则

桥梁以安家梁至哈它土沟为正方向：

（1）桥梁墩台按正方向前进的方向开始编号，依次为0号台、1号墩、2号墩、3号墩、4号台；

（2）桥跨编号按正方向前进的方向开始编号，依次为第1跨、第2跨、第3跨、第4跨；

（3）以正方向为前进方向，构件从左侧向右侧依次编号；

桥梁构件编号示意图见下图1.2-4所示。

图1.24构件编号示意图

一.3工程质量检测依据

（1）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）；

（2）《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/TJ21-01-2015）；

（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；

（4）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；

（5）《工程测量规范》（GB50026-2007）；

（6）相关的设计文件。

一.4检测人员情况

根据检测要求和工作内容，为保证优质高效完成检测任务，在本次项目中检测人员全部由经验丰富的专业技术人员组成。

本项目投入的主要检测人员见下表。

表1.41主要试验检测人员一览表

人员

职称

工作职责

组长

工程师

静载试验

（1）测量主梁控制截面砼的法向应力（应变）；

（2）测量主梁控制截面的挠度；

（3）观测主梁外表面的裂缝开展情况；

（4）观测墩台的沉降情况。

动载试验

（1）测量桥跨结构模态参数（频率、振型、阻尼系数）；

（2）测量桥跨结构的冲击系数。

组员

工程师

工程师

助理工程师

助理工程师

/

一.5主要检测仪器设备

根据所掌握的资料和现场踏勘情况，结合本工程的特点，投入使用的主要仪器设备见下表。

表1.51主要仪器设备一览表

序号

型号

名称

编号

1

RS-QL06E

桥梁及结构荷载试验测试系统

2

HY-65DJB3000B

动态应变传感器

3

INV3060S

动态应变采集与分析系统

4

941B

拾振器

5

ZBL-F130

裂缝宽度观测仪

6

AZ8866

非接触红外线温度计

7

—

数码相机、计算机及其他工具

/

二、

静载试验方案

静载试验采用试验载重车加载，使结构主控截面或部位的内力或应力达到与设计荷载标准值的作用效应等效，并在试验过程中测试关键部位应变及挠度，观测主梁外表面的裂缝开展情况，评定结构的实际工作状况和承载能力。

二.1静载试验原则

1、试验加载原则

（1）试验荷载效率

应满足：

介于0.85~1.05之间，其中：

为静载试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或位移的最大计算效应值；S为控制荷载产生的同一加载控制截面内力或位移的最不利效应计算值；μ为按规范取用的冲击系数值。

（2）为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线，以及防止结构意外损伤，试验加载采用分级加载的方式，可分3～5级加载，1级卸载。

每次加载或卸载要求在前一级荷载阶段内结构反应相对稳定后，进行了有效测试及记录后方可进行下一级荷载试验。

（3）加卸载过程中，应保证非控制截面内力或变形不超过控制荷载作用下的最不利值。

2、试验加载安全监测

试验加载安全监测是为了防止试验荷载对桥梁造成损伤，发生下列情况应中止加载：

（1）控制测点应变值已达到或超过计算值；

（2）控制测点变形（或挠度）超过计算值；

（3）结构裂缝的长度、宽度或数量明显增加；

（4）实测变形分布规律异常；

（5）桥体发出异常响声或发生其他异常情况。

3、数据观测要求

在荷载试验前检查测点有效性，确保仪器能够正常工作，每级荷载加载稳定后进行读数，读数完毕后进行数据检查，如数据出现异常，查明原因，待无误后进行下一级加载。

每个工况加载应连续进行，两级加载时间间隔不能过长，否则应重新加载进行数据采集。

在数据采集过程中，应采取有效措施尽可能减少人为因素和环境因素造成数据影响，确保数据的准确性。

二.2静载试验加载程序控制

本桥试验加载基本程序如下：

（1）在进行正式加载试验前，采用试验加载车对试验桥跨测试位置进行预加载，并持续一定的时间，以消除结构间可能存在的间隙，降低测试误差。

（2）将预加荷载卸至零，持续一段时间后再进行正式加载。

（3）正式加载时按照计算的车辆加载位置逐级加载，直至荷载效率满足试验规范的要求。

（4）在卸载完全且结构变形充分恢复后才能进行下一工况的加载。

二.3静载试验内容

二.3.1结构计算

采用桥梁专业有限元软件Midas/Civil2015对该桥上部结构进行有限元建模分析。

预应力混凝土箱梁混凝土采用C50混凝土，其相应的弹性模量E=3.45×104MPa；容重γ=26kN/m3。

采用设计荷载：

公路-Ⅰ级。

图2.31有限元模型

二.3.2加载工况和观测截面

依据外观检测、现场试验便捷性、合同及招标文件要求，本次荷载试验抽取第1跨、第2跨为测试跨，分3个工况进行试验，具体荷载工况与观测截面如下表2.3-1和和下图2.3-2所示。

表2.31加载工况和观测截面

工况

观测截面位置

测试内容

工况1

第1跨最大正弯矩（A-A截面）

箱梁砼挠度、应变

工况2

1号墩顶最大负弯矩（B-B截面）

箱梁砼应变

工况3

第2跨最大正弯矩（C-C截面）

箱梁砼挠度、应变

图2.32测试截面位置示意图（单位：

cm）

二.3.3测点布置

应变测点：

在每个观测截面处，每个箱梁底板与部分腹板位置布置测点。

布置如图2.3-3。

挠度测点：

在测试A-A、C-C截面各箱梁中心位置布置挠度测点，并在墩顶布置沉降测点。

布置如图2.3-3。

（a）A-A、C-C截面测点布置

（b）B-B截面测点布置

图2.33测试截面测点布置图（单位：

cm）

二.3.4加载车辆

试验共使用4辆前二后八轮共3轴载重汽车进行加载，加载车一般外形示意图见图2.3-4，轴重、轴距数据见表2.3-2。

图2.34加载车外形示意图

表2.32加载车轴重、轴距数据

车号

车重（t）

轴距及轮距（m）

后轴

中轴

前轴

总重

前轴-中轴（A）

中轴-后轴（B）

轮距（C）

1

14.2

14.2

7.4

35.8

3.95

1.35

1.8

2

14.0

14.0

7.2

35.2

3.95

1.35

1.8

3

14.1

14.1

6.6

34.8

3.95

1.35

1.8

4

14.2

14.2

6.7

35.1

3.95

1.35

1.8

二.3.5静载试验效率

根据桥梁结构内力计算及试验要求，各测试截面有关工况的静载试验荷载效率见下表。

表2.33静载试验计算荷载效率

工况

试验项目

控制位置

设计荷载效应

（kN•m）

试验荷载效应

（kN•m）

荷载效率ηq

1

第1跨最大正弯矩-偏载

1号梁

1333

1357

1.02

第1跨最大正弯矩-中载

2号梁

1039

1006

0.97

2

1号墩顶负弯矩-偏载

1号梁

-1046

-1002

0.96

1号墩顶负弯矩-中载

2号梁

-831

-793

0.95

3

第2跨最大正弯矩-偏载

1号梁

1068

1096

1.03

第2跨最大正弯矩-中载

2号梁

874

797

0.91

二.3.6各工况车辆布置

（1）工况1：

第1跨最大正弯矩

工况1试验荷载作用下加载图示见图2.3-5~2.3-6。

（a）车辆横向布置图

（b）车辆纵向布置图

图2.35工况1分级偏载车位布置图（单位：

cm）

（a）车辆横向布置图

（b）车辆纵向布置图

图2.36工况1中载满载车位布置图（单位：

cm）

（2）工况2：

1号墩最大负弯矩

工况2车辆布置图与工况1相同。

（3）工况3：

第2跨最大正弯矩

工况3试验荷载作用下加载图示见下图2.3-7~2.3-8。

（a）车辆横向布置图

（b）车辆纵向布置图

图2.37工况3分级偏载车位布置图（单位：

cm）

（a）车辆横向布置图

（b）车辆纵向布置图

图2.38工况3中载满载车位布置图（单位：

cm）

三、静载试验结果

三.1工况1试验结果分析（第1跨最大正弯矩）

三.1.1应变及挠度测试结果

表3.11外侧分级加偏载总应变结果

梁号

一级

二级

三级

四级

实测值（με）

计算值（με）

实测值（με）

计算值（με）

实测值（με）

计算值（με）

实测值（με）

计算值（με）

1号梁

41

83

60

115

77

145

91

167

2号梁

27

35

55

97

67

121

87

137

3号梁

11

15

37

45

46

57

60

77

4号梁

7

7

22

23

26

29

36

41

表3.12外侧分级加偏载总挠度结果

梁号

一级

二级

三级

四级

实测值（mm）

计算值（mm）

实测值（mm）

计算值（mm）

实测值（mm）

计算值（mm）

实测值（mm）

计算值（mm）

1号梁

-2.35

-3.11

-3.15

-4.53

-3.67

-6.60

-4.23

-7.66

2号梁

-0.96

-1.56

-2.02

-3.81

-2.75

-4.97

-3.72

-6.42

3号梁

-0.51

-0.70

-1.40

-2.05

-1.82

-2.59

-2.66

-3.58

4号梁

-0.21

-0.35

-0.54

-1.09

-0.93

-1.36

-1.26

-1.93

表3.13中载满载总应变与总挠度结果

梁号

中载满载应变

中载满载挠度

实测值（με）

计算值（με）

实测值（mm）

计算值（mm）

1号梁

62

85

-2.11

-3.92

2号梁

80

126

-3.38

-5.91

3号梁

78

126

-3.22

-5.91

4号梁

66

85

-2.05

-3.92

三.1.2应变测试结果分析

（1）主要测点实测值与计算值相关性

选取偏载侧的1号梁、2号梁作为分析对象，分析其应变在分级偏载荷载变化下，实测值与计算值的相关性。

（a）1号梁应变实测值与计算值线性相关分析

（b）1号梁应变实测值与计算值分级加载曲线

图3.11偏载分级加载下1号梁应变实测值与计算值关系曲线

（a）2号梁应变实测值与计算值线性相关分析

（b）2号梁应变实测值与计算值分级加载曲线

图3.12偏载分级加载下2号梁应变实测值与计算值关系曲线

从上图3.1-1~图3.1-2可以看出，1、2号梁在偏载分级加载下，应变实测值与计算值线性关系良好，均小于计算值，偏载分级加载下与计算值变化趋势一致。

（2）横向分布分析

下图3.1-3为满载时，各梁总应变横向分布。

（a）偏载满载总应变横向分布

（b）中载满载总应变横向分布

图3.13各梁总应变横向分布曲线

从上图可以看出各测点实测应变均小于计算值，实测横向分布与计算一致。

（3）中性轴分析

图3.141号梁外侧腹板偏载满载应变分布

由上图可知1号梁外侧腹板在偏载满载下中性轴高度为82.4cm，计算中性轴高度78.7cm，外侧腹板应变沿截面高度呈线性变化，符合平截面假定。

图3.152号梁外侧腹板中载满载应变分布

由上图可知2号梁外侧腹板在中载满载下中性轴高度为80.7cm，计算中性轴高度77.2cm，外侧腹板应变沿截面高度呈线性变化，符合平截面假定。

三.1.3挠度测试结果分析

（1）实测值与计算值线性相关性

选取偏载侧的1号梁、2号梁作为分析对象，分析其挠度在分级偏载荷载变化下，实测值与计算值的相关性。

（a）1号梁挠度实测值与计算值线性相关分析

（b）1号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线

图3.16偏载分级加载下1号梁挠度实测值与计算值关系曲线

（a）2号梁挠度实测值与计算值线性相关分析

（b）2号梁挠度实测值与计算值分级加载曲线

图3.17偏载分级加载下2号梁挠度实测值与计算值关系曲线

从上图3.1-6~图3.1-7可以看出，1、2号梁在偏载分级加载下，挠度实测值与计算值线性关系良好，均小于计算值，偏载分级加载下与计算值变化趋势一致。

（2）横向与纵向分析

下图3.1-8为满载时，各梁总挠度横向分布。

（a）偏载满载总挠度横向分布

（b）中载满载总挠度横向分布

图3.18各梁总挠度横向分布曲线

从上图可以看出各测点实测挠度均小于计算值，实测横向分布与计算一致。

三.1.4试验结果评定

（1）校验系数评定

静力荷载试验结构校验系数即指在试验荷载作用下主要测点的实测弹性变位或应变值与相应的理论计算值的比值：

η＝Se/Ss，当η≤1时，代表桥梁的实际状况要好于理论状况，说明桥梁承载能力满足要求。

主要测点应变校验系数的评定见表3.1-4，挠度校验系数的评定见表3.1-5。

表3.14控制截面应变校验系数评定

项目

梁号

弹性值Se

（με）

计算值Ss

（με）

校验系数

η=Se/Ss

评定

偏载

1号梁

90

167

0.54

满足要求

2号梁

86

137

0.63

满足要求

中载

2号梁

77

126

0.61

满足要求

3号梁

74

126

0.59

满足要求

由表可以看出，控制截面主要应变测点校验系数均小于1，满足规范要求。

表3.15控制截面变形校验系数评定

项目

梁号

弹性值Se（mm）

计算值Ss

（mm）

校验系数

η=Se/Ss

评定

偏载

1号梁

-4.00

-7.66

0.52

满足要求

2号梁

-3.50

-6.42

0.54

满足要求

中载

2号梁

-2.99

-5.91

0.51

满足要求

3号梁

-2.82

-5.91

0.48

满足要求

由表可以看出，控制截面主要挠度测点校验系数均小于1，满足规范要求。

测试跨刚度较高。

（2）残余应变（变形）评定

相对残余变位或相对残余应变（△Sp）是测点实测残余变位或残余应变与对应的实测总变位或总应变（St）的比值，比值越小说明结构越接近弹性工作状况，当主要测点相对残余变位或相对残余应变不超过20%时判定桥梁承载能力满足要求。

主要测点应变和挠度相对残余评定见表3.1-6和表3.1-7。

表3.16控制截面残余应变评定

项目

梁号

总应变St

（με）

残余应变Sp

（με）

相对残余值

Sp/St（%）

评定

偏载

1号梁

91

1

0.66

满足要求

2号梁

87

1

1.15

满足要求

中载

2号梁

80

3

3.74

满足要求

3号梁

78

4

5.11

满足要求

表3.17控制截面残余变形评定

项目

梁号

总变形St

（mm）

残余变形Sp

（mm）

相对残余值

Sp/St（%）

评定

偏载

1号梁

-4.23

-0.23

5.48

满足要求

2号梁

-3.72

-0.22

6.00

满足要求

中载

2号梁

-3.38

-0.39

11.56

满足要求

3号梁

-3.22

-0.40

12.51

满足要求

由表可以看出，控制截面应变相对残余均小于20%，挠度相对残余均小于20%，均满足规范要求，表明梁体处于弹性工作状态。

（3）裂缝观测

荷载试验前对本桥的外观进行了检查，梁体未发现受力裂缝；荷载试验过程中，对各观测截面的附近梁体的混凝土外表面做了仔细观察，未发现可观测的新裂缝产生。

三.2工况2验结果分析（1号墩最大负弯矩）

三.2.1应变测试结果

表3.21外侧分级加偏载总应变结果

梁号

一级

二级

三级

四级

实测值（με）

计算值（με）

实测值（με）

计算值（με）

实测值（με）

计算值（με）

实测值（με）

计算值（με）

1号梁

-13

-27

-20

-37

-26

-62

-30

-67

2号梁

-7

-12

-15

-30

-20

-37

-28

-56

3号梁

-4

-4

-10

-14

-13