大型桥梁竣工荷载试验方案.docx
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大型桥梁竣工荷载试验方案
目录
1.概述2
1.1.工程概况2
1.2.竣工荷载试验项目5
2.桥梁结构外观质量检查5
3.恒载线形测量5
4.静载试验6
4.1.静载试验测量项目6
4.2.试验荷载9
4.3.测试程序14
4.4.试验安全控制14
5.动载试验15
5.1.动应力测点布置15
5.2.测量仪器和方法15
6.桥梁自振特性测试15
6.1.测点布置15
6.2.测量仪器17
7.试验日程安排计划17
8.需要甲方准备与配合工作17
XXXX桥竣工荷载试验方案
1.概述
1.1.工程概况
XXXX桥是XXXX跨越XXXX运河的一座大型桥梁，是出入XXXX主城区的北大门之一。
桥梁为44＋72＋44m三跨V型墩预应力连续刚构桥，箱形截面，单排桩柔性桥墩，双排桩混凝土重力式桥台，V形墩采用板式钢筋混凝土结构。
XXXX桥桥梁全长163.7m，桥梁为独立、双幅结构，单幅桥面宽22.5m。
桥梁结构立面图和跨中断面图如图11。
（1）上部结构：
桥梁横断面型式：
单箱三室，箱底宽17.5m，顶板（包括悬臂部分）宽度22.5m，箱梁腹板为直腹板。
梁顶面设置1.5％桥面横坡，箱梁底板平置。
箱梁翼缘悬臂长2.5m。
箱梁最小高度为1.68m（跨中及桥台处），最大梁高为3.25m，斜腿中心线与梁底交点处箱梁顶板、底板厚25cm，腹板厚度一般梁段为40cm，桥墩及桥台支承处加厚至60cm。
桥台及V形墩顶支撑处设置竖向和斜向横隔梁，桥台横隔梁宽1.2m，墩顶斜横隔梁平均宽1.35m。
V形墩墩身为实心板，与桥墩承台刚接。
纵断面型式：
箱梁高度由中跨跨中1.68m（平均）变化至斜腿中心线与梁底交点处3.25m（平均）；由边跨支座中心线处梁高1.68m（平均）变化至斜腿中心线与梁底交点处也为3.25m（平均），V形墩中心处梁高为2.23m（平均），V形墩与梁底的交点跨长为15.5m。
梁底缘变化采用二次抛物线，桥面设有竖曲线，R＝2500m。
预应力：
全桥共布置纵向预应力钢束324束（包括备用束16束），其中15－15.2152束，12－15.260束，9－15.240束，7－15.272束，锚具采用HVM15锚固体系，两端张拉，张拉控制应力1395MPa。
（2）下部结构
桥墩：
V形墩墩身采用变厚度钢筋混凝土板式断面，断面宽17.5m，顶端厚115cm，下端厚80cm，V形墩墩身轴线与水平面夹角40度。
桥台：
采用重力式，基础采用钻孔桩。
台身采用C30混凝土浇筑。
（3）其他结构：
支座：
桥台支座采用GPZ（Ⅱ）型盆式橡胶支座。
单向滑动支座设置在桥梁内侧，双向滑动支座设置在桥梁外侧。
伸缩缝：
两端桥台处各设置一道伸缩缝。
车道及人行道、机非分隔带均采用GQF－C100型钢伸缩缝。
桥面铺装：
桥面采用6cmC40钢筋混凝土调平层＋4cm中粒式沥青混凝土＋3cm细粒式沥青混凝土面层。
（4）桥梁设计标准
道路等级：
城市Ⅰ级干道
设计车速：
60km/h
设计荷载：
城－A级
桥面宽度：
中央分隔带6m；
机动车道2×12m；
机非分隔带2×2m；
非机动车道2×4.5m；
人行道2×3.5m；
桥梁总宽B＝50m
竖曲线、纵坡：
竖曲线半径R＝2500m，桥梁纵坡2.5％
桥面横坡：
行车道横坡1.5％，人行道横坡1.0％
地震烈度：
地震基本烈度为6度（地震动峰值加速度0.05g），按7度设防
桥下航道等级：
五级航道，通航净空Bm＝45m，bm＝36m，Hm＝5m，hm＝3.5m。
竣工荷载试验依据标准、规范和参考资料
（1）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77－98）
（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60－2004）
（3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62－2004）
（4）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
（5）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1，2-2004）
（6）《大跨径混凝土桥梁的试验方法》1982年
（7）《XXXX桥工程施工图设计》（无锡市市政工程设计研究院二○○五年十月）
1.2.竣工荷载试验项目
桥梁竣工荷载试验主要内容均包括如下五个部分：
（1）桥梁结构外观质量检查
（2）恒载线形测量
（3）静载试验
（4）动载试验
（5）结构振动特性试验
由于该桥为两座独立的双幅桥梁，结构形式完全相同，因此检测单建议首先对两幅桥梁结构外观质量进行全面检查，根据检查结果两座桥梁挑选其中一幅作竣工荷载（包括以上的五个部分）试验。
另一幅只作静载挠度试验。
2.桥梁结构外观质量检查
试验前对试验桥跨结构外观质量进行检查，主要内容包括试验断面外观检查，支座、伸缩缝等外观检查。
3.恒载线形测量
恒载线形测量主要包括基础顶面坐标、主梁坐标和桥轴轴线线形等。
拟利用大桥施工测量的基准控制网点或桥址附近已有的测量控制网进行恒载线形测量，部分测点沿用施工过程测点进行复核。
测点布置：
主梁：
沿主桥纵向中轴线4～8米布置一个测点，测试主桥桥面线形；测量仪器：
全站仪
测量时间：
荷载试验前。
4.静载试验
桥梁静载试验是通过测量试验荷载作用下桥梁结构的变形和应力值，来了解结构实际性能和结构的刚度、强度等指标是否与设计预期值相符，是一种最直接有效的测试方法。
通过布置一定数量的测点可以较全面地分析结构的受力情况，检验设计和施工的质量，了解工程结构性能、安全度和可靠性程度，以及验证桥梁设计计算图式与实际状态的吻合程度，以判断桥梁结构实际的承载能力。
4.1.静载试验测量项目
4.1.1.挠度测量
（1）测试断面和测点布置
测试断面位置和测点布置如图41所示。
（2）测量仪器
挠度测量采用两台徕卡TCA2003全站仪进行测量。
将全站仪放置在主桥两侧岸上的适当位置。
将棱镜按照测点布置固定在桥梁上，使全站仪能够和每个棱镜通视。
根据测得的试验过程中每个测点的三维坐标变化，可以求得相应每一加载工况各测点处的结构位移。
4.1.2.应力测量
（1）测试断面和测点布置
共取三个测试断面，测试断面的位置以及各断面测点布置如图42所示。
（2）测量仪器
应力测量是采用先测出测点处结构的应变，然后根据材料的弹性模量由应变算出应力的方法。
应变测量的传感器是电阻应变片。
应变测量仪器采用江苏东华测试技术有限公司生产的DH3815N静态应变测试系统。
4.2.试验荷载
本次静载试验的目的是检验桥梁在车辆荷载作用下，桥梁的变形及主要构件的应力状态，故采用基本荷载试验。
参考《大跨径混凝土桥梁荷载试验方法》建议，取静力荷载试验的效率为1.0≥η≥0.8。
4.2.1.车辆荷载
（1）加载车辆
根据上述的静力荷载试验效率及各控制断面的弯矩设计值，静载试验使用12辆每辆总重300kN，相当于汽车—20级的重车作为加载车辆。
此类车辆的轮、轴距和轴重见表41，加载车辆照片如图43所示。
表41加载车辆技术参数和载重表
车型
中后轴距
（cm）
前中轴距
（cm）
后轮距
（cm）
前轴重
（kN）
中后轴重
（kN）
总重
（kN）
重车
140
不大于400
180
60
240
300
图43试验用三轴载重汽车
（2）加载位置
大桥静载试验纵向载位共三种，如图44、图45和图46所示。
横向载位有三种，如图47、图48和图49所示。
图47横向中载（单位：
cm）
图48横向左偏载（单位：
cm）
图49横向右偏载（单位：
cm）
（3）静载试验效率
静载试验主要加载工况效率系数见表42（须经过设计单位确认）。
表42静载试验主要加载工况效率系数
控制断面
试验荷载弯矩
（kN·m）
设计活载弯矩
（kN·m）
效率系数
1－1断面正弯矩
13280
13520
0.98
2－2断面负弯矩
-14820
-18520
0.80
3－3断面正弯矩
13220
13680
0.97
由上表可知，控制断面加载效率系数为0.80～0.98，能够满足《大跨径混凝土桥梁的试验方法》1982年交通部公路科学研究所
应为
的要求，荷载试验能反映结构的实际受力与变形状态。
4.3.测试程序
大桥静载试验加载测试顺序列于表43。
表43加载测试工况
工况
说明
纵向位置
横向位置
测试内容
1
初读数
无
无
各测点挠度、应变
2
断面1－1加载
图44
图47
各测点挠度、应变
3
断面2－2加载
图45
图47
各测点挠度、应变
4
断面3－3加载
图46
图47
各测点挠度、应变
5
无荷载
无
无
各测点挠度、应变
6
断面1－1加载
图44
图48
各测点挠度、应变
7
断面2－2加载
图45
图48
各测点挠度、应变
8
断面3－3加载
图46
图48
各测点挠度、应变
9
无荷载
无
无
各测点挠度、应变
10
断面1－1加载
图44
图49
各测点挠度、应变
11
断面2－2加载
图45
图49
各测点挠度、应变
12
断面3－3加载
图46
图49
各测点挠度、应变
13
卸载读数
无
无
各测点挠度、应变
注：
表中各控制工况第一次加载时，采用50％、75％、100％分级加载。
4.4.试验安全控制
为了保正桥梁荷载试验的加载安全，对于桥梁的控制工况首次加载均采用分级加载，每级加载均测量结构的应变和位移。
静载试验加载过程中，出现下列情况之一，应立即暂时中止加载：
（1）控制测点应力值已达到或超过用弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时；
（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）桥梁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）施加试验荷载过程中，桥梁发生异常响声；
（6）发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。
对各方面数据进行分析和主要结构部位进行检查后，认为结构处于正常状况后，方可继续进行试验。
5.动载试验
5.1.动应力测点布置
选取1－1断面下缘2个混凝土应变测点作为动应力测点。
5.2.测量仪器和方法
（1）动应变采用电阻应变片作为传感器，江苏东华测试技术有限公司生产的DH3817动静态应变测试系统作为数据测量采集仪器。
（2）动载试验的测量内容与试验顺序
a）2辆车在以不同车速（10，20，30，40、50km/h）同向行驶；
b）2辆车在以不同车速（10，20km/h）跨越障碍；
c）测量每种行车条件下各相应测点处的动应变。
6.桥梁自振特性测试
桥梁结构的自振特性（一般指桥梁的各阶振动频率、对应的振型、阻尼比等），是桥梁的一种固有特性，它与桥梁的跨径、结构形式、建桥材料等有关。
对桥梁的自振特性进行现场测量具有以下几方面的意义：
（1）对用分析方法得到的频率、振型进行校合，提供理论分析无法获得的结构阻尼比。
（2）作为桥梁安全性的特征参数，为桥梁的安全性评估提供依据。
（3）作为桥梁使用性的特征参数，为桥梁的正常使用和有效管理提供依据。
6.1.测点布置
自振特性测试测试断面及测点布置如图61所示。
6.2.测量仪器
（1）传感器：
DPS－0.35－1－V/H型位移传感器；
（2）放大器：
VA-99低通滤波放大器；
（3）振动数据采集与分析系统：
AZ-108数据采集箱，CRAS6.2数据采集及分析系统。
7.试验日程安排计划
根据上述竣工试验的主要内容，确定荷载试验现场的日程安排计划，包括试验前准备、设备调试4～6天，线形测量1～2天，静、动荷载试验1天，共需要6～9天左右的时间（未考虑天气情况，根据现场情况进行适当调整），详见下表。
表71成桥荷载试验现场日程安排计划
试验主要项目
日程安排
现场勘查、支架准备、试验准备
第1天
全桥外观、状态检查
第1～2天
全桥结构线形及自振特性测试
第3～4天
荷载试验前准备（传感器布设、设备调试等）
第4～8天
城闸大桥荷载试验前准备（车辆准备、人员任务确认）
第8天
车辆荷载试验
第8天夜晚
试验现场清理
第9天
8.需要甲方准备与配合工作
（1）施工测量点
需要施工单位保留施工过程中的主梁标高等监控测点，以便试验单位复核，具体由甲方协调。
（2）工作脚手架（含船脚手架）
边跨测点位置必须搭设工作脚手架，中跨测点位置需搭设船脚手架，供测试人员检查及布置测点用。
此脚手架是高空作业，必须绝对安全可靠。
船只要能够稳定，保证安全。
脚手架的搭设由测试单位另外提出建议与要求，搭设工作具体由甲方协调有关单位进行。
（3）航道管制
试验期间，测试人员要对中跨进行检查和测点布置，需要保证船只的稳定安全，因此，需要对桥下航道来往船只进行管制。
由甲方单位协调航道管理部门进行。
（4）荷载试验加载车辆
选用符合试验加载要求的车辆，经试验、设计单位认可后，应确定并联系好车辆的具体型号、数量、载重物、吨位以及过磅地点、租用时间等细则。
此项准备工作具体由甲方配合完成。
（5）电源及试验临时用棚
试验准备阶段与试验过程中桥上需用220V单相电源。
为了保证试验的顺利进行，建议在试验准备与进行期间配备专门电工。
为了防止下雨，在各测站设置临时试验用棚，棚高1.8m宽2m×2m。
（6）交通封锁
在试验期间需要封锁桥面交通，由甲方组织。
（7）设置应变片位置的涂装修补
粘贴应变片的位置需要除去涂装层、砂浆层，粘贴在结构受力表面，试验完成后需要业主协商相关单位进行重新涂装或局部修补工作。
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