预应力混凝土桥梁荷载试验检测报告全面.docx
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预应力混凝土桥梁荷载试验检测报告全面
xxx桥荷载试验
检测报告
报告编号：
练习-JB-2012-QL-02-001
报告总页数：
40页（含此页）
报告日期：
工程名称：
xxx桥荷载试验检测报告
工程地点：
xxx市
检测日期：
xxxxx检测有限公司
xxx桥荷载试验检测报告
项目负责人：
检测人员：
报告编写人：
审核人：
批准人：
声明:
1.本检测报告涂改、换页无效.
2.如对本检测报告有异议,可在报告发出后20天内向
本检测单位书面提请复议.
3.检测单位名称与检测报告专用章名称不符者无效.
1.桥梁概况5
2.荷载试验的目的7
3.荷载试验的依据8
4.检测组织8
4.1.人员组织8
4.2.仪器设备9
4.3.现状环境10
5.外观检测10
5.1.外观检测过程10
5.2.外观检测结果11
5.2.1.桥面系11
5.2.2.上部承重结构13
5.2.3.下部结构13
5.2.4.混凝土抗压强度检测14
6.静力荷载试验方案15
6.1.试验荷载的确定15
6.2.荷载试验项目16
6.3.加载方式与加载分级16
6.4.加载位置与加载工况的确定16
6.5.测试项目及量测方法18
6.6.测试断面与测点布置18
6.7.试验加载程序19
6.8.静力荷载试验规则19
7.动力荷载试验方案20
7.1.测试项目20
7.2.测试断面的确定21
8.静载试验过程描述22
9.静载试验数据分析24
9.1.挠度数据分析24
9.1.1.跨中（A-A）截面最大正弯矩上游偏心加载试验24
9.1.2.跨中（A-A）截面最大正弯矩下游偏心加载试验25
9.2.应变数据分析26
9.2.1.跨中（A-A）截面最大正弯矩上游偏心加载试验26
9.2.2.跨中（A-A）截面最大正弯矩下游偏心加载试验27
9.3.裂缝观测29
10.静载试验结果评定29
10.1.计算分析模型29
10.2.静力荷载试验效率29
10.3.结构工作状况评定30
10.3.1.结构截面刚度评定30
10.3.2.结构总体刚度评定30
10.3.3.结构裂缝评定31
11.动载试验结果评定31
11.1.计算分析模型31
11.2.动载试验测试过程31
11.3.环境振动测试分析及评定32
11.3.1.实测数据32
11.3.2.理论计算34
11.3.3.分析及评定35
11.4.无障碍行车试验分析及评定36
11.4.1.20米预应力空心板冲击系数36
11.4.2.分析及评定39
12.结论39
13.建议40
xxx桥荷载试验报告
1.桥梁概况
xxx市xxx桥桥位于xxx市鹤上镇镇区公路上,上部结构采用20米预应力钢筋砼简支空心板,上部横断面由6片板组成.下部结构采用基桩接盖梁式桥台,桥梁全长25.04米.场地表层为淤泥质土,下覆中砂层、粘土层、全风化花岗岩、强风化花岗岩,桥梁基础选择强风化花岗岩作为持力层.
本桥净宽7.0米+2×0.5米安全带,全桥总宽8.0米.墩台与路线方向斜交15°,梁桥台处设有D-40型伸缩缝.设计荷载为公路-II级,五十年一遇设计洪水位3.1米,地震基本烈度为VII度.桥面铺装采用C40防水混凝土.桥面铺装总厚度为10～15.25厘米.
桥梁纵断面详见图1-1所示.
图1-1xxx桥纵断面布置图（单位：
厘米）
上部结构
上部结构,20米跨预制空心板：
板高0.95米,中板宽1.240米,边板宽1.240米,挑臂0.250米,横桥向由6片空心板组成;横断面形式示意于图1-2中.
下部结构
下部结构采用基桩接盖梁式桥台.
xxx桥正面及侧面照片如图1-3、图1-4所示.
图1-2xxx桥横断面形式（单位：
米米）
图1-3正面照片图1-4侧面照片
技术标准：
（1）桥梁设计荷载：
公路—Ⅱ级.
（2）净跨径布置：
1跨20米简支预应力空心板.
（3）桥面宽度：
0.5米（安全带）+7.0米（行车道）+0.5米（安全带）,总宽8.0米.
（4）桥梁纵坡：
1.122%;桥梁横坡：
机动车道1.5%.
（5）地震作用：
抗震设计烈度为7度.
（6）桥下净空：
1.0米～1.5米.
材料：
（1）混凝土
20米预应力空心板采用C40砼;
桥面铺装采用C40防水砼;
盖梁采用C30混凝土;
桩基础采用C25混凝土.
（2）钢材
预应力钢束：
采用高强度低松驰7丝捻制的预应力钢绞线,公称直径为15.20米米,公称面积140米米2,标准强度fpk=1860米Pa,弹性模量E=1.95×105米Pa,1000h后应力松驰率不大于2.5%,其技术性能必须符合中华人民共和国国家标准（GB/T5224－2003）《预应力筋用钢绞线》的规定.
普通钢筋：
钢筋直径≤10米米者采用R235光圆钢筋,直径＞10米米者采用HRB335带肋钢筋,其技术性能应分别符合中华人民共和国国家标准《钢筋混凝土热轧光圆钢筋》（GB13013-1991）、《钢筋混凝土热轧带肋钢筋》GB1499-1998的规定.
（3）其它材料
预应力锚具：
必须采用成品锚具及其配套设备,并应符合中华人民共和国国家标准（GB/T14370-2000）《预应力筋用锚具、夹具和连接器》、中华人民共和国交通行业标准（JT329.2-97）《公路桥梁预应力钢绞线用锚具、连接器试验方法及检验规格》等技术要求.
预应力体系：
应符合国际预应力砼协会（FIP）《后张预应力体系的验收建议》的要求.金属波纹管应满足《预应力混凝土用金属螺旋管》JG/T3013-94的要求.
桥梁支座：
采用GJZ板式橡胶支座,其技术性能应符合中华人民共和国交通行业标准JT/T4-2004《公路桥梁板式橡胶支座》的规定.
桥梁伸缩缝：
D-40型,其技术性能应符合中华人民共和国交通行业标准JT/T327－2004《公路桥梁伸缩装置》的规定.
2.荷载试验的目的
通过对xxx市xxx桥进行荷载试验,以达到以下目的：
（1）通过测定桥跨结构在荷载所用下的控制断面应变和挠度,并与理论计算值比较,检验结构控制断面应变与挠度值是否满足设计与规范要求.
（2）通过对该桥进行静力荷载试验,为本桥今后运营养护及长期健康状况评价提供结构原始参数.
（3）通过测定桥跨结构的自振特性,以评定结构的实际动力性能,并检验桥跨结构的行车冲击系数等指标是否符合规范要求.
（4）通过对试验观测数据和试验现象的综合分析,对实际结构做出总体评价,为交工验收提供技术依据.
3.荷载试验的依据
本次荷载试验及评定主要依据以下技术文件：
（1）《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）;
（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）《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/TJ21-2011）;
（5）《回弹法检测混凝土强度技术规程》（JGJ/T23-2011）;
（6）《福建省xxx市鹤上镇xxx桥设计文件》,福建省林业勘察设计院,.
4.检测组织
4.1.人员组织
为保证现场试验工作顺利、优质的完成,xxxxx检测有限公司专门组织有经验的工程师和技术人员成立检测小组,具体人员组成见表4-1.
表4-1试验人员组成
序号
姓名
职称、职务
本项目担任工作
1
2
3
4
5
6
7
8
4.2.仪器设备
本次检测所用仪器设备及性能指标见表4-2所列.
表4-2荷载试验仪器设备及性能指标
序号
仪器或设备名称
型号规格
编号
数量
精度
1
裂缝测宽仪
PTS-E40
G04
1台
0.02米米
2
混凝土回弹仪
ZC3-A
X07
1台
1
3
砼碳化深度测定仪
（0-8）米米
X09
1台
0.25米米
4
静态应变测试系统
DH-3821
G01-4
1台
1×10-6
5
百分表
0～30米米
G30
10个
0.01米米
6
动态数据采集系统
DH5908G
G01-2
1台
/
7
应变片
BX120-100
/
40片
1×10-6
4.3.现状环境
试验期间环境状况为：
检测起止时间：
2012年2月17日至2012年2月18日
湿度：
40%～47%;
天气：
阴;
温度：
最高14℃,最低10℃;
风力：
1～2级.
现场试验环境条件均满足桥梁荷载试验的基本要求.
5.外观检测
本次外观质量检测实施以下5方面的检测内容：
（1）结构各部件表面缺损状况的检查;
（2）桥梁开裂状况的详细调查;
（3）桥梁关键部位混凝土强度检测;
（4）混凝土碳化深度检测;
5.1.外观检测过程
2012年4月05日对xxx市xxx桥进行了详细的质量检测,包括对桥面铺装、排水系统、栏杆、伸缩装置、主梁、桥墩、桥台及基础等外观破损情况进行了检测,以及对主要承重构件进行了裂缝、混凝土强度及碳化深度的检测,图5-1给出了部分现场检测的照片.
图5-1（a）混凝土强度测量图5-1（b）碳化深度测量
5.2.外观检测结果
本报告中各构件编号规则如下：
空心号从上游至下游依次进行编号.具体见图5-2.
图5-2空心板编号示意图（单位：
米米）
5.2.1.桥面系
5.2.1.1桥面铺装
经现场勘查,桥面铺装层未产生网裂、交错裂缝、碎块及纵向裂缝,未出现波浪车辙现象,未出现坑槽.但桥面上下游两侧卫生状况较差,垃圾堆积.见图5-3.
桥面铺装层未发现病害桥面上下游两侧垃圾堆积
图5-3桥面铺装技术状况
5.2.1.2伸缩缝
经现场勘查,桥梁在两桥台处设置D-40型伸缩缝,伸缩缝被砂土等杂物堵塞.见图5-4.
0号台、1号台处伸缩缝被砂土等杂物堵塞
图5-4伸缩缝病害现场状况
5.2.1.3桥头与路堤连接部
经现场勘查,桥头与路堤连接部平顺,行车基本顺畅.桥头与路堤连接部未发现纵横向裂缝.现场病害状况见图5-5.
图5-5桥头与路堤连接部技术状况
5.2.1.4排水系统
经现场勘查,桥面排水孔堵塞,排水不顺畅,桥面两侧有积水痕迹.见图5-6.
（a）桥面排水孔堵塞、两侧积水,排水管未露出结构表面20厘米以上
图5-6排水系统状况
5.2.1.5护栏
经现场勘查,护栏技术状况良好,未发现残缺丢失不全等病害.见图5-7.
图5-7护栏现场状况
5.2.1.6人行道
京林桥未设置人行道.
5.2.2.上部承重结构
5.2.2.1裂缝观测
空心板板底未发现裂缝.
5.2.2.2上部结构混凝土表观质量
空心板板底未出现露筋锈蚀、空心板之间接缝未发现异常、渗水现象.但空心板接缝间残留大量薄膜,见图5-8.
图5-8板底未出现裂缝、露筋现象,接缝间残留大量薄膜
5.2.3.下部结构
5.2.3.1桥墩和桥台
各桥台未发现明显病害.见图5-9.
图5-9桥台技术状况
5.2.3.2支座
现场支座技术状况无法观测.
5.2.4.混凝土抗压强度检测
根据规范《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JTJ/T23-2001）,采用回弹法检测空心板的现龄期混凝土强度,检测结果详见表5-1.数据表明,20米预应力砼空心板现龄期砼强度推定值最低值为46.3米Pa.混凝土强度满足设计要求.
表5-1构件砼强度非破损检测结果汇总表
构件名称
强度平均值
（米Pa）
强度标准差
（米Pa）
强度推定值
（米Pa）
设计强度等级
1号板
52.0
4.42
48.6
C40
2号板
55.0
3.59
52.1
C40
3号板
47.6
1.84
46.3
C40
4号板
54.1
6.34
49.5
C40
5号板
52.2
4.01
49.1
C40
6号板
51.0
3.08
48.6
C40
说明：
：
构件上各测区砼强度换算值的平均值;
：
构件上各测区砼强度换算值的标准差;
：
砼强度推定值,指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的强度值.
根据桥梁外观检查情况,建议做以下处理：
（1）定期清理伸缩缝中的沉积物;
（2）重修排水孔及排水管;
（3）清除空心板接缝间的薄膜
（4）依据《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）,加强桥梁日常养护.
6.静力荷载试验方案
桥梁静力荷载试验,主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和应变,用以确定桥梁结构的实际工作状态与设计期望值是否相符.它是检验桥梁结构受力特征的最直接和最有效的手段和方法.
6.1.试验荷载的确定
就某一加载试验项目而言,其所需加载车辆的数量及其在桥梁上的纵横向排列,根据试验荷载产生的该加载试验项目对应的加载控制截面内力或变位的最不利效应值,按下式所确定的原则等效换算而得：
式中：
—静力试验荷载效率;
—试验荷载作用下控制截面内力计算值;
—控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值（不计冲击）;
—按规范取用的冲击系数.
本次静力荷载试验在计算过程中的理论计算荷载等级按照桥梁设计荷载等级计算,静力荷载试验实际采用2辆单辆重约为400kN的三轴载重货车充当.试验车的主要技术参数见表6-1所示.
表6-1加载车主要技术参数
序号
车牌号
A
B
C
前轴重
后双轴总重
总重
①
闽A32129
4.20
1.35
1.85
10.89
30.61
41.50
②
闽A19983
4.20
1.35
1.85
10.35
32.77
43.12
注：
图中尺寸均以米计,车重以t计.
6.2.荷载试验项目
根据理论计算的内力包络图,分别对0号台～1号台20米跨预应力空心板跨中最大正弯矩进行测试,共分2个加载工况.
工况1：
对0号台～1号台20米跨预应力空心板跨中截面（A-A截面）最大正弯矩上游偏心加载,测试跨中截面各测点应变、挠度.
工况2：
对0号台～1号台20米跨预应力空心板跨中截面（A-A截面）最大正弯矩下游偏心加载,测试跨中截面各测点应变、挠度.
6.3.加载方式与加载分级
为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线,防止结构加载意外损伤,就某一加载试验项目,其静力试验荷载应分级加载,分级卸零.静力试验荷载的加载分级主要依据加载车在某一加载试验项目对应的控制截面内力和变位影响面内纵横向位置的不同以及加载车数量的多少分级.
本次试验加载方式,每个工况分4级递加到最大荷载,然后一次卸零.
分级办法：
①号车作用在1/4跨位置→①号车作用在1/2跨位置→①号车作用在1/2跨位置、②号车作用在1/4跨位置→①号车作用在1/2跨位置、②号车作用在1/2跨位置
6.4.加载位置与加载工况的确定
1）加载位置与加载工况主要依据以下原则确定：
①尽可能用最少的加载车辆达到最大的试验荷载效率;
②为了缩短现场试验时间,尽可能简化加载工况,在满足试验荷载效率以及能够达到试验目的前提下对加载工况进行合并,以尽量减少加载位置;
③每一加载工况依据某一试验项目为主,兼顾其他检验项目.
2）加载位置
本次静力试验经过优化合并后,确定的加载工况为2个,每个工况加载位置、主要试验项目及其加载车辆的纵横向排列详见图6-1.
3）加载流程
在进行正式加载试验前,首先采用一辆加载车在跨中进行预加载试验,预加载持荷时间为20分钟.预加载的目的是使结构进入正常工作状态,并消除结构非弹性变形.预加载卸至零荷载,并在结构得到充分的零荷载恢复后,方可进入正式加载试验.
正式加载试验分别按加载工况序号逐一进行,完成一个序号的加载工况后,应使结构得到充分的零荷恢复,方可进入下一序号的加载工况.结构零荷充分恢复的标志是,同一级荷载内,当结构在最后五分钟内的变位增量,小于前一个五分钟增量的5%或小于所用测量仪器的最小分辨率值时,即认为结构变位达到相对稳定.如果结构控制截面的变位、应力（或应变）在未加到最大试验荷载前,提前达到或超过设计计算值,应立即终止加载.
4）工况1、2试验荷载布置图
（a）工况1、2试验车辆纵向布置图（单位：
厘米）
（b）工况1试验车辆横向布置图（单位：
米米）
（c）工况2试验车辆横向布置图（单位：
米米）
图6-1工况1、2试验车辆纵横向布置图
6.5.测试项目及量测方法
本次静力荷载试验的主要观测项目及量测方法为：
（1）挠度：
采用百分表进行测量.测试截面为测试跨跨中截面.
（2）应变：
采用应变片及DH3816静态应变测试系统进行测量.应变测试的目的是通过测试梁体在试验荷载作用下应变增量的大小,直接了解结构的实际工作状态.
在选定测试桥跨的跨中截面布置测点,测试在各工况试验汽车荷载作用下测点应变.
测试截面及测点布置详见图6-2～图6-4所示.
6.6.测试断面与测点布置
图6-2应变及挠度测试截面纵向布置图（单位：
厘米）
图6-3测试截面应变测点横向布置图（单位：
米米）
图6-4测试截面挠度测点横向布置图（单位：
米米）
6.7.试验加载程序
所有工况均按以下程序进行：
①在进行正式加载试验前,用加载列车进行对称预加载试验,预加载试验每一加载位置持荷时间以不小于20分钟为宜.预加载的目的在于,一方面是使结构进入正常工作状态,另一方面可以检查测试系统和试验组织是否工作正常.
②预加载卸到零荷载并在结构得到充分的零荷恢复后,才可进入正式加载试验,正式加载试验按加载工况序号逐一进行,完成一个序号的加载工况后,应使结构得到充分的零荷恢复,方可进入下一个序号的加载工况.
6.8.静力荷载试验规则
（1）静力试验应选择在气温变化不大和结构温度趋于稳定的时间段内进行.试验过程中在量测试验荷载作用下结构响应的同时应相应地测量结构表面温度.
（2）静力试验荷载持续时间,原则上取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间,只有结构变位达到相对稳定后,才能进入下一荷载阶段.一般每级荷载到位后稳定10分钟即可测读.
（3）全部测点在正式加载试验前均应进行零级荷载读数,以后每次加载或卸载后应立即读数一次.位移测点每隔5分钟观测一次,而应变测点每1分钟测读一次,以观测结构变位和应力是否达到相对稳定.
（4）若在加载试验过程中发生下列情况之一,立即终止加载试验：
a.控制测点应力超过计算值并且达到或超过按规范安全条件反算的控制应力时.
b.控制测点变位超过规范允许值时.
7.动力荷载试验方案
结构的动力特性是结构振动系统的基本特性,是进行结构动力分析所必须的参数.桥梁动力荷载试验主要是通过测试桥跨结构的动力特性指标（自振特性指标和动荷载作用下的振动特性指标）,研究桥梁结构的自振特性和车辆动力荷载与桥梁结构的联合振动特性,以检验这些指标能否满足设计或规范规定,从而判断桥梁结构的整体刚度、行车性能.
本次动载试验选取0号台～1号台20米跨预应力空心板上部结构进行.
7.1.测试项目
（1）环境振动试验
环境振动试验主要测量桥梁的自振频率.环境振动试验是通过在桥上布置高灵敏度的传感器,长时间记录桥梁结构在环境激励下,如风、水流、地脉动等引起的桥梁振动,然后对记录下来的桥梁振动时程信号进行处理,并进行时域和频域分析,求出桥梁结构自振特性的一种方法.环境振动试验假设环境激励为平稳的各态历经,在中低频段,环境振动的激励谱比较均匀,在环境激励的频率与桥梁的自振频率一致或接近时,桥梁容易吸收环境激励的能量,使振幅增大;而在环境激励的频率与桥梁自振频率相差较大时,由于相位差较大,有相当一部分能量相互抵消,振幅较小.对环境激励下桥梁的响应信号进行多次功率谱的平均分析,可得到桥梁的各阶自振频率.环境振动试验要测出桥梁结构多阶频率及阻尼比.
现场试验不同于室内试验,外界干扰较多,因此要保证仪器设备,特别是传感器的状态良好,并预备好备用的传感器,一旦某一传感器出现问题,马上予以更换,做到测试数据准确无误.测试时,适当增加采样时间,使试验数据有一定的储备,保证数据处理时有足够的原始数据可供选择.
（2）无障碍行车试验
无障碍行车试验是利用试验车辆在桥上以一定速度行驶,对桥梁施以动力荷载,测量桥梁特征位置的振幅、动应力和冲击系数等,对测得的桥梁动力响应值进行分析,获得桥梁的动力响应特性.
试验中,一辆试验汽车分别以5千米/h、10千米/h、20千米/h、30千米/h的速度匀速驶过大桥,每一车速行驶2次,测试桥梁的动应变时程.
7.2.测试断面的确定
（1）环境振动试验
桥梁自振特性测点布置在桥面上以观测桥梁竖向自振特性.测点如图7-1所示.
图7-1（a）环境振动测点纵向布置图（单位：
厘米）
图7-1（b）环境振动测点横向布置图（单位：
米米）
（2）无障碍行车试验
无障碍行车试验布置动应变测点.测试截面为0号台～1号台20米跨A-A截面,测试截面见图7-2.动应变测点布置在测试截面的板底以观测不同车速下桥梁强迫振动的动应变时程曲线,根据动应变时程曲线分析最大冲击系数,A-A截面布置6个动应变测点.测点布置如图7-3所示.
图7-2强迫振动应变测试截面布置图（单位：
厘米）
图7-3强迫振动应变测点布置图（单位：
米米）
8.静载试验过程描述
2012年4月06日上午对桥梁静载试验进行了准备,主要内容包括应变测点表面处理、粘贴应变片、变形测点处理、测试仪器安装及调试,静载试验安排于4月06日傍晚正式进行（天气：
阴）.试验按加载工况顺序进行加载,每个工况分4级加载.每次加载之前采集数据初值,持荷时间原则上取决于结构变位达到相对稳定所需要的时间,根据现场测试,本次试验加载稳定时间20分种左右测读各仪器仪表读数,卸载后稳定20分钟左右测读各测点残余变形;同时在加载过程中随时观测并计算各控制测点的应变、挠度变化情况,及时指导试验,保证试验安全顺利进行.部分现场检测的照片见图8-1.
（a）应变及挠度测点
（b）数据采集系统
（c）分级加载
图8-1静载试验现场照片
9.静载试验数据分析
9.1.挠度数据分析
9.1.1.跨中（A-A）截面最大正弯矩上游偏心加载试验
在工况1试验荷载作用下,理论及实测xxx市xxx桥跨中最大正
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