延壶S303二级公路第二合同段K28+200大桥桥梁荷载试验报告Word文件下载.docx
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表1荷载试验采用的主要仪器、设备
序号
仪器设备名称
型号
仪器编号
1
静态应变测试系统
DH-3816
QL0147-001-02
2
机电百分表
WBD-50
GF051-01-12
3
裂缝观测仪
SW-LW-101
QL0153-007-01
4
动态信号采集分析系统
DEWE-BOOK-8
QL0148-002-01
5
拾振器
891-4
GF052-01
6
动态应变测试系统
QL0148-002-02
5静载试验
5.1结构计算
为了确定该桥的承载能力，检测前对该桥上部结构进行了计算。
检算根据施工单位提供的施工图纸，用桥梁结构专用计算程序公路桥梁结构设计系统GQJS9.3和桥梁结构检测分析系统进行对比计算，并将计算结果作为荷载试验的理论计算结果。
5.2测试截面
测试截面选择桥梁在使用活载作用下内力最不利的截面。
按照施工图进行分析计算，该桥在设计荷载作用下的最大正弯矩和最大挠度将发生在各孔的跨中截面。
依据计算结果和《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的建议和要求，应变测试截面选择在第1孔、第2孔L/4截面和跨中截面，挠度测试截面选择在第1孔、第2孔跨中截面，如图1所示。
图1测试截面位置示意图
5.3测点布置
为了测试板梁在试验荷载下的应力（应变）状况，分别在第1孔、第2孔L/4截面和跨中截面每片板梁底部布置应变测点，具体位置和编号见图2（不含补偿片）。
为了测量板梁在试验荷载下的变形情况，在第1孔、第2孔的跨中截面处每片板梁的梁底布设挠度测点，具体位置见图2。
为了扣除支座变形对测量结果的影响，在两端支座处板梁底板各布设一个挠度测点对支座变形进行观测。
图2应变与挠度测点位置示意图
5.4试验荷载
根据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中的规定，静力试验荷载的效率系数η的取值范围为1.05≥η≥0.8
其中η＝Ｓstat/（Ｓ×
（1+μ））
经过计算确定，本次试验共需要2辆三轴载重汽车。
试验前对每辆车都进行配重，并记录下各辆车的实际轴重、总重、轮间距和轴间距，详见表2。
应力分析计算过程中的车辆荷载都是按实际的轴距、轮距和轴重取值的。
表2试验用车辆的参数表
车号
轴重（吨）
轴间距（米）
前轴重
中轴重
后轴重
总重
前-中
中-后
1号车
8.83
17.66
44.15
3.50
1.30
2号车
9.32
10.21
24.85
44.38
1.95
3.9
合计
18.15
27.87
42.51
88.53
5.5试验工况
静载试验共分为13种试验工况，各工况均采用两辆车加载。
各工况中汽车荷载的位置如下：
工况1：
第1孔跨中截面最大正弯矩中载工况。
顺桥向按跨中截面最大正应力和最大挠度的最不利位置布载，横桥向对称布载。
工况2：
第1孔跨中截面最大正弯矩右偏载工况。
顺桥向布载位置与工况1相同，横桥向为偏右布载。
工况3：
第1孔跨中截面最大正弯矩左偏载工况。
顺桥向布载位置与工况1相同，横桥向为偏左布载。
工况4：
第1孔L/4截面最大正弯矩中载工况。
顺桥向按L/4截面最大正应力和最大挠度的最不利位置布载，横桥向对称布载。
工况5：
第1孔L/4截面最大正弯矩右偏载工况。
顺桥向布载位置与工况4相同，横桥向为偏右布载。
工况6：
第1孔L/4截面最大正弯矩左偏载工况。
顺桥向布载位置与工况4相同，横桥向为偏左布载。
工况7：
第2孔跨中截面最大正弯矩中载工况。
工况8：
第2孔跨中截面最大正弯矩右偏载工况。
顺桥向布载位置与工况7相同，横桥向为偏右布载。
工况9：
第2孔跨中截面最大正弯矩左偏载工况。
顺桥向布载位置与工况7相同，横桥向为偏左布载。
工况10：
第2孔L/4截面最大正弯矩中载工况。
工况11：
第2孔L/4截面最大正弯矩右偏载工况。
顺桥向布载位置与工况10相同，横桥向为偏右布载。
工况12：
第2孔L/4截面最大正弯矩左偏载工况。
顺桥向布载位置与工况10相同，横桥向为偏左布载。
工况13：
全桥异常变形观察工况。
按正弯矩最不利加载位置布置车列沿全桥慢速行驶。
观察荷载作用下不同部位的混凝土是否出现开裂现象及桥跨结构是否出现异常变形。
各工况车辆加载位置详见图3和图4。
上述各工况中试验荷载对观测截面产生的荷载效应与设计标准活荷载效应的最大值的荷载效率见表3。
表3静载试验荷载效率一览表
工况
控制
指标
试验荷载计算值①
设计荷载计算值②
荷载效率η
⑤=①/②
第一孔L/4截面最大正弯矩工况
L/4弯矩（kN·
m）
2503
2454
1.020
第一孔跨中截面最大正弯矩工况
跨中弯矩（kN·
3299
3113
1.060
第二孔L/4截面最大正弯矩工况
第二孔跨中截面最大正弯矩工况
注：
该桥全桥设计荷载采用公路II级，汽车荷载效应计算考虑了车道折减系数和冲击系数。
试验荷载效应的计算值和标准活荷载效应的计算值中均未计入偏载的影响。
工况13仅进行观察，不实测数据。
由表3可见，各工况测试截面在试验荷载下的弯矩值均超过设计荷载效应的0.8以上，低于或略高于上限值1.05，符合《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的规定，保证了试验的有效性。
图3各工况车辆顺桥向布置示意图
图4各工况加载车辆的横桥向布置
5.6试验的实施过程
2008年6月25日上午，完成了如下各项准备工作：
（1）按应变和位移测点布置方案进行放样。
对应变测点位置进行打磨、找平处理后，粘贴电阻应变片并焊接导线。
在位移测点架设机电百分表，并与应变平衡箱进行导线连接。
（2）根据计算和车辆配重结果，对各工况车辆加载位置划线放样。
（3）进行联机调试，用一辆汽车进行预加载，以检验各测点应变片、机电百分表及应变平衡箱工作的可靠性。
本次静载试验每一工况分两次逐级加载。
在检测过程中，为减少混凝土流变特性对测读结果的影响，各级荷载到位后关闭汽车发动机5分钟以上，待结构变形完全稳定后再测取数据，并将所测的最大挠度和应变与理论计算结果进行比较，确信安全。
若检测过程中发现数据出现异常，立即卸掉加载车辆，以防发生意外事故。
每次卸载后至下一次加载的间隔时间均不少于10分钟。
同一工况按上述加载、卸载程序重复进行测试，直至两次测试结果相对误差不超过5%，该工况测试完成，可以进行下一工况测试。
6动载试验
为了有效地测取结构的动力性能，应将测点布置在一阶、二阶振型中振幅较大的位置。
依据主桥振型图确定，在第1孔、第2孔的L/4处安装加速度传感器。
采用过往两辆加载车辆跑车激振后，测取桥跨结构的振动信号，分析自振频率。
7结果分析
7.1结构检算结果
为了确保计算的准确性，荷载作用下的应力按空间有限元方法计算，采用结构静、动力分析通用程序JFDJ完成计算，内力和应变的计算值具有较高的准确性，为正确地分析试验结果和评估结构状况奠定了基础。
结果详见静载和动载结果分析中的计算值。
7.2静载试验结果
该桥第1、2孔在各工况试验荷载作用下各测点的挠度实测值、计算值对比详见表4，各测点的应变实测值、计算值对比详见表5。
该桥第1、2孔在各工况试验荷载作用下各测点的挠度实测值与计算值对比曲线见图5、图6，各测点的应变实测值与计算值对比详见图7～10。
表4各工况挠度计算值、实测值与校验系数
荷载
测点位置
挠度计算值（mm）①
挠度实测值（mm）
校验系数⑤=④/①
截面
位置
测点
编号
第一次②
第二次③
平均值④
第1孔跨中截面最大正弯矩中载工况
跨中
51
3.45
1.63
1.68
1.66
0.480
52
4.05
1.77
1.81
1.79
0.442
53
4.42
0.69
0.156
54
4.37
1.07
1.04
1.06
0.241
55
3.91
1.71
1.70
0.434
校验系数平均值
0.351
第1孔跨中截面最大正弯矩右偏载工况
2.45
0.75
0.74
0.304
3.16
1.16
1.15
0.366
4.12
0.57
0.138
4.98
1.41
0.283
5.58
2.68
0.314
第1孔跨中截面最大正弯矩左偏载工况
5.07
2.32
2.30
2.31
0.456
4.91
2.13
2.09
2.11
0.430
4.40
0.70
0.158
3.49
0.73
0.212
2.65
1.18
1.17
0.440
0.339
第2孔跨中截面最大正弯矩中载工况
56
1.45
1.46
0.422
1.59
1.52
0.375
58
1.51
1.49
0.336
59
2.28
2.26
2.27
0.519
60
1.67
1.57
1.62
0.414
0.413
第2孔跨中截面最大正弯矩右偏载工况
0.282
57
1.05
0.332
1.40
0.340
2.70
2.71
0.543
2.54
2.55
0.391
第2孔跨中截面最大正弯矩左偏载工况
2.50
2.57
0.500
2.08
2.12
2.10
0.428
1.58
1.60
0.364
1.61
0.464
0.72
0.61
0.67
0.251
0.401
表5各工况应变计算值、实测值与校验系数
测点
应变计算值（με）①
应变实测值（με）
48
29
26
28
0.573
51
31
32
0.618
60
30
0.492
66
34
0.477
61
39
37
0.598
69
40
35
38
7
68
36
0.529
8
63
21
15
18
0.286
9
57
27
0.535
0.517
14
13
0.397
17
0.473
42
0.429
50
0.520
59
0.636
64
0.617
75
0.560
82
87
45
44
0.511
0.501
72
41
0.549
74
46
0.588
0.514
0.565
0.606
0.508
20
0.427
0.439
16
0.431
0.514
续表5各工况应变计算值、实测值与校验系数
第1孔L/4截面最大正弯矩中载工况
L/4
10
0.769
11
22
0.688
12
0.655
13
49
24
25
14
0.467
15
56
0.536
16
0.509
17
53
23
0.425
18
52
0.452
0.556
第1孔L/4截面最大正弯矩右偏载工况
9
11
0.524
0.469
0.449
19
0.463
0.620
58
33
67
0.518
第1孔L/4截面最大正弯矩左偏载工况
47
0.649
0.651
0.528
0.466
0.563
0.521
43
0.465
0.531
19
0.625
20
0.745
21
0.600
22
0.652
23
0.525
24
25
0.574
26
0.587
27
0.632
0.612
10
0.426
0.580
0.424
0.586
0.527
65
0.720
62
0.548
0.558
0.538
0.510
0.634
0.681
0.596
第2孔L/4截面最大正弯矩中载工况
28
0.423
29
12
30
0.333
31
0.327
32
0.413
33
0.357
34
35
0.453
36
0.402
第2孔L/4截面最大正弯矩右偏载工况
0.611
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