桥梁静动载试验检测方案.docx

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桥梁静动载试验检测方案

预制梁板静载及成桥静、动载试验

预制梁板静载试验方案

一、试验目的和内容预制梁板静载试验是对结构工作状态进行直接测试的一种鉴定手段。

结构在试验荷载作用下，通过测试控制截面的静应变、静挠度，并与理论计算结果对比，从而判断结构的工作状态和受力性能。

试验的目的主要是通过对预制梁板在设计使用荷载下的受力性能进行测试，了解单梁的实际受力性能，从而积累科学技术资料，为设计提供试验资料。

二、试验技术标准和依据

1、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（经1982年10月在柏林举行的专题第五次专家会议通过），交通部公路科学研究所、交通部公路局技术处、交通部公路规划设计院，1982年10月，北京（以下简称《试验方法》）；

2、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；

3、《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004；

4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；

5、《公路桥梁承载能力检测评定规程（征求意见稿）》交通部公路科学研究所；

6、《公路工程技术标准》JTGB01-2004；

7、《桥梁工程检测手册》人民交通出版社;

8、《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98;

9、相关的图纸及文件。

三、测试项目和测点布置

1、测试跨中砼应变：

测试跨中应变能较好地反映设计和施工质量情况，

预应力梁以砼应变为主，在梁跨中和一侧四分点梁底、顶板各布置二个应变

测点，跨中腹板沿梁高布置三个应变测点，共布置14个应变测点。

2、测试跨中挠度：

满足正常使用对结构的刚度要求，体现在跨中挠度应小于设计计算值或规范规定的允许值,梁跨中、四分点各布置二个挠度测点

3、测试支座变形（沉陷）：

测定支座沉陷量是消除其对跨中挠度的影响两端支座处分别布置二个测点检测支座变形（沉陷）。

4、测定残余值：

试验荷载卸载后，测定梁挠度值、应变值与卸载后相对应的残余值比值，利于梁结构试验结果评定。

5、裂缝观测:

试验前和试验过程中，对梁结构是否出现裂缝进行观测，拟了解梁施工质量和利于试验数据分析。

纵向布置

L/2L/4

支点支点

图一测点布置示意图

四、理论计算

理论计算考虑了桥梁实际施工过程对单梁受力性能的影响，根据桥梁实

际施工顺序和设计荷载计算出梁底产生的应力，反算出裸单梁承受的荷载，

进而得到试验等效荷载。

五、静载试验测试方法

试验加载分四级（50%、80%、90%、100%）、卸载分二级（50%、0%）进行，试验前先进行了80%加载量的预压;每级加载，观测应变值读数稳定后，记录应变、挠度值，同步对试验梁进行裂缝观测。

根据试验现场条件，加载方式可采用以下方式之一：

1在试验梁跨中顶面放置方钢（或钢轨）做分配梁，再在分配梁上放置千斤顶及荷载传感器，反顶加载横主梁（由工字钢、钢轨或贝雷架等组成），并用钢丝绳栓住配载梁端吊钩（无吊钩可兜梁底），两片梁重量不够时可补堆其它重物，形成扁担式加载装置。

本方法最好在预制场进行，不宜在已架好的桥梁上进行，加载装置见图二。

需准备的辅助材料：

6m长刚性钢梁1根（亦可由三根45或50型钢轨组成），２m长的枕木８根，橡胶支座４块。

注：

1、试验梁底板距地面约50cm左右；试验梁两端支座垫放位置与设计要求相同；

2、配载梁与试验梁间的距离约50cm～60cm；

3、两配载梁吊环的中点与试验梁中点确保在一条线上，且其连线与试验梁垂直。

图二用预制梁配载加载装置示意图

2对预制场采用龙门吊吊梁的桥，可用龙门吊吊配载梁加载，一片梁自重不够可用两片。

梁加载示意图如图三。

需准备的辅助材料：

短钢轨两根，2m长枕木６根，橡胶支座４块，支承刚性主梁的垫块若干。

吊

龙门

图三用龙门吊吊配载梁加载装置示意图

3对现场有足够重量且较准确、容易估计重量的堆载物（如水泥、钢筋、钢绞线、预制盖板、边沟板等）的桥，可采用平台堆载法加载，加载装置示意图如图四。

需准备的辅助材料：

2m长枕木８根，６m长钢性主梁４根（50或60型的钢轨或25#以上的工字钢），2m长次梁30根（脚手架钢管），堆载重物（如预制砼块、水泥、砂、定型钢筋等，重量约为最大试验荷载的1.2倍），橡胶支座4块。

由于需准备的辅助材料多，安全性不高，建议尽量不采用本方法进行试验。

千斤顶

试验梁

地面

注：

1、试验梁底板距地面约50cm左右；试验梁两端支座垫放位置与设计要求相同；

2、加载主梁中点位于试验梁中点正上方，且与试验梁平行；次梁放在主梁上方，且与主梁垂直；堆载完成后主梁距试验梁顶的距离70cm。

图四堆载法加载装置示意图

试验采用何种加载方法由检测单位与施工单位协商确定.

六、测试成果分析

根据试验的原始数据，计算出试验梁（板）跨中截面梁底砼应力及跨中挠度，并观测试验过程中梁（板）的裂缝产生及发展的状况，依据试验技术标准及依据，判断试验梁（板）是否满足设计及使用要求，并及时出具检测报告

成桥静荷载试验检测方案

由于桥梁是公路工程中特殊的“咽喉”地段，保证桥梁的承载能力以及施工质量是公路线路承载能力和通行能力的基础，需要引起高度的重视。

近年来，国内屡屡出现垮桥事故说明对桥梁必须在建成后进行适当的检查和鉴定，以提前发现桥梁安全隐患和为将来桥梁状况评估建立技术档案。

一、试验技术标准和依据

⑴《公路工程技术标准》（JTGB012003）

⑵《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

⑶《混凝土结构试验方法标准》（GB50152—92）

⑷《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

⑸《公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵施工技术规范》（JTGD62-2004）

⑹《城市桥梁养护技术规范》（CJJ99-2003）

⑺《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）

⑻《公路桥涵养护规范》（JTGH11－2004）

⑼《公路工程水泥混凝土试验规程》（JTJ053-94）

⑽《公路工程金属试验规程》（JTJ055-83）

⑾《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:

88）

⑿《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2001）

⒀《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03:

88）

⒁《大跨径混凝土桥梁的荷载试验方法》

⒂《公路旧桥承载能力鉴定方法》（试行1998北京）。

⒃各试验桥施工设计图、变更设计图、竣工图、及其他原始资料。

二、试验目的

（1）通过静载试验，掌握结构的现有工作状况，判断桥梁的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常受力状态；

（2）通过静载试验研究和理论计算分析：

对桥梁的承载能力及工作状况做出综合评价；综合判断该桥梁的安全性和可靠性，并将试验报告作为今后定期养护参考的技术文件和依据。

三、桥梁荷载试验主要检测内容

根据不同桥型特点确定试验检测内容如下：

（1）连续梁桥主要观测内容为

1边孔L/4及L/2附近截面、中孔L/4、L/2截面、墩顶截面在试验荷载下的应力（应变）；

2边孔、中孔控制截面（L/4、L/2、3L/4）在试验荷载下的挠度；

3主梁在偏载作用下的荷载横向分布情况及偏载作用下的影响系数；

（2）简支梁（板）桥主要观测内容为

1跨中截面的最大正应力（应变）；

2跨中截面的挠度（刚度）分布规律；

3支座位置的沉降及梁端转角；

4跨径较大时要单独对L/4截面加载测试L/4截面的正应力（应变），跨度不大时对实验跨L/2截面加载时同步测量L/4截面的正应力（应变）；

四、荷载试验现场实施

⑴荷载试验前期准备工作为顺利完成荷载试验，得到合理、客观的评价结果，必须做好荷载试验前的准备工作。

需要进行的主要准备工作有以下几个方面。

⑵检测资料分析与总结在前期桥梁外观检查检测资料的基础上，分析、归纳、总结得到结构物的实际技术状况：

包括结构的总体尺寸、行车道路面的平整度、材料的实际物理力学性能等。

⑶确定桥址情况及试验跨段包括桥上和两端线路技术状况，线路容许车速、桥下净空、水深和通航情况、线路交通量、桥址供电情况等，据以选择合适的加载方式、量测手段和安全措施。

确定试验跨段（实验跨段可由业主指定，亦可由监理工程师指定，如没有特殊要求，则我单位根据桥梁实际情况自行确定实验跨段）。

⑷试验测点布置试验测点布置的合理科学与否，是决定试验效果的关键因素，经我单位分析研究，进行荷载实验的简支桥梁，桥梁跨中截面每片梁板底面布置两个受拉应变测点和一个挠度观测点，在试验跨L/4截面每片梁底面布置一个应变测点和一个挠度测点，在实验跨跨中截面偏载加载一侧的外腹板沿高度方向布置3～5个应变测点，测点布置如图1所示（以简支板梁为例示意，各桥实际测点布置中标后在实施方案中提供）。

对于连续梁桥（本处指跨径小于45米的连续梁），桥梁跨中截面每片梁板底面布置两个受拉应变测点和一个挠度观测

点，在实验跨L/4截面每片梁底面布置一个应变测点和一个挠度测点，在负弯墩顶截面附近各梁下缘布置2个应变测点，在实验跨跨中截面及负弯墩顶截面偏载加载一侧的外腹板沿高度方向布置3～5个应变测点，测点布置如图2所示（以横向布置7片T梁的连续T梁为例示意，连续小箱梁测点布置与此类似，各桥实际测点布置中标后在实施方案中提供）。

如计算分析表明支点附近的剪应力需要测试测试，则按照图1e所示布置剪应力应变测点。

应变测点

挠度测点

图1a简支梁（板）桥跨中截面应力及挠度测点布置示意

应变测点

挠度测点

图1b简支梁（板）桥L/4截面应力及挠度测点布置示意

图1c简支梁变形测点在梁底的平面布置示意图

图1d盖梁测点布置示意图

图1e剪应变测点布置示意图

图1简支梁试验测点布置示意图

应变测点

图2a连续梁实验跨跨中及墩顶负弯矩截面应变测点布置示意图

应变测点

图2b连续梁边跨、次边跨L/4截面应变测点布置示意图

图2

图2d变形及控制截面挠度测点布置示意图

连续梁试验测点布置示意图（以T型截面梁为例）

五、计算和分析

在进行荷载试验准备的同时，根据常规检查结果和现有设计、竣工等资料，对结构进行计算分析，确定结构的控制截面、最不利荷载位置，进而确定该桥的内力控制截面，并确定静力分级加载方案。

静载试验最大试验荷载量的确定方法如下。

静力试验荷载效率表示为：

Sstat/（S?

（1））

式中：

Sstat－－试验荷载作用下，检测部位变位或力的计算值；S－－设计标准活荷载作用下，检测部位变位或力的计算值（不计动力系数）；

ζ－－动力系数。

活载内力（或变形）在总内力（或变形）中的比值,大跨径混凝土桥比中小跨径混凝土桥为小，为达到检测精度，其η值的下限宜高于中小跨径。

基本荷载试验：

1.0≥η>0.8确定试验荷载大小及荷载加载位置后，建立全桥实体模型对结构进行加载分析，得到试验荷载作用下，就够应力、变形的预测值（理论控制值）。

六、量测要求

在现场荷载试验的短时间里，必须注意日照和昼夜温度变化对结构物及量测数据的影响。

根据不同的量测方法和条件，采取以下措施减少温度对结构及测量结果的影响：

（1）荷载试验安排在昼夜温差小、阴天或夜间（深夜至黎明前）近乎恒温的条件下进行试验；

（2）选择气象条件较稳定的日期进行试验。

事先从当地气象台站取得可靠的天气预报资料，在加载试验前，即在无荷载作用下至少记录24小时的气温变化，并采用与试验程序相同的间隔时间对所有测点进行读数，以此修正加载试验过程中各测点的量测数据；

（3）在试验过程中可采用连续观测读数、分段计算每个荷载阶段读数增量的方法（假设加载短时间内结构温度场近乎不变）；

（4）埋设与测点相同的、以传感器制备的无应力试件。

在加载试验中，每次观测应力测点的同时。

观测无应力计的变化，以此修正其它量测数据。

此法只能补偿结构均匀温度变化和均匀收缩的影响；

（5）量测仪器的精度、静态测定时应选用不大于预计量测值的5％，动态测定时应选

用不大于预计量测最大值的10％；

（6）测量的基准点、如仪表架、水准观测站及标尺等，必须牢固可靠；连同量测仪器，均应予以防护，避免日照、风雨、振动和周围其它干扰；

（7）测量中选用受温度影响小、能够进行自动温度补偿的仪器设备。

七、测试方法

（1）挠度测量方法挠度测量采用电阻式位移计、激光挠度仪或精密水准仪进行测量。

图3位移计法测量挠度示意图

图4精密水准仪测量挠度

图5激光挠度仪法测量挠度示意图

（2）应力测试应力测试采用混凝土表面应变计或应变片测试应变，再通过其计算公式换算成应力测试仪器采用应变数据采集设备（如YJ-26等）。

数据采集系统

桥梁

图6传感器数据采集流程示意图

八、荷载试验的加载实施

（1）荷载试验加载的准备

1召开动员会，明确各专业组分工和各组负责人责任；

2经过前期准备、桥况详查，进行测点和试验项目调整；

3设置测点、基准点；

4在桥面划出车道线、载位线；对于桥梁加载，根据控制截面位置及截面的控制内力，进行加载车位置划分。

下图为某桥加载车位划分示意图。

aa

05

513

513

513

墩柱

图7连续梁墩顶最大负弯矩加载车位划分示意图（偏载）

bb

05

513

513

图8简支或连续梁（板）桥跨中最大正弯矩加载车位划分示意图（偏载）

5连接仪器设备、通电，检查各个系统工作是否正常；

6根据天气、交通情况，最终确定加载时间。

（2）荷载试验的试验加载

1按预定的加载时间、加载方案开始试验；

2按拟定的测试工况加载；由于招标检测的桥梁全部为梁桥，确定现场试验按照以下工况进行加载。

A：

简支梁桥简支梁桥加载进行四个试验工况：

跨中正弯矩偏载加载工况、跨中正弯矩对称加载工况、墩柱盖梁加载试验工况和支点剪应力加载试验工况。

对于跨度达到25米以上的简支梁桥，还应组织对L/4截面受力最不利加载试验。

B：

连续梁桥

连续梁桥试验加载分为9个试验工况，即：

边跨最大正弯矩截面偏载加载工况、边跨最大正弯矩截面对称加载工况、墩顶负弯矩截面偏载加载工况、墩顶负弯矩截面对称加载工况、次边跨跨中最大正弯矩截面偏载加载工况、次边跨跨中最大正弯矩截面对称加载工况、边跨L/4（附近）截面最大正弯矩加载工况、次边跨L/4（附近）截面最大正弯矩加载工况、墩柱盖梁加载试验工况。

如有要求或计算发现支点部位剪应力较大，尚应进行支点部位最大剪应力加载试验工况。

3发现试验异常，立即中止试验；对试验异常的判断和试验中止条件按下节“试验控制与安全”要求处理；

4试验完成后，清理试验现场；

5整理试验资料和电子数据，确认试验成果；

6确定试验现场作业结束。

图9某桥夜间静载试验

九、荷载试验的控制与安全

试验指挥人员在加载试验过程中随时掌握各方面的情况，对加载进行控制。

既要取得良好的试验效果，又要确保人员、仪表设备及桥梁的安全，避免不应有的损失。

⑴加载的控制

应严格按设计的加载程序进行加载，荷载的大小，截面内力的大小都应由小到大逐渐增加，并随时做好停止加载和卸载的准备。

⑵测点的观测

对加载试验的控制点应随时观测，随时计算并将计算结果报告试验指挥人员，如实测值超过计算值较多，则应暂停加载，待查明原因再决定是否继续加载。

试验人员如发现其他测点的测值有较大的反常变化也应查找原因，并及时向试验指挥人员报告。

⑶加载过程的观察

加载过程中应指定人员随时观察结构各部位可能产生的新裂缝，注意观察构件薄弱部位是否有开裂、破损，组合构件的结合面是否有开裂错位，支座附近混凝土是否开裂，横隔板的接头是否拉裂，结构是否产生不正常的响声，加载时墩台是否发生摇晃现象等等，如发生这些情况应报告试验指挥人员，以便采取相应的措施。

⑷终止加载控制条件

发生下列情况应中途终止加载：

（1）控制测点的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，裂缝宽度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）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过多时；

（5）发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。

⑸荷载试验过程中的交通管制

进行桥梁荷载试验，必须中断交通，为此应根据最终确定的试验方案、试验开始时间和试验预计历时，编制交通管制方案，考虑道所有试验桥均未通车，交通管制采取封闭试验桥两端的办法进行管制。

十、检测信息整理分析及处理反馈

（1）资料的整理和保存检测过程中做好检测记录，每天对检测记录进行分类整理，主要做好如下工作：

1资料分桥整理、保存；

2每座桥梁对照竣工资料填写桥梁资料卡，对资料不全，通过现场调查完成桥梁资料卡；并现场校对桥梁的基本数据，拍摄桥梁的全景及相关照片；

3现场按照竣工图（或设计图）对墩、台、梁等构件进行编号，对桥梁病害做好现场记号，内业资料中应有书面记录。

（2）检测报告的编制

1检测报告内容分桥编写；

2按业主要求提交检测报告与电子文档；

3报告包括的内容有：

桥梁检测的原因、内容、项目、方法；使用的仪器设备；检测结果分析；结构定期检测的评论结论；结构使用限制（包括荷载、速度、机动车通行或车道数限制）；

4按照《桥梁养护技术规范》中规定的表格进行填写，包括桥梁资料卡，桥梁等级分类等内容；

5进行仿真验算，计算书作为附件附于检测报告中，提交业主。

（3）荷载试验报告（实验数据处理分析）

1按照试验大纲的内容，简要介绍试验实施概况；

2试验前后和试验期间对桥梁进行外观检查所得到的结构状况（包括构件尺寸、裂缝和损坏等）；

3量测数据的计算结果和各种关系曲线；

4对试验成果的分析与评定，包括试验值与理论计算值或标准规定值的比较；

5对于结构适用性、耐久性和设计合理性的评定和桥梁安全运营条件的建议；

6试验和报告的日期，主持和参加单位及人员名称，主持者签名。

成桥动载试验检测方案

、试验目的

桥梁结构动力性能的各参数，如固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数及动力响应的大小等参数，是宏观评价桥梁结构的整体刚度、运营性能的重要指标，也是一些规范评价桥梁安全运营性能的主要尺度，因此，进行桥梁动载试验以期达到以下目的：

1、检验桥梁在成桥状态下的实际工作性能和工程质量是否符合设计标准和运营要求；

2、识别结构的现有状态，为今后的维修和养护提供原始参考资料。

二、试验技术标准和依据

1、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（经1982年10月在柏林举行的专题第五次专家会议通过），交通部公路科学研究所、交通部公路局技术处、交通部公路规划设计院，1982年10月，北京（以下简称《试验方法》）；

2、《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2004；

4、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004；

5、《公路桥梁承载能力检测评定规程（征求意见稿）》交通部公路科学研究所；

6、《公路工程技术标准》JTGB01-2004；

7、《桥梁工程检测手册》人民交通出版社。

8、《城市桥梁设计荷载标准》CJJ77-98;

三、动力试验测试内容

1、测定桥梁作为一个整体结构在动力载荷作用下的受迫振动特性，特别是桥梁在接近各种运营条件下的汽车以不同的速度通过桥梁时桥梁所反映的振动频率、振幅、阻尼比、振型各种动力特性，以评价大桥的最大动力响应是否满足有关规范要求。

2、测定桥梁结构的自振特性，即结构的自振频率、振型和阻尼特性等。

四、试验主要仪器设备

数据信号采集分析系统、单向（竖直和水平向两种）传感器。

五、测试测点布置根据理论分析结果，将传感器布置在对结构变化最敏感的位置。

在本桥中根椐理论模态分析，将传感器布置在桥跨的关键截面位置并尽量避开桥梁振动时的节点位置（振动响应最小处）。

六、动力试验工况

1、行车试验

1无障碍跑车试验：

在桥面无任何障碍的情况下，用一辆重载车分别以每小时5km、10km、20km、30km等速度匀速通过桥梁各测试断面，以测定在各种行车速度下测试断面的振动速度时程曲线。

2汽车刹车制动试验：

一辆重载试验车分别以20km/h、30km/h的均匀速度驶到测试断面时紧急刹车，测试各测试断面在刹车时的桥梁振动速度时程曲线。

试验时测点选在跨中截面位置。

3跳车试验：

跳车试验选择主孔跨中作为激振点，选择楔型木高度1015cm，使试验车后轮缓慢越过楔型木后并刹车，测试动应变、动挠度。

2、脉动试验脉动试验利用桥梁在各种随机环境激励（包括地脉动、风、水流等等）下引起的振动响应，采集速度信号，分析得到桥梁结构的固有振动特性（固有频率、振型和阻尼比），为桥梁的动力响应分析（抗风、抗震、动荷载响应分析等等）提供参数。

七、动载试验要求及注意事项

1、行车试验时严格按照预定的行车速度在行车道上均匀行驶，注意根据各控制断面结构构造，确定振动测点位置的布置。

2、脉动试验采用的传感器试验前应进行严格标定。

由于桥梁结构的振动

频率一般比较低，信号采集系统要有足够的放大倍数，另外低通滤波器截止频率不宜太高。

3、脉动试验时，合理地布置参考点和测点，可以根据理论分析结果对测点进行合理的优化布置，测出前几阶固有振动特性。

八、试验成果与分析

依据桥梁结构荷载试验项目，将理论值、实测值以及有关的参考限值进行对比，说明理论与实践二者的符合程度，从中得出试验结构所具有的实际承载能力、抗裂性、使用安全度，以及从试验中所发现的新问题。

从现场检查的综合情况，说明试验结构的施工质量。

附：

1、部分梁片静载照片

2、部分动载试验照片