公路桥梁承载能力试验和检测方法Word下载.docx
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而采用由均布荷载qk组成的图式，只要知道桥梁的影响线面积和最大竖坐标，荷载效应即可计算出来，并且这些影响线面积和竖坐标值可在桥梁设计的有关手册查得或通过较为简单的计算得到。
2规范所规定的车道荷载实际上是一个虚拟荷载，它的标准值qk和pk是由对汽车车队（车重和车距）的测定和效应分析得到的。
3在桥梁设计时，为取得主梁的最大受力，汽车荷载在桥面上需要偏心加载，其方法仍可用车辆荷载偏心加载，从而得到汽车荷载横向分布系数。
为适应新的汽车荷载标准，在进行公路桥梁承载力试验和检测时，则应重点测试桥梁的内力纵向影响线和荷载横向分布系数，进而分析评定桥梁的实际承载能力。
2公路桥梁承载能力试验与检测方法
2.1桥梁承载能力定量检测程序
对公路桥梁实施荷载试验用于检测和评定其承载能力和实际状况，应遵循内外相统一的因果规律，通过由现象到本质、由表及里的深化认识和跟踪，从检测和现场荷载试验入手，寻求桥梁现状和承载力的定性关系，从而确定桥梁具体测试方案、测试孔跨及其测试部位，按逐级加载的多工况实施静态测试；
按不同车速进行动态测试；
利用应力释放原理，施测结构自重恒载应力（有条件和具有相应测试仪器可考虑做此项测试工作）及混凝土弹性模量；
对结构几何尺寸作空间变形观测；
对混凝土材料标号用综合法作探测试验等等。
在一系列实测数据的基础上，将实测值与理论值作相似条件下的对比分析，以校验系数作为指标参数和合理性的衡量标准。
由此，对得出的承载力指标，再经过可靠度分析和实际状况评定，从而确定桥梁实际承载能力和实际状况。
2.2桥梁纵向影响线的测试
反映桥梁承载力的主要指标当数各控制截面的内力或应力，按新规范要求，当桥梁的纵向影响线和最大竖坐标已知后，荷载作用效应（内力或应力）即可得到，桥梁的承载能力也就知道。
下面结合工程实例，介绍采用双轴荷载测定桥梁控制截面内力纵向影响线的方法，进而对桥梁承载能力进行评定。
3拱桥承载能力测试实例
3.1黄花大桥概况
黄花大桥位于江西省萍乡市的320国道上，是一座钢筋混凝土双曲拱桥，全长188m，主桥三跨，每跨净距28.5m。
主桥设计荷载汽-13，拖-60，桥面净宽7.3m，无人行道，矢跨比1／6，设计拱轴系数M=2.20，主拱圈宽度为8m，拱圈厚0，88m，立柱式腹拱墩。
下部构造为：
15#片石混凝土实体墩和桥台，桥墩顶宽2.5m，基础均为明挖扩大基础。
3.2测定主拱圈纵向影响线
为测定主拱圈混凝土和钢筋应力沿拱跨纵向分布情况，即纵向影响线，测试时采用两辆“罗曼”车偏下游布载，共计10个车位（如图1所示）。
为了测得纵向影响线，须采用图1方式布载，将一辆双轴汽车顺桥向布置在各载位上，所得某测点相应的应变示于相应载位的纵坐标上，并用迭代法求得该测点位置影响线纵坐标值。
为了求得某测点的纵向影响线峰值，应首先把荷载的后轴置于该测点的位置上，然后以此递推其他载位。
如图1中载位①载位⑩的载位系列可求得拱顶截面上各测点的影响线峰值，因为其中载位⑤的后轴正好位于拱顶截面上。
但对L／4等位于纵粱上的各测点与上述载位系统中各载位的后轴作用位置不重合，只能求得这些测点在这些载位下的影响值，而无法直接求得这些测点的影响线峰值。
为了能实测到该测点的峰值，可在此点布置另一载位的后轴，并向前或向后递推到其它载位，直到桥面的一端，组成一个补充载位系列。
如图1所示，为了补充截面L／4的峰值，补充载位系列为载位11和13组成，载位13的后轴作用点在截面L／4上。
为了保证数据正确，荷载要准确称重，作用点位置要尽可能对准。
3.3桥梁荷载横向分布系数测定
为测定桥梁的荷载横向分布情况，分别在试验孔拱顶和L／4截面加载测得主拱圈挠度，进而求得桥梁的实际横向分布系数。
②加载为两辆各重300kN“大交通”偏下游布置.
3.4大桥承载能力测试结果
①由实测的桥梁荷载横向分布系数可知，大桥各肋分配内力较均匀，整体性能较好。
②在两辆“罗曼”车作用下，无论是跨中截面的混凝土和钢筋应力，还是L／4和拱脚截面混凝土应力，其沿桥跨的纵向分布情况，以及相应的纵向影响线均和理论情况相吻合。
说明该桥的施工质量和使用性能较好。
拱上建筑与拱圈联合作用明显。
4连续箱梁桥承载能力测试实例
4.1大桥概况
江西吉安赣江公路大桥全长1577.08m.全桥桥孔布置为34×
16m空心板+5×
40mT梁+（60+4×
100+60）m连续箱梁（主桥）+2X40mT梁+14X16m空心板。
桥面净空为净—15+2X1.76m人行道。
设计荷载：
汽车—超20级，挂车—120，人群荷载3.5kN／m2。
本桥主桥上部构造为双箱单室连续箱梁，下部构造为V形预应力混凝土墩，基础为中7．8m钻孔灌注桩。
4.2试验目的和内容
本次试验的目的是检测大桥结构的刚度、强度和整体受力性能，检验大桥是否符合设计要求及能否正常使用。
因此，根据本桥主桥设计特点，以及正负弯矩分布情况，在汽车—超20级荷载作用下最大正弯矩位于距39号桥墩支座中心沿赣州方向108．9m处跨中截面（以下称A截面），最大负弯矩位于距39号桥墩支座中心沿赣州方向173．34m处支座截面（以下称B截面）。
各V型桥墩墩顶设纵横系梁是保证V形墩正常工作的重要部件，纵向系梁为预应力混凝土，横向系梁为普通钢筋混凝土。
为此，测试截面定为A截面、B截面及41号桥墩墩顶纵系梁中点截面（以下称C截面）。
4.3测试方法
由于本桥跨径大，测试范围长，桥面宽，设计荷载标准高等特点，如采用通常用汽车加载，按设计规范的4列车队满布桥面的方法，则需要大量的重型车辆，不仅这种车辆一时难以寻找和集中，而且需花费过多的经费。
为此，本次试验采取对上述截面测取实桥在试验荷载作用的实际混凝土应力和挠度纵向影响线，并和试验荷载作用下理论计算的大桥相应截面的混凝土应力和挠度值进行比较分析，从而鉴定大桥是否符合设计要求和能否满足正常使用。
表1主拱圈（跨中和L/4处）实测挠度与横向分布系数
序号
截面
肋号
加载位置
跨中
L/4
1
2
3
4
5
拱顶位置
0.55
0.60
0.70
0.800
.565
0.023
0.025
0.026
0.029
0.030
L/4处加载
0.10
0.0750
.120.0
550.15
0.056
0.063
0.065
0.067
0.069
荷载横向
分布系数
0.1710.
186
0.218
0.249
0.176
0.175
0.197
0.203
0.209
0.216
表2A截面实测应力与理论计算值比较表
车位
号
后轴距
端点长
（m）
上缘应力/MPa
下缘应力/MPa
实测值
理论值
校验系数
24
0.05
0.052
0.96
-0.078
-0.086
0.91
8
64
-0.05
-0.060
0.83
0.095
0.098
0.97
12
96
0.606
0.99
-0.920
-0.989
0.93
20
160
-0.054
0.083
0.089
25
200
0.06
0.060
1.00
-0.091
-0.098
表3B截面实测应力与理论计算值比较表
15
120
0.136
0.149
-0.158
-0.164
-0.132
-0.143
0.92
0.152
0.158
-0.802
-0.827
0.904
0.912
32
256
0.061
0.94
-0.068
-0.072
38
304
-0.058
-0.066
0.88
0.066
0.072
表4C截面实测应力与理论计算值比较表
车位号
（m）
实测应力/MPa
理论计算值/MPa
校验系数/η
-0.907
-0.055
0.86
-0.638
-1.840
0.89
-2.370
-2.548
-0.328
-0.360
30
240
-0.807
-0.949
0.85
表5A截面实测挠度与理论计算值比较表
端点长（m）
实测挠度/mm
理论计算值/mm
-0.65
-0.71
0.79
0.82
14
112
-6.87
-7.03
0.98
19
152
0.66
-0.87
-0.90
表6A截面实测四列车偏载时横向分布系数（活载）分析表
上游箱梁实测挠度mm
下游箱梁实测挠度mm
活载横向分布系数
K/实测
考虑活载折减
后
-0.436
2.447
0.42
2.400
1.601
-0.56
2.434
4.4试验加载汽车纵向车位布置
试验时加载汽车纵向车位布置是从39号桥墩上的连续箱梁端部开始，向赣州方向每隔8m作为一个测试车位，用红油漆和钢尺在桥面上标出。
共计布置41个车位，计加载范围总长335m。
此时加载后对A、B、C截面产生的应力和挠度值很小，可以不考虑其影响。
4.5测试成果分析
4.5.1测试成果分类整理如下列表2—表6
4.5.2测试成果分析
1由表2至表5中各截面的实测值和相应的理论计算值的校验系数可知，均符合《大跨径混凝土桥梁的试验方法》中所规定的1.0≥71>
0.8的要求，说明本桥无论是从强度上或是刚度上均达到设计要求。
2表6中由实测挠度所推出的活载横向分布系数，较好地吻合理论计算的活载横向分布系数，说明大桥的整体受力性能较好，符合设计要求和满足正常使用要求。
4．6试验结论与桥梁承载力评定
从吉安赣江公路大桥主桥的鉴定性静载试验结果分析，大桥具有足够的刚度和强度承受设计荷载，其横向联系和桥面是强劲的，活载挠度横向分布与计算值吻合，大桥的整体受力性能良好。
因此，可以认为大桥的设计和施工是成功的，达到了预期的目的，可以交付使用。
5结语
①对于需进行施工质量评定的新建桥梁，鉴定性荷载试验的控制荷载就是设计荷载；
按新规范的要求，桥梁的承载能力可通过实测主要控制截面的内力纵向影响线来分析评定。
若是需进行承载能力评定的既有桥梁，应当先进行全桥检测，查明病害，再确定控制荷载，以防进行荷载试验时给既有桥带来新的损伤；
如进行荷载试验是为测试重型车辆是否能通过该桥，控制荷载应选择与重型车辆具有同样效应的布载方式。
②鉴于我国现行的《公路旧桥承载能力鉴定方法》中静力加载试验项目的确定，主要是针对桥梁主要承重构件而言，对次要承重构件或局部受荷强度以及桥梁横向受力特征等问题没有涉及，而次要承重构件或桥梁横向受力特征计算取用合理性直接关系到检算结果的真实性，同时局部受荷强度问题往往是造成桥梁无法正常使用的关键问题，所以建议增加诸如行车道板、拱上建筑以及桥梁横向荷载分布测定等的加载试验项目。
随着我国桥梁建设事业的发展，许多新桥型、新结构已在公路上被广泛使用，所以有必要结合全国公路桥梁普查情况，增加斜拉桥、悬索桥、连续刚构、刚构—连续粱组合体系、无梁板桥、系杆拱、预应力桁架拱、刚架拱等新桥型、新结构的加载试验项目。
3考虑到在以往的桥梁试验鉴定中，经常碰到测读的结构裂缝宽度虽然超限，但试验测得的结构主要控制截面应变和挠度要比计算结果小得多的情况，如果仅凭裂缝宽度这一单一指标超限就认定一座桥梁承载能力有问题，是不妥的。
而规范对裂缝宽度的限制，更多是从耐久性角度考虑的，加上目前影响测读裂缝宽度的人为因素较多，所以在裂缝评定中建议采用裂缝形态、分布（间距）、高度和宽度以及卸荷闭合等多指标进行综合评定。
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