某特大橋荷載試驗(yàn)方案

1、目 錄I目目錄錄1 工程概況.11.1 橋梁概況.11.3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).22 試驗(yàn)?zāi)康?33 試驗(yàn)依據(jù).34 橋梁狀況檢測.34.1 橋梁線形檢測.34.2 橋梁外觀調(diào)查.35 靜載試驗(yàn)內(nèi)容及方法.45.1 靜載試驗(yàn)測試項(xiàng)目.45.2 測試截面的確定.45.3 測點(diǎn)布置.65.4 加載工況.95.4.1 加載車型.95.4.2 荷載橫向布置.105.4.3 車輛縱向布置.125.5 加載形式與控制.205.5.1 加載形式.205.5.2 分級加載.205.5.3 試驗(yàn)預(yù)警.216 動載試驗(yàn)內(nèi)容及方法.226.1 車輛激勵試驗(yàn).226.1.1 測點(diǎn)布置與測量方法.226.1.2 測點(diǎn)布置.2

2、26.1.3 加載車型.236.1.4 試驗(yàn)加載工況.236.2 脈動試驗(yàn) .236.3 試驗(yàn)處理方法 .247 各加載工況工作流程.258 荷載試驗(yàn)計(jì)劃安排.269 員安排.2610 試驗(yàn)注意事項(xiàng).2711 試驗(yàn)保障與協(xié)調(diào).2712 試驗(yàn)成果提供形式.28 第 1 頁 共 37 頁某特大橋荷載試驗(yàn)方案某特大橋荷載試驗(yàn)方案1 工程概況1.1 上部結(jié)構(gòu)1.主橋(54+90+54)m 變截面預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁 主橋采用（54+90+54）m 變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁跨越某東偏泓，由上下行分離的單箱單室截面組成，單箱頂寬 12.75m，底寬 6.75m，兩側(cè)懸臂 3m。箱梁橫橋向底板保持水平，頂面設(shè)

3、 2%單向橫坡，由箱梁兩側(cè)不同腹板高度形成。主墩支點(diǎn)處箱梁中心高度 5.3m，跨中箱梁中心梁高 2.4m，梁高以 1.8 次拋物線變化。頂板厚 0.28m，懸臂板端部厚 0.16m，根部厚 0.65m；腹板厚 0.45m0.65m，底板厚 0.260.65m。橫隔板分別設(shè)在中支點(diǎn)、邊支點(diǎn)和中跨跨中處，厚度分別為 2.4m、1.5m、0.3m，中支點(diǎn)及跨中橫隔板均設(shè)置了人孔以便施工。連續(xù)箱梁 0塊節(jié)段長度 11m，在支架上澆筑施工。兩側(cè)各有 11 個節(jié)段，節(jié)段長度依次為 43m、33.5m 和 44m。111#梁段采用掛籃懸臂澆筑施工，懸臂澆筑梁段最大節(jié)段重量為 105.2t，掛籃控制重量不大于

4、45t。主橋單幅共有 3 個合龍段，即兩個邊跨合龍段和一個中跨合龍段，合龍段長度均為 2m，在吊架上澆筑施工。邊跨現(xiàn)澆段長 7.92m，在支架上澆筑施工。2.引橋組合箱梁 引橋采用 35m 先簡支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的部分預(yù)應(yīng)力組合箱梁，預(yù)制箱梁高 1.8m，單幅橋橫橋向由 4 片梁組成，橋面橫坡由蓋梁形成，上設(shè)現(xiàn)澆 8cmC40 水泥混凝土調(diào)平層+10cm 瀝青混凝土鋪裝。為了減輕安裝重量和增加橫向整體性，在各箱之間設(shè)橫梁，濕接縫連接。每聯(lián)端部橫梁部分與箱梁同時預(yù)制，各中間墩頂橫梁采用現(xiàn)澆施工。為了滿足錨具布置的需要，箱梁端部在箱內(nèi)側(cè)方向加厚，腹板內(nèi)預(yù)應(yīng)力鋼束除豎向彎曲外，在主梁加厚段尚有平面彎曲。1

5、.2 下部結(jié)構(gòu)主墩采用薄壁式墩，順橋向?qū)?2.6m，橫橋向 6.75m，下接 2.8m 厚承臺，基礎(chǔ)采用1.6m 鉆孔灌注樁。過渡墩采用雙柱式墩，柱尺寸為 2x1.9m，下接 2m 厚承臺，基礎(chǔ) 第 2 頁 共 37 頁采用 1.6m 鉆孔灌注樁。 引橋橋墩采用 1.5m 雙柱式墩，基礎(chǔ)采用 1.6m 鉆孔灌注樁。橋臺采用樁柱式橋臺，基礎(chǔ)采用 1.5m 鉆孔灌注樁。1.3 橋面及附屬結(jié)構(gòu)（1）橋面系及防水、排水主橋變截面連續(xù)箱梁橋面鋪裝采用 10cm 厚瀝青混凝土和 6cm 厚水泥混凝土現(xiàn)澆層，引橋組合箱梁橋面鋪裝采用 10cm 厚瀝青混凝土和 8cm 厚水泥混凝土現(xiàn)澆層，現(xiàn)澆層內(nèi)均設(shè) D8

6、冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)（保證至頂面 3cm 凈距） ；預(yù)應(yīng)力砼空心板梁采用10cm 厚瀝青混凝土和 10cm 厚混凝土現(xiàn)澆層，現(xiàn)澆層內(nèi)設(shè) D12 及 D10 冷軋帶肋鋼筋焊接網(wǎng)（保證至頂面 3cm 凈距） ；橋面排水采用鑄鐵泄水管和 PC 排水管，橋面防水采用防水劑。（2）支座預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁采用盆式橡膠支座，其中主橋主墩采用 GPZ(2009)20.0GD、GPZ(2009)20.0DX 及 GPZ(2009)20.0SX 支座，過渡墩采用 GPZ(2009)3.5DX及 GPZ(2009)3.5SX 支座；組合箱梁及空心板梁采用 GYZ 系列圓板式橡膠支座。（3）伸縮縫橋梁上部結(jié)構(gòu)在橋臺處和兩聯(lián)

7、之間設(shè)置伸縮縫，根據(jù)伸縮量選用D60、D80、D160 型伸縮縫，安裝溫度為 1525。圖 1-1 某大橋單幅主橋立面圖(單位：cm) 第 3 頁 共 37 頁圖 1-2 單幅引橋（第一聯(lián)）立面圖(單位：cm)圖 1-3 單幅引橋（第九聯(lián)）立面圖(單位：cm)10cm厚瀝青砼鋪裝防水層8cm厚C40水泥砼調(diào)平層2%10cm厚瀝青砼鋪裝防水層8cm厚C40水泥砼調(diào)平層2%圖 1-4 某大橋主橋橫斷面示意圖(單位：cm) 第 4 頁 共 37 頁10cm厚瀝青砼鋪裝防水層8cm厚C40水泥砼調(diào)平層2%10cm厚瀝青砼鋪裝防水層8cm厚C40水泥砼調(diào)平層2%圖 1-5 某大橋引橋橫斷面示意圖(單位：

8、cm)1.3 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（1）設(shè)計(jì)洪水頻率：特大橋 1/300，大、中、小橋及涵洞 1/100；（2）設(shè)計(jì)荷載等級：公路 I 級；（3）橋面寬度：2凈 11.75m，全寬 26m；（4）設(shè)計(jì)速度：100km/h；（5）橋面縱坡：最大 3%，橋面橫坡：2%；（6） 環(huán)境類別：I 類；（7）地震動峰值加速度：0.15g（相當(dāng)于地震基本烈度 7 度） 。2 試驗(yàn)?zāi)康模?）通過靜載試驗(yàn)，掌握結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有工作狀況，判斷橋梁的實(shí)際工作狀況是否符合設(shè)計(jì)要求或處于正常受力狀態(tài)； 第 5 頁 共 37 頁（2）通過動載試驗(yàn)，了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性以及其在長期使用荷載階段下的動力性能；測得在移動車輛荷載作用下

9、橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的動態(tài)增量，進(jìn)而判別結(jié)構(gòu)在受到不同動荷載作用下的動態(tài)反應(yīng)是否在橋梁的一般容許范圍內(nèi)；（3）通過靜、動載試驗(yàn)研究和理論計(jì)算分析，對橋梁的承載能力及工作狀況作出綜合評價(jià)，檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，說明工程的安全度和可靠性，為橋梁后期的養(yǎng)護(hù)以及健康監(jiān)測等積累資料。3 試驗(yàn)依據(jù)1.公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程 （JTG/T J21-2011） ；2.公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 （JTG D62-2004） ；3.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范 （JTG D60-2004） ；4. 橋梁相關(guān)的設(shè)計(jì)及施工圖。4 橋梁狀況檢測4.1 橋梁線形檢測橋梁幾何線形主要通過檢測上下游主梁控制點(diǎn)的高程獲得。

10、主梁控制測點(diǎn)高程的測量，設(shè)置參考高程控制點(diǎn)，選擇最佳觀測時段用水準(zhǔn)儀直接進(jìn)行測量，通過全橋的相對高程來實(shí)現(xiàn)全橋幾何線形的測量。兩側(cè)邊跨以 6 米間距、中跨以 8 米為間距布置測點(diǎn)。4.2 橋梁外觀調(diào)查橋梁外觀檢查方法將以目測為主，并配備相應(yīng)檢測專用儀器，利用船只、支架或登高車接近橋梁各部件仔細(xì)檢查其內(nèi)外外觀質(zhì)量和缺損情況，找出結(jié)構(gòu)的顯性病害情況，記錄結(jié)構(gòu)典型部位的病害特征，并用文字詳細(xì)描述，同時結(jié)合圖片、圖表等加以說明。5 靜載試驗(yàn)內(nèi)容及方法5.1 靜載試驗(yàn)測試項(xiàng)目根據(jù)本次橋梁荷載試驗(yàn)的主要目的，為了合理有效地評估主橋的承載能力，對橋 第 6 頁 共 37 頁梁進(jìn)行荷載試驗(yàn)，擬定以下靜載試驗(yàn)測

11、試項(xiàng)目：（1）左右幅連續(xù)梁邊跨跨中附近截面的正應(yīng)力和撓度；（2）左右幅連續(xù)梁主跨跨中截面的正應(yīng)力和撓度；（3）左右幅連續(xù)梁主墩外支點(diǎn)附近截面的正應(yīng)力；（4）左右幅連續(xù)梁主跨跨中截面應(yīng)力實(shí)測值是否滿足平截面假定；（5）在試驗(yàn)荷載作用可能展開的裂縫檢測。5.2 測試截面的確定（1）主橋橋梁車道寬度為 11.75m，按規(guī)范取三車道進(jìn)行加載，設(shè)計(jì)荷載：公路-I 級，用橋梁結(jié)構(gòu)分析專用程序 Midas/Civil 建立空間有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，根據(jù)橋梁在設(shè)計(jì)荷載作用下的內(nèi)力包絡(luò)圖，確定各測試控制截面如圖 5-3，橋梁有限元模型如圖5-1 所示，設(shè)計(jì)荷載作用下彎矩包絡(luò)圖如圖 5-2 所示。圖 5-1

12、 某大橋主橋有限元模型圖 5-2 某大橋在公路-I 級作用下的彎矩包絡(luò)圖 第 7 頁 共 37 頁圖 5-3 左幅主橋測試控制斷面示意圖（單位：cm）圖 5-4 右幅主橋測試控制斷面示意圖（單位：cm）說明：對于左右幅跨中 3-3、7-7 控制截面，考慮到結(jié)構(gòu)構(gòu)造存在橫隔板，實(shí)際應(yīng)力測點(diǎn)布置時，將偏離跨中一定距離（約 100cm） 。（2）第一聯(lián)單跨組合箱梁橋梁車道寬度為 11.75m，按規(guī)范取三車道進(jìn)行加載，設(shè)計(jì)荷載：公路-I 級，用橋梁結(jié)構(gòu)分析專用程序 Midas/Civil 建立空間有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，根據(jù)橋梁在設(shè)計(jì)荷載作用下的內(nèi)力包絡(luò)圖，確定各測試控制截面如圖 5-6，橋梁有限

13、元模型如圖5-4 所示，設(shè)計(jì)荷載作用下彎矩包絡(luò)圖如圖 5-5 所示。圖 5-5 第一聯(lián)單跨組合箱梁有限元模型 第 8 頁 共 37 頁圖 5-6 第一聯(lián)單跨組合箱梁在公路-I 級作用下的彎矩包絡(luò)圖（左幅） （右幅）圖 5-7 第一聯(lián)引橋測試控制斷面示意圖（單位：cm）（3）第九聯(lián)組合箱梁橋梁車道寬度為 11.75m，按規(guī)范取三車道進(jìn)行加載，設(shè)計(jì)荷載：公路-I 級，用橋梁結(jié)構(gòu)分析專用程序 Midas/Civil 建立空間有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析，根據(jù)橋梁在設(shè)計(jì)荷載作用下的內(nèi)力包絡(luò)圖，確定各測試控制截面如圖 5-10，橋梁有限元模型如圖5-8 所示，設(shè)計(jì)荷載作用下彎矩包絡(luò)圖如圖 5-9 所示。圖

14、 5-8 第九聯(lián)組合箱梁有限元模型 第 9 頁 共 37 頁圖 5-9 第九聯(lián)組合箱梁在公路-I 級作用下的彎矩包絡(luò)圖圖 5-10-a 左幅第九聯(lián)測試控制斷面示意圖（單位：cm）圖 5-10-b 右幅第九聯(lián)測試控制斷面示意圖（單位：cm）各測試截面的具體測試內(nèi)容見下表 5-1 所示。表 5-1 橋梁測試截面測試項(xiàng)目表（1）主橋左/右幅工況號測試截面截面位置測試項(xiàng)目備注工況 11-16#-7#墩跨中附近撓度、應(yīng)力正載、偏載工況 22-2、3-3主跨跨中、7#墩外支點(diǎn)撓度、應(yīng)力正載、偏載左幅工況 34-48#-9#墩跨中附近撓度、應(yīng)力正載、偏載工況 45-58#-9#墩跨中附近撓度、應(yīng)力正載、偏載

15、工況 56-6、7-7主跨跨中、6#墩外支點(diǎn)撓度、應(yīng)力正載、偏載右幅工況 68-86#-7#墩跨中附近撓度、應(yīng)力正載、偏載 第 10 頁 共 37 頁（2）引橋位置測試截面截面位置測試項(xiàng)目備注9-90#-1#墩跨中附近撓度、應(yīng)力正載第一聯(lián)10-100#-1#墩跨中附近撓度、應(yīng)力正載11-11、12-1234#-35#墩跨中附近、35#墩外支點(diǎn)撓度、應(yīng)力正載第九聯(lián)13-13、14-1434#-35#墩跨中附近、35#墩外支點(diǎn)撓度、應(yīng)力正載5.3 測點(diǎn)布置5.3.1 應(yīng)變測點(diǎn)應(yīng)變測點(diǎn)各截面的混凝土表面應(yīng)變擬采用穩(wěn)定性好、精度高并適合于野外環(huán)境的振弦式應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測量，主要測試控制截面的應(yīng)變分布規(guī)律和

16、受力性能。（1）主橋各測試截面以及各截面應(yīng)變傳感器布置示意圖見圖 5-11圖 5-13，全橋共布置 72 個應(yīng)變計(jì)。圖 5-11 1-1、4-4、5-5、8-8 邊跨跨中附近截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖（單位：mm） 第 11 頁 共 37 頁圖 5-12 2-2、77 負(fù)彎矩截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖（單位：mm）圖 5-13 3-3、6-6 跨中截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖（單位：mm）（2）引橋各測試截面以及各截面應(yīng)變傳感器布置示意圖見圖 5-14，第一聯(lián)共布置 48 個應(yīng)變計(jì)，第九聯(lián)共布置 48 個應(yīng)變計(jì)。圖 5-14 9-912-12 截面應(yīng)變測點(diǎn)布置圖（單位：mm）應(yīng)變傳感器的粘貼工藝如下：振弦式表面應(yīng)變傳感

17、器適用于長期布設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它結(jié)構(gòu)物的表面，測量結(jié)構(gòu)物表面的應(yīng)變量，并可同步測量布設(shè)點(diǎn)的溫度。振弦式表面應(yīng)變傳感器彈性模量小，與被測結(jié)構(gòu)物的隨動性好，測量中不會干擾原應(yīng)力場，并可回收重復(fù)使用。振弦式表面應(yīng)變傳感器具有智能識別功能，如圖 5-15 所示。 圖 5-15 振弦式應(yīng)變傳感器及數(shù)據(jù)采集儀振弦式表面應(yīng)變傳感器由應(yīng)變傳感器、安裝夾具、信號傳輸電纜等組成。 第 12 頁 共 37 頁由于應(yīng)變傳感器受潮會降低粘結(jié)強(qiáng)度，酸，堿及油類浸入甚至?xí)淖兓缀驼辰Y(jié)劑的物理性能，為了確保試驗(yàn)過程中應(yīng)變數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確進(jìn)行，振弦式表面應(yīng)變傳感器安裝要求較嚴(yán)格，具體安裝流程如下：（1）構(gòu)件測點(diǎn)部位的表面處理

18、對于混凝土構(gòu)件，首先是磨平或銼平，并用細(xì)砂布磨光。通常稱此工藝為“打磨”。打磨光潔度應(yīng)達(dá)5 左右。對非常光滑的構(gòu)件，則需用細(xì)砂布沿 45方向交叉磨出一些紋路，以增強(qiáng)粘結(jié)力。打磨面積約為應(yīng)變傳感器面積的 5 倍左右。打磨完畢后，用劃針輕輕劃出貼片的準(zhǔn)確方位。表面處理的最后一道工序是清洗。即用潔凈棉紗或脫脂棉球蘸丙酮或其它揮發(fā)性溶劑對貼片部位進(jìn)行反復(fù)擦洗，直至棉球上見不到污垢為止。（2）安裝傳感器夾具安裝用于長期觀測的表面應(yīng)變傳感器，應(yīng)先將配好對的夾具安裝試棒，安裝時兩夾具的底面應(yīng)在同一平面上，兩夾具緊固螺栓中心孔距應(yīng)為 100mm（儀器標(biāo)距） 。利用裝好試棒的夾具上的 4 個孔(夾具下附帶的安裝

19、板)，在儀器固定位置(觀測點(diǎn))畫點(diǎn)，在被測結(jié)構(gòu)物畫點(diǎn)的部位打孔，安裝膨脹螺栓，然后將裝有試棒的夾具組固定在被測結(jié)構(gòu)物上，既完成儀器夾具的安裝。 安裝用于臨時測量的表面應(yīng)變傳感器，一般是將夾具用膠粘貼在被測結(jié)構(gòu)物上。首先將被測結(jié)構(gòu)物需要安裝夾具的部位整平打毛，將裝有試棒的夾具底部的中間(在同一平面上)涂上 AB 膠(快干環(huán)氧樹脂膠)，沿夾具四周涂上 502 快干膠，隨即粘貼在被測結(jié)構(gòu)物整平打毛部位上，壓緊 2 分鐘左右即可松手，10 分鐘左右即可粘貼牢固。（3）安裝傳感器夾具固定后，輕輕拆下安裝試棒，將表面應(yīng)變傳感器從夾具的一端放入，直到表面應(yīng)變傳感器各端面與夾具外邊沿平齊為止。 表面應(yīng)變傳感器

20、安裝時應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整測量范圍（調(diào)整初始值） ，方法是：在各應(yīng)變傳感器的前端座上有一個螺紋孔，可用專用拉桿進(jìn)行拉、壓調(diào)整。調(diào)整時先將有電纜一端的夾緊螺釘擰緊，連接讀數(shù)儀監(jiān)測儀器，利用調(diào)整拉桿進(jìn)行拉或壓調(diào)整， 第 13 頁 共 37 頁調(diào)整合適后將夾具另一端的擰緊螺釘擰緊，并卸下調(diào)整拉桿。安裝傳感器安裝傳感器夾具安裝位置畫線定位構(gòu)件表面處理安裝區(qū)域確定圖 5-16 振弦式表面應(yīng)變傳感器安裝流程圖5.3.2 撓度測點(diǎn)撓度測點(diǎn)主梁豎向撓度，擬通過在主梁底面布置棱鏡，采用徠卡 2003 全站儀進(jìn)行三角高程測量，測點(diǎn)布置示意圖圖 5-17 所示。d-1d-3d-22222337.5337.512755

21、050圖 5-17 1-1、3-3、4-4 截面撓度測點(diǎn)布置圖（單位：cm）各墩支座均需布置支座位移計(jì)，圖式略。5.4 加載工況5.4.1 加載車型靜載試驗(yàn)采用 35t 車進(jìn)行等效加載，車型如圖 5-18 所示。車隊(duì)縱向位置按 第 14 頁 共 37 頁Midas/Civil 軟件計(jì)算的影響線進(jìn)行布設(shè)，為保證試驗(yàn)效果，對于某一特定荷載工況，試驗(yàn)荷載的大小和加載位置的選擇采用靜載試驗(yàn)效率系數(shù)進(jìn)行控制，靜力試驗(yàn)荷載d的效率系數(shù)即為試驗(yàn)施加荷載產(chǎn)生的作用效應(yīng)和設(shè)計(jì)荷載作用效應(yīng)(考慮沖擊影響)的比值一般宜在 0.951.05 之間。靜載試驗(yàn)效率為：d(1)sdSS式中：為靜載試驗(yàn)荷載作用下控制截面的內(nèi)

22、力計(jì)算值；sS為控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值；S為按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)；為靜力試驗(yàn)荷載的效率系數(shù)。d350180140350140140kN140kN70kN圖 5-18 加載車型圖 (單位：cm)5.4.2 荷載橫向布置（1）主橋本次試驗(yàn)共采用 7 輛車進(jìn)行加載，車輛橫向布置方式分為中載與偏載兩種，縱向車輛布置組合為 2 輛+3 輛+2 輛。具體的車輛橫向布置如圖 5-19圖 5-22 所示；各工況平面加載圖示見 5.4.3 節(jié)。 第 15 頁 共 37 頁180180130342.5342.550501275圖 5-19 2 輛車截面中載示意圖(單位：cm)圖 5-20 2 輛車

23、截面偏載示意圖(單位：cm)圖 5-21 3 輛車截面中載示意圖(單位：cm)圖 5-22 3 輛車截面偏載示意圖(單位：cm)（2）引橋本次試驗(yàn)共采用 6 輛車進(jìn)行加載，車輛橫向布置方式分為中載，縱向車輛布置組 第 16 頁 共 37 頁合為 3 輛+3 輛。具體的車輛橫向布置如圖 5-23 所示；各工況平面加載圖示見 5.4.3 節(jié)。圖 5-23 引橋車輛布置示意圖(單位：cm) 第 17 頁 共 28 頁5.4.3 車輛縱向布置主橋：1、左幅工況、左幅工況 1：小樁號側(cè)：小樁號側(cè)邊跨跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載+偏載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后左幅 1-1

24、 截面應(yīng)變、撓度，1#、2#支座位移。19.429.339.2549054圖 5-24 左幅工況 1 小樁號側(cè)邊跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 18 頁 共 28 頁2、左幅工況、左幅工況 2：主墩外支點(diǎn)最不利負(fù)彎矩、中跨跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載+偏載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后左幅 3-3 截面應(yīng)變、撓度，2#、3#支座位移。30.14049.9905454a) 中跨跨中截面車輛加載測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后左幅 2-2 截面應(yīng)變。 第 19 頁 共 28 頁30.14049.9905454b) 負(fù)彎矩截面車輛加載圖 5-25

25、左幅工況 2 負(fù)彎矩截面、中跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 20 頁 共 28 頁3、左幅工況、左幅工況 3：大樁號側(cè)：大樁號側(cè)邊跨跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載+偏載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后左幅 4-4 截面應(yīng)變、撓度，3#、4#支座位移。54905414.12433.9圖 5-26 左幅工況 3 大樁號側(cè)邊跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 21 頁 共 28 頁4、右幅工況、右幅工況 4：大樁號側(cè)：大樁號側(cè)邊跨跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載+偏載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后右幅 5-5 截面應(yīng)變、撓度，3

26、#、4#支座位移。19.429.339.2549054圖 5-27 右幅工況 4 大樁號側(cè)邊跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 22 頁 共 28 頁5、右幅工況、右幅工況 5：主墩外支點(diǎn)最不利負(fù)彎矩、中跨跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載+偏載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后右幅 7-7 截面應(yīng)變、撓度，2#、3#支座位移。30.14049.9905454a）右幅中跨跨中截面車輛加載 第 23 頁 共 28 頁測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后右幅 6-6 截面應(yīng)變。30.14049.9905454b） 右幅負(fù)彎矩截面車輛加載圖 5-28 右幅工況 5

27、負(fù)彎矩截面、中跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 24 頁 共 28 頁3、右幅工況、右幅工況 6：小樁號側(cè)：小樁號側(cè)邊跨跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載+偏載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后右幅 8-8 截面應(yīng)變、撓度，1#、2#支座位移。19.429.339.2549054圖 5-29 右幅工況 6 小樁號側(cè)邊跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m）引橋：1、第一聯(lián)單跨組合箱梁：、第一聯(lián)單跨組合箱梁：跨中最不利正彎矩加載試驗(yàn)，橫向加載方式為中載。測試項(xiàng)目：測試項(xiàng)目：加載前、加載后及卸載后左幅 1-1 截面應(yīng)變、撓度，1#、2#支座位移。 第 25 頁 共 28

28、 頁12.522.435圖 5-30 第一聯(lián)單跨組合箱梁跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 26 頁 共 28 頁14.519.5175圖 5-31 第九聯(lián)組合箱梁邊跨跨中截面車輛加載縱向圖示（單位：m） 第 27 頁 共 37 頁通過計(jì)算，各加載工況作用下荷載效率如表 5-2 所示。表 5-2 各測試工況荷載效率系數(shù)計(jì)算表（1）主橋左/右幅工況號測試截面設(shè)計(jì)荷載(kN.m)試驗(yàn)荷載(kN.M)荷載效率系數(shù)工況 11-117009148490.982-2-35196-244410.98工況 23-317167149221.02左幅工況 34-417009148630.98工況 45-51

29、7009148490.986-6-35196-244410.98工況 57-717167149221.02右幅工況 68-817009148630.98（2）引橋邊梁中梁位置測試截面設(shè)計(jì)荷載(kN.m)試驗(yàn)荷載(kN.M)荷載效率系數(shù)設(shè)計(jì)荷載(kN.m)試驗(yàn)荷載(kN.M)荷載效率系數(shù)第一聯(lián)9-9、10-10291429091.00278727751.00第九聯(lián)11-1196224021550.965.5 加載形式與控制加載過程應(yīng)嚴(yán)格按照以下三節(jié)進(jìn)行。5.5.1 加載形式試驗(yàn)荷載加載有兩種形式：一是沿橋跨方向加載，二是垂直于橋跨方向加載。設(shè)計(jì)加載時除注意試驗(yàn)荷載

30、縱向加載位之外，同時還要注意荷載橫向加載圖式，該荷載試驗(yàn)加載形式具體詳見 5.4.3 節(jié)。5.5.2 分級加載為了加載安全和了解結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形隨著荷載增加的變化關(guān)系，橋梁靜載試驗(yàn)的各荷載工況的加載應(yīng)分級進(jìn)行，分級控制原則如下：1. 試驗(yàn)荷載按照車輛數(shù)量分成 3 級施加； 第 28 頁 共 37 頁2. 如果橋梁調(diào)查和驗(yàn)算工作不充分時，或橋況較差，應(yīng)盡量增多加載分級，使車輛荷載逐量緩緩駛?cè)腩A(yù)定加載位置，以確保試驗(yàn)安全；3. 在安排加載分級時，應(yīng)注意加載過程中其他截面內(nèi)力應(yīng)逐漸增加，使車輛荷載逐輛緩緩駛?cè)腩A(yù)定加載位置，以確保試驗(yàn)安全；4. 在前一荷載階段內(nèi)結(jié)構(gòu)應(yīng)力或變位相對穩(wěn)定后，方可進(jìn)入下一荷載

31、階段。最好每級加載后卸載，也可逐級加載達(dá)到最大荷載后逐級卸載。車輛荷載加載分級的方法可采用先上輕車后上重車，逐級增加車輛數(shù)量；加載車分次裝載重物；加載車位于內(nèi)力影響線的不同位置。加載試驗(yàn)時間以凌晨 0:00 至 4:00 為宜，進(jìn)行加載試驗(yàn)時每一加卸載周期所花費(fèi)的時間不宜超過 20min。車輛調(diào)度組要向加載司機(jī)申明，嚴(yán)禁在橋上掉頭，嚴(yán)禁刮擦兩側(cè)護(hù)欄，具體分級加載圖式如圖 5-32。第1級加載到位內(nèi)側(cè)外側(cè)第1級加載到位示意圖橋頭伸縮縫位置加載車加載位置第2級加載中。第 級加載中。小樁號大樁號第1級加載到位外側(cè)內(nèi)側(cè)第2級加載到位示意圖橋頭伸縮縫位置加載車加載位置第2級加載到位第 級加載中。小樁號大

32、樁號第1級加載到位外側(cè)內(nèi)側(cè)第3級加載到位示意圖橋頭伸縮縫位置加載車加載位置第2級加載到位小樁號大樁號第3級加載到位圖 5-32 分級加載示意圖 第 29 頁 共 37 頁5.5.3 試驗(yàn)預(yù)警試驗(yàn)加載過程中，由專門人員統(tǒng)一指揮加載實(shí)施，及時掌握各方面情況，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時處理分析以及有無實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等情況，安全有序?qū)嵤┘虞d計(jì)劃。試驗(yàn)過程發(fā)生下列情況時，應(yīng)立刻停止加載并查找原因，在確保結(jié)構(gòu)及人員安全的情況下方可繼續(xù)試驗(yàn)：1. 控制測點(diǎn)實(shí)測應(yīng)力、變位（或撓度）已達(dá)到或超過計(jì)算的控制應(yīng)力值時；2. 結(jié)構(gòu)裂縫的長度或縫寬急劇增加，或新裂縫大量出現(xiàn)，或縫寬超過允許值得裂縫大量增多時；3. 沿跨方向的實(shí)測撓度

33、曲線分布規(guī)律與計(jì)算結(jié)果相差過大時；4. 發(fā)生其他影響橋梁承載能力或正常使用的損壞時。該次試驗(yàn)加載過程中各項(xiàng)指標(biāo)正常，未見突發(fā)事件發(fā)生。6 動載試驗(yàn)內(nèi)容及方法6.1 車輛激勵試驗(yàn)6.1.1 測點(diǎn)布置與測量方法根據(jù)試驗(yàn)方法，車輛試驗(yàn)的測試截面一般選擇在活載作用下結(jié)構(gòu)動應(yīng)變最大的位置，根據(jù)本橋結(jié)構(gòu)的彎矩包絡(luò)圖特點(diǎn)，主橋車輛激勵試驗(yàn)觀測斷面布置在左右幅主跨的跨中 3-3、7-7 截面。第一聯(lián)單跨組合箱梁車輛激勵試驗(yàn)觀測斷面布置在左右幅邊跨跨中附近 9-9、10-10 截面。第三聯(lián)單跨組合箱梁車輛激勵試驗(yàn)觀測斷面布置在左右幅邊跨跨中附近 11-11、14-14 截面。動應(yīng)變采用 DRA-107A 數(shù)字動

34、態(tài)應(yīng)變測試儀與KD4001 工具式應(yīng)變計(jì)（如圖 6-1、圖 6-2 所示）進(jìn)行測試，測點(diǎn)布置如圖 6-3 所示。圖 6-1 DRA-107A 數(shù)字動態(tài)應(yīng)變測試儀 第 30 頁 共 37 頁圖 6-2 KD4001 工具式應(yīng)變計(jì)6.1.2 測點(diǎn)布置東側(cè)西側(cè)圖 6-3 動應(yīng)變測試傳感器布置圖6.1.3 加載車型車輛激勵試驗(yàn)加載車型同靜動試驗(yàn)。由于多輛車無法做到對橋同步激勵，所以試驗(yàn)時選擇 1 輛車在內(nèi)側(cè)車道進(jìn)行行車試驗(yàn)。6.1.4 試驗(yàn)加載工況車輛激勵試驗(yàn)各加載工況如表 6-1 所示。表 6-1 車輛激勵試驗(yàn)加載工況匯總表工況序號工況類型車速（km/h)工況描述工況 110工況 220工況 330

35、工況 41 輛加載車行車試驗(yàn)40試驗(yàn)時，加載車以車速為 1040km/h 勻速通過橋跨結(jié)構(gòu)，由于在行駛過程中對橋面產(chǎn)生沖擊作用，從而使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動。通過動力測試系統(tǒng)測定測試截面處的動撓度與動應(yīng)變時間歷程曲線，以測得在行車條件下的振幅響應(yīng)、動應(yīng)變。工況 510工況 61 輛加載車剎車試驗(yàn)20試驗(yàn)時，讓 1 輛車以 1020km/h 的速度勻速行駛至測試斷面時實(shí)施緊急剎車，使其產(chǎn)生較大的制動力并對橋梁形成一定的沖擊作用，以測得在剎車條件下的振幅響應(yīng)、動應(yīng)變。工況 710工況 81 輛加載車跳車試驗(yàn)10在橋梁測試截面處橋面設(shè)置高度為 4cm 的障礙物，模擬橋面鋪裝的局部不平整或損傷狀態(tài)。試驗(yàn)時，

36、讓 1輛加載車以 10km/h 的速度勻速通過橋跨結(jié)構(gòu)，在跨越 第 31 頁 共 37 頁障礙時對橋梁形成沖擊作用，激起橋梁較大的豎向振動，測定此時橋梁在橋面不良狀態(tài)時運(yùn)行車輛荷載作用下的動態(tài)響應(yīng)。6.2 脈動試驗(yàn)在橋面無任何交通荷載以及橋址附近無規(guī)則振源的情況下，通過高靈敏度動力測試系統(tǒng)測定橋址處風(fēng)荷載、地脈動、水流等隨機(jī)荷載激振而引起橋跨結(jié)構(gòu)的微幅振動響應(yīng)，測得結(jié)構(gòu)的自振頻率、振型和阻尼比等動力學(xué)特征。加速度傳感器的布設(shè)在橋面兩側(cè)，測點(diǎn)的布置方式（單幅橋梁）如圖 6-4 所示。（1）主橋（2）引橋圖 6-4 脈動試驗(yàn)傳感器橋面布置示意圖（單位：cm）6.3 試驗(yàn)處理方法1. 動應(yīng)變測試?yán)?/p>

37、動應(yīng)變時程曲線來計(jì)算動態(tài)增大系數(shù)。動力放大系數(shù)（應(yīng)變）： ，通過不同速度下的動力放大系數(shù)得到11/ff 動靜動力放大系數(shù)的最值，確定車輛通行的適宜速度。 2. 自振特性測試擬采用脈動法進(jìn)行自振測試，由國家地震局工程力學(xué)研究所研制生產(chǎn) 941II 速度 第 32 頁 共 37 頁傳感器作拾振器，放大裝置采用與之匹配的 DLF-8 型四合一放大器，采集器采用東方所 INV306DF 智能信號采集處理分析儀，整個測試系統(tǒng)如圖 6-5 所示。圖 6-5 測試系統(tǒng)組成框圖(1) 頻率分析采用 DASP 軟件分析系統(tǒng)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行譜分析，根據(jù)相關(guān)自相關(guān)譜、互相關(guān)譜、各點(diǎn)相位及相干系數(shù)確定各階頻率。(2)

38、阻尼分析結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)用阻尼比 Dn表示為：(其中：An表示第 n 次振動1ln(/)/2nnnDAA時的振幅)。試驗(yàn)中采用頻譜圖中的半功率譜帶寬來計(jì)算阻尼比Dn：(其中：表示第 n 階頻率，表示第 n 階半功率帶寬頻率)。1ln(/)/nnnDfffnff(3) 振型分析振型分析主要采用 DASP 軟件分析系統(tǒng)作傳函分析來確定各測點(diǎn)的幅值大小和相位，從而得出橋梁結(jié)構(gòu)的振型。圖 6-6-a 某大橋主橋一階豎彎反對稱理論陣型 第 33 頁 共 37 頁圖 6-6-b 某大橋主橋二階豎彎正對稱理論陣型圖 6-7-a 第一聯(lián)單跨組合箱梁邊梁一階豎彎正對稱理論陣型圖 6-7-b 第一聯(lián)單跨組合箱梁邊梁二

39、階豎彎正對稱理論陣型 第 34 頁 共 37 頁圖 6-8-a 第九聯(lián)組合箱梁邊梁一階豎彎正對稱理論陣型圖 6-8-b 第九聯(lián)組合箱梁邊梁二階豎彎正對稱理論陣型7 各加載工況工作流程(1) 橋梁空載，根據(jù)總指揮的指令，幾何測量組讀取橋梁在空載下的初始讀數(shù)，加載車輛在橋頭待命；(2) 各測量組讀取完初始數(shù)據(jù)后，向總指揮匯報(bào)，然后總指揮向車輛調(diào)度組下指令，加載車輛逐級加載，進(jìn)入指定位置；(3) 加載車輛全部到位后，向總指揮報(bào)告?？傊笓]等待 15 分鐘且數(shù)據(jù)穩(wěn)定之后下達(dá)測量指令，各個測量小組開始該加載工況正式測量；(4) 各個測量小組完成本工況各自的測量任務(wù)后，向總指揮報(bào)告；(5) 根據(jù)各個測量小組匯報(bào)的測量結(jié)果，總指揮判斷試驗(yàn)是否正常。如果測量結(jié)果有異樣，則命令相應(yīng)的小組重新測量。如果一切正常，則命令加載車輛撤離，本工況結(jié)束； 第 35 頁 共 37 頁(