高谷烏江大橋荷載試驗(yàn)

彭水高谷烏江大橋n型板梁荷載試驗(yàn)檢測(cè)方案重慶華盛建筑工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司二0一三年九月一、工程概況彭水高谷烏江大橋位于國(guó)道319線彭武公路彭水縣境內(nèi)，是彭水到武隆的一座大型橋梁，該橋于1997年建成通車，使用至今已逾14年。該橋主孔為lX150m鋼管混凝土中承式桁架拱橋，拱肋采用等截面懸鏈線，矢跨比：/5，拱軸系數(shù)m=1.347,上、下弦桿采用Q600X10mm鋼管，內(nèi)灌C50混凝土，橋面寬：凈9m+2X1.50m,橋面板為跨徑5m、6m鋼筋混凝土n型板，吊桿橫梁及蓋梁為鋼筋混凝土T形梁。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：汽車20級(jí)，掛車100級(jí)，人群3.5KN/m。本次荷載試驗(yàn)抽取n型板梁數(shù)量共1片，試驗(yàn)梁由委托方選定。二、檢測(cè)目的通過對(duì)n型板梁(裸梁)加載試驗(yàn)，檢測(cè)控制截面應(yīng)力、撓度、裂縫等指標(biāo)，依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范和理論計(jì)算分析，以達(dá)到以下目的：1、 檢驗(yàn)試驗(yàn)n型板梁在靜力試驗(yàn)荷載作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度以及裂縫等指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求，承載力是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；2、 積累和完善相關(guān)技術(shù)資料。三、檢測(cè)依據(jù)1、 中華人民共和國(guó)交通部部頒《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》(YC4-4/1982)；2、 中華人民共和國(guó)交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《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》(JTGD62-2004)。3、 中華人民共和國(guó)交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》(JTGD60-2004)；4、 中華人民共和國(guó)交通部部頒標(biāo)準(zhǔn)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTJB01-2003)；5、 試驗(yàn)橋梁相關(guān)設(shè)計(jì)文件；6、 檢測(cè)合同。四、檢測(cè)內(nèi)容1、 測(cè)試截面附近區(qū)域梁體外觀檢查；2、 測(cè)試截面混凝土應(yīng)力檢測(cè)；3、 測(cè)試截面撓度檢測(cè)；4、 測(cè)試截面附近區(qū)域裂縫觀測(cè)。五、試驗(yàn)荷載和加載方法5.1控制荷載以試驗(yàn)n型板梁的實(shí)際安裝位置，用試驗(yàn)n型板梁在正常使用狀態(tài)下跨中截面最大彎矩作為試驗(yàn)加載的依據(jù)，按照裸梁跨中截面下緣混凝土應(yīng)力增量等效的原則進(jìn)行主梁跨中抗彎試驗(yàn)。控制荷載計(jì)算原則為：在簡(jiǎn)支狀態(tài)下計(jì)算濕接縫重量在試驪型板梁跨中下緣產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力及彎矩增量；建立有限元模型，計(jì)算n型板梁裸梁恒載應(yīng)力及彎矩增量；考慮4cm厚混凝土橋面鋪裝對(duì)試驗(yàn)口型板梁跨中下緣產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力及彎矩增量；計(jì)算人群荷載(2.5KN/m)處于最不利位置時(shí)在試驗(yàn)1型板梁跨中下緣產(chǎn)生的混凝土應(yīng)力及彎矩增量；根據(jù)跨中截面下緣混凝土應(yīng)力增量等效的原則，計(jì)算裸梁簡(jiǎn)支狀態(tài)跨中截面的彎矩值，并以此作為試驗(yàn)加載的控制依據(jù)。試驗(yàn)n型板梁跨中截面控制內(nèi)力等效計(jì)算結(jié)果見表1。表1戒驗(yàn)n型板梁跨中內(nèi)力計(jì)算結(jié)果工況跨中彎矩(KN*m)跨中撓度(mm)跨中下緣砼應(yīng)力增量(MPa)濕接縫1.2-0.0300.11板梁裸梁11.3-0.2841.03橋面鋪裝2.3-0.0590.21人群荷載5.9-0.1480.545.2試驗(yàn)荷載試驗(yàn)荷載宜采用較準(zhǔn)確、容易估計(jì)重量的堆載物(如水泥、鋼筋、鋼絞線、預(yù)制蓋板、邊溝板等)。推薦用50kg/包的標(biāo)準(zhǔn)袋裝水泥作為加載重物，采用直接在主梁上分垛堆載的方式進(jìn)行均布加載。為提高加載效率，根據(jù)跨中截面內(nèi)力等效原則，按照?qǐng)D1的試驗(yàn)荷載圖式進(jìn)行加載；荷載總量為1.6t，共使用50kg/包標(biāo)準(zhǔn)袋裝水泥32包，線荷載集度為4.0KN/m。線荷載集度：4.0KN/m1^ 1^=2m ?-1口口跨中橫隔梁中心線圖1試驗(yàn)荷載圖式1、試驗(yàn)荷載效率根據(jù)試驗(yàn)n型板梁跨中截面下緣混凝土應(yīng)力增量等效的原則，采用圖1所示的試驗(yàn)加載圖式，計(jì)算試驗(yàn)荷載效率，其結(jié)果見表2。表2試驗(yàn)荷載效率控制截面設(shè)計(jì)控制內(nèi)力(kN.m)試驗(yàn)內(nèi)力(kN.m)試驗(yàn)控制荷載(噸)荷載效率跨中9.49.01.60.96說(shuō)明：表中的彎矩值為裸梁狀態(tài)下的相應(yīng)的設(shè)計(jì)控制內(nèi)力和試驗(yàn)內(nèi)力。2、加載程序荷載準(zhǔn)備為提高加載效率，盡量減少因溫度變化對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，正式加載前將足夠數(shù)量的荷載(50kg/包袋裝水泥)就近均勻布置在試驗(yàn)n型板梁相鄰的兩片n型板梁上，以便在正式加載時(shí)將荷載快速地平移到試驗(yàn)n型板梁上。加載組織擬需委托單位組織8名加載人員，2人負(fù)責(zé)一垛(每垛為1m加載區(qū)間)的加載和卸載，并組織專人負(fù)責(zé)荷載重物數(shù)量的清點(diǎn)。試驗(yàn)加載為考察測(cè)試截面撓度、應(yīng)力隨荷載變化的規(guī)律，分4級(jí)逐級(jí)施加到試驗(yàn)控制荷載。在加載之前，事先計(jì)算每垛加載區(qū)間的加載數(shù)量，并將每級(jí)荷載均勻地布置在預(yù)定的加載區(qū)間內(nèi)。試驗(yàn)加載程序見表3。

表3試驗(yàn)加載程序表加載分級(jí)編號(hào)加載重物數(shù)量（包）11-7#梁跨中截面彎矩（kN.m）荷載持續(xù)時(shí)間（分）檢測(cè)內(nèi)容000.0—撓度、應(yīng)變182.210撓度、應(yīng)變2164.510撓度、應(yīng)變3246.710撓度、應(yīng)變4329.030撓度、應(yīng)變、裂縫500.020撓度、應(yīng)變六、測(cè)點(diǎn)布置在試驗(yàn)n型板梁梁體上布置5個(gè)撓度測(cè)試截面和2個(gè)應(yīng)力測(cè)試截面，測(cè)試截面位置以及截面測(cè)點(diǎn)布置見圖2和圖3。1、 在試驗(yàn)n型板梁上布置5個(gè)撓度測(cè)試截面，測(cè)點(diǎn)布置在L/4、L/2、3L/4截面和兩支點(diǎn)截面，其中L/4、L/2、3L/4截面分別布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，支點(diǎn)截面分別布置1個(gè)測(cè)點(diǎn)。在測(cè)試截面布置2個(gè)相對(duì)式電測(cè)位移計(jì)（0~30mm機(jī)電百分表）進(jìn)行測(cè)試截面撓度檢測(cè)，測(cè)試分辨率為土0.1mm。2、 在試驗(yàn)梁上布置2個(gè)應(yīng)變（應(yīng)力）測(cè)試截面，如圖2所示。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)均布置在混凝土表面上，共計(jì)12個(gè)測(cè)點(diǎn)，應(yīng)力根據(jù)實(shí)測(cè)應(yīng)變和主梁混凝土彈性模量理論值換算得到。應(yīng)變采用應(yīng)變片和應(yīng)變儀進(jìn)行測(cè)試，分辨率為±1X10-6。2.15m 1.05m 1.05m 2.15mI I"* ^1F fF Fa— — 11J2| kOSm J1&0.05mn3L/4 L/2 L/4說(shuō)明：1、圖中標(biāo)記為撓度測(cè)試截面，“丨”標(biāo)記為應(yīng)力（應(yīng)變）測(cè)試截面。2、考慮到橫隔板的局部加強(qiáng)作用，應(yīng)變測(cè)試截面分別偏離L/2和3L/4截面5cm處。圖2測(cè)試截面位置

圖3.1L/2截面撓度、J1截面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置示意圖圖3?23L/4截面撓度、J2截面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置示意圖圖3?3L/4截面撓度測(cè)點(diǎn)布置示意圖說(shuō)明：“ 標(biāo)記為混凝土表面應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，為撓度測(cè)點(diǎn)。七、主要檢測(cè)儀器1、 BX120-80AA應(yīng)變片：應(yīng)變測(cè)試；2、 0?30mm機(jī)電百分表：撓度測(cè)試；3、 DSZ2+FS1精密水準(zhǔn)儀：撓度和支點(diǎn)位移測(cè)試；4、 YE2539高速靜態(tài)應(yīng)變儀：應(yīng)變測(cè)試；5、 SW-LW-101裂縫寬度觀測(cè)儀：裂縫寬度測(cè)試；6、 其它輔助設(shè)備。八、試驗(yàn)檢測(cè)組織與分工協(xié)作試驗(yàn)檢測(cè)工作由檢測(cè)方具體組織實(shí)施，施工單位提供相關(guān)的配合。1、試驗(yàn)方負(fù)責(zé)工作內(nèi)容提供試驗(yàn)方案；提供試驗(yàn)測(cè)試所需的儀器設(shè)備及傳感器的準(zhǔn)備工作；負(fù)責(zé)布置測(cè)試斷面、測(cè)點(diǎn)及相應(yīng)的測(cè)試用儀器設(shè)備及傳感器的安裝調(diào)試工作；負(fù)責(zé)組織現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工作的具體實(shí)施，包括檢測(cè)、施加試驗(yàn)荷載、測(cè)試測(cè)量記錄等；負(fù)責(zé)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算及出據(jù)試驗(yàn)成果報(bào)告。注：以上(2)、(3)、(4)需要施工方提供必要的配合。2、 施工方準(zhǔn)備及負(fù)責(zé)工作內(nèi)容負(fù)責(zé)將試驗(yàn)梁運(yùn)至試驗(yàn)場(chǎng)地，并將梁安置于事先制作好的臨時(shí)支座上，做好梁的支護(hù)，確保梁的穩(wěn)定性和試驗(yàn)加載的安全性；負(fù)責(zé)試驗(yàn)加載重物的準(zhǔn)備及按要求實(shí)施分級(jí)加載、分級(jí)卸載等相關(guān)工作；負(fù)責(zé)提供試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)必要的便利條件，包括提供220V照明及測(cè)試用電、搭設(shè)臨時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工作棚及負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)安全工作等。3、 試驗(yàn)安全注意事項(xiàng)梁靜載試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)除保證梁本身的安置的可靠性和加載的安全性以外，還須注意以下幾點(diǎn)：梁分級(jí)加/卸載試驗(yàn)過程中，除試驗(yàn)人員外，其他人應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，尤其應(yīng)遠(yuǎn)離梁兩側(cè)；梁分級(jí)加/卸載時(shí)，配重塊應(yīng)對(duì)稱、緩慢且穩(wěn)定地安置于梁頂兩側(cè)，保證加裁的對(duì)稱性和梁自身不受因加載方式不妥而導(dǎo)致的損傷；梁分級(jí)加/卸加載過程中，配重的加/卸載應(yīng)聽從試驗(yàn)人員指令，如加載過程中梁出現(xiàn)特殊情況(如異常響動(dòng)、側(cè)向變形、應(yīng)變/撓度過大、產(chǎn)生