胜利大桥静、动载试验.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流胜利大桥静、动载试验.精品文档.报告编号:E2010-111桥梁检测报告委托单位:内蒙古高等级公路建设开发有限公司 项目名称:京藏高速公路胜利大桥 检测内容:静荷载试验、动荷载试验 报告日期:2010年7月15日 河南省公路工程试验检测中心有限公司工程项目京藏高速公路胜利大桥检测内容(1)静荷载试验(2)动荷载试验完成时间2010年6月24日项目负责人技术负责人检测人员报告编写审核签发地址河南省郑州市航海中路219号电话0371-68972230邮政编码450006传真0371-68972230河南省公路工程试验检测中心有限公司2010年7月
2、目 录第一部分 静载试验1一、桥梁概况1二、试验的目的、内容和依据1三、测点布置及测试方法2四、试验的终止条件7五、试验工况和加载方法7六、试验结果及分析13七、裂缝观察28八、结论29第二部分 动荷载试验30一、动力荷载试验概况30二、动力荷载试验目的和内容30三、动力分析与测点布置30四、动力试验设备及试验工况31五、动力测试结果33六、结论36第三部分 结论和建议37一、静载试验37二、动载试验37三、动静载试验38四、建议38第一部分 静载试验一、桥梁概况1.1 简介京藏高速公路胜利大桥,中心桩号为K838+034,桥梁全长120m。该桥上部结构为4-30m预应力混凝土连续小箱梁,下部
3、结构采用实体桥台、柱式墩、扩大基础。该桥位于直线段上,桥梁为正交,设计荷载等级为汽车-超20级,挂车-120。由于该桥西藏方向幅第2、3孔部分箱梁腹板位置存在多条竖向裂缝,裂缝宽度0.050.2mm,为判断该桥上部结构目前承载能力能否满足原设计要求,掌握裂缝对桥梁上部结构受力的影响,了解该桥实际受力状况,对该桥西藏方向幅进行荷载试验。1.2、设计标准1、设计荷载等级:汽车-超20级,挂车-120。2、桥梁宽度:20.5米(外侧防撞护栏)+11.25米(行车道)+0.75米(防撞护栏)。3、地震烈度:8度。二、试验的目的、内容和依据2.1试验检测主要目的1、检验桥跨结构的实际承载能力、结构变形及
4、抗裂性能是否满足有关技术规范要求,并结合理论计算分析结果,科学评定桥梁结构目前的技术状态是否满足设计要求,能否正常使用。2、判断梁体裂缝是否为受力裂缝,裂缝是否对梁体承载能力造成影响,为下一步的桥梁加固提供依据。3、了解结构的实际受力状况和工作状况,为该桥的运营、养护及管理提供科学依据。2.2试验检测内容根据现场实际情况,经研究确定,主要包括以下几个方面的检测内容:(1)预应力混凝土箱梁控制截面(最大正弯矩位置、支点最大负弯矩位置、支点最大剪力位置)的最大应变;(2)预应力混凝土箱梁控制截面的最大挠度;(3)横向分布系数的测定;(4)竖向裂缝宽度变化的测定。图1 桥型布置图图2 标准横断面图本
5、次荷载试验对该桥西藏方向半幅第2、3、4跨进行。该桥主要测试断面为第2、3、4跨最大正弯矩断面、3#墩顶最大负弯矩断面、3#墩支点最大剪力断面。2.3 试验检测依据:1公路桥涵养护规范(JTG H11-2004); 2公路桥涵设计通用规范(JTJ021-89)3公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)4公路旧桥承载能力鉴定方法(试行),交通部标准,1988;5胜利大桥竣工图;6其它相关资料、文件及现场实际情况。三、测点布置及测试方法本次荷载试验所选取的有关控制截面见前“试验检测内容”所述。试验时,利用设置在各测试截面由有关测量仪器仪表和与其配套的检测组件所组成的检测系统,测试出在试验荷
6、载作用下各有关测试对象的信号输出,再通过有关分析、整理或换算,得出各测试截面所需的评价参数,完成截面各项测试项目。同时参照理论分析计算资料,按公路旧桥承载能力鉴定方法规定的评价指标和有关技术资料对试验观测结果进行分析评定。3.1测点布置根据试验目的和试验内容的要求进行加载与测点布置,应变计共26个(第二跨跨中截面4个,第三跨跨中4个,第四跨最大正弯矩位置4个,支点负弯矩两个,支点剪力截面3个,第二跨2#梁腹板5个,梁体裂缝测试4个);位移计共32个(第一跨L/4、L/2、L3/4处共计8个,第二跨L/4、L/2、L3/4处共计8个,第三跨L/4、L/2、L3/4处共计8个,支点沉降8处)。其布
7、置示意图如图3图8所示。图3 挠度、应变测点纵向布置图(尺寸:cm)图4 第2、3、4跨L/4、L3/4处挠度测点布置图图5 第3、4跨跨中挠度、应变测点布置图图6 第2跨跨中挠度、应变测点布置图图7 支点沉降挠度测点及3#墩顶负弯矩应变测点布置图图8 3#墩顶支点剪力应变测点布置图3.2 测试方法1、混凝土应变计采用HY65数码应变传感器自动采集记录数据,26支混凝土应变计为测试元件,测试范围:-4000+4000、最小读数0.1,进行自动采样,自动记录。2、挠度采用32只量程为50mm的数码位移传感器,人工记录。在试验过程中,每施加一次荷载稳定5min后读数,之后每间隔5min读数一次,待
8、最后一个5min读数的变化量小于前一个的5min增量的25%时,认为已相对稳定,即可施加下一级荷载,如此方法,直至荷载达到最大试验荷载为止。卸载也是如此。3.3 检测系统概述根据本桥荷载试验的内容和目的,选配符合测试精度及要求的检测系统如下:检测系统仪器配置情况如表1所示。表1 静态测试检测系统仪器配置一览表测站名称测站说明所辖截面(测点)测试项目检测系统名称组成仪器名称精度JYCZ-1静态应变测站跨中最大正弯矩位置、支点最大负弯矩位置、支点最大剪力位置应变测试HY65数码位移静态应变计监测系统HY65数码应变计0.1RS-485串行通讯口RS-232/485变换装置JNCZ-2静态挠度测站跨
9、中最大正弯矩位置、支点沉降测试点挠度测试盛赛克静态位移计数显位移计0.01mm人工读数3.4 检测位置传感器试验桥跨跨中位置传感器号如表2所示:表2 试验桥跨传感器位置、编号一览表试验跨截面试验测点位置应变传感器号应变测试编号挠度测试编号1#墩1#梁底NCS12#梁底NCS2第2跨跨中最大弯矩位置1#梁-L/4NCS32#梁-L/4NCS41#梁-L/24BB59C95YCS1NCS52#梁-L/24BB55901YCS2NCS63#梁-L/24BB2A010YCS3NCS74#梁-L/24BB1C6C8YCS4NCS81#梁-3L/4NCS92#梁-3L/4NCS102#梁内侧腹板上部4BB
10、04D25YCS52#梁内侧腹板中上部4BB0090BYCS62#梁内侧腹板中部4BC466EFYCS72#梁内侧腹板中下部4BB14E36YCS82#梁内侧腹板下部4BAFF600YCS92#墩1#梁底NCS112#梁底NCS12第3跨跨中最大弯矩位置1#梁-L/4NCS132#梁-L/4NCS141#梁-L/24BB1CD96YCS10NCS152#梁-L/24BC45D9FYCS11NCS163#梁-L/24BB2A62CYCS12NCS174#梁-L/24BB01DD0YCS13NCS181#梁-3L/4NCS192#梁-3L/4NCS203#墩1#梁底NCS212#梁底NCS22第4
11、跨跨中最大弯矩位置1#梁-L/4NCS232#梁-L/4NCS241#梁-L/24BB01AC2YCS14NCS252#梁-L/24BB58131YCS15NCS263#梁-L/24BB5A41CYCS16NCS274#梁-L/24BC463D6YCS17NCS281#梁-3L/4NCS292#梁-3L/4NCS304#台1#梁底NCS312#梁底NCS323#墩负弯矩处箱梁两侧翼缘1#梁外侧翼缘4BC56BF5YCS181#梁内侧翼缘4BB14B66YCS193#墩最大剪力位置箱梁腹板侧面水平4BB29999YCS20454BB5ABE8YCS21垂直4BC576FBYCS222孔腹板裂缝1
12、#腹板4BC42577YCS232#腹板4BB157FBYCS242#腹板4BB2F072YCS253#腹板4BAFFE97YCS26四、试验的终止条件1、荷载达到预定的最大荷载时;2、桥的变形(挠度)超过允许限值的105%时;3、梁体出现超过允许宽度的裂缝时;4、加载设备出现异常情况时,有可能发生安全问题时;5、测试元件出现异常时;6、出现其它影响试验继续正常进行的情况时。五、试验工况和加载方法5.1 试验荷载及试验加载用车根据公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)中的规定,静力试验荷载的效率系数的取值范围为 1.050.8这里 stat/(1+) 式中:stat静载试验荷载作用下控制截面内力计算
13、值;控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值,对于本桥而言,其值取自设计荷载(汽车-超20级、挂车-120)的内力最不利值;1+按规范采用的冲击系数。为保证试验的有效性,经过计算确定,本次试验共需要4辆43吨重的载重汽车。试验前对每辆车都过了磅,记录下各辆车的实际轴重、总重、轮间距和轴间距,详见表3。表3 试验用车辆的参数表编号车号重 量 (吨)轴 间 距 (米)前轴重中轴重后轴重总重前后中-后SYC1蒙L275688.517.117.142.94.91.4SYC2蒙L246678.617.117.142.84.91.4SYC3蒙L263128.617.217.243.04.91.4SYC4蒙L
14、145728.617.217.243.04.91.45.2试验工况和加载方法与测试内容对应,共分为八种试验工况,为保证试验过程中桥梁的安全,且在规定时间内完成试验内容,每种工况分为三级加载,控制梁体的变形。计算出各测试截面的弯矩和挠度影响线图,根据影响线可确定各工况中汽车荷载的位置。1、工况一:第4跨最大正弯矩偏心加载。3辆车排成一行三列偏心布置于第4跨最大正弯矩最不利位置;(纵向布置如图9、横向布置如图12)。2、工况二:第4跨最大正弯矩对称加载。3辆车排成一行三列对称布置于第4跨最大正弯矩最不利位置;(纵向布置如图9、横向布置如图13)。3、工况三:第3跨最大正弯矩偏心加载。3辆车排成一行
15、三列偏心布置于第3跨(第2跨)最大正弯矩最不利位置;(纵向布置如图10、横向布置如图12)。 4、工况四:第3跨最大正弯矩对称加载。3辆车排成一行三列对称布置于第3跨(第2跨)最大正弯矩最不利位置;(纵向布置如图10、横向布置如图13)。5、工况五:第2跨最大正弯矩偏心加载。3辆车排成一行三列偏心布置于第2跨最大正弯矩最不利位置;(纵向布置如图11、横向布置如图12)。 6、工况六:第2跨最大正弯矩对称加载。3辆车排成一行三列对称布置于第3跨(第2跨)最大正弯矩最不利位置;(纵向布置如图11、横向布置如图13)。5、工况七:3#墩支点最大负弯矩偏心加载。4辆车排成两行两列偏心布置于第3跨、第4
16、跨最大负弯矩最不利位置;(纵向布置如图14、横向布置如图16)。6、工况八:3#墩支点最大支反力偏心加载。2辆车排成一行两列偏心布置于第4跨最大剪力最不利位置;(纵向布置如图15、横向布置如图16)。图9 第四跨跨中正弯矩加载车辆纵向布置图(单位:cm)图10 第三跨跨中正弯矩加载车辆纵向布置图(单位:cm)图11 第二跨跨中正弯矩加载车辆纵向布置图(单位:cm)图12 正弯矩偏心加载车辆横向布置图(单位:cm)图13 正弯矩对称加载车辆横向布置图(单位:cm)图14 3#墩最大负弯矩偏心加载车辆纵向布置图(单位:cm)图15 3#墩最大剪力偏心加载车辆纵向布置图(单位:cm)图 16 负弯矩
17、、剪力偏心加载车辆横向布置图(单位:cm)试验具体的加载工况见表4所示。表4 静载试验现场测试加载工况表编号工况名称分级说明车辆布置说明GK01第4跨最大正弯矩位置偏心加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2三列一排三车SYC1、SYC2、SYC3GK02第4跨最大正弯矩位置对称加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2三列一排三车SYC1、SYC2、SYC3GK03第3跨最大正弯矩位置偏心加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2三列一排三车SYC1、SYC2、SYC3GK04第3跨最大正弯矩位置偏心加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2
18、三列一排三车SYC1、SYC2、SYC3GK05第2跨最大正弯矩位置偏心加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2三列一排三车SYC1、SYC2、SYC3GK06第2跨最大正弯矩位置偏心加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2三列一排三车SYC1、SYC2、SYC3GK073#墩最大负弯矩位置偏心加载一列两排两车SYC1、SYC2二列两排四车SYC1、SYC2、SYC3、SYC4GK083#墩最大剪力位置偏心加载一列一排一车SYC1二列一排二车SYC1、SYC2表5 静力加载试验计算值及荷载效率表加载工况试验项目主要测试断面荷载效应单位最不利梁号试验荷载效应理论荷载效
19、应试验荷载效率GK01第4跨最大正弯矩偏心加载第四跨最大正弯矩位置KNm12180.222900.95 GK02第4跨最大正弯矩对称加载21847.9 18600.99GK03第3跨最大正弯矩偏心加载第三跨跨中正弯矩位置KNm11664.3 18500.90GK04第3跨(最大正弯矩对称加载21527.2 1500 1.02GK05第2跨最大正弯矩偏心加载第二跨跨中正弯矩位置KNm11664.3 18500.90GK06第2跨(最大正弯矩对称加载21527.2 1500 1.02GK073#墩最大负弯矩偏心加载3#墩最大负弯矩位置KNm1-1435.3 -14201.01GK083#墩最大剪力
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