桥梁检测方案瀑布沟交通桥.docx
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桥梁检测方案瀑布沟交通桥
瀑布沟水电站溢洪道泄洪闸顶桥梁
荷载试验实施方案
项目名称:
瀑布沟水电站溢洪道泄洪闸顶桥梁荷载试验
公司名称:
湖北武大珞珈工程结构检测咨询有限公司
二零一一年八月二日
目录
一、工程概况2
二、检测目的2
三、检测依据及参考资料3
四、桥梁检测内容3
4.1前期资料搜集工作3
4.2桥梁检测内容3
4.3荷载试验方案4
4.3.1.1选取试验跨4
4.3.1.2试验荷载效率4
4.3.1.3试验荷载4
4.3.1.4荷载试验流程5
4.3.1.5静载测点布置6
4.3.2.1动载测点布置11
4.3.2.2动载测试内容12
一、工程概况
瀑布沟水电站溢洪道泄洪闸顶桥梁为4条T型梁拼成的一座总宽约5.2m,计算跨径12.88m的简支桥。
原设计荷载20吨,现需提高到55吨。
另外根据坝顶要求,溢洪道桥梁上游侧将设置防浪墙,墙高1.6m,厚度为0.4m。
桥面横向结构如下图:
本桥混凝土强度为C25,根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)表4.3.1-3,桥面宽度W<7.0m时,桥涵设计车道数为1,本桥宽度5.2m,故按单车道进行计算。
二、检测目的
为了解该桥的实际承载能力情况以及加固效果,受业主单位委托,我公司对该桥进行荷载试验检测评估,以判定其能否达到设计要求,同时为今后运营养护提供资料。
2.1通过静载试验,考察桥梁结构的整体变形规律,了解结构的实际受力状态和工作状况,并与数值计算结果进行对比,从而对桥梁的整体结构的安全承载能力和使用条件作出判断,检验桥梁结构的承载能力、结构变形及正常使用状态是否满足设计要求。
2.2通过动载试验,测定桥梁结构的动力特性和动力响应,评价桥梁的动力性能。
通过对桥梁进行荷载试验检测,分析桥跨结构现有技术状况,掌握桥跨结构在试验荷载作用下的实际受力状况,检验桥跨结构的强度和刚度是否满足使用要求,评价桥跨结构在使用荷载作用下的工作性能,对全桥结构的工程质量及受力性能作出整体评价。
2.3对发现的缺陷提出维修加固建议,并完善桥梁“指纹档案”。
三、检测依据及参考资料
1.《大跨径混凝土桥梁的试验方法》;
2.《公路旧桥承载能力鉴定方法》(试用1988);
3.《公路工程技术标准》(JTGB01-2003);
4.《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004);
5.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTGD62-2004);
6.《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);
7.《公路桥涵养护规范》(JTGH11-2004);
8.《工程测量规范》(GB50026-2007);
9.《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002);
10.《公路工程测量规范》(GB50010-2002);
11.《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2003年4月)。
12.试验桥梁相关设计图纸和技术资料。
按交通部颁发《大跨径混凝土桥梁的试验方法》规定的评价指标和有关理论计算资料对试验观测结果进行分析评定。
四、桥梁检测内容
4.1前期资料搜集工作
(1)竣工资料(包括竣工图);
(2)桥梁结构的主要材料以及它们的强度;
(3)历次桥梁定期检测和特殊检测报告;
(4)历次维修资料。
4.2桥梁检测内容
4.2.1主梁应变测试
4.2.2主梁挠度测试
4.2.3主梁抗裂性测试
4.2.4墩台沉降测试
4.3荷载试验方案
4.3.1静载试验
静载试验是指根据影响线计算结果将静止的等效荷载作用于桥梁上的指定位置,测试结构的静力应变、静力位移以及裂缝发展等,从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用性能。
静载试验的基本观测内容如下:
①结构的最大挠度和扭转变位,包括桥梁上、下游两侧的挠度差及水平位移等;
②结构控制截面最大应力(或应变),包括混凝土表面应力和外包型钢应力等;
③支点沉降、墩台位移与转角,活动支座的变位等;
④裂缝的出现和扩展,包括初始裂缝的出现,裂缝的宽度、长度、间距、位置、方向和性状,以及卸载后的闭合状况;
⑤温度变化对结构控制截面测点应力和变位的影响;
⑥主梁支点处转角。
4.3.1.1选取试验跨
选择桥梁典型跨作为试验跨,进行荷载试验。
本桥共有三跨,为验证加固后桥梁的实际承载能力,本次检测每跨均进行静载试验。
4.3.1.2试验荷载效率
荷载试验是为了检验桥梁结构是否满足设计要求,《公路旧桥承载能力鉴定方法》对基本荷载试验规定,静力试验荷载效率为:
1.05≥η≥0.80
本次荷载试验效率取为1.0。
4.3.1.3试验荷载
根据桥梁结构的设计荷载值和理论计算结果,本次荷载试验拟采用3辆载重汽车(每车总重分别为35t、45t和55t)分别进行偏心(中心)加载,载重汽车荷载简图如图1.1所示。
试验荷载所用的汽车在轮距、轴重、轮压等方面模拟设计标准荷载。
试验前对每辆加载车进行配重,并对每辆车称重编号。
图1.1加载重车荷载示意图
4.3.1.4荷载试验流程
大桥静载试验流程如图4.3.1所示:
图4.3.1大桥静载试验过程
4.3.1.5静载测点布置
A、应力测试
根据本桥的受力特点,本次荷载试验主要选取桥梁跨中截面和支点截面作为主要应力测试截面,测试位置及加载工况如图4.3.2~图4.3.12所示。
B、位移测试
桥梁在荷载作用下的位移反映了桥梁的刚度,本桥位移测试方法拟采用桥梁挠度仪进行测试。
图4.3.2桥梁跨中截面应力和挠度测试(偏载)
图4.3.3桥梁跨中截面应力和挠度测试(中载)
图4.3.4桥梁支点截面应力测试(偏载)
图4.3.5桥梁支点截面应力测试(中载)
图4.3.6荷载横向布置示意图(偏载)
图4.3.7荷载横向布置示意图(中载)
图4.3.8桥面板测试横向布置图1
图4.3.9桥面板测试横向布置图2
图4.3.10跨中截面测点布置示意图
图4.3.11支点截面测点布置示意图
图4.3.12应变花大样图
4.3.2动载试验
4.3.2.1动载测点布置
本桥动载测点布置在桥梁跨中截面处,分别为动应变测点、动位移测点和加速度测点。
4.3.2.2动载测试内容
1、试验项目
(1)测定桥梁结构的动力响应,即结构在动荷载作用下强迫振动的特性,包括:
动位移、动应变、动力系数等。
(2)测定桥跨结构的自振特性,包括自振频率、振型和阻尼特性等。
2、选择试验部位,对桥梁典型跨进行动载试验。
3、加载方法
(1)跑车试验(无障碍行车试验)
安排载重汽车在不同车速(10km/h~40km/h)下进行匀速的跑车试验,当车在桥上时为车桥联合振动,当车跨出桥后为自由衰减振动。
(2)跳车试验(有障碍行车)
在预定激振位置设置一块10cm高的直角三角木,斜边朝向汽车,使一辆载重车匀速行驶,后轮越过三角木由直角边落下后,立即停车,此时桥跨结构的振动是带有一辆满载重车附加质量的衰减振动。
(3)刹车试验(制动试验)
以行进车辆突然停止为激振源,以不同车速(20km/h、30km/h)停在预定位置,测定桥梁结构在制动力作用下的响应,用以了解桥梁承受活载水平力的性能。
(4)脉动试验
按照桥梁振型形状,在变形较大的部位布置测点,尽可能避开各阶振型的节点,以免丢失模态。
在各跨中及桥两端分别放置竖向拾振器,利用大地脉动及风荷载作为激励,测试桥梁的动力特性。
4、试验内容:
a.在桥面对应的桥梁控制截面位置布置拾振器,测出该跨的动挠度,并测试汽车荷载冲击系数。
b.桥梁自振特性的测试:
振型及相应的频率、阻尼等三大参数。
5、测点布置
(1)拾振器布置
按照桥梁振型形状,在变形较大的部位布置测点,尽可能避开各阶振型的节点,以免丢失模态。
(2)动应变测点布置
动应变测点布置在结构产生最大拉应变的截面处,并注意温度补偿,布置原则与前述静载试验相同。
4.3.3需委托方、施工单位配合项目
①请业主在试验日进行交通管制;
②电源布置:
测试及准备工作需要220v电源,额定功率约为2kw。
4.3.4荷载试验工况统计
静载工况数如表4.1所示。
表4.1静载工况统计明细
类型
桥跨
车辆吨位(T)
测试位置
工况(个)
静载
1
35
跨中
2
支点
2
45
跨中
2
支点
2
55
跨中
2
支点
2
桥面板
2
小计
3
42
动载工况数如表4.2所示。
表4.2动载工况统计明细
类型
桥跨
跑车工况(个)
刹车工况(个)
跳车工况
自振频率测试
动载
1
4
2
2
1
小计
3
27
本桥动静载工况共计42+27=69(个)。
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