桥梁荷载试验方案.doc

附件一：参考试验方案
吉祥路中桥荷载试验方案

一、桥梁概述
吉祥路中桥为1×25m正交预应力混凝土简支小箱梁桥。桥宽28m，横断面布置：6.75m（人行道）+14.5m（机动车道）+6.75m（人行道），横断面布置如图1所示，全桥共21片小箱梁。设计荷载：城—A级。

图1桥梁上部横断面布置图（尺寸单位：cm）

二、荷载试验

（一）试验目的及试验依据

1、试验目的
1）检验该桥整体结构的质量和结构的可靠性；
2）判断桥跨结构在试验荷载作用下的实际受力状态和工作状态，评价结构的力学特性和工作性能，检验结构的承载能力是否能满足设计标准：
3）通过动荷载试验以及结构固有模态参数的实桥测试，了解桥跨结构的动力特性，以及各控制部位在使用荷载下的动力性能；
4）进行梁的强度、刚度及承载能力评估。

2、试验依据：
1）《公路旧桥承载能力鉴定方法》（以下简称《方法》）；
2）《城市桥梁设计荷载标准》（CJJ77-98）；
3）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
3）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
4）吉祥路中桥施工图

（二）试验内容

1、试验部位
1）动载试验：试验项目为跑车、刹车和跳车。
2）静载试验：左辐和右幅主梁跨中最大弯矩加载。
2、主要试验设备
1）变形检测设备
精密水准仪（瑞士徕卡）二套，最小读数0.01mm，精度0.4mm/km
2）应变检测设备
JMZX-2001综合测试仪（长沙金码高科）一套，精度为1
3）动载试验设备
INV306动态数据采集处理系统一套（东方振动研究所）

（三）结构理论分析原理及试验加载方案

结构理论分析原理
吉祥路中桥，为1×25m正交预应力混凝土简支空心板桥。桥横断面由21片小箱梁组成，4车道。
动载试验求动力增大系数时，将荷载布设在第2车道，求解第3车道拾振器处的静载理论挠度值fst。根据实测动挠度幅值，计算动力增大系数：1＋µ＝1＋/fst
设计荷载：用铰接板梁法计算跨中荷载横向分布系数，利用试验断面的弯矩影响线进行纵向加载，求解设计荷载作用下最不利荷载位置，求得设计活荷载效应（控制荷载模式）。
试验荷载：在影响线上布设试验荷载，致使布载结果与设计荷载效应之比接近于所希望的加载效率，并求解试验荷载下的内力。此内力与设计活荷载效应之比为加载效率。
2、试验加载方法
1）动载试验
动载试验是采用一辆重量约为350kN的汽车，按如下4种工况进行动载试验：
①在桥面上，汽车分别以20km/h、30km/h和40km/h的行驶速度进行跑车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振动频率和振幅。
②在桥面上，汽车分别以20km/h和30km/h的行驶速度进行跑车，在简支梁桥跨中紧急刹车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振动频率和振幅。
③试验跨的跨中位置，汽车从约15cm高的垫木上后轮自由下落对桥梁进行的激励振动，量测桥梁的固有振动频率和阻尼。
④在桥梁无车辆通行时，桥梁受环境自然激励，量测桥梁的固有振动频率。
动态测试的测点沿桥跨布置3个，即在L/4，L/2，3L/4位置布置测点（见图2），横断面上第2车道跑车，第3车道安装传感器。大桥的振动信号通过加速度传感器予以测量，并由计算机进行数据采集和记录，然后在通过动态信号分析软件进行分析，给出桥梁动态试验结果。

图2动载试验传感器测点布置图（尺寸单位：cm）

2）静载试验
①试验荷载
根据《方法》中的规定，静载试验荷载一方面应保证结构的安全性，另一方面又应能充分暴露结构承载能力问题，加载效率系数取为：
，
在设计荷载城－A级和人群荷载作用下，计算获得跨中最大正弯矩，设计最大弯矩为732.5kN.m。
考虑现场组织标准车队困难，采用弯矩等效原则，试验选用4台约330kN加载车辆，按图3所示的试验载位进行加载，则计算在该试验荷载作用下，空心板跨中控制截面的试验弯矩和试验荷载效率如表1所示。
表1试验弯矩和效率系数
试验
载位控制截面设计弯矩(kN.m)试验荷载车载
布置试验弯矩(kN.m)试验荷载效率A跨中644.54台330kN图36170.957本次试验加载采用偏置加载。加载分为四级加载。

注：di为加载分级距离，d1＝550，d2＝400，d3＝300，d4＝200
图3A载位跨中位置车辆布置图（单位：cm）

②测点布置和观测方法
A.应力（应变）观测
应变测点布置在1#～21＃梁跨中梁底，弯矩较大的10#梁、11号梁和12#梁在梁底沿纵向布置3个测点（一个测点在跨中截面，另两个测点对称跨中测点布置，净距10cm），其余各梁在梁底布置1个测点，11号梁两侧分别沿梁高布置3个测点，12号梁一侧沿梁高布置3个测点，全桥共30个测点，采用粘贴弓形应变计的方法观测混凝土的应变，用JMZ