某大桥荷载试验及桥梁营运阶段健康观测项目实施细则.doc

XXXX大桥荷载试验
及桥梁营运阶段健康观测项目

实
施
细
则

XX交 通 学 院
二O 年 月 日

目 录

荷载试验
1 概述…………………………………………………..1
2 试验目的……………………………………………..1
3 试验依据及准则…………………….……………….2
4 斜拉桥试验内容……………………………………..2
4.1 结构外观检查……………………………………...2
4.2 成桥状态主要参数测定…………………………..2
4.3 静载试验…………………………………………..3
4.4 动载试验………………………………………….10
5 副主桥及引桥荷载试验……………………………14
5.1 结构外观检查…………………………………….14
5.2 静载试验………………………………………….14
5.3 动载试验………………………………………….15
6 试验组织机构………………………………………16
7 安全保障和配合……………………………………17
8 试验进程……………………………………………19
9 测试仪器及人员配备表……………………………20

营运期健康观测
1 概述…………………………………………………22
2 健康观测意义和目的………………………………22
3 检测内容及方案…………………….……………...23
4 对桥梁健康状况评述………………………………26

XXXXX公路大桥荷载试验实施细则

XXXXXX公路大桥
荷载试验实施细则

1 工程概况

XXXX公路大桥是106国道跨越长江的重点工程，主桥为55m+200m+480m+200m+55m预应力混凝土双塔双索面斜拉桥，主桥全长990m，主跨径为480m，主塔采用界于H型和倒Y型之间的“瓶颈”型混凝土索塔，索塔总高度为172.3米。主梁采用预应力混凝土梁，标准段梁高2.4米，断面全宽27.7米，边肋宽1.7米，顶板厚0.32米。全桥共设置斜拉索118对（含0#索2对），为空间索，在梁上的索距为8米，全桥采用平行高强镀锌钢丝成品索。黄冈岸副主桥50m×2预应力混凝土T梁，引桥为30m×20预应力混凝土T梁；鄂州岸副主桥为50m×4预应力混凝土T梁，引桥为30m×26预应力混凝土T梁，全桥长2675.65m。
本桥设计荷载为汽—超20级，挂车—120，人群荷载3.5kN/m。
试验范围：斜拉桥主桥；南北副主桥各1孔；南北引桥各1孔。

2 试验目的

(1) 为了检验本桥设计与施工质量，确定工程的可靠性，为竣工验收提供技术依据；
(2) 直接了解桥跨结构的实际工作状态，判断实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能；
(3) 验证设计理论、计算方法和设计中的各种假定的正确性与合理性，为设计积累科学资料；
(4) 通过动载试验了解桥跨结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能，论证其抗风、抗震性能，确定其使用条件和注意事项；
(5) 通过荷载试验、健康观测，建立桥梁“指纹”档案。

3 试验依据及准则

XXX长江公路大桥荷载试验依据及准则：
(1) 中交第二公路勘察设计研究院《鄂黄长江大桥施工图设计》
(2) 交通部《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（1982）
(3) 交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）
(4) 交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）
(5) 交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）
(6) 交通部试行标准《公路斜拉桥设计规范》（JTJ027-96）
(7) 交通部《公路工程技术标准》（JTJ001-97）
(8) 交通部《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

4 斜拉桥试验内容

斜拉桥的测试内容为：结构外观检查、斜拉桥成桥恒载状态下主要参数的测定、静载试验和动载试验。
4.1 结构外观检查
试验前对试验桥跨结构外观质量进行检查，主要内容为：
(1) 各测试截面处外观检查；
(2) 支座和伸缩缝外观检查。

4.2 成桥恒载状态主要参数测定
桥梁竣工后的斜拉索索力、主梁线型和主塔偏位是成桥试验初始状态测试的重要内容，它反映了成桥时桥梁结构的恒载状态。通过与相应状态的设计理论预测值比较分析后，可得到成桥索力、主梁线型和主塔水平偏位的理论和实测值间的误差，同时也为后期的健康观测提供了初始状态。
测定内容为：斜拉索索力、主梁线形、索塔偏位、控制截面应变或应力等；
4.3 静载试验
桥梁静载试验是测量桥梁在各种静力荷载工况下的各控制截面的应力应变及结构的变形，从而确定结构的实际工作性能与设计期望值是否相符，它是检验结构的强度、刚度以及其它性能最直接、最有效的办法。
4.3.1 静载试验基本原则
为了通过静载试验在具备的实际可行的条件下达到既定的目的，荷载试验遵循如下原则：
(1) 采用各控制截面内力、各控制点变形等效的原则，计算各试验工况下的实际加载车辆的数量和布载位置。
(2) 荷载效率系数不宜过小，否则不能反映出桥梁在设计荷载下的工作性能，同时也不宜过大以防结构局部损坏。实际荷载试验时，试验效率系数控制在0.8～0.9之间。同时注意相应的其它响应值也不超限。
4.3.2 测试截面及测点布置
4.3.2.1 应力测试截面和测点
本次试验主梁上共有13个应变测试断面，各断面位置如图4-3所示。各断面应变测点分布如图4-6-1所示，主梁横隔板应变测点分布如图4-6-2所示。
5号主塔有4个应变测试断面，6号主塔有3个应变测试断面，应变测试断面位置和断面应变测点分布如图4-4所示。2 个主塔共有应变测点42个。
4.3.2.2 变形测点
主梁竖向挠度测点共计17个，横向弯曲变形测点1个，主塔塔顶共计4个水平位移测点，主梁梁端布置4个水平位移测点和4个梁端转角测点，测点均上下游对称布置。测点布置如图4-2所示。
4.3.3 试验工况和测试内容
斜拉桥静载试验工况表见表4-1。
(1) 工况1及其测试内容
工况名称：边跨主梁下缘最大拉应力。
控制截面：A-A截面，见图4-3。
加载情况：分对称加载和偏载两种情况，相应加载轮位见图4-14。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(2) 工况2及其测试内容
工况名称：次边跨主梁下缘最大拉应力。
控制截面：D-D截面，见图4-3。
加载情况：分对称加载和偏载两种情况，相应加载轮位见图4-15。
测试内容：主梁及主塔控制截面应变、主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(3) 工况3及其测试内容
工况名称：1/4中跨主梁下缘最大拉应力。
控制截面：G-G截面，见图4-3。
加载情况：分对称加载和偏载两种情况，相应加载轮位见图4-18。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(4) 工况4及其测试内容
工况名称：中跨主梁下缘最大拉应力。
控制截面：I-I截面，见图4-3。
加载情况：分对称加载和偏载两种情况，相应加载轮位见图4-24。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(5) 工况5及其测试内容
工况名称：辅助墩处主梁上缘最大拉应力。
控制截面：B-B截面，见图4-3。
加载情况：分对称加载和偏载两种情况，相应加载轮位见图4-17。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(6) 工况6及其测试内容
工况名称：次边跨主梁下缘最大压应力。
控制截面：C-C截面，见图4-3。
加载情况：分对称加载和偏载两种情况，相应加载轮位见图4-26。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(7) 工况7及其测试内容
工况名称：主梁中跨最大竖向位移。
控制点：主梁位移测点，见图4-2。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-23。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(8) 工况8及其测试内容
工况名称：次边跨主梁最大竖向位移。
控制点：主梁位移测点，见图4-2。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-16。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(9) 工况9及其测试内容
工况名称：边跨斜拉索最大索力。
控制索：5号塔边跨27号索。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-21。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(10) 工况10及其测试内容
工况名称：中跨斜拉索最大索力。
控制索：5号塔中跨29号索。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-22。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(11) 工况11及其测试内容
工况名称：下塔柱下端江侧最大压应力。
控制截面：5号塔N-N截面，见图4-4。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-20。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(12) 工况12及其测试内容
工况名称：中塔柱下端江侧最大压应力。
控制截面：Q-Q截面，见图4-4。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-25。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(13) 工况13及其测试内容
工况名称：主塔塔顶最大水平位移。
控制点：5号塔塔顶测点，见图4-2。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-19。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(14) 工况14及其测试内容
工况名称：主梁梁端最大水平位移。
控制点：5号塔塔顶测点，见图4-2。
加载情况：对称加载，相应加载轮位见图4-13。
测试内容：斜拉索索力，主梁及主塔控制截面应变，主梁挠度和主塔偏位，梁端转角和水平位移，结构温度场。
(15) 工况15及其测试内容
工况名称：主梁横隔板跨中截面最大正弯矩。
控制截面：主梁中跨跨中横隔板跨中截面。
加载情况：对称加载，纵横向加载车辆位置和数量在空间计算后确定。
测试内容：主梁中跨跨中横隔板各截面的应变。
(16) 工况16及其测试内容
工况名称：主梁横隔板支点截面最大负弯矩。
控制截面：主梁中跨跨中横隔板支点截面。
加载情况：对称加载，横向加载车辆位置和数量在空间计算后确定。
测试内容：主梁中跨跨中横隔板各截面的应变。
4.3.4 加载方式和试验要求
4.3.4.1 加载车辆
根据静载试验荷载效率及主梁控制断面的设计弯矩值，再考虑加载车辆的来源以及试验时加载车辆容易调头等因素，拟选用相当公路规范中汽车-20级汽车荷载车列中的重车作加载车辆。本次试验采用三轴加载汽车(重300kN)加载，三轴加载汽车轴重、轴距及平面布置见图4-1。试验各工况下所需加载车辆的数量，将根据设计标准活载产生的某工况下的最不利效应值按照效率系数换算得到，各工况下的效率系数见表4-3。
试验前对每辆车进行配重，使加载车轴重达到试验要求，且保证在试验过程中不会发生显著的变化。加载后对每辆车称重编号。
4.3.4.2 加载位置
为了用最少的加载车辆达到最大的荷载效率，理论上应是对于每一种测量项目都要在最不利位置上加载，这样就使得加载工况太多而试验时间太长。为缩短时间，对加载工况进行了适当合并，每一加载工况以某一测量项目为主，兼顾其他项目，适当地调整加载车辆位置和间距，同时满足各加载工况的效率系数的要求，根据分析，决定斜拉桥静载试验中工况2与工况5合并、工况6与工况8合并、工况7与工况10合并、工况11～工况14合成一个工况。
各工况下的实际车辆加载载位见图4-13～图4-26。
4.3.4.3各工况试验流程
(1) 桥梁空载，根据荷载试验组长的指令，各测试小组读取桥梁在空载初始读数，加载车辆在停车场待命。
(2) 各测试小组读取完初始数据后，向荷载试验组长汇报。然后荷载试验组长向车辆调度小组下达指令，命令加载车辆逐批进行，桥梁逐级加载。车辆停放在该工况下的指定位置。
(3) 在车辆逐级加载的过程中，各测试小组监测各自测试数据的变化情况，如发现存在导常，及时向荷载试验组长报告，由荷载试验组长再进行分析判断，决定是否进行进一步加载。
(4) 加载车辆全部到位后，车辆调度小组向荷载试验组长报告，荷载试验组长下达指令，各测试小组开始测量。
(5) 各个测试小组完成本工况各自的测试任务后，向荷载试验组长报告。
(6) 根据各个小组汇报的测试结果，荷载试验组长全面判断试验是否正常。如果分析后认为测试结果存在疑问，则命令相应的测试小组重新测量。如果分析后认为一切正常，则向车辆调度小组下达指令，命令加载车辆逐批逐次撤离。在卸载过程，荷载试验小组组长如认为有必要测试数据，则指令各测量小组测试一次。本工况结束。
4.3.4.4试验规定
(1) 静载试验每个工况的加载持续时间原则上取决于结构变形达到相对稳定时所需要的时间，只有结构变形达到相对稳定后一段时间才可测读数据，一般在稳定后10分钟开始正式测读，但在达到稳定的过程中，每隔5分钟测读一次，以判断结构是否达到相对稳定。
(3) 分级加载应依据试验加载车在某一工况下，内力或位移影响面内纵横位置以及加载车数量多少设计，控制荷载产生该工况最不利效应值的60%、80%、100%；
(4) 全部测量数据在正式加载前均应进行零级读数，以后每次加载或卸载后立即测读一次。试验时，选择测读数据变化较大的点或斜拉索测读，
(6) 斜拉桥的索力、梁塔位移和应变与结构温度场变化密切相关，因此在荷载试验时，必须严密监测结构温度场的变化情况，测量结构温度场，以便对试验数据做温度影响修正。在施工控制中已积累了大量的温度影响资料，可为荷载试验提供指导；
(7) 对静载试验数据进行必要的实时处理分析，判断结构在各种加载工况下的反映，防止结构出现非正常的受力损伤或局部损坏，影响桥梁的承载能力和今后的正常使用；
(8) 对位移和应变、索力的测试仪器，在测试前进行严格标定。
4.3.4.5 试验质量保证
为了确保荷载试验达到既定的目的，满足鄂黄长江公路大桥成桥质量评价依据的需要，必须采取一定措施保证试验一次圆满成功。对如下事项应该引起足够重视：
(1) 在满足荷载试验要求的前提下，一定要保证大桥结构的安全。因此，荷载试验的效率系数不宜过大，同时注意主梁局部受力情况，避免局部荷载集中，引起混凝土结构应力过大而开裂。
(2) 前期理论分析准确、细致，应能够尽量反映大桥目前的实际受力和变形。由于施工监控一直对大桥成桥受力和变形过程密切关注，大桥理论计算模型经过施工全过程的多次识别，已经比较准确地符合实际结构，因此，荷载试验的理论计算应尽量采用施工监控的理论计算模型，以使理论计算结果(包括试验工况的确定、加载车辆数量和加载位置)具有较高的准确度。
(3) 测试数据主要由系统自动采集，确保数据采集的快速和准确。试验准备期间，对相应的测试系统精心调试，确保设备正常工作，及时准确地采集数据；现场采集数据时，注意测试数据的变化，及时与理论值比较，判断数据是否正常，现场找出测试数据误差原因。
(4) 斜拉桥的受力和变形与结构温度场的变化关系很大，因此，对于荷载试验时的天气变化要引起足够重视，尽量避免在剧烈变温时段内进行试验，每一工况下，应该测量结构温度场并进行必要的温度修正。
4.3.5 测试方法
4.3.5.1 应变测试
斜拉桥中静应变测试元件主要为振弦式应变计。这种应变计精度较高，稳定性较好。在结构中埋设的振弦式应变计是比较先进的高精度数字式应变计，不仅能够读出频率，而且可直接给出应变值，并且将测点编号直接贮存在元件内部，无需人为编号，极大地方便了埋设、测试和保护工作。动态应变测试元件采用动态电阻片。
静应变测试仪器采用振弦频率测试仪JMZX-256(2台)、JMZX-3006(6台)和手持式数字应变仪TC-31K。动应变采用动态电阻应变仪DY-3和Dra-101C。
4.3.5.2 变形测试
(1) 线型：加载前后采用精密水准仪测量主梁线型。
(2) 塔顶偏位：在两主塔塔顶各布置一对棱镜，采用全站仪固定在岸上，后视基准，加载前后分别测量塔顶坐标的变化，即可得到塔顶在不同荷载工况下的偏移量。
(3) 支座位移：在主3号和主8号墩处的支座安装电子百分表，测试支座在不同工况下的位移。
4.3.5.3 索力测试
采用弦振法原理测试索力。通过环境随机激励，采集斜拉索的振动加速度，经过滤波、放大、FFT分析，得到频谱图，根据频谱图得到斜拉索弦振的各阶频率，根据频率和索力的对应关系得到索力值。
频率测量时，要注意测量到的频率阶次高低对索力测量值的影响，索力换算时尽量采用低阶频率，否则需作相应的修正。
斜拉索频率测量主要采用多台单通道专用索力动测仪IFM168, 采用多通道自动测试系统INV-306G和CRAS校核。
4.3.5.4 温度场测试
主梁、主塔关键截面混凝土温度场采用半导体多点自动温度采集仪测量，斜拉索温度利用挂在桥面上的节段测温斜拉索索段的温度代表，采用数字式点温度计直接测量斜拉索表面温度，采用数显万用表测量斜拉索内部电阻换算得到温度。
主梁温度测试断面见图4-3，主梁温度测试断面测点布置图见图4-5-1。斜拉索测温段测点布置图见图4-5-1。主塔温度测试断面见图4-4，断面测点布置图见4-5-2。
4.4 动载试验
动载试验工况表见表4-2。
4.4.1 脉动试验
脉动试验利用环境随机激励，测量桥梁结构的随机振动，采用合适的分析技术测定桥梁结构固有振动特性(频率、振型和临界阻尼比)。斜拉桥竖向、扭转脉动试验测点布置图见图4-9，横桥向脉动试验测点布置图见图4-10，顺桥向脉动试验测点见图4-11，主塔脉动试验测点见图4-12。
需要测量出的频率、振型和阻尼比为：
(1) 主梁竖向弯曲(2阶)和扭转(1阶)振动的频率、振型和阻尼比；
(2) 桥梁顺桥向(1阶)振动的频率、振型和阻尼比；
(3) 主梁横向弯曲振动(1阶)的频率、振型和阻尼比；
(4) 主塔纵横向弯曲振动(1阶)的频率、振型和阻尼比；
(5) 主梁扭转振动(1阶)的频率、振型和阻尼比。
斜拉索动力计算的理论频率和振型见图4-29。
4.4.2 无障碍行车试验
无障碍行车试验前，将一辆和两辆试验车辆布置在动应力测试截面处，测量各截面应变及挠度，以与行车试验测试结果进行比较。在桥面无任何障碍的情况下，用一辆和并行的两辆重载汽车以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、60km/h的速度匀速行驶。测定主梁的振幅响应和中跨跨中截面的动应变及其动态增量。
4.4.3 有障碍行车试验
有障碍行车试验前，将一辆试验车辆布置在跨中动应力测试截面处，测量各截面应变及挠度，以与行车试验测试结果进行比较。在中跨跨中桥面处设置高度为7cm的三角弧形木障碍物，模拟桥面铺装层局部损伤状态，用一辆加载车分别以10km/h、20km/h速度跨越桥面的障碍物，测定主梁的振幅响应和中跨跨中截面的动应变及其动态增量。
4.4.4 刹车试验。
刹车试验前，将一辆试验车辆和并行两辆车布置在跨中动应力测试截面处，测量各截面应变及挠度，以与行车试验测试结果进行比较。一辆和并行两辆试验车以30 km/h的速度行驶至跨中时急刹车，测定主梁的振幅响应、中跨跨中截面的动应变及其动态增量以及梁端水平位移，求出桥梁在紧急制动时的动力系数以及主梁纵向漂移情况。
4.4.5 动测试验工况
脉动试验、无障碍行车试验、有障碍行车试验和刹车试验的工况见表4-1。
4.4.6 动载试验系统
动载试验设备主要包括超低频加速度计991型30个(其中22个竖向6个水平向)，941型2个(水平方向)，信号采集和分析系统为32通道CRAS系统和INV306G智能信号自动采集处理分析系统。
表4-1 斜拉桥静力加载试验工况表
工况
荷 载 位 置
测 试 内 容
1
边跨主梁下缘最大拉应力，偏心、对称荷载
控制截面应变、主梁挠度、索力、主塔偏位
2
次边跨主梁下缘最大拉应力，偏心、对称荷载
同工况1
3
1/4中跨主梁下缘最大拉应力，偏心、对称荷载
同工况1
4
中跨主梁下缘最大拉应力，偏心、对称荷载
同工况1
5
辅助墩处主梁上缘最大拉应力，偏心、对称荷载
同工况1
6
次边跨主梁下缘最大压应力，偏心、对称荷载
同工况1
7
中跨主梁最大竖向位移
同工况1
8
次边跨主梁最大竖向位移
同工况1
9
斜拉索边跨尾索最大应力
同工况1
10
斜拉索中跨尾索最大应力
同工况1
11
下塔柱下部江侧最大压应力
同工况1
12
中塔柱下部江侧最大压应力
同工况1
13,
索塔塔顶最大水平位移
同工况1
14
主梁梁端最大水平位移
梁端结点水平位移
15
主梁横隔板跨中截面最大正弯矩
横梁跨中、支点截面应变
16
主梁横隔板支点截面最大负弯矩
横梁跨中、支点截面应变

表4-2 斜拉桥动载试验工况表
项目
工况
荷 载 位 置
脉动
1
结构自振频率、振型、阻尼比
无障碍行车
1
结构振动响应、动应变、动态增量 车速10km/h
2
结构振动响应、动应变、动态增量 车速20km/h
3
结构振动响应、动应变、动态增量 车速30km/h
4
结构振动响应、动应变、动态增量 车速40km/h
5
结构振动响应、动应变、动态增量 车速60km/h
有障碍行车
1
结构振动响应、动应变、动态增量 车速10km/h
2
结构振动响应、动应变、动态增量 车速20km/h
紧急刹车
1
结构振动响应、动应变、动态增量 车速30km/h

表4-3 静载试验荷载效率表

工况号
试验内容
标准荷载效应
试验荷载效应
荷载效率
1
1号节点最大水平位移
157.25mm
130.9mm
0.83
2
边跨下缘最大拉应力
3.67MPa
3.1mmMPa
0.84
3
次边跨下缘最大拉应力
4.705MPa
3.8MPa
0.81
4
次边跨最大竖向位移
-130.6mm
-105.7mm
0.81
5
辅助墩上缘最大拉应力
2.02MPa
1.7MPa
0.84
6
四分之一中跨下缘最大拉应力
3.244MPa
2.7MPa
0.83
7
塔顶最大水平位移
169mm
142.7mm
0.84
8
下塔柱下缘最大压应力
-1.97MPa
-1.6MPa
0.81
9
斜拉索边跨尾索
1308
1105
0.85
10
斜拉索中跨尾索
1016
854
0.84
11
跨中竖向位移
-295mm
-238.4mm
0.81
12
中跨跨中下缘最大拉应力
5.52MPa
4.6MPa
0.83
13
中塔柱下缘最大压应力
-2.72MPa
-2.3MPa
0.85
14
次边跨下缘最大压应力
-2.35MPa
-1.9MPa
0.81
5 副主桥及引桥荷载试验

北副主桥荷载试验选在主1号和主2号墩之间的一跨进行，南副主桥荷载试验选在主11号和主12号墩之间的一跨进行。北南引桥荷载试验选择靠近副主桥的一跨进行。荷载试验包括静载试验和动载试验两部分。另外，为了解结构实际状态，试验前对桥跨结构外观进行检查。
5.1 结构外观检查
试验前对试验桥跨结构外观质量进行检查，主要内容为：
(3) 各测试截面处外观检查；
(4) 支座和伸缩缝外观检查。
5.2 静载试验
5.2.1 测试工况，见表5-1。具体如下：
(1) 跨中最大正弯矩试验加载；
测试工况：跨中截面下缘最大拉应力(应变)；
控制截面：5号梁跨中截面；
测试内容：跨中最大挠度，跨中截面应变，支点截面应变，测试截面位置见图4-27。
(2) 支座最大剪力加载试验。
测试工况：支点截面最大剪力。
控制截面：2号墩5号梁支点截面；
测试内容：测试梁体顶板正应力和腹板剪应力及主拉应力，测试截面位置见图4-27。
5.2.2 测试方法
(1) 挠度测试
在桥梁跨中截面向下引出垂线，利用高精度的水准仪，测量加载前后“T”梁梁底标高的变化量。
(2) 支座位移
在桥梁的活动支座处沿纵向安装电子百分表，测量桥梁活动支座的纵向位移。
(3) 应变
在“T”梁的控制截面的顶面、底面及腹板的侧面粘贴电阻应变片以测量加载前后梁截面的应变变化量，采用的仪器为静态应变仪，在简支梁的跨中截面5号梁的下缘粘贴动态应变计，采用的仪器为DY-3型动态电阻应变测试仪。
5.3 动载试验项目
(1) 无障碍行车试验；
无障碍行车试验前，将一辆和两辆试验车辆布置在动应力测试截面处，测量各截面应变及挠度，以与行车试验测试结果进行比较。在桥面无任何障碍的情况下，用一辆和并行的两辆重载汽车以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、60km/h的速度匀速行驶。测定主梁的振幅响应和中跨跨中截面的动应变的动态增量。
(2) 有障碍行车试验；
有障碍行车试验前，将一辆试验车辆布置在跨中动应力测试截面处，测量各截面应变及挠度，以与行车试验测试结果进行比较。在南北间支梁跨中桥面处设置高度为7cm的三角弧形木，模拟桥面铺装层局部损伤状态，用一辆加载车分别以10km/h、20km/h速度跨越桥面的障碍物，测定主梁的振幅响应和中跨跨中截面的动应变及其动态增量。
(3) 刹车试验。
刹车试验前，将一辆试验车辆和并行两辆车布置在跨中动应力测试截面处，测量各截面应变及挠度，以与行车试验测试结果进行比较。一辆和并行两辆车试验车以30 km/h的速度行驶至间支梁跨中时急刹车，测定主梁的振幅响应、中跨跨中截面的动应变的动态增量及梁端水平位移，求出桥梁在紧急制动时的动力系数以及主梁纵向漂移情况。
表5-1 副主桥、引桥静载试验工况表
工况
荷 载 位 置
测 试 内 容
1
跨中主梁下缘最大拉应力，偏心、对称荷载
控制截面应变、主梁挠度
2
支点截面最大剪力
同工况1

6 试验组织机构

为使鄂黄长江公路大桥荷载试验能够顺利进行，建议成立鄂黄长江公路大桥荷载试验指挥小组和鄂黄长江公路大桥荷载试验小组，试验指挥小组指挥长由业主担任，设计、试验、施工、监理单位派员参加，负责组织、协调处理和确定在施工过程可能出现的各种问题。试验小组组长由试验方人员担任，具体负责荷载试验有关事宜。试验组织机构见图6-1。

鄂黄长江公路大桥荷载试验指挥小组(指挥长：业主方)
鄂黄长江公路大桥荷载试验小组(组长： )
结构分析小组

应变测试小组

索力测试小组

水准测量小组

全站仪小组

模态试验小组

车辆调度小组

资料整理小组

温度测试小组

图6-1 鄂黄长江公路大桥荷载试验组织机构图

7 安全保障和配合

8.1 结构安全保障
由各工况影响线正确计算出加载车辆数和加载位置，使各工况既满足加载效率要求，又确保结构安全。对特殊部位进行详细计算以避免给结构带来不利影响。
试验前后加载车辆进出场，以及试验期间加卸载时，在非试验区段，严格注意车辆荷载不要超载。在试验区时，车辆按指挥人员行驶、就位、停放。
8.2 试验车辆调配
根据试验工况，制定详细的全程车辆行驶线路，并派专人负责指挥交通，确保车辆进桥、出桥安全。所有车辆驾驶人员将严格按照试验操作规程及安全生产条例作业。
8.3 试验人员和试验设备的安全
试验人员严格遵守安全生产操作规程，服从指挥人员的安排。对加载车司机进行培训。夜晚试验时，作业面安装足够的照明设备，桥面设置一定安全防护设施，确保人员安排。当试验准备工作开始后，各种试验仪器及大量导线会陆续上桥安装到位，进行试验前的各项调试。在正式荷载试验前，安排专人对各项试验设备看守。试验以及试验准备期间，应禁止无关人员及车辆上桥。
8.4 环保措施
为保证试验现场环境卫生、整洁、桥面美观，要求试验参加人员必须做到：
(1) 不乱丢废弃材料，废弃材料集中后带出试验区；
(2) 不乱丢生活垃圾，生活垃圾集中后带出试验区；
(3) 加载车辆应保证车况良好，车况不良及漏油者不得上桥。
8.5 配合
鄂黄长江公路大桥的荷载试验是一个巨大的系统工程，只有在试验指挥小组的指导下各方面密切配合，方能取得圆满成功。希望在现场试验过程中，有关方面尤其是施工单位能够大力协助配合试验工作。具体配合事项：
(1) 电源及照明，在试验现场接通220V电源，供仪器和照明用。
(2) 临时支架、临时吊篮等辅助测试设备的配合。
(3) 其他未尽事宜，根据具体情况进行协商配合。

8 试验进程

9.1 时间安排
(1) 2002年7月10日前提交试验实施细则，然后按照业主组织的专家评审意见对实施细则进行修改；
(2) 2002年7月20日组织人员、设备进场，开始外业工作；
(3) 2002年8月10日前完成所有试验项目外业；
(4) 2002年8月20日前提交中间试验报告；
(5) 2002年9月15日前提交试验最终成果分析报告20份，软盘3套，试验过程录像光盘5套，同时，提交试验原始记录复印件4份。
9.2 现场试验安排
现场荷载试验计划于8月1日～8月10日进行，具体安排见下表：
日期
白天
夜晚
最大车辆数(辆)
8.1

斜拉桥主梁线型、索力和索塔顶部空间位置

8.2
斜拉桥动载试验
斜拉桥静载试验
32
8.3
斜拉桥动载试验
斜拉桥静载试验
22
8.4
斜拉桥动载试验
斜拉桥静载试验
18
8.5
北副主桥动载试验
南北引桥静载试验
8
8.6
南副主桥动载试验
北副主桥静载试验
12
8.7
南北引桥动载试验
南副主桥静载试验
12
8.8
机动
斜拉桥索力、主梁线型、主塔顶部空间位置

8.9
机动
机动

8.10
机动
机动

如果遇到天气突变或其它意外原因，试验安排再作相应调整。
9 测试仪器及人员配备表

表9-1主要试验仪器、设备清单
序号
试验项目 名称
仪器设备名称
规格型号
单位
数量
进场时间
备注
1
梁端转角
倾角仪

个
4
7，20
中国
2
主梁水平位移
智能数码位移计
JML-615A
个
10
7，20
长沙 金码
3
主梁挠度
精密水准仪
NA2
台
8
7，20
瑞士
4
塔顶偏位
全站仪
TC1800L
台
1
7，20
瑞士
5
梁、塔变形
桥梁变形自动测试系统
TCA2003
台
1
7，20
瑞士
6
主梁动应变(力)
动态电阻应变测试仪
DY-3
台
2
7，20
中国
7
主梁动应变(力)
10通道数字动态应变仪
Dra-101C
台
1
7，20
日本
8
主梁静应变(力)
静态采集器
TDS-303
套
1
7，20
日本
9
主梁静应变(力)
静态采集器
7V18
套
2
7，20
中国
10
主梁静应变(力)
振弦式频率测试仪
JMZX-256
台
2
7，20
中国
11
主梁静应变(力)
振弦式频率测试仪
JMZX-3006
台
6
7，20
中国
12
主梁静应变(力)
手持式数字应变仪
TC-31K
台
2
7，20
日本
13
斜拉索索力
便携式测索仪
IFM168
台
4
7，20
中国
14
斜拉索索力
动态信号分析仪
INV-306G
台
1
7，20
中国
15
模态试验
动态信号分析仪
CRAS-32通道
台
1
7，20
南京
16
模态试验
动态信号分析仪
INV306G-32通道
台
1
7，20
北京
17
温度场
多点自动温度测 试仪
JMT-512
台
3
7，20
中国
18
裂缝
数显裂缝观测仪
EL35-2550
台
1
7，20
英国

表9-2 项目关键人员表

序号
姓名
职务、职称
在本项目中担任的职务
在本项目中的任务
进场时间
1

系主任、教授
项目负责、总指挥长
全面协调
7，20
2

室副主任、教授
技术负责人
技术协调
7，20
3

讲师
调车总负责
调车协调
7，20
4

室副主任、高级实验师
现场测试总负责
现场试验协调
7，20
5

讲师、博士
动力分析负责
计算、测试
7，20
6

讲师
静力分析负责
计算、测试
7，20
7

室主任、副教授
现场负责
现场负责
7，20
8

室副主任、讲师
车辆调度负责
车辆调度
7，20
9

讲师、博士
脉动试验负责
计算、测试
7，20
10

助理实验师
动应变测试负责
测试
7，20
11

实验师
静力测试负责
测试
7，20
12

助教
全站仪测试负责
测试
7，20
13

博士、讲师
水准测试负责一
计算、测试
7，20
14

副教授
水准测试负责二
测试
7，20
15

助教
索力测试负责
计算、测试
7，20
16

助理实验师

测试
7，20
17

助理实验师

测试
7，20
18

研究生

计算、测试
7，20
19

系副主任、教授
项目顾问
参与方案讨论
7，20
20

副院长、教授
项目顾问
参与方案讨论
7，20

27
鄂黄长江公路大桥主桥营运阶段健康观测实施细则

塔号： 日期： 月 日
荷载工况

应变计编号
实测值
理论值
附注
加载前应变计频率（HZ）
加载后应变计频率（HZ）
应变增值
应变增值

截面

1

2

3

4