资源描述
1 总则
1.0.1 为规范和指引公路桥梁荷载实验工作,为桥梁构造技术状态及承载能力评估提供根据,制定本规程。
条文阐明
桥梁荷载实验目是通过加载实验,记录桥梁在荷载作用下构造反映,为桥梁构造技术状况及承载能力评估和日后养护、维修、加固决策提供科学根据和支持。
1.0.2 本规程合用于新建、加固或改建公路桥梁荷载实验。
1.0.3 桥梁荷载实验应遵循科学、客观、严谨、安全原则。
1.0.4 公路桥梁荷载实验除应符合本规程规定外,尚应符合国家和行业现行关于原则规定。
2 术语和符号
2.1 术语
2.1.1 桥梁荷载实验 Load Testing of Bridge
通过施加荷载方式对桥梁构造或构件静、动力特性进行现场实验测试。涉及静载实验和动载实验。
2.1.2 静载实验 Satic Load Testing
通过在桥梁构造上施加与控制荷载等效静态外加荷载,运用检测仪器设备测试桥梁构造控制部位与控制截面力学效应现场实验。
2.1.3 动载实验 Dynamic Load Testing
测试桥梁构造或构件在动荷载激振和环境荷载作用下受迫振动特性和自振特性现场实验。
2.1.4 控制荷载 Control Load
为进行荷载实验所拟定荷载,可用来拟定荷载实验效率和初步分级加载级别所采用荷载,可以是设计荷载或目的荷载。
2.1.5 目的荷载 Goal Load
事先设定盼望桥梁可以承受荷载,需要通过荷载实验进一步拟定。
2.1.6 支座沉降 Support Settlement
支座压缩量与墩台竖向位移值之和。
2.1.7 实验荷载效率 Load Efficiency Ratio
实验荷载所产生效应与控制荷载效应比值。
2.1.8 构造校验系数 Structural Verification Coefficient
实验荷载作用下构造应变(应力)或变形实测值与相应理论计算值比值。
2.2 符号
——控制荷载产生同一加载控制截面内力或变形最不利效应计算值;
——静载实验荷载作用下,某一加载实验项目相应加载控制截面内力或变形最大计算效应值;
——实验荷载作用下量测构造总变形(或总应变)值;
——实验荷载作用下量测构造弹性变形(或应变)值;
——实验荷载作用下量测构造残存变形(或残存应变)值;
——加载前测值;
——加载达到稳定期测值;
——卸载后达到稳定期测值;
——动载实验荷载作用下控制截面最大内力或变形;
——温度修正前测点加载测值变化量;
——温度修正后测点加载测值变化量;
——相对残存变形(或应变);
——横向各测点实测变形(或应变)平均值;
——实测变形(或应变)最大值;
——控制荷载作用下控制截面最大内力或变形(不计冲击);
——有附加质量影响实测自振频率;
——索第 n 阶自振频率;
——最大动挠度幅值;
——波形振幅中心轨迹顶点值;
——与相应波谷值;
——构造自振频率;
——测点支点沉降影响修正量;
——阻尼比;
——附加质量;
——构造在激振处换算质量;
——索力
——索抗弯刚度;
——索线密度。
——冲击系数值;
——横向增大系数;
——校验系数;
——静载实验荷载效率;
——动载实验荷载效率;
3 基本规定
3.1 普通规定
3.1.1 新建桥梁和进行了加固或改建后桥梁,可通过荷载实验来检查桥梁构造正常使用状态和承载能力与否符合设计规定。
3.1.2 对在用桥梁,除按《公路桥梁承载能力检测评估规程》 (JTG/T J21-)第3.2.4条规定进行荷载实验外,存在下列状况之一时,可进行荷载实验:
1 技术状况级别为四、五类。
2 拟提高荷载级别。
3 需要通过特殊重型车辆荷载。
4 遭受重大自然灾害或意外事件。
5 采用其她办法难以精确判断其能否承受预定荷载。
3.1.3 对采用新技术、新工艺、新构造或新材料等设计建成桥梁,进行荷载实验时,宜逐联或逐座进行。
3.1.4 荷载实验宜在桥面铺装完毕且达到设计强度后实行。
条文阐明
桥面铺装施工完毕且达到其设计强度,可以保证加载实验时桥面板受力和桥面行车实验更接近于设计状态。
3.1.5 荷载实验应保证桥梁构造整体及局部受力安全。
3.1.6 桥梁荷载实验技术资料应归入公路桥梁养护技术档案和桥梁管理系统。
3.2 实验程序
3.2.1 荷载实验应按照实验准备、现场实行和实验成果分析三个阶段进行。
3.2.2 实验准备阶段工作内容应涉及:
1 资料准备。应收集下列资料:
1)设计资料:设计图纸、变更设计图纸和作为设计根据其她原始资料。
2)施工和监理资料:材料性能实验报告、各分项或分部工程验收报告等。
3)施工监控资料:施工监控报告、成桥线形、内力(应力)、索力(杆力)等。
4)竣工资料:竣工图纸、工程验收报告等。
2 现场调查。重要调查桥梁构造总体尺寸,重要构件截面尺寸,重要部位高程,桥面平整度,支座工作状况,材料物理力学性能,构造物裂缝、缺陷、损伤和钢筋锈蚀状况等。
3 测试孔选取。对拟实验桥联(座)进行现场踏勘和外观检查,选取代表性桥孔作为测试孔,同步宜考虑便于支架搭设或检测车操作,加载以便,仪器设备连接容易实现等。
4 方案编制。依照实验控制荷载作用下构造内力、变位及构造基频等理论计算成果,结合测试内容,按等效原则拟定实验荷载大小、实验工况、加载位置及办法,制定实验加载、测点布设及测试方案等。
条文阐明
1 资料准备工作普通通过走访建设单位、管理单位及设计单位等,收集与桥梁荷载实验有关技术资料。
2 实验桥孔普通具备实验桥联(座)受力性能代表性,即构造受力最不利、技术状况较差、损伤缺陷突出。
3.2.3 现场实行阶段工作内容应涉及:
1 现场准备。涉及实验测点放样、布置,荷载组织,现场交通组织及实验测试系统安装调试等。
2 预加载实验。在正式实行加载实验前,应先进行预加载实验,检查整个实验测试系统工作状况,并进行调试。
3 正式加载实验。按照预定荷载实验方案进行加载实验,并记录各测点测值和有关信息。
4 过程监控。监测重要控制截面最大效应实测值,并与相应理论计算值进行分析比较,关注构造薄弱部位力学指标变化、既有病害发展变化状况,判断桥梁构造受力与否正常,再加载与否安全,拟定可否进行下一级加载。
3.2.4 实验成果分析阶段工作内容应涉及:
1 理论计算。按照实际施加荷载状况对桥梁构造内力、应力(应变)和变形进行理论计算。必要潮流应对裂缝宽度、动力响应等进行分析。
2 数据分析。对原始测试记录进行分析解决,提取有价值信息。
3 报告编制。依照理论计算和测试数据对比分析,对实验成果做出判断与评价,形成荷载实验报告。
条文阐明
原始测试记录涉及大量观测数据、文字记载和图片等材料,由于实验中影响因素较多,普通对其进行科学分析比较,从中提取有价值信息。对于某些数据或信号,必要时按照数理记录办法进行分析、取舍,或依托专门分析仪器和分析软件进行分析解决,或按照有关规程办法进行计算。
3.3 实验环境
3.3.1 荷载实验应在封闭交通状态下实行。
3.3.2 荷载实验不适当在强风下进行。悬索桥、斜拉桥、大跨径桁架拱桥及特高墩桥梁等,宜在3级风及3级风如下实行。对处在风力较大地区特大跨径桥梁,荷载实验时宜对风环境进行检测,不能满足实验规定期应暂停实验。
3.3.3 荷载实验应在气温平稳时段进行。气温低于 5℃或高于 35℃时,不适当进行荷载实验。当气温较低或较高时,应依照仪器设备正常工作温度范畴,拟定与否进行荷载实验。
条文阐明
荷载实验在气温平稳时段进行是为了减少温度变化对实验成果导致影响。
3.3.4 大、中雨及大雾天气不适当进行荷载实验。小雨天气进行桥梁荷载实验时,应做好仪器设备及传播线路防雨办法。
3.3.5 在冲击、振动、强磁场等干扰测试效果时段内不适当进行荷载实验。
3.3.6 荷载实验宜避开大浪、高湿度等恶劣环境。
条文阐明
高温、强光、强风、大浪、高湿度等会影响实验实行。普通避开极端天气,选取天气条件较平稳时段进行实验。
3.4 计算原则
3.4.1 进行桥梁交(竣)工验收荷载实验时,应根据竣工图文献建立计算模型,并依照实验对象设计荷载级别拟定实验控制荷载,按照现行规范规定对构造动力参数、控制截面内力、应力(应变)、变位等效应进行计算。对加固或改建后桥梁交(竣)工验收荷载实验,计算时应考虑新旧构造互相作用及二次受力影响。
3.4.2 对本规程第3.1.2条规定桥梁和以目的荷载为控制荷载桥梁进行荷载实验时,应根据桥梁几何尺寸、材料特性及构造实际状况等实测参数建立计算模型,依照控制荷载进行分级,由低档向高一级荷载加载试算,按相应设计规范规定对构造动力参数、控制截面内力、应力(应变)、变形等效应进行检算。当缺少设计、施工等技术资料时,可参照同年代同类型桥梁设计(竣工)文献,由低一级向高一级荷载级别加载验算。
3.4.3 对异型桥梁进行计算分析时,宜考虑其空间力学效应。
3.4.4 分析桥梁构造动力特性时,宜采用空间模型进行计算。加固或改建后桥梁动力分析宜考虑新旧材料、构造等力学性能差别。
3.4.5 按等效效应拟定等效实验荷载时,可按最不利截面在目的荷载作用下内力、应力(应变)、位移、裂缝等与拟实验荷载相应值比较,按本规程第5.4.2条规定拟定,但不应使其她截面有关构造反映超过范畴。
4 测试设备与技术规定
4.1 普通规定
4.1.1 实验用测试设备技术件能应符合有关原则规定。实验用测试设备应按规定定期进行检定、校准。宜使用先进测试设备。
条文阐明
《检测和校准实验室能力通用规定》(GB/T 27025—)第5.6.1条规定:用于检测和(或)校准对检测、校准和抽样成果精确性或有效性有明显影响所有设备,涉及辅助测量设备(例如用于测量环境条件设备),在投入使用前应进行校准。对某些特别重要实验,在实验前普通对仪器重要指标进行专门标定。
4.1.2 荷载实验前应对测试设备进行核查。
4.1.3 测试设备精度应不不不大于预测测量值5%。
4.1.4 测试设备量程和动态范畴应满足实验规定。
条文阐明
普通预测实测值处在测试设备量程15%~85%。
4.1.5 同一次实验宜选用同种类型或规格测试设备。
条文阐明
选取同类型或同规格测试设备是为了减少测试环节,提高测试工作可靠性和可操作性。
4.2 静力参数测试
4.2.1 实验测试桥梁静力参数宜涉及应变(应力)、变位、裂缝、倾角和索(杆)力。实验过程中,应观测构造反映现象。
4.2.2 应变(应力)测试应符合下列规定:
1 应测试拉、压应变(应力)和主应力。
2 应变(应力)测试设备应满足本规程附录A表A.0.1技术规定。
条文阐明
应变(应力)测试普通采用机械式、电阻式、振弦式或光纤光栅式应变计;测试用传感器涉及引伸计、电阻应变计、振弦式应变计或光纤光栅式应变计。
引伸计是机械式应变测试设备,采用这种办法测量应变时,可以运用千分表 0.001mm读数精度,将其装配成测试构造应变千分表引伸计。采用电阻应变计测量时,普通将电阻应变计粘贴在被测构件上,通过电阻应变测量装置,测得应变值。采用振弦式应变计测量时,普通预先标定“力—频率”关系曲线,再通过钢弦自振频率变化测得应变值。采用光纤光栅应变计测量时,普通先标定光纤光栅周期或纤芯折射率与力或应变变化关系,再通过光纤光栅周期或纤芯折射率变化得到应变值。
电阻应变片布置普通依照现场温度、湿度等条件选取贴片及防潮工艺,尽量选用与观测应变部位相似材料设补偿片。采用千分表观测构造表面应变时,普通使千分表轴线接近构造表面,以减小测试误差。振弦式应变计普通在安装定位后量测仪器初值,并依照仪器编号和设计编号做好记录并存档。光纤光栅应变计应与专用底座配套使用,采用特制紧固螺钉将底座固定在构造表面,荷载实验结束后可拆卸重复使用。
4.2.3 变位测试应符合下列规定:
1 应测试竖向变位(挠度)和水平变位,水平变位应测试纵向变位和横向变位。
2 变形测试可采用机械式或基于电(声、光)原理测试仪器,也可采用卫星定位系统进行变位测试。变形测试设备应满足本规程附录A中表A.0.2技术规定。
条文阐明
机械式测试设备涉及千分表、百分表、连通管和挠度计;电(声、光)测试设备涉及电测变形计、水准仪、经纬仪、全站仪、测距仪和机电百(千)分表。
机械式测试设备是指各种用于非电量测试仪表、器具或设备,此类设备需人工读取测值。电(声、光)测试设备可自动记录测值,其精度高、更新快、量程也比较大。当桥梁跨度超过50m时,普通采用连通管测量变形。运用卫星定位系统进行变形测量时,为了提高测量精度,普通采用以载波相位观测值为依照实时差分技术。
4.2.4 裂缝测试应符合下列规定:
1 应针对构造承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽部位进行。
2 宜测试荷载实验前构造上既有裂缝和实验中浮现新裂缝。
3 裂缝长度、分布和走向可直接观测得到。裂缝宽度可采用刻度放大镜、裂缝计及裂缝宽度探测仪进行测量,也可在被测裂缝处安装固定装置进行观测。必要时,也可采用取芯法或其她无损办法测量裂缝深度。裂缝测试设备应满足本规程附录A表A.0.3技术规定。
4.2.5 倾角测试应符合下列规定:
1 宜测试水平倾角和竖向倾角。
2 倾角测试可采用水准式倾角仪、光纤光栅式倾角计、数显倾角仪或双轴倾角仪等各种类型倾角仪,倾角仪测试设备应满足本规程附录A表A.0.4技术规定。
4.2.6 索(杆)力测试
1 测量斜拉索、吊索(杆)、系杆力及主缆索力可采用本规程附录 B 振动测量法。所用仪器与随机振动测试仪器相似,应符合本规程附录C规定。
2 索力测试传感器(拾振器)应绑扎在拉索上,宜远离锚固点,测量拉索横向振动信号,并对其进行谱分析。当取拉索减震器安装前长度进行分析时,应对索力计算公式进行修正。
3 索力测试温度宜与合龙时温度一致,两者温差宜控制在±5℃范畴内,否则应进行温度修正。
条文阐明
桥梁索(杆)力应涉及斜拉桥斜拉索索力、中下承式拱桥吊索(杆)力、系杆力、悬索桥主缆缆力及吊索索力。测试桥梁索力时,先估算不同拉索振动频率,选取频响特性适当拾振器,将其绑扎在拉索上,采用环境随机振动或人工激振法使拉索振动,测出拉索横向振动频率,经分析计算得出索力。选取与主梁合龙时温度一致时段进行索力测量,便于与合龙索力进行比较。
4.3 动力参数测试
4.3.1 应测试构造自振特性参数和动力响应值。实验过程中,应观测构造反映现象。
条文阐明
自振特性参数涉及构造自振频率(自振周期)、阻尼比和振型。桥梁动力响应普通指桥梁在特定动荷载作用下动应力、动挠度、加速度、动力放大系数、冲击系数。
4.3.2 自振特性参数测试应符合下列规定:
1 应测试自振频率(自振周期)、阻尼比和振型。
2 测试自振特性参数测试设备应涉及测振传感器(拾振器)、放大器及记录仪等。测量时,应将测振传感器(拾振器)布设在被测构造理论振型峰(谷)点、选取固定参照点和各分界点上,用放大特性相似多路放大器和记录特性相似多路记录仪同步测记各测点振动响应信号。桥梁自振特性测试设备应满足本规程附录C技术规定。
条文阐明
桥梁振型测量时,普通先分析理论振型,测点数目要足以连接成曲线,且测点尽量布在控制断面上。拾振器数量有限时,普通将一种拾振器放在参照点上始终不动,分批搬动其她拾振器得到所有测点。振型测量前要把测振仪器系统放在参照点上标定,从而对标定后来测振仪器系统(拾振器、导线,记录通道)进行变更。运用各通道系统敏捷度,换算得到实测幅值关系并归一化后,得到最大坐标值是1时振型曲线。
4.3.3 动力响应测试
1 应测试动位移、动应变、动力放大系数和冲击系数。
2 动位移可采用位移传感器和测量放大器,或光电变形测量仪等进行测试;动应变可采用电阻应变计、动态应变仪或光纤光栅式应变计和调制解调器等进行测试;动力放大系数和冲击系数应由分析计算得出。桥梁动力响应测试设备应满足本规程附录C技术规定。
3 动力响应测点应布置在变位和应变较大部位。
4 数据采集时,应保证所采集信息波形不失真。
4.4 测试规定
4.4.1 设备安装完毕后,应进行系统调试,并进行不少于 15 分钟稳定观测。
条文阐明
测试设备安装完毕普通进行检查,运用过往车辆或进行预加载来观测测试设备工作与否正常。普通在加载实验之前对各测点进行一段时间稳定观测。观测成果用于衡量外界气候条件对测试成果误差影响,或用于测点温度影响修正。
4.4.2 应采用必要办法对实验现场测试设备进行安全保护。
条文阐明
测试设备容易受到碰撞扰动部位,普通设立保护设备、系保险绳或设立醒目的志。野外条件下,温度、湿度影响比较大,采用防潮办法才干保证仪表正常工作。
4.4.3 实验过程中应对测试数据进行实时分析,发现异常现象应查明因素并采用办法。
4.4.4 实验成果可采用人工或计算机自动采集记录。采用人工读表时,测读应及时、精确,减小人为误差,并记录在专门表格上。采用计算机自动采集系统读数记录时,应对控制点测值进行监控。
条文阐明
登记表格信息普通涉及测试设备编号、加载分级次数与每次读数、异常状况记录、记录人及复核人等信息。
5 桥梁静载实验
5.1 普通规定
5.1.1 桥梁静载实验方案应在桥梁调查、检算基本上制定。
条文阐明
静载实验方案普通涉及测试截面、实验工况、测试内容、实验荷载、测点布置、实验过程控制和实验数据分析等内容。
5.1.2 静载实验测试宜针对构造内力、应力、位移和裂缝控制截面进行。
5.1.3 静载实验工况应涉及中载实验工况和偏载实验工况。对横向支撑不对称直桥、斜弯桥、异型桥等,应通过计算拟定实验工况加载位置及偏载方向。
条文阐明
桥梁设计是由最不利工况控制。最不利工况往往是偏载,偏载实验工况可以反映桥梁实际内力及变形状态与设计状态差别。考虑到桥梁运营荷载随机性,为了反映普通状况下桥梁受力特性,也要考虑中载实验工况。
5.2 实验工况及测试截面
5.2.1 桥梁静载实验应按桥梁构造最不利受力原则和代表性原则拟定实验工况及测试截面。
条文阐明
测试截面选取时,普通依照桥梁构造内力包络图,并考虑应力分布,按最不利受力原则选定截面,然后拟定相应实验工况。
5.2.2 常用桥梁静载实验工况及测试截面宜按表5.2.2拟定。其中,重要工况应为必做工况,附加工况可视详细状况由实验检测者拟定与否进行。测试最大正弯矩产生应变时,宜同步测试该截面位移。
表5.2.2 常用桥梁静载实验工况及测试截面
桥型
实验工况
测试截面
简支梁桥
重要工况
跨中截面主梁最大正弯矩工况
跨中截面
附加工况
①L/4截面主梁最大正弯矩工况;
②支点附近主梁最大剪力工况
①L/4截面;
②梁底距支点h/2截面内侧向上45°斜线与截面形心线相交位置
持续梁桥
重要工况
①主跨支点位置最大负弯矩工况;
②主跨跨中截面最大正弯矩工况;
③边跨主梁最大正弯矩工况
①主跨(中)支点截面;
②主跨最大弯矩截面;
③边跨最大弯矩截面
附加工况
主跨(中)支点附近主梁最大剪力工况
计算拟定详细截面位置
悬臂梁桥
重要工况
①墩顶支点截面最大负弯矩工况;
②锚固孔跨中最大正弯矩工况
①墩顶支点截面;
②锚固孔最大正弯矩截面
附加工况
①墩顶支点截面最大剪力工况;
②挂孔跨中最大正弯矩工况;
③挂孔支点截面最大剪力工况;
④悬臂端最大挠度工况
①计算拟定详细截面位置;
②挂孔跨中截面;
③挂孔梁底距支点h/2截面向上45°斜线与挂孔截面形心线相交位置;
④悬臂端截面
三铰拱桥
重要工况
①拱顶最大剪力工况;
②拱脚最大水平推力工况
①拱顶两侧1/2梁高截面;
②拱脚截面
附加工况
①L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况;
②L/4截面正负挠度绝对值之和最大工况
①主拱L/4截面;
②主拱L/4截面及3L/4截面
两铰拱桥
重要工况
①拱顶最大正弯矩工况;
②拱脚最大水平推力工况
①拱顶截面;
②拱脚截面
附加工况
①L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况,
②L/4截面正负挠度绝对值之和最大工况
①主拱L/4截面;
②主拱L/4截面及3L/4截面
无铰拱桥
重要工况
①拱顶最大正弯矩及挠度工况;
②拱脚最大负弯矩工况;
③系杆拱桥跨中附近吊杆(索)最大拉力工况
①拱顶截面;
②拱脚截面;
③典型吊杆(索)
附加工况
①拱脚最大水平推力工况;
②L/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况;
③L/4截面正负挠度绝对值之和最大工况
①拱脚截面;
②主拱L/4截面;
③主拱L/4截面及3L/4截面
门式刚架桥
重要工况
①跨中截面主梁最大正弯矩工况;
②锚固端最大或最小弯矩工况
①跨中截面;
②锚固端梁或立墙截面
附加工况
锚固端截面最大剪力工况
锚固端梁截面
斜腿刚架桥
重要工况
①跨中截面主梁最大正弯矩工况;
②斜腿顶主梁截面最大负弯矩工况
①中跨最大正弯矩截面;
②斜腿顶中主梁截面或边主梁截面
附加工况
①边跨主梁最大正弯矩工况;
②斜腿顶最大剪力工况;
③斜腿脚最大或最小弯矩工况
①边跨最大正弯矩截面;
②斜腿顶巾或边主梁截面或斜腿顶截面;
③斜腿脚截面
T形刚构桥
重要工况
①墩顶截面主梁最大负弯矩工况;
②挂孔跨中截面主梁最大正弯矩工况
①墩顶截面;
②挂孔跨中截面
附加工况
①墩顶支点附近主梁最大剪力工况;
②挂孔支点截面最大剪力工况
①计算拟定详细截面位置;
②挂孔梁底距支点h/2截面向上45°斜线与挂孔截面形心线相交位置
持续刚构桥
重要工况
①主跨墩顶截面主梁最大负弯矩工况;
②主跨跨中截面主梁最大正弯矩及挠度工况;
③边跨主梁最大正弯矩及挠度工况
①主跨墩顶截面;
②主跨最大正弯矩截面;
③边跨最大正弯矩截面
附加工况
①墩顶截面最大剪力工况;
②墩顶纵桥向最大水平位移工况
①计算拟定详细截面位置;
②墩顶截面
斜拉桥
重要工况
①主梁中孔跨中最大正弯矩及挠度工况;
②主梁墩顶最大负弯矩工况;
③主塔塔顶纵桥向最大水平位移与塔脚截面最大弯矩工况
①中跨最大正弯矩截面;
②墩顶截面;
③塔顶截面(位移)及塔脚最大弯矩截面
附加工况
①巾孔跨中附近拉索最大拉力工况;
②主梁最大纵向飘移工况
①典型拉索;
②加劲梁两端(水平位移)
悬索桥
重要工况
①加劲梁跨中最大正弯矩及挠度工况;
②加劲梁3L/8截面最大正弯矩工况;
③主塔塔顶纵桥向最大水平位移与塔脚截面最大弯矩工况
①中跨最大弯矩截面;
②中跨3 L/8截面;
③塔顶截面(位移)及塔脚最大弯矩截面
附加工况
①主缆锚跨索股最大张力工况;
②加劲梁梁端最大纵向漂移工况;
③吊杆(索)活载张力最大增量工况;
④吊杆(索)张力最不利工况
①主缆锚固区典型索股;
②加劲梁两端(水平位移);
③典型吊杆(索);
④最不利吊杆(索)
注:L-桥梁计算跨径;h-主梁梁高。
5.2.3 在拟定异型桥梁和其她组合体系桥梁实验工况时,应依照荷载状况和构造重要力学特性,经计算拟定实验工况及相应测试截面。
条文阐明
异型桥梁和组合体系桥梁构造形式较多,测试截面及其相应荷载工况普通结合理论计算成果和构造详细特性拟定。计算时除考虑弯矩、剪力、轴力等最不利受力工况外,普通还要考虑扭矩及弯扭耦合等受力工况,并关注梁端支座反力变化。
5.2.4 加固或改建后桥梁应依照其最后构造体系受力特点,按最不利受力原则,结合加固或改建详细内容、范畴及改造前病害严重限度选取测试截面,拟定相应实验工况。
5.2.5 当加固或改建后桥梁有下列状况之一时,除按本规程第5.2.2条拟定实验工况及测试截面外,尚应按下述原则增长实验工况和测试截面;
1 采用增大边梁截面法进行改造后多梁式梁(板)桥,宜依照构造对称性增长横桥向偏载工况。
2 采用置换混凝土进行改造桥梁,宜在混凝土置换区域内增长测试截面,并拟定相应实验工况。
3 受力裂缝宽度超过设计规范限值且通过修补构造构件,宜在典型裂缝位置增长测试截面,并拟定相应实验工况。
条文阐明
采用置换混凝土或裂缝修补等技术后,为验证处置效果,理解新旧混凝土协调变形能力及裂缝修补后工作性能,在修补区域专门设立实验工况和测试截面。
5.2.6 加宽后桥梁实验工况和测试截面除应符合本规程第5.2.2条规定外,尚应针对新旧构造分别设立实验工况和测试截面,并增设横向联系实验工况。
条文阐明
桥梁加宽后,若新旧构造自身刚度或其边界支撑刚度存在较大差别,新旧构造荷载横向分布及横向联系内力会较加宽前发生明显变化,因而在静载实验中应进行针对性局部实验。
5.2.7 对在用桥梁进行静载实验时,除应符合表5.2.2规定外,尚应依照构造损伤限度、部位及特性,结共计算分析成果,增长测试截面和实验工况。
5.3 测试内容
5.3.1 静载实验测试内容应反映桥梁构造内力、应力(应变)、位移及裂缝最不利控制截面力学特性,实验过程应关注也许浮现异常现象。
条文阐明
应力(应变)观测重要是针对测试截面受拉和受压区。普通沿截面高度或横向位置分布测点,以测试构造应力分布特性。位移测试涉及主梁控制截面挠度、纵向或横向位移、主塔三维坐标等测试,反映了桥梁构造整体或局部刚度特性。当难以直接测试构造位移时,也可通过测试其倾角来计算位移,并反映桥塔等构造竖直度。实验荷载下索(杆)力增量及其分布反映了构造受力特点。通过观测构造裂缝变化、异常振动及响声等实验现象,可以协助理解构造或构件在实验过程中表观状况.
5.3.2 常用桥梁静载实验测试内容可按表5.3.2拟定。
表5.3.2 常用桥梁静载实验测试内容
桥型
测试内容
简支梁桥
重要内容
①跨中截面挠度和应力(应变);
②支点沉降;
③混凝土梁体裂缝
附加内容
①L/4截面挠度;
②支点斜截面应力(应变)
持续梁桥
重要内容
①主跨支点斜截面应力(应变);
②主跨最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
③边跨最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
④支点沉降;
⑤混凝土梁体裂缝
附加内容
主跨(中)支点附近斜截面应力(应变)
悬臂梁桥
重要内容
①墩顶支点截面应力(应变);
②锚固孔最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
③墩顶沉降;
④混凝土梁体裂缝
附加内容
①墩顶附近斜截面应力(应变);
②挂孔跨中截面应力(应变)及挠度;
③挂孔支点附近斜截面应力(应变);
④悬臂跨最大挠度;
⑤牛腿某些局部应力(应变)
三铰拱桥
重要内容
①L/4截面挠度和应力(应变);
②拱顶两侧1/2梁高处斜截面应力(应变);
③墩台顶水平位移;
④混凝土梁体裂缝
附加内容
①L/4截面挠度和应力(应变);
②拱上建筑控制截面位移和应力(应变)
两铰拱桥
重要内容
①拱顶截面应力(应变)和挠度;
②L/4截面挠度和应力(应变);
③墩台顶水平位移;
④混凝土梁体裂缝
附加内容
①L/4截面挠度和应力(应变);
②拱上建筑控制截面位移和应力(应变)
无铰拱桥
重要内容
①拱顶截面应力(应变)和挠度;
②拱脚截面应力(应变);
③混凝土梁体裂缝
附加内容
①L/4截面挠度和应力(应变);
②墩台顶水平位移;
③拱上建筑控制截面变形和应力(应变)
门式
刚架桥
重要内容
①主梁最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
②锚固端最大或最小弯矩截面应力(应变);
③支点沉降;
④混凝土梁体裂缝
附加内容
锚固端附近斜截面应力(应变)
斜腿
刚架桥
重要内容
①中跨主梁最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
②主梁最大负弯矩截面应力(应变);
③支点沉降;
④混凝土梁体裂缝
附加内容
①边跨主梁最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
②斜腿顶附近主梁或斜腿斜截面应力(应变);
③斜腿脚最大或最小弯矩截面应力(应变)
T形
刚构桥
重要内容
①墩顶支点截面应力(应变);
②挂孔跨中截面应力(应变);
③T构悬臂端挠度;
④T构墩身控制截面应力(应变);
⑤混凝土梁体裂缝
附加内容
①墩顶支点斜截面应力(应变);
②挂梁支点截面附近或悬臂端附近斜截面应力(应变)
持续
刚构桥
重要内容
①主跨墩顶截面主梁应力(应变);
②主跨最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
③边跨最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
④混凝土梁体裂缝
附加内容
①墩顶支点截面附近斜截面应力(应变);
②墩身控制截面应力(应变);
③墩顶纵桥向水平位移
斜拉桥
重要内容
①主梁中孔最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
②主梁墩顶支点斜截面应力(应变);
③主塔塔顶纵桥向水平位移与塔脚截面应力(应变);
④塔柱底截面应力(应变);
⑤混凝土梁体裂缝;
⑥典型拉索索力
附加内容
①斜拉索活载张力最大增量;
②加劲梁纵向漂移
悬索桥
重要内容
①加劲梁最大正弯矩截面应力(应变)及挠度;
②主塔塔顶纵桥向最大水平位移与塔脚截面应力(应变);
③塔、梁体混凝土裂缝;
④最不利吊杆(索)力增量
附加内容
①主缆锚跨索股最大张力增量;
②加劲梁梁端最大纵向漂移;
③吊杆(索)活载张力最大增量
注:L-桥梁计算跨径。
5.3.3 对悬索桥、斜拉桥及高墩桥梁,应进行桥塔、墩纵桥向位移测试。必要时,尚应进行主塔塔顶三维坐标测试。悬索桥、斜拉桥应进行加劲梁竖向挠度及水平位移测试,加劲梁水平位移测点宜布置在梁端。悬索桥尚应进行主缆控制截面三维坐标测试。
5.3.4 异型桥梁及组合体系桥梁实验测试内容,应依照构造力学特性及计算成果,按本规程第5.2.2条及第5.3.2条规定拟定。
5.3.5 加固或改建后桥梁除本规程第5.3.2条规定测试内容外,宜增长下列测试内容:
1 粘贴板(片)材加固后桥梁典型结合面处,新旧构造各自应力(应变)及新增材料最大应力(应变)。
2 新增构件、置换构件后桥梁典型新旧构件结合面处最大应力(应变)。
3 体外预应力法加固后桥梁受弯构件体外预应力钢束偏心距。
4 新、旧构造典型截面结合面开裂或剥离状况。
条文阐明
采用粘贴钢板(碳纤维板或布)、增大截面、新增构件或置换构件对桥梁构造进行加固后,新旧构造间可靠黏结是保证两者共同受力核心。新增构造与旧构造间由于龄期、材料等差别,会产生裂缝或发生剥离,其限度往往会随着外荷载变化有所发展。通过静载实验手段测试新旧构件在同一位置应力(应变)可以判断两者协调变形和共同受力状况。
通过体外预应力改造后桥梁,体外预应力偏心距对构造自身应力及其极限承载能力影响较大,合理控制体外预应力钢束在运营过程中偏心距大小及其变化浮动范畴是保证改造办法合理因素之一。
5.3.6 对在用桥梁进行静载实验时,除应符合本规程第5.3.2条规定外,尚应依照构造损伤限度、部位及特性,结合实验目增长测试内容。
5.3.7 在竖向挠度测试时,应同步测试支点竖向变位,并按本规程第5.7.3条进行支点沉降修正。
5.4 实验荷载
5.4.1 静载实验应依照实验目拟定实验控制荷载。交(竣)工验收荷载实验,应以设计荷载作为控制荷载;否则,应以目的荷载作为控制荷载。
5.4.2 静载实验荷载效率,对交(竣)工验收荷载实验,宜介于0.85~1.05之间;否则,宜介于0.95~1.05之间。应按式(5.4.2)计算。
条文阐明
荷载实验中实际采用实验荷载与控制荷载往往不同,为保证明验效果,普通采用控制截面静载实验荷载效率进行控制。整体式构造控制截面为整体截面,多梁(肋)式构造控制截面是受力最不利梁(肋)控制截面。中小跨径桥梁多为多梁(肋)式构造,是针对单梁(肋)按照横向分布理论进行设计,荷载实验普通以内力效应最大梁(肋)为实验加载控制对象,兼顾其她梁荷载效率不超限。
分析表白,对多梁(肋)式构造,当设计车道数不不大于或等于3、在横向按照车道数进行布载时,如果以0.85荷载效率在整体截面上加载,则各单梁(肋)荷载效率远达不到0.85;如果中梁(肋)以荷载效率0.85~1.05进行加载时,则其她梁(肋)不会超过1.05,如果边梁(肋)以荷载效率0.85~1.05进行加载时,则其她梁(肋)荷载效率也许会超过1.05。
当温度变化对桥梁构造内力影响较大时,普通选取温度内力较不利季节进行荷载实验,或者采用增大实验荷载效率办法来弥补温度对构造控制截面产生内力。
5.4.3 静载实验可采用车辆加载或加载物直接加载。采用车辆加载时,宜采用三轴载重车辆,装载重物应稳妥置放。
条文阐明
加载物加载准备工作量大,加卸载周期较长,交通中断时间亦较长。因而,普通采用车辆加载。
选用车辆加载时,装载重物稳妥置放,以避免车辆行驶时因晃动而变化重物位置,引起轴(轮)重变化。选用加载物加载时,普通按照控制荷载着地轮迹先搭设承载架,再在承载架上堆放重物或设立水箱进行加载。当仅为满足控制截面内力规定期,也可直接在桥面上堆放重物或设立水箱进行加载。
对20世纪90年代后来国内货车几何尺寸及轴重分派比例调查研究表白,四轴及以上车辆重要用于长途运送,数量较少,不适当作为实验用车。三轴及如下货车重要为地方车辆,用于运送沙石及土方。三轴车辆在各省(自治区、直辖市)数量众多,较为普及,且车辆轴距、轮距与设计荷载较为接近。虽然不同品牌三轴车轴距及轴重分布也不尽相似,但其偏差对桥梁加载效率影响可控制在10%以内,对荷载效率拟定影响不大。因而,本条推荐采用三轴车辆为实验加载车辆。
当设计荷载为汽车-超20级或公路-I级时,采用两辆三轴车辆模仿55t重车是当前国内比较常用做法。由于车型差别及荷载效率控制值差别,普通依照车型及荷载效率恰当调节两车之间间距。
5.4.4 在进行大型特殊车辆荷载实验时,宜按实际轮位和轴重模
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