某大橋（主橋?yàn)?5 35 85斜塔斜拉-梁拱組合橋）成橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告.doc

某大橋（主橋?yàn)?5+35+85斜塔斜拉-梁拱組合橋）成橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告 某某大橋成橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)報(bào)告編號(hào): 檢 測(cè) 報(bào) 告 某省交通工程質(zhì)量檢測(cè)中心二一一年八月 某某大橋成橋靜、動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告 委 托 單 位: 某大橋工程項(xiàng)目指揮部承 擔(dān) 單 位:某省交通工程質(zhì)量檢測(cè)中心 資 質(zhì) 等 級(jí):交通運(yùn)輸部橋隧專項(xiàng) 計(jì)量合格證號(hào) : 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:項(xiàng) 目 總工:主要參加人員: 報(bào)告編寫:校 對(duì):審 核:批 準(zhǔn):中心主任: 目 錄 第一章 概 況11.1工程概況11.2常規(guī)檢測(cè)與荷載試驗(yàn)?zāi)康?1.2.1常規(guī)檢測(cè)目的31.2.2靜載試驗(yàn)?zāi)康?1.2.3動(dòng)載試驗(yàn)?zāi)康?1.3試驗(yàn)技術(shù)依據(jù)3 第二章 橋梁常規(guī)檢測(cè)52.1成橋線形52.1.1主拱圈線形52.1.2主橋橋面線形62.1.2主塔線形72.2成橋索力72.3 主要部位尺寸量測(cè)82.4 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)82.5主要部位外觀缺陷檢查92.6 常規(guī)檢測(cè)結(jié)論9 第三章 主橋靜荷載試驗(yàn)113.1荷載試驗(yàn)跨段113.2試驗(yàn)理論計(jì)算方法及計(jì)算模型113.3試驗(yàn)工況及加載效率123.4測(cè)點(diǎn)布置143.5測(cè)試方法及測(cè)試儀器163.6靜載試驗(yàn)加載車位163.6.1加載車輛及荷載173.6.2各工況加載車位183.7試驗(yàn)結(jié)果及分析243.7.1工況1、2測(cè)試結(jié)果分析243.7.2工況3、4測(cè)試結(jié)果分析263.7.3工況5、6測(cè)試結(jié)果分析273.7.4工況7、8測(cè)試結(jié)果分析293.7.5工況9測(cè)試結(jié)果分析313.7.6構(gòu)件裂縫和局部失穩(wěn)狀況313.8主橋靜載試驗(yàn)小結(jié)32 第四章 主橋動(dòng)載試驗(yàn)334.1試驗(yàn)?zāi)康?34.2測(cè)試儀器334.3試驗(yàn)荷載334.4振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置334.5試驗(yàn)工況344.6數(shù)據(jù)整理與分析354.6.1跑車、跳車試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總354.6.2剎車試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總364.6.3沖擊系數(shù)分析374.6.4橋梁結(jié)構(gòu)阻尼比394.6.5橋梁振動(dòng)特性分析394.6.6橋梁結(jié)構(gòu)行車下舒適度評(píng)價(jià)434.7動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定45 第六章 常規(guī)檢測(cè)及靜、動(dòng)荷載試驗(yàn)綜合結(jié)論47 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試照片48 致謝50 注 意 事 項(xiàng)51某某大橋成橋靜動(dòng)載試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告第一章 概 況1.1工程概況某某大橋K0+457.46K0+879.42長(zhǎng)421.96米,其中西引橋?yàn)?321m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板,東引橋?yàn)?21m+221m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板+13米鋼筋混凝土簡(jiǎn)支板,主橋?yàn)?5+35+85斜塔斜拉-梁拱組合橋。主橋主塔斜角67度,為C50鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),拉索錨固區(qū)采用帶折線的“工”字型,斜塔柱為矩形實(shí)心斷面。塔柱設(shè)置7對(duì)斜拉索,雙索面扇形布置。主橋主梁采用2.5m高C55預(yù)應(yīng)力混凝土等高度梁,橫截面為單箱四室直腹板形式。斷面上跨中兩邊腹板寬為180cm,兩中腹板寬為40cm,主梁跨中頂板厚為28cm,底板厚為25cm;中支點(diǎn)頂板厚53cm,底板厚為50cm,邊腹板厚為250cm,中腹板厚為80cm,并設(shè)置斜向過渡段,以利于應(yīng)力擴(kuò)散;其它主梁截面形式根據(jù)其受力不同而變化。主拱采用圓弧拱矢跨比1/4.5,拱肋采用單根1150mm鋼管混凝土,主拱鋼板厚度20mm。西側(cè)斜拉索錨固于55米跨采用PES7-3755,東側(cè)斜拉索采用PES7-85、PES7-109、PES7-139,兩端采用冷鑄錨。下部構(gòu)造采用樁基礎(chǔ),Y型橋墩;0號(hào)橋臺(tái)采用樁接輕型橋臺(tái),15號(hào)橋臺(tái)為樁接臺(tái)帽式橋臺(tái)。設(shè)計(jì)荷載:公路I級(jí),人群荷載3.5kN/m2。主橋及東引橋?qū)?3米人行道+22米行車道+3米人行道,共28米含欄桿,西引橋?qū)?1米人行道+22米行車道+1米人行道,共24米含欄桿。大橋主橋立面示意圖如圖1-1,橫斷面如圖1-2;大橋詳情參見施工圖設(shè)計(jì)。某某大橋主橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,同時(shí)具有斜塔斜拉橋、拱橋的受力特性,受力行為非常復(fù)雜,設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理難度均較高。依據(jù)公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及橋梁養(yǎng)護(hù)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定,技術(shù)復(fù)雜橋梁應(yīng)該在竣工后進(jìn)行荷載試驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論的正確性、驗(yàn)證橋梁狀態(tài)是否達(dá)到設(shè)計(jì)正常使用極限狀態(tài)的要求,留下橋梁竣工良好狀態(tài)情況下的力學(xué)指紋,為以后橋梁養(yǎng)護(hù)、管理、維修以及橋梁健康狀態(tài)的判別提供技術(shù)依據(jù)和參考資料。同時(shí)本橋進(jìn)行荷載試驗(yàn)可以起到豐富、發(fā)展、完善橋梁設(shè)計(jì)理論的作用。因而本橋進(jìn)行荷載試驗(yàn)不僅是必要的,對(duì)橋梁學(xué)科的發(fā)展也是有現(xiàn)實(shí)意義的。圖1-1 某大橋主橋總體布置示意圖 單位m圖1-2 某大橋主橋橫斷面布置示意圖 單位m1.2常規(guī)檢測(cè)與荷載試驗(yàn)?zāi)康?.2.1常規(guī)檢測(cè)目的橋梁常規(guī)檢查主要目的為:驗(yàn)證橋梁構(gòu)件混凝土強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求;量測(cè)成橋線形及構(gòu)件內(nèi)力是否與設(shè)計(jì)相吻合;量測(cè)主要部位結(jié)構(gòu)尺寸是否與設(shè)計(jì)相符;檢查構(gòu)件各部位的病害。橋梁常規(guī)檢測(cè)為荷載試驗(yàn)計(jì)算提供一些重要的參數(shù)。1.2.2靜載試驗(yàn)?zāi)康臉蛄航Y(jié)構(gòu)靜荷載試驗(yàn)是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物工作狀態(tài)進(jìn)行直接測(cè)試的一種鑒定手段。橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下,測(cè)試結(jié)構(gòu)控制截面的靜應(yīng)變、靜撓度,從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和受力性能;對(duì)新建橋梁的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定,為竣工驗(yàn)收提供依據(jù);為即將投入使用的橋梁的運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)積累科學(xué)技術(shù)資料,充實(shí)和發(fā)展橋梁設(shè)計(jì)理論。1.2.3動(dòng)載試驗(yàn)?zāi)康臉蛄哼M(jìn)行動(dòng)載試驗(yàn)的目的是:測(cè)定橋梁的自振頻率、阻尼特性,測(cè)定結(jié)構(gòu)受迫振動(dòng)的振幅、沖擊系數(shù)等,為橋梁的正常使用提供指導(dǎo),防止出現(xiàn)危害橋梁安全的共振現(xiàn)象,判定橋梁的實(shí)際動(dòng)力性能是否符合設(shè)計(jì)要求。1.3試驗(yàn)技術(shù)依據(jù)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文公路工程部分,建設(shè)部,2008年; 大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法經(jīng)1982年10月在柏林舉行的專題第五次專家會(huì)議通過,交通部公路科學(xué)研究所、交通部公路局技術(shù)處、交通部公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院,1982年10月,北京以下簡(jiǎn)稱試驗(yàn)方法; 公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程報(bào)批稿,交通部公路科學(xué)研究所; 公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGB01-2003; 公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTG D60-2004; 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTGD62-2004; 公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/T D65-01-2007; 公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范JTG H11-2004; 城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范CJJ-99-2003;公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004;城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范CJJ2-2008;某市某大橋工程施工圖設(shè)計(jì),中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 2009年6月。某某大橋施工監(jiān)控報(bào)告等原始技術(shù)資料。 第二章 橋梁常規(guī)檢測(cè)依據(jù)交通部公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、公路橋涵養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范、城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范及建設(shè)部城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范,結(jié)合某大橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn),常規(guī)檢測(cè)主要包括以下內(nèi)容:成橋狀態(tài)橋梁線形及內(nèi)力測(cè)試、主要部位尺寸量測(cè)、關(guān)鍵部位混凝土強(qiáng)度檢測(cè)、主要部位外觀缺陷檢查。2.1成橋線形斜拉-拱組合橋成橋線形與施工階段密切相連,通過實(shí)測(cè)橋梁成橋線形,對(duì)試驗(yàn)理論計(jì)算模型加以修正,也為橋梁后期管養(yǎng)提供重要依據(jù)。本次成橋線形測(cè)量包含主拱圈、主塔及主橋橋面線形。2.1.1主拱圈線形 在主拱圈下緣8等份點(diǎn)設(shè)置測(cè)點(diǎn),采用全站儀測(cè)試拱圈下緣豎向坐標(biāo),按設(shè)計(jì)拱圈直徑推定實(shí)測(cè)拱軸線。主拱圈實(shí)測(cè)拱軸線與設(shè)計(jì)拱軸線比對(duì)圖如圖2-1所示。圖2-1 實(shí)測(cè)拱軸線示意圖 圖中可以看出,上下游實(shí)測(cè)拱軸線跨徑、矢跨比與設(shè)計(jì)值較為吻合,拱軸線形與設(shè)計(jì)值存在一定的偏差。2.1.2主橋橋面線形 從6#墩至9#墩,縱橋向每10m設(shè)置一個(gè)測(cè)試斷面,每斷面在橋面上中下游布置3個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)量結(jié)果詳見表2.1所示。實(shí)測(cè)橋面豎向線形圖如圖2-2所示。主橋橋面高程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)一覽表 表2.1位置上游橋面中線下游上游橫坡下游橫坡6#墩49.05349.21149.0421.45%1.55%10m49.15749.32149.1571.50%1.50%20m49.34749.52649.3751.64%1.39%30m49.57249.70749.5571.24%1.38%40m49.73749.86949.7121.21%1.44%50m49.87949.99749.8391.08%1.45%60m49.91550.08949.9081.60%1.66%70m49.97350.13749.9551.50%1.67%80m50.00150.15649.9401.42%1.98%90m50.00450.15149.9611.35%1.74%100m49.92650.09249.9191.52%1.59%110m49.83850.00049.8311.49%1.55%120m49.68149.87049.6971.73%1.59%130m49.51549.69449.5141.64%1.65%140m49.33849.49949.3391.48%1.47%150m49.14249.30249.1221.47%1.65%160m48.90549.07748.9171.58%1.47%170m48.67448.83048.6841.43%1.34%9#墩175m48.46248.63248.4751.56%1.44%注:表中高程為假定高程,測(cè)點(diǎn)布置圖如圖2-2。 從表2.1及圖2-2可以得出: 1.橋面實(shí)測(cè)豎向線形與設(shè)計(jì)值偏差較大,6#7#墩跨較設(shè)計(jì)線形低,8#9#墩跨較設(shè)計(jì)線形高,由于線形比對(duì)圖中實(shí)測(cè)高程為假定高程,且假定6#墩實(shí)測(cè)與設(shè)計(jì)一致,故圖中高程差值僅供參考; 2.橋面橫坡實(shí)測(cè)值位于1.21%1.98%之間,與設(shè)計(jì)值1.5%較為吻合; 圖2-2 橋面豎向線形示意圖2.1.2主塔線形本次檢測(cè)主塔線形主要測(cè)試主塔斜率,在塔底及塔頂設(shè)置測(cè)點(diǎn),根據(jù)實(shí)測(cè)兩點(diǎn)的水平距離及垂直距離,利用三角關(guān)系計(jì)算出主塔斜率。實(shí)測(cè)塔柱斜角為:66.42上游塔柱、66.36下游塔柱,接近設(shè)計(jì)值67。2.2成橋索力 斜拉橋的拉索是主要承重的構(gòu)件,斜拉橋在運(yùn)營(yíng)階段,拉索索力及和分析是非常重要的,本次檢測(cè)采用采用環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)法測(cè)定拉索振動(dòng)頻率,采集的信號(hào)經(jīng)頻譜分析得出拉索自振頻率,進(jìn)而求出拉索索力,拉索索力力測(cè)試結(jié)果見表2.2。 成橋狀態(tài)下拉索索力測(cè)試結(jié)果表 表2.2上游索下游索拉索號(hào)實(shí)測(cè)索力kN設(shè)計(jì)索力kN實(shí)測(cè)-設(shè)計(jì)%拉索號(hào)實(shí)測(cè)索力kN設(shè)計(jì)索力kN實(shí)測(cè)-設(shè)計(jì)%A1714750 -5 A1744 750 -1 A2731750 -3 A2832 750 11 A310591100 -4 A31099 1100 0 A411781100 7 A41236 1100 12 A511691100 6 A51074 1100 -2 A611381100 3 A61162 1100 6 A7774750 3 A7741 750 -1 B125192600 -3 B12519 2600 -3 B224592600 -5 B22471 2600 -5 B331923250 -2 B33390 3250 4 B433833250 4 B43422 3250 5 B534253250 5 B53356 3250 3 B622432100 7 B62231 2100 6 B719282100 -8 B72038 2100 -3 注:1.拉索編號(hào)從與設(shè)計(jì)圖中相同,從靠近塔側(cè)至遠(yuǎn)離塔側(cè)依次編排,A表示55m跨的斜拉索; 2.表中設(shè)計(jì)索力為設(shè)計(jì)圖紙中給出的成橋索力值。 由表2.2可看出: 實(shí)測(cè)斜拉索索力與設(shè)計(jì)索力基本接近,相對(duì)誤差在-8%+12%之間;成橋狀態(tài)下斜拉索索力上下游比較對(duì)稱,實(shí)測(cè)索力安全系數(shù)大于2.5,滿足公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/T D65-01-2007要求。2.3 主要部位尺寸量測(cè)在試驗(yàn)前,主要對(duì)橋面布置、跨徑、各關(guān)鍵部位尺寸進(jìn)行復(fù)核性量測(cè),以確保荷載試驗(yàn)理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè),主梁腹板高度2.208m、梁底寬25.811m,橋面寬為:3.02米人行道+22.03米行車道+3.04人行道,共28.09米,實(shí)測(cè)跨徑175.056m6#墩與9#墩中線距離。2.4 混凝土強(qiáng)度檢測(cè)混凝土強(qiáng)度系衡量構(gòu)件抗力的一個(gè)重要指標(biāo),它的量值直接關(guān)系到橋梁的承載能力與使用安全。根據(jù)某大橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀況,依據(jù)回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程JGJ/T23-2001,采用回彈法對(duì)主橋主要構(gòu)件進(jìn)行混凝土強(qiáng)度檢測(cè)。各檢測(cè)部位、測(cè)試方法與測(cè)區(qū)數(shù)詳見表2.3所示。測(cè)試結(jié)果詳見表2.4所示。混凝土強(qiáng)度測(cè)區(qū)一覽表表2.3構(gòu)件名結(jié)構(gòu)部位測(cè)試方法測(cè)區(qū)數(shù)主梁85m跨L/3附近梁底下緣回彈法10主塔下游塔柱內(nèi)緣回彈法10 混凝土強(qiáng)度推定值一覽表 表2.4構(gòu)件名結(jié)構(gòu)部位混凝土強(qiáng)度推定值MPa設(shè)計(jì)主梁東岸下游主塔下橫梁處內(nèi)緣58.5C55主塔東岸下游錨碇外緣53.0C50經(jīng)檢測(cè),某大橋主橋主梁、主塔實(shí)際混凝土推定強(qiáng)度大于混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度。2.5主要部位外觀缺陷檢查試驗(yàn)前,對(duì)某大橋主橋主要構(gòu)件進(jìn)行外觀檢查。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn):主梁55m跨0.4L截面1截面下緣混凝土松散;主橋伸縮縫夾砂。由于主橋主梁下部現(xiàn)澆支架已經(jīng)拆除,且主梁及主塔外均有涂層,主塔內(nèi)部無(wú)爬梯,主塔及主梁下緣的錨頭均無(wú)法檢查,僅從外觀上看,主橋主拱圈、吊桿、斜拉索、主塔、主梁、橋墩、支座各外觀鑒定項(xiàng)目基本滿足公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004及城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范CJJ2-2008的要求。2.6 常規(guī)檢測(cè)結(jié)論主拱圈、橋面豎向線形與設(shè)計(jì)值存在偏差,主拱圈實(shí)測(cè)失跨比及橋面橫坡與設(shè)計(jì)值較為吻合。實(shí)測(cè)成橋斜拉索索力與設(shè)計(jì)成橋索力吻合,成橋狀態(tài)下實(shí)測(cè)索力安全系數(shù)大于2.5,滿足公路斜拉橋設(shè)計(jì)細(xì)則JTG/T D65-01-2007要求。主橋主梁測(cè)試截面1截面下緣混凝土表層不密實(shí),強(qiáng)度稍低,主橋伸縮縫夾泥。大橋其余實(shí)測(cè)項(xiàng)目基本滿足公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)JTG F80/1-2004及城市橋梁工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范CJJ2-2008要求。第三章 主橋靜荷載試驗(yàn)3.1荷載試驗(yàn)跨段主橋6#墩9#墩55m跨、35m跨及85m跨分別進(jìn)行靜載試驗(yàn)。3.2試驗(yàn)理論計(jì)算方法及計(jì)算模型全橋運(yùn)營(yíng)階段的內(nèi)力及加載效率采用空間桿系模型計(jì)算分析。各試驗(yàn)工況理論值采用空間實(shí)體模型計(jì)算分析。試驗(yàn)加載效率的計(jì)算采用有限元計(jì)算模擬大橋成橋狀態(tài),在合理的成橋狀態(tài)基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)加載計(jì)算?？臻g桿系計(jì)算模型如圖3-1,空間實(shí)體計(jì)算模型如圖3-2所示。圖3-1 空間桿系計(jì)算模型圖圖3-2 空間實(shí)體計(jì)算模型圖 空間桿系模型計(jì)算要點(diǎn)及相關(guān)參數(shù)取值如下:活載計(jì)算采用公路I級(jí)為控制荷載,車道布置依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,非機(jī)動(dòng)車道及人行道采用人群加載集度為3.5kN/m2;計(jì)算相關(guān)參數(shù)取值依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及常規(guī)檢測(cè)結(jié)果;根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定的施工階段建立結(jié)構(gòu)有限元模型仿真分析。 空間實(shí)體模型計(jì)算要點(diǎn)及相關(guān)參數(shù)取值如下:1.分別用索單元、梁?jiǎn)卧?、?shí)體單元模擬某大橋的斜拉索吊桿、塔拱圈及主梁;2.試驗(yàn)加載計(jì)算在成橋內(nèi)力狀態(tài)基礎(chǔ)上進(jìn)行加載計(jì)算;3.未考慮橋面鋪裝層參與活載受力,動(dòng)力計(jì)算考慮二期恒載的影響;3.3試驗(yàn)工況及加載效率依據(jù)試驗(yàn)方法,結(jié)合本橋受力特點(diǎn),選取如下12個(gè)靜載試驗(yàn)工況,為更好檢測(cè)橋梁在運(yùn)營(yíng)過程中承受不利荷載情況,各試驗(yàn)工況視其不利情況采用對(duì)稱與偏載兩種情況加載。55m跨主梁0.4L截面距6#墩中心線22.16m最大正彎矩;7#墩頂主梁截面最大負(fù)彎矩;8#墩頂斜塔側(cè)主梁截面最大負(fù)彎矩;85m跨主梁0.37L截面距9#墩中心線31.7m最大正彎矩;主塔根部截面最大彎矩;拱頂截面最大正彎矩及豎向撓度;拱腳截面最大彎矩;斜塔頂最大水平位移;拉索最大索力增量;85m跨中吊桿最大索力增量;主梁最大縱橋向水平位移;主梁支點(diǎn)截面9#墩最大剪力。根據(jù)等待荷載的方法,依據(jù)試驗(yàn)方法,按照下式確定靜載試驗(yàn)效率:式中:加載效率; 試驗(yàn)荷載作用下,某工況最大計(jì)算效應(yīng)值; 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載不計(jì)沖擊作用時(shí)產(chǎn)生的某試驗(yàn)工況最不利計(jì)算效應(yīng)值; 設(shè)計(jì)取用的沖擊系數(shù);試驗(yàn)荷載采用三軸載重汽車前軸重60kN,中后軸重120kN,前中軸距為3.5m,中后軸距為1.3m,輪距1.9m。根據(jù)本橋的受力特點(diǎn),適當(dāng)?shù)夭贾眉虞d車輛,可將部分工況合并,最終靜載試驗(yàn)工況及加載效率如表3.1。主橋各靜載工況試驗(yàn)效率表 表3.1 工況 試驗(yàn)項(xiàng)目 設(shè)計(jì)活載效應(yīng) 試驗(yàn)荷載效應(yīng)靜載試驗(yàn)效率 工況1偏載工況 工況2對(duì)稱工況55m跨0.40L截面最大正彎矩25990 256620.99 工況3偏載工況 工況4對(duì)稱工況7#墩頂截面最大負(fù)彎矩22492 214620.95 工況5偏載工況 工況6對(duì)稱工況8#墩頂斜塔側(cè)主梁截面最大負(fù)彎矩34271 288160.84 主塔最大縱橋向位移0.0110.0090.82 主梁最大縱橋向位移0.0040.004 1.00 工況7偏載工況 工況8對(duì)稱工況85m跨0.37L截面最大正彎矩32922301520.92 斜索跨中最大索力增量92.980.60.86 跨中吊桿最大索力增量50.148.5 0.97工況9主梁支點(diǎn)截面9#墩最大剪力16296790.42注:表中數(shù)據(jù)彎矩單位為kN?m,位移單位為m,下?lián)蠟檎?縱橋向?yàn)檎?索力、吊桿力及剪力單位為kN;支點(diǎn)剪力工況為次要試驗(yàn)工況。3.4測(cè)點(diǎn)布置 1.應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置在主梁各控制截面14截面梁底布置7個(gè)縱橋向應(yīng)變測(cè)點(diǎn),85m跨0.37L截面4截面及55m跨0.4L截面1截面腹板沿梁高等分布置5個(gè)縱橋向混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。9#墩支點(diǎn)附近主梁沿梁高等分布置4個(gè)主應(yīng)力剪應(yīng)力測(cè)點(diǎn)45直角應(yīng)變花。在主塔底截面5截面四個(gè)角點(diǎn)處布置垂直向混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。在主拱圈頂及底部截面6、7截面上下緣沿拱軸線布置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。各應(yīng)變測(cè)試截面如圖3-3所示,測(cè)點(diǎn)布置示意如圖3-4所示。 2.撓度測(cè)點(diǎn)布置 1截面梁底布置3個(gè)百分表?yè)隙葴y(cè)點(diǎn),4截面橋面布置3個(gè)撓度測(cè)點(diǎn),塔頂布置1個(gè)縱橋向位移測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)布置如圖3-3所示。主橋各跨支座處布置支座變形測(cè)點(diǎn)圖中為示。 在橋各跨除控制斷面布置撓度測(cè)點(diǎn)外,偏載側(cè)橋面每隔一定位置布置撓度測(cè)點(diǎn),用于測(cè)試橋面撓度曲線。圖3-3 主橋各測(cè)試斷面位置圖圖3-4 主橋各測(cè)試斷面測(cè)點(diǎn)布置示意圖3.5測(cè)試方法及測(cè)試儀器主梁撓度撓曲線、主塔偏位測(cè)試55m跨撓度采用百分表測(cè)試,85m跨撓度采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)試,所有橋面撓度曲線均采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)試。主塔偏位采用全站儀測(cè)試。應(yīng)力測(cè)試混凝土及主拱圈應(yīng)變均采用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)量。斜拉索力測(cè)試斜橋索索力采用振動(dòng)測(cè)試法測(cè)試?；炷量赡芰芽p觀測(cè)混凝土裂縫寬度用裂縫觀測(cè)儀測(cè)讀。靜載試驗(yàn)儀器如表3.2所示。主橋靜載試驗(yàn)主要儀器一覽表 表3.2設(shè)備名稱設(shè)備型號(hào)數(shù)量設(shè)備精度用途備注混凝土電阻應(yīng)變儀DH381521混凝土及拱圈應(yīng)變測(cè)試60通道INV動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)/1/索力測(cè)試/徠卡全站儀TCR40211mm主塔偏位瑞士進(jìn)口徠卡電子水準(zhǔn)儀DNA0310.01mm橋面撓度撓曲線瑞士進(jìn)口百分表/若干0.01mm梁底撓度/電阻應(yīng)變片BX120-100AABX120-2AA若干2.081%應(yīng)變測(cè)試/3.6靜載試驗(yàn)加載車位靜載試驗(yàn)采用14輛30噸的重車為加載車。靜載試驗(yàn)前,使用部分加載車在橋上緩行幾次并停放,進(jìn)行預(yù)壓,以消除結(jié)構(gòu)塑性變形并使測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)入正常的工作狀態(tài),正式加載時(shí)分級(jí)加載。3.6.1加載車輛及荷載本次試驗(yàn)車輛選用14輛自卸重車,其主要技術(shù)指標(biāo)見表3.3,車輛重量見表3.3。試驗(yàn)車輛技術(shù)指標(biāo) 表3.3 序號(hào)車號(hào)軸距m輪距mL1L2L3前輪距L4中、后輪距1329923.501.301.901.902517883.501.301.901.903322483.501.301.901.904821273.501.301.901.905517783.501.301.901.906821163.501.301.901.907329503.501.301.901.908517903.501.301.901.909515533.501.301.901.9010329783.501.301.901.9011821193.501.301.901.9012329823.501.301.901.9013821283.501.301.901.9014123.501.301.901.90試驗(yàn)車輛重量表kN表3.4序號(hào)車 號(hào)前軸重中、后軸重總重13299274 257 33125178881236317332248782313094821277823331155177885223308682116762323087329507323731085179070232302951553642332971032978802253051182119732453181232982852173021382128722212931412692523213.6.2各工況加載車位 工況1:55m跨0.4L1截面截面最大正彎矩偏載加載:分四級(jí)加載,按照1、3、2、4列順序依次加載偏載側(cè)為第1列;卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-5所示,圖中單位均為m,后續(xù)工況車位圖中單位均同。圖3-5 工況1加載車位示意圖 工況2:55m跨0.4L1截面截面最大正彎矩對(duì)稱加載加載:分四級(jí),按照2、3、1、4列順序依次加載; 卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-6所示。圖3-6 工況2加載車位示意圖 工況3:主梁7#墩截面2截面最大負(fù)彎矩偏載加載:按照工況1分級(jí)加載;卸載:按加載分級(jí)卸載。車位布置如圖3-7所示。圖3-7 工況3加載車位示意圖 工況4:主梁7#墩截面2截面最大負(fù)彎矩對(duì)稱加載加載:按工況2分級(jí)加載;卸載:按加載分級(jí)卸載。車位布置如圖3-8所示。圖3-8 工況4加載車位示意圖 工況5:主梁8#墩斜塔側(cè)截面3截面最大負(fù)彎矩偏載加載:按1、3、2、4列加載順序分級(jí)加載;卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-9所示。圖3-9 工況5加載車位示意圖 工況6:主梁8#墩斜塔側(cè)截面3截面最大負(fù)彎矩對(duì)稱加載加載:按工況5加載順序分級(jí)加載;卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-10所示。圖3-10 工況6加載車位示意圖 工況7:主梁85m跨0.37L4截面截面最大正彎矩偏載加載:按工況1加載順序分級(jí)加載;卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-11所示。圖3-11 工況7加載車位示意圖 工況8:主梁85m跨0.37L截面最大正彎矩對(duì)稱載加載:按工況2加載順序分級(jí)加載;卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-12所示。圖3-12 工況8加載車位示意圖 工況9:主梁9#墩支點(diǎn)截面最大剪力對(duì)稱加載加載:按3、4、2、5、1、6列順序分3級(jí)加載;卸載:按加載順序分級(jí)卸載。車位布置如圖3-13所示。圖3-13 工況9加載車位示意圖3.7試驗(yàn)結(jié)果及分析每次加載后觀測(cè)儀表的讀數(shù),讀數(shù)穩(wěn)定后記錄各工況測(cè)試數(shù)據(jù),繼續(xù)加卸下一級(jí)荷載直至試驗(yàn)完畢。每一次的數(shù)據(jù)實(shí)測(cè)值等于讀數(shù)值減去初讀數(shù)值。各測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)應(yīng)力按虎克定律,由測(cè)點(diǎn)應(yīng)變求得,材料相關(guān)參數(shù)按照設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)規(guī)范取值。根據(jù)試驗(yàn)情況,整理出試驗(yàn)橋跨在試驗(yàn)荷載作用下被測(cè)截面實(shí)測(cè)應(yīng)力值、撓度值與理論計(jì)算值的關(guān)系,并繪制相應(yīng)的表格及圖形。以下圖表中,主梁縱橋向應(yīng)力、拱圈應(yīng)力、拉索索力拉為正,主塔根部截面應(yīng)力為豎直向應(yīng)力,拉為正,撓度下?lián)蠟檎?“/”表示該處測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)失真。3.7.1工況1、2測(cè)試結(jié)果分析工況1、2為主橋55m跨0.4L1截面主梁最大正彎矩工況,工況1為偏載工況,工況2為對(duì)稱工況。工況1、2中,實(shí)測(cè)截面下緣應(yīng)力、撓度、及該跨下游側(cè)偏載側(cè)撓度曲線。工況1下實(shí)測(cè)1截面下緣混凝土縱橋向應(yīng)力如表3.5,1截面下緣撓度如表3.6,55m跨撓度曲線如圖3-14。工況2下實(shí)測(cè)1截面下緣混凝土縱橋向應(yīng)力如表3.7,1截面下緣撓度如表3.8。表3.53.7及圖3-18可知:工況1、2下,1截面下緣縱橋向應(yīng)力實(shí)測(cè)最大為1.68MPa,梁底撓度實(shí)測(cè)最大為6.75mm,兩個(gè)工況下1截面各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)在0.430.99之間,應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)變化較大,主要因梁橫向跨度大,剪力滯效應(yīng)明顯,材料部均勻所致;撓度校驗(yàn)系數(shù)在0.660.80之間,滿足試驗(yàn)方法要求校驗(yàn)系數(shù)小于1.05,該跨撓度曲線各測(cè)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)值均小于理論值,說明55m跨主梁實(shí)際工作性能滿足設(shè)計(jì)要求;卸載后各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)殘余應(yīng)力微小,撓度殘余值/實(shí)測(cè)值在5.3%7.5%之間,滿足試驗(yàn)方法要求小于0.2,說明55m跨梁體處于彈性工作狀態(tài),有較好的彈性恢復(fù)能力;偏載工況下,1截面撓度偏載系數(shù)實(shí)測(cè)為1.16。工況1 55m跨0.4L截面1截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.5 注:表中,7#點(diǎn)為偏載側(cè)測(cè)點(diǎn),1-7#從上游至下游依次編排,以下主梁應(yīng)力測(cè)點(diǎn)編號(hào)均同。 工況1 55m跨0.4L截面1截面下緣撓度結(jié)果表表3.6 注:表中,1#點(diǎn)為偏載側(cè)測(cè)點(diǎn),1-3#從下游至上游依次編排,以下主梁撓度測(cè)點(diǎn)編號(hào)均同。 圖3-14 工況1橋面下游撓度曲線55m跨工況2 55m跨0.4L截面1截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.7 工況2 55m跨0.4L截面1截面下緣撓度結(jié)果表表3.83.7.2工況3、4測(cè)試結(jié)果分析工況3、4為主橋7#頂主梁截面2截面最大負(fù)彎矩工況,工況3為偏載工況,工況4為對(duì)稱工況。工況3、4中,實(shí)測(cè)2截面下緣應(yīng)力、及55m跨下游側(cè)偏載側(cè)撓度曲線。工況3下實(shí)測(cè)2截面下緣混凝土縱橋向應(yīng)力如表3.9,55m跨撓度曲線如圖3-15。工況4下實(shí)測(cè)2截面下緣混凝土縱橋向應(yīng)力如表3.10。表3.9及表3.10可知:工況3、4下,2截面下緣縱橋向應(yīng)力實(shí)測(cè)最大為-0.79MPa,各測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)在0.770.90之間,實(shí)測(cè)值均小于理論值,卸載后各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)殘余應(yīng)力微小,說明該截面主梁靜力工作性能滿足設(shè)計(jì)要求,試驗(yàn)跨梁體處于彈性工作狀態(tài)。圖3-15可知:工況3下,55m跨撓度均小于理論值,說明該跨主梁實(shí)際變形工作能力滿足設(shè)計(jì)要求。工況3 7#墩頂主梁截面2截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.9工況4 7#墩頂主梁截面2截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.10圖3-15 工況3橋面下游撓度曲線55m跨3.7.3工況5、6測(cè)試結(jié)果分析工況5、6為主橋8#頂主梁截面3截面最大負(fù)彎矩工況,工況5為偏載工況,工況6為對(duì)稱工況。工況5、6中,實(shí)測(cè)3截面下緣應(yīng)力、主塔及主梁縱橋向位移、主塔根部截面應(yīng)力及85m跨下游側(cè)偏載側(cè)撓度曲線。工況5下實(shí)測(cè)3截面下緣混凝土縱橋向應(yīng)力如表3.11,工況6下實(shí)測(cè)3截面下緣混凝土縱橋向應(yīng)力如表3.12,85m跨撓度曲線如圖3-16。表3.11及表3.12可知:工況5、6下,3截面下緣縱橋向應(yīng)力實(shí)測(cè)最大為-1.23MPa,各測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)在0.440.81之間,實(shí)測(cè)值均小于理論值,卸載后各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)殘余應(yīng)力微小,說明該截面主梁實(shí)際靜力承載能力滿足設(shè)計(jì)要求,主梁有較好彈性恢復(fù)能力。圖3-16可知:工況6下,85m跨撓度均小于理論值,該跨主梁實(shí)際變形工作能力滿足設(shè)計(jì)要求。工況5、6下,主塔縱橋向位移理論計(jì)算值較小,最大小于5mm朝9#墩側(cè)偏,實(shí)測(cè)主梁及主塔縱橋向位移微小,主橋及主塔縱橋向剛度較大。主塔根部截面應(yīng)力垂直向理論值較小絕對(duì)值小于0.13MPa,實(shí)測(cè)主塔根部截面應(yīng)力垂直向微小小于0.1MPa,說明主塔實(shí)際工作性能好于理論預(yù)期。工況5 8#墩頂主梁截面3截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.11工況6 8#墩頂主梁截面3截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.12圖3-16 工況6橋面下游撓度曲線85m跨3.7.4工況7、8測(cè)試結(jié)果分析工況7、8為主橋85m跨0.37L截面4截面最大正彎矩工況,工況7為偏載工況,工況8為對(duì)稱工況。工況7、8中,實(shí)測(cè)4截面下緣應(yīng)力、4截面橋面撓度、主拱圈應(yīng)力、斜拉索索力見表3.133.17,85m跨撓度曲線如圖3-17。表3.13及表3.14可知:工況7、8下,4截面下緣縱橋向應(yīng)力實(shí)測(cè)最大為1.88MPa,各測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)在0.731.04之間,滿足試驗(yàn)方法要求,實(shí)測(cè)值均小于理論值,說明該截面主梁實(shí)際強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;卸載后各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)殘余應(yīng)力微小,說明試驗(yàn)跨梁體處于彈性工作狀態(tài)。表3.15及表3.16可知:工況7、8下,主拱圈拱腳及拱頂應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)在0.310.87之間拱腳下緣應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)偏小,系測(cè)點(diǎn)處應(yīng)變片工作異常所致。,實(shí)測(cè)值均小于理論值,主拱圈實(shí)際強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求;斜拉索索力增量最大的幾根索實(shí)測(cè)索力增量亦小于理論值,斜拉索工作正常。表3.17可知,工況8下,4截面各測(cè)點(diǎn)撓度測(cè)值均勻,各測(cè)點(diǎn)校驗(yàn)系數(shù)小于1.0,滿足試驗(yàn)方法要求,截面橫向剛度滿足設(shè)計(jì)要求。圖3-17可知,工況7下,85m跨橋面上下游撓度曲線與理論值相關(guān)性較好,實(shí)測(cè)值均小于理論計(jì)算值,該跨豎向整體剛度滿足設(shè)計(jì)要求。偏載工況下,4截面撓度偏載系數(shù)實(shí)測(cè)為1.23。工況7 85m跨0.37L主梁截面4截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.13工況8 85m跨0.37L主梁截面4截面下緣應(yīng)力結(jié)果表表3.14工況7 下游拱圈及拉索索力結(jié)果表 表3.15 主拱圈應(yīng)力MPa斜拉索索力kN拱頂上緣拱頂下緣拱腳上緣拱腳下緣B3#索B4#索B5#索實(shí)測(cè)值-3.05-0.28-13.955.34695940理論值-3.50-0.34-19.0014.60878360校驗(yàn)系數(shù)0.87 0.82 0.73 0.37 0.790.710.67工況8 下游拱圈及拉索索力結(jié)果表 表3.16 主拱圈應(yīng)力MPa斜拉索索力kN拱頂上緣拱頂下緣拱腳上緣拱腳下緣B3#索B4#索B5#索實(shí)測(cè)值-2.52 -0.39 -11.75 4.28 695240理論值-2.90-0.48-17.0013.60736850校驗(yàn)系數(shù)0.87 0.81 0.69 0.31 0.950.760.80工況8 85m跨0.37L截面4截面橋面撓度結(jié)果表表3.17圖3-17 工況7下85m跨橋面撓度曲線3.7.5工況9測(cè)試結(jié)果分析工況9為9#墩支點(diǎn)主梁最大剪力工況,該工況下,實(shí)測(cè)9#墩支點(diǎn)附近主梁下游側(cè)主梁腹板斜截面試驗(yàn)荷載引起的最大主拉應(yīng)力。實(shí)測(cè)結(jié)果表明,該工況下,測(cè)試截面最大主拉應(yīng)力較小,試驗(yàn)荷載引起的主拉應(yīng)力理論計(jì)算值微小小于0.1MPa;支點(diǎn)附近主梁受力較為復(fù)雜,較小的測(cè)試值可能存在較大的相對(duì)誤差。實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算值均很小,故認(rèn)為此處截面力學(xué)響應(yīng)屬正常。3.7.6構(gòu)件裂縫和局部失穩(wěn)狀況裂縫的評(píng)定主要是就試驗(yàn)荷載作用下受力裂縫出現(xiàn)和擴(kuò)展的狀態(tài)進(jìn)行分析。試驗(yàn)橋跨結(jié)構(gòu)試驗(yàn)前后及試驗(yàn)過程中,在可觀察范圍內(nèi)主拱圈未見焊縫開裂,混凝土構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)肉眼可見裂縫;未見鋼構(gòu)件局部失穩(wěn)和不可恢復(fù)的變形現(xiàn)象。3.8主橋靜載試驗(yàn)小結(jié)通過數(shù)據(jù)分析與評(píng)定,可以得出如下結(jié)論: 1.在靜荷載下,橋梁實(shí)際受力狀態(tài)與理論計(jì)算模式基本吻合,各測(cè)值均小于理論計(jì)算值,卸載后應(yīng)力回零良好,材料處于彈性受力狀態(tài)。 2.在靜荷載下,橋梁結(jié)構(gòu)變形與理論值基本吻合,各測(cè)值均小于理論計(jì)算值,卸載后殘余變形很小,結(jié)構(gòu)剛度滿足設(shè)計(jì)要求,結(jié)構(gòu)處于彈性受力狀態(tài),具有較好的整體剛度。 3.在橫橋向偏心荷載下,結(jié)構(gòu)變形及應(yīng)力偏載效應(yīng)不大;對(duì)稱作用下,結(jié)構(gòu)變形及應(yīng)力對(duì)稱性較好,橋梁結(jié)構(gòu)整體工作性能較好。 綜上所述:可以認(rèn)為本橋主橋靜載受力性能滿足設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)正常使用極限狀態(tài)。第四章 主橋動(dòng)載試驗(yàn)4.1試驗(yàn)?zāi)康膶?duì)于承受車輛活載為主要荷載的橋梁結(jié)構(gòu),當(dāng)車輛以一定速度通過橋梁時(shí),引起結(jié)構(gòu)振動(dòng),從而造成結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形比相同靜力荷載作用時(shí)要大,這種動(dòng)力反應(yīng)是橋梁結(jié)構(gòu)和車輛這兩個(gè)振動(dòng)系統(tǒng)相互作用的結(jié)果。它除與這兩個(gè)系統(tǒng)自身的動(dòng)力特性有關(guān)外,還與橋面平整度及車輛運(yùn)行狀況等因素有關(guān);所以通過動(dòng)力荷載試驗(yàn)測(cè)定結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載作用下的強(qiáng)迫振動(dòng)反應(yīng),可以判斷結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定性。4.2測(cè)試儀器本次動(dòng)載采用了北京東方振動(dòng)和噪聲技術(shù)研究所動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)INV動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)及北京光電技術(shù)研究所的激光撓度儀,各測(cè)試儀器功能見表4.1。動(dòng)載測(cè)試儀器一覽表 表4.1儀器名稱設(shè)備及傳感器型號(hào)測(cè)試項(xiàng)目INV動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)INV-CPCI 3020C智能數(shù)據(jù)采集處理分析儀、DASP大容量數(shù)據(jù)采集處理分析平臺(tái)軟件、INV1861應(yīng)變調(diào)理盒、941B超低頻速度傳感器。動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)變及自振參數(shù)激光撓度儀BJQN-5B型橋梁撓度檢測(cè)儀、光靶動(dòng)撓度4.3試驗(yàn)荷載動(dòng)載試驗(yàn)選用6輛靜重車作為激振設(shè)備,模擬車隊(duì)通過大橋的情況,另外還以2輛重車作為激振設(shè)備,模擬雙車通過大橋的情況。4.4振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置在某某大橋主橋85m跨8#墩9#墩主梁L/2、5L/8、2L/3、3L/4截面及55m跨L/2截面處各布置一個(gè)豎橋向振動(dòng)傳感器,在主橋85m跨主梁L/2、2L/3截面處各布置一個(gè)橫橋向水平拾振器,在主橋85m跨主梁L/2截面處各布置一個(gè)順橋向水平拾振器;在主橋85m跨主梁2L/3截面梁底處各布置一個(gè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)和一個(gè)動(dòng)態(tài)撓度測(cè)點(diǎn)光靶,某某大橋橋梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置圖如圖4-1所示。圖4-1 某某大橋結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)布置示意圖4.5試驗(yàn)工況1跑車試驗(yàn):在橋面無(wú)任何障礙的情況下,用載重汽車分別以10km/h、20km/h、30km/h、40km/h、50km/h勻速通過橋梁,測(cè)定試驗(yàn)橋跨結(jié)構(gòu)在運(yùn)行車輛荷載作用下的動(dòng)力響應(yīng);2剎車試驗(yàn):2輛載重汽車左右幅各一輛以20km/h在主跨85m跨L/2截面處立即剎車順橋向及斜向,測(cè)定試驗(yàn)橋跨結(jié)構(gòu)在剎車作用下的動(dòng)力響應(yīng);3模態(tài)振動(dòng)試驗(yàn):測(cè)量橋梁固有振動(dòng)自振頻率、振形、阻尼比。各工況描述如表4.2所示。某某大橋動(dòng)載試驗(yàn)工況描述表4.2項(xiàng)目工況車數(shù)輛工況描述跑車車隊(duì)10km/h跑車62列6輛并排同步跑車順橋向3排車,每排間距50米。車隊(duì)20km/h跑車6車隊(duì)30km/h跑車6雙車40km/h跑車22列2輛并排同步跑車。雙車50km/h跑車2剎車斜橋向剎車2車速20km/h,2輛車并排同步剎車。模態(tài)模態(tài)試驗(yàn)0/4.6數(shù)據(jù)整理與分析4.6.1跑車、跳車試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總跑車工況下,激光撓度儀及INV動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)實(shí)測(cè)各車速跑車下主橋85m跨2L/3截面處動(dòng)撓度及動(dòng)位移即振動(dòng)幅值D見表4.3。 跑車各工況實(shí)測(cè)最大動(dòng)撓度值 表4.3試驗(yàn)工況行駛方向動(dòng)撓度Ymm激光撓度儀振動(dòng)幅值DmmINV動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)車隊(duì)2車道6車10km/h上游跑車9#墩-6#墩2.4510.086車隊(duì)2車道6車10km/h下游跑車6#墩-9#墩4.1180.131車隊(duì)2車道6車20km/h上游跑車9#墩-6#墩2.5240.096車隊(duì)2車道6車20km/h下游跑車6#墩-9#墩4.1960.219車隊(duì)2車道6車30km/h上游跑車9#墩-6#墩2.9000.073車隊(duì)2車道6車30km/h下游跑車6#墩-9#墩4.3150.368雙車2車道2車40km/h下游跑車6#墩-9#墩2.2800.231雙車2車道2車50km/h下游跑車6#墩-9#墩2.3600.288上表可以看出,隨著跑車速度增加,實(shí)測(cè)振幅增加。各跑車工況下主梁2L/3截面下游橋面處動(dòng)位移時(shí)程曲線如圖4-24-6。 圖4-2 10km/h下游跑車動(dòng)位移時(shí)程曲線 圖4-3 20km/h下游跑車動(dòng)位移時(shí)程曲線 圖4-4 30km/h下游跑車動(dòng)位移時(shí)程曲線 圖4-5 40km/h下游跑車動(dòng)位移時(shí)程曲線 圖4-6 50km/h下游跑車動(dòng)位移時(shí)程曲線4.6.2剎車試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)匯總試驗(yàn)車以20km/h在主橋85m跨2L/3截面處立即剎車的振動(dòng)測(cè)值見表4.4。剎車時(shí)主梁跨中實(shí)測(cè)最大動(dòng)位移值 單位:mm 表4.4 試驗(yàn)工況振動(dòng)幅值Dmm雙車20km/h斜向剎車0.349剎車試驗(yàn)時(shí),主橋85m跨2L/3截面處動(dòng)位移時(shí)程曲線如圖4-7。圖4-7 雙車20km/h斜向剎車動(dòng)位移時(shí)程曲線4.6.3沖擊系數(shù)分析當(dāng)車輛以一定速度通過橋跨或在跨中以一定的速度越障時(shí),將引起橋梁的振動(dòng),從而使橋梁結(jié)構(gòu)在靜應(yīng)力的基礎(chǔ)上承受較大的動(dòng)應(yīng)力,動(dòng)撓度也比相同靜載時(shí)大。這種動(dòng)荷載對(duì)應(yīng)力和撓度增大的影響,通常采用沖擊系數(shù)來(lái)衡量。沖擊系數(shù)的大小綜合反映了橋跨結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能、橋面平整度及運(yùn)行車輛的動(dòng)力特性、車速等因素的影響。因此沖擊系數(shù)往往成為確定車輛載荷對(duì)橋梁動(dòng)力作用的重