1鄂東長江大橋荷載試驗(yàn)實(shí)例2目錄第一部分總則第二部分橋梁狀態(tài)測量結(jié)果

第三部分靜載試驗(yàn)測試結(jié)果第四部分動載試驗(yàn)測試結(jié)果第五部分結(jié)論3總則工程概況湖北鄂東長江公路大橋位置：長江水道中游，黃石長江大橋上游約1.3km；橋梁總長：6.3km；主跨跨徑：926m；橋面凈寬：33m；車道：雙向6車道；設(shè)計車速：100km/h。4總則

主橋?yàn)椋?×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5）m九跨連續(xù)半飄浮體系的雙塔雙索面混合梁斜拉橋。5總則工程概況2010年8月16日提交了包含試驗(yàn)加載輪位的鄂東大橋動靜載試驗(yàn)實(shí)施細(xì)則，并順利通過專家組評審；于2010年8月25日～9月10日期間對大橋的主橋及南北灘橋進(jìn)行成橋狀態(tài)測量和外觀普查；2010年9月4日～9月8日，順利完成了大橋靜動載試驗(yàn)2010年10月中旬，提交了正式試驗(yàn)報告。6總則顯著的幾何非線性；溫度效應(yīng)復(fù)雜；鋼砼結(jié)合段正交異性板主塔較高振動復(fù)雜大跨度鋼混凝土混合梁斜拉橋難點(diǎn)理論分析難度大試驗(yàn)工作量大組織工作復(fù)雜安全質(zhì)量控制高溫影響主橋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及難點(diǎn)7檢驗(yàn)承載能力、工作狀態(tài)、可靠性；強(qiáng)度及剛度評價，提供驗(yàn)收、評定、管養(yǎng)依據(jù)；測試結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)，檢驗(yàn)其是否符合要求；探索特大橋受力規(guī)律，積累橋梁實(shí)踐資料；了解結(jié)構(gòu)動力性能，確定運(yùn)營條件、注意事項(xiàng)；檢驗(yàn)施工質(zhì)量，提供的運(yùn)營和養(yǎng)護(hù)依據(jù)；提供橋梁運(yùn)營健康監(jiān)測的初始狀態(tài)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)總則試驗(yàn)?zāi)康?總則試驗(yàn)依據(jù)1）湖北鄂東長江公路大橋設(shè)計圖紙2）《公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》

（JTGD62-2004）3）《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTGB01-2003）4）《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60—2004）5）《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTGF80/1—2004）6）《公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范》（JT/T4-2004）7）《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》（1982）8）國家現(xiàn)行的其他橋涵工程試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程9）業(yè)主審批及專家評審?fù)ㄟ^的荷載試驗(yàn)細(xì)則9第二部分橋梁狀態(tài)測量外觀檢測主橋恒載線形恒載索力測試橋梁狀態(tài)測量10橋梁狀態(tài)測量外觀檢測斜拉索外觀；混凝土梁外觀；主塔外觀；鋼箱梁及鋼混凝土結(jié)合段外觀；橋面鋪裝層外觀。主體結(jié)構(gòu)附屬結(jié)構(gòu)支座；伸縮縫；橋面系附屬設(shè)施。方法

資料收集；肉眼觀測，照片收集；儀器測量，數(shù)據(jù)收集。11橋梁狀況測量主橋總體良好。側(cè)鋼混混結(jié)合段附近鋼箱箱梁內(nèi)部有水漬，，底板表面輕微銹銹蝕。鋼箱梁混凝土箱梁總體完好。鋼混結(jié)結(jié)合段附近的箱梁梁內(nèi)部存在積水，，并有少量雜物。。檢查及荷載試驗(yàn)驗(yàn)過程中，邊跨混混凝土箱梁未見結(jié)結(jié)構(gòu)性裂縫。鋼混結(jié)合段表觀整體較為完好好，內(nèi)有少量雜物物。斜拉索斜拉索PE護(hù)套、錨頭等均較較為完好。斜拉索索外置式阻尼器外外觀良好。支座和伸縮縫狀況良好，工作性性能正常。橋面系及附屬設(shè)施外觀良好，工作性性能正常。12恒載線形橋梁狀況測量主梁線形測點(diǎn)與監(jiān)監(jiān)控基本一致：測測點(diǎn)橫向布置在上上下游側(cè)防撞護(hù)欄欄的路沿石頂面；；邊跨線形測點(diǎn)縱縱向間距為拉索梁梁端標(biāo)準(zhǔn)間距7.5m，主跨線形測點(diǎn)縱縱向間距為拉索梁梁端標(biāo)準(zhǔn)間距為15m。主橋13主橋從測量結(jié)果可以看看出，主橋恒載線線形總體上較為光光滑平順。主橋橋面設(shè)計高程程標(biāo)記點(diǎn)處的恒載載線形圖測量儀器：水準(zhǔn)儀儀、全站儀；測量時間：2010年9月8日下午16:00～18:30；測量氣溫：26℃～28℃；測量風(fēng)力：微風(fēng)（（≤3級），無持續(xù)風(fēng)向向。橋梁狀況測量14恒載索力橋梁狀況測量恒載總索力與二恒恒鋪裝后理論恒載載總索力的差值約約為-2.2%，實(shí)測索力與理論論值相比總體上略略為偏小。上游側(cè)總索力與下下游側(cè)總索力的比比值為99.74%,上下游側(cè)索力總體體偏差不大。根據(jù)《鄂東長江公路大橋橋主橋主梁及拉索索施工控制手冊》，本次測試的90%以上斜拉索實(shí)測索索力滿足該文件的的索力控制精度要要求，成橋索力控控制較好。例例15第三部分靜靜載試驗(yàn)測試測試內(nèi)容加載方法主橋應(yīng)力測試靜載試驗(yàn)測試主橋溫度測試有限元計算試驗(yàn)結(jié)果及舉例16靜載試驗(yàn)測試測試內(nèi)容主梁關(guān)鍵截面；主塔關(guān)鍵截面；結(jié)構(gòu)局部（結(jié)合段段、鋼錨箱；斜拉索索力；應(yīng)力及索力位移主塔空間位置；梁體撓度；支座位移梁端轉(zhuǎn)角其它裂縫觀測（既有變變化、新出現(xiàn)查找找；）溫度場測量（索、、梁、塔、環(huán)境溫溫度）；風(fēng)速、風(fēng)向。17靜載試驗(yàn)測試位移測試專利技術(shù)術(shù)液-氣耦合壓差數(shù)字式式橋梁撓度儀18靜載試驗(yàn)測試加載方法基本原則：靜載試驗(yàn)采用300kN載重等效加載，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)活活荷載產(chǎn)生的某工工況下的最不利效效應(yīng)值按下式所定定原則等效換算確定等效加載荷載載效應(yīng)：靜載試驗(yàn)的現(xiàn)場加加載19靜載試驗(yàn)測試加載方法試載荷載參數(shù)：三軸載重汽車軸重重、軸距及平面布布置如下試驗(yàn)加載規(guī)定：車輛重稱、停放、、預(yù)加載、分級、、環(huán)境溫度、監(jiān)控控、持荷時間、終終止加載等20靜載試驗(yàn)測試加載方法6159.6238.4298.0-2.06259.4240.4299.8-0.26361.4239.8301.31.36458.5241.5300.00.06558.8242.8301.61.6單輛加載車最大偏差（kN）4.5單輛加載車最小偏差（kN）-5.2偏差合計（kN）-34.7單輛載重車的平均重量（kN）299.521主橋應(yīng)力測試應(yīng)力測試截面布置置圖靜載試驗(yàn)測試22典型截面應(yīng)力布置主橋應(yīng)力測試靜載試驗(yàn)測試23正交異性板局部應(yīng)應(yīng)力布置圖（4-4截面）主橋應(yīng)力測試靜載試驗(yàn)測試24鋼混結(jié)合段局部應(yīng)應(yīng)力測點(diǎn)布置主塔鋼錨箱局部應(yīng)應(yīng)力測點(diǎn)布置主橋應(yīng)力測試靜載試驗(yàn)測試25測試儀器：撓度測測試儀、測量機(jī)器器人、電子百分表表、傾角儀主橋位移測試靜載試驗(yàn)測試26主橋溫度測試測溫元件：結(jié)構(gòu)溫度自動記錄錄體、環(huán)境溫度撓撓度計自帶靜載試驗(yàn)測試27主橋整體計算模型型主橋活載彎矩包絡(luò)絡(luò)圖VonMises應(yīng)力分布計算軟件：ANSYS和MIDAS/CIVIL；計算內(nèi)容：確定各橋的軸力、彎矩、剪力力、應(yīng)力及位移的的包絡(luò)圖，確定受力復(fù)雜的截面和和部位作為測試控控制截面。有限元計算靜載試驗(yàn)測試28試驗(yàn)結(jié)果及舉例試驗(yàn)荷載作用下，，主橋混凝土箱梁梁各試斷面的實(shí)測測應(yīng)力增量在-3.0MPa～+1.1MPa，鋼箱梁實(shí)測應(yīng)應(yīng)力增量在-23.1MPa～+51.2MPa之間，應(yīng)力測試試結(jié)果均在正常常范圍內(nèi)。主梁各測試斷面面的應(yīng)力校驗(yàn)系系數(shù)在0.31～0.98之間，北塔上塔塔柱根部截面校校驗(yàn)系數(shù)在0.65～0.90之間，主橋各測測試斷面的應(yīng)力力校驗(yàn)系數(shù)均小小于1。測試結(jié)果表明主主橋結(jié)構(gòu)承載力力滿足設(shè)計要求求。卸載后的殘殘余應(yīng)變較小，，測試結(jié)構(gòu)處于于彈性受力狀態(tài)態(tài)。各測試部位位的受力均滿足足設(shè)計和規(guī)范要要求。主梁應(yīng)力例：工況6靜載試驗(yàn)測試29鋼混結(jié)合段應(yīng)力力在試驗(yàn)荷載作用用下，鋼混結(jié)合合段附近混凝土土箱梁及鋼箱梁梁截面的實(shí)測應(yīng)應(yīng)力水平和校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)較其它測測試截面沒有明明顯的變化，鋼鋼混結(jié)合段加勁勁肋上沿縱向布布置測點(diǎn)的應(yīng)力力值變化較為均均勻，表明主梁在鋼混混結(jié)合段處的內(nèi)內(nèi)力傳遞總體上上較為平順。例：工況3鋼混結(jié)合段處彎彎矩影響線靜載試驗(yàn)測試30正交異性板及橫橫隔板應(yīng)力中跨L/4處鋼箱梁截面的的正交異性板各各單向應(yīng)力測點(diǎn)點(diǎn)實(shí)測應(yīng)力在-20.6MPa～33.6MPa之間。橫隔板在在鋼箱梁頂板U肋過焊孔應(yīng)變花花換算最大主拉拉應(yīng)力為41.1MPa，最大主壓應(yīng)力力為-13.3MPa。由試驗(yàn)荷載引引起的拉應(yīng)力幅幅值總體較小，，小于鐵路橋梁梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范60.2MPa的最小疲勞應(yīng)力力幅值。例：工況4主跨1/4處彎矩影響線主跨1/4跨中位移影響線線靜載試驗(yàn)測試31與足尺模型的應(yīng)應(yīng)力對比實(shí)橋荷載試驗(yàn)的的縱向應(yīng)力測試試值與模型試驗(yàn)驗(yàn)單向應(yīng)力測點(diǎn)點(diǎn)的比值在0.52～0.95之間，主拉應(yīng)力力的比值在0.93～0.99之間，主壓應(yīng)力力的比值在0.57～0.90之間。與之前進(jìn)進(jìn)行的單節(jié)段足足尺索塔錨固區(qū)區(qū)模型試驗(yàn)結(jié)果果相比，在相同同的索力增量下下，實(shí)橋的應(yīng)力力測試值總體上上相對偏小。靜載試試驗(yàn)測測試32撓度在相應(yīng)應(yīng)試驗(yàn)驗(yàn)荷載載作用用下，，主梁梁各關(guān)關(guān)鍵測測點(diǎn)實(shí)實(shí)測撓撓度的的校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)數(shù)在0.42～0.99之間，，校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)數(shù)均小小于1。主梁梁的撓撓度線線形與與理論論計算算結(jié)果果總體體上吻吻合較較好。。實(shí)測測結(jié)果果表明明主橋橋結(jié)構(gòu)構(gòu)豎向向整體體剛度度滿足足設(shè)計計要求求。例：工況6工況介介紹見見應(yīng)力力測試試靜載試試驗(yàn)測測試33撓度在工況況6試驗(yàn)荷荷載作作用下下，中中跨跨跨中實(shí)實(shí)測豎豎向撓撓度為為-495mm（撓度度向下下為負(fù)負(fù)），，理論論計算算值為為-500.4mm（撓度度向下下為負(fù)負(fù)），，校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)數(shù)為0.98。試驗(yàn)驗(yàn)荷載載作用用下，，中跨跨撓度度測點(diǎn)點(diǎn)的校校驗(yàn)系系數(shù)在在0.83～0.98之間，，主梁梁抗彎彎剛度度滿足足設(shè)計計要求求。靜載試試驗(yàn)測測試34在工況況10（北塔塔塔頂頂最大大縱向向偏位位）試試驗(yàn)荷荷載作作用下下，北北塔塔塔頂實(shí)實(shí)測最最大縱縱向偏偏位為為212mm(向大里里程偏偏移)，理論論計算算的偏偏位值值為226mm（向大大里程程偏偏偏移）），校校驗(yàn)系系數(shù)為為0.94。其他他工況況下，，北塔塔和南南塔的的塔頂頂偏校校驗(yàn)系系數(shù)在在0.60～0.93之間，，校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)數(shù)均小小于1，索塔塔結(jié)構(gòu)構(gòu)整體體縱向向抗彎彎剛度度滿足足設(shè)計計要求求。在各主主要工工況的的試驗(yàn)驗(yàn)荷載載作用用下，，南北北塔塔塔頂縱縱向偏偏位測測試結(jié)結(jié)果見見下表表。塔塔頂偏偏位以以偏向向大里里程為為正，，偏向向小里里程為為負(fù)，，其中中北塔塔側(cè)為為小里里程方方向，，南塔塔側(cè)為為大里里程方方向塔偏靜載試試驗(yàn)測測試35在工況況13（斜拉拉索NA30最大索索力加加載，，輪位位同工工況9）試驗(yàn)驗(yàn)荷載載作用用下，，斜拉拉索NA30的實(shí)測測索力力增量量為798kN，理論論計算算值為為805kN，校驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)數(shù)為0.98。其他他工況況下的的索力力實(shí)測測增量量的校校驗(yàn)系系數(shù)在在0.73～0.99之間，，滿足足設(shè)計計和規(guī)規(guī)范要要求。。索力靜載試試驗(yàn)測測試36支座在試驗(yàn)驗(yàn)過程程中，，測量量了主主要試試驗(yàn)工工況下下的1#墩梁端端支座座縱向向位移移，測測量結(jié)結(jié)果見見表9-2-26。支座座位移移向大大里程程（南南側(cè)））移動動為正正。測測試結(jié)結(jié)果表表明，，在試試驗(yàn)荷荷載作作用下下，支支座工工作性性能正正常。。支座位位移測測試裝裝置靜載試試驗(yàn)測測試37其他在荷載載試驗(yàn)驗(yàn)過程程中，，對主主橋混混凝土土箱梁梁和索索塔等等混凝凝土結(jié)結(jié)構(gòu)關(guān)關(guān)鍵受受力部部位進(jìn)進(jìn)行重重點(diǎn)觀觀測，，未發(fā)發(fā)現(xiàn)由由試驗(yàn)驗(yàn)加載載引橋橋的受受力裂裂縫。。在主橋橋靜載載試驗(yàn)驗(yàn)時間間段內(nèi)內(nèi)，大大氣溫溫度平平均變變化速速率0.50℃℃/小時，，結(jié)構(gòu)構(gòu)溫度度平均均變化化速率率的最最大值值為0.88℃℃/小時，，大氣氣溫度度和橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的溫度度變化化均比比較平平穩(wěn)。。例：結(jié)構(gòu)溫溫度在在5日晚上上21：00至次日日凌晨晨6：00之間變變化相相對較較為穩(wěn)穩(wěn)定，，主橋橋靜載載試驗(yàn)驗(yàn)選擇擇該時時間段段內(nèi)進(jìn)進(jìn)行。。根據(jù)據(jù)溫度度測試試結(jié)果果，在在主橋橋靜載載試驗(yàn)驗(yàn)時間間段內(nèi)內(nèi)（溫溫度時時程曲曲線豎豎向虛虛線之之間的的區(qū)域域），，結(jié)構(gòu)構(gòu)溫度度平均均變化化速率率最大大值為為0.88℃℃/小時，，大氣氣溫度度和橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的溫度度變化化比較較平穩(wěn)穩(wěn)。靜載試試驗(yàn)測測試38第四部部分動動載試試驗(yàn)測測試動載概概述主橋脈脈動試試驗(yàn)主橋強(qiáng)強(qiáng)迫震震動試試驗(yàn)靜載試試驗(yàn)測測試39動載試試驗(yàn)測測試橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力特性性（振振型、、阻尼尼、自自振頻頻率））測測定；試驗(yàn)汽汽車動動力作作用下下，橋橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的的動力力響應(yīng)應(yīng)信號號和動動力響響應(yīng)值值（振振幅、、主頻頻和頻頻率范范圍、、動應(yīng)應(yīng)力、、沖擊擊系數(shù)數(shù)等））測試試及評評估；各種行行車速速度下下橋梁梁結(jié)構(gòu)構(gòu)行車車動力力特性性測試試及評評估。。試驗(yàn)?zāi)磕康脑囼?yàn)內(nèi)內(nèi)容有限元元計算算；脈動試試驗(yàn)；跑車試試驗(yàn)；；會車試試驗(yàn)；；原地跳跳車試試驗(yàn)。汽車剎剎車試試驗(yàn)測試儀儀器941型低頻頻傳感感器；941放大器器；共和動動態(tài)應(yīng)應(yīng)變儀儀兩臺臺INV系統(tǒng)、、CRAS系統(tǒng)雷達(dá)測測速儀儀。振動測測試分分析框框圖動載概概述40動載試試驗(yàn)測測試主橋脈脈動試試驗(yàn)主橋?qū)崒?shí)測一一階豎豎向彎彎曲振振動頻頻率為為0.24Hz，大于于計算算值0.22Hz，實(shí)測測一階階橫向向振動動頻率率為0.18Hz，大于于計算算值0.16Hz。實(shí)