公路橋梁(梁式橋)荷載試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程2014-06-01實(shí)施2014-06-01實(shí)施陜西省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布I 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14一般規(guī)定 25橋梁靜力荷載試驗(yàn) 26橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn) 47現(xiàn)場(chǎng)組織與實(shí)施 58試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析 69試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定 10荷載試驗(yàn)報(bào)告編制 12附錄A(規(guī)范性附錄)梁橋最大剪應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置 附錄B(資料性附錄)靜力荷載試驗(yàn)校驗(yàn)系數(shù) 本標(biāo)準(zhǔn)由西安公路研究院、長(zhǎng)安大學(xué)提出。本標(biāo)準(zhǔn)由陜西省交通運(yùn)輸廳歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：西安公路研究院、長(zhǎng)安大學(xué)。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：石雄偉、袁卓亞、周勇軍、楊文奇、趙煜、馬毓泉、田巨鋒、郭慶利、薛躍武、雷丹。本標(biāo)準(zhǔn)由西安公路研究院負(fù)責(zé)解釋。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。1公路橋梁(梁式橋)荷載試驗(yàn)技術(shù)規(guī)程1范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了公路橋梁(梁式橋)荷載試驗(yàn)的一般規(guī)定、橋梁靜力和動(dòng)力荷載試驗(yàn)內(nèi)容、現(xiàn)場(chǎng)組織與實(shí)施、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定等內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)適用于混凝土簡(jiǎn)支梁橋、連續(xù)梁橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等梁橋荷載試驗(yàn)及單梁荷載試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)JTGD60-2004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范JTGD62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。橋梁荷載試驗(yàn)loadtestingofbridge通過(guò)施加荷載方式對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的靜動(dòng)力特性進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試。荷載試驗(yàn)效率responseratiooftestloadtodesignload試驗(yàn)荷載所產(chǎn)生的效應(yīng)與相應(yīng)的設(shè)計(jì)控制荷載效應(yīng)的比值。結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)structuralverificationcoefficient試驗(yàn)荷載作用下實(shí)測(cè)應(yīng)變(或撓度)與計(jì)算值的比值。汽車荷載作用下的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件最不利內(nèi)力(變形)截面。2沖擊系數(shù)impactfactor汽車通過(guò)橋梁時(shí)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的豎向動(dòng)力增大系數(shù)。4一般規(guī)定4.1荷載試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)荷載試驗(yàn)評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在汽車荷載(含沖擊力)和人群荷載作用下的正常使用性能和承載能力。4.2荷載試驗(yàn)分類荷載試驗(yàn)包括靜力荷載試驗(yàn)和動(dòng)力荷載試驗(yàn)。4.3試驗(yàn)儀器4.3.1試驗(yàn)所用儀器儀表數(shù)據(jù)采集設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)資質(zhì)單位檢定或檢驗(yàn)，同時(shí)應(yīng)滿足試驗(yàn)對(duì)精度、量程等方面的要求。4.3.2試驗(yàn)需用的所有儀表均應(yīng)在測(cè)試前進(jìn)行檢查，并按照儀表本身的要求進(jìn)行標(biāo)定和必要的誤差修5橋梁靜力荷載試驗(yàn)5.1靜力荷載試驗(yàn)內(nèi)容靜力荷載試驗(yàn)主要測(cè)試內(nèi)容有：a)控制截面的應(yīng)變(應(yīng)力)和撓度；b)混凝土裂縫觀測(cè)，包括裂縫的寬度、長(zhǎng)度、間距、位置、方向及卸載后的閉合狀況。5.2靜力荷載加載控制項(xiàng)目常見(jiàn)梁橋靜力荷載試驗(yàn)控制截面及加載控制項(xiàng)目見(jiàn)表1。5.3靜力試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置5.3.1撓度測(cè)點(diǎn)布置對(duì)于整體式梁橋，一般對(duì)稱于橋軸線布置，沿橫橋向至少布置三個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)；對(duì)于多梁式橋，可在每片梁梁底布置一個(gè)或兩個(gè)測(cè)點(diǎn)。在支座附近處主梁應(yīng)布置撓度測(cè)點(diǎn)以消除支座變形的影響。5.3.2應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置對(duì)于整體式梁橋，一般對(duì)稱布置于橋梁軸線或橫橋向梁肋對(duì)應(yīng)處，橫橋向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)設(shè)置不少于五處；對(duì)于多梁式橋，可在每片梁梁底(頂)布置一個(gè)或兩個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，至少有一片梁沿橋梁高度方向布置三個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。對(duì)于剪切應(yīng)變測(cè)點(diǎn)應(yīng)采取設(shè)置應(yīng)變花的方法進(jìn)行觀測(cè)，沿截面上、下緣布設(shè)，見(jiàn)附錄A。5.3.3鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)測(cè)試35.3.4溫度補(bǔ)償片表1梁橋加載控制項(xiàng)目?jī)?nèi)力或位移控制截面1附加L/4截面最大正彎矩和撓度支點(diǎn)截面最大剪力2內(nèi)支點(diǎn)截面最大負(fù)彎矩中跨跨中截面最大正彎矩和撓度附加端支點(diǎn)截面的最大剪力L/4截面正彎矩和撓度3連續(xù)剛構(gòu)中跨跨中截面最大正彎矩和撓度附加L/4截面正彎矩和撓度端支點(diǎn)截面的最大剪力墩臺(tái)最大垂直力5.4.1靜載試驗(yàn)加載設(shè)備一般可采用車輛或重物5.4.2試驗(yàn)前應(yīng)采取可靠的方法對(duì)加載車重量或加載物進(jìn)行稱量，采用汽車加載時(shí)，應(yīng)詳細(xì)記錄各車編號(hào)、車重、軸重和軸距；采用重物加載時(shí)，根據(jù)加載分級(jí)情況，分別稱量記錄各級(jí)荷載量。5.5靜力試驗(yàn)加載靜力試驗(yàn)的荷載效率ηq按式(1)計(jì)算：S?——靜力試驗(yàn)荷載作用下，某一加載試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的構(gòu)件加載控制截面內(nèi)力或變形的最大計(jì)算效應(yīng)值；4S——構(gòu)件控制荷載(一般是指設(shè)計(jì)荷載或者使用荷載)產(chǎn)生的同一加載控制截面內(nèi)力或變形的最不利效應(yīng)計(jì)算值；μ——按設(shè)計(jì)規(guī)范取用的沖擊系數(shù)值。荷載效率ηg宜介于0.85～1.05之間，對(duì)橋梁技術(shù)狀況評(píng)定為三類及三類以下橋梁宜在下限區(qū)域取值。5.5.2不等跨橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試截面加載試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)保證其他截面的荷載效率不超過(guò)本標(biāo)準(zhǔn)的范圍。5.5.3試驗(yàn)加載三軸單車車輛總重不宜大于380kN且單軸重不大于160kN,若需要提高總重，應(yīng)進(jìn)行橋面板局部加載驗(yàn)算。5.6靜力荷載試驗(yàn)加載條件荷載試驗(yàn)宜安排在溫度變化較小的時(shí)間段進(jìn)行。6橋梁動(dòng)力荷載試驗(yàn)6.1動(dòng)力荷載試驗(yàn)內(nèi)容動(dòng)力荷載試驗(yàn)主要測(cè)試結(jié)構(gòu)的自振特性參數(shù)(自振頻率、阻尼比、振型)和汽車沖擊系數(shù)。6.2動(dòng)力測(cè)點(diǎn)布置按照動(dòng)載試驗(yàn)的要求和目的，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)形式綜合確定，在撓度或應(yīng)變較大的部位應(yīng)布置測(cè)點(diǎn)，用于測(cè)試結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)測(cè)點(diǎn)應(yīng)盡可能避開(kāi)振型節(jié)點(diǎn)。6.3自振特性的測(cè)試可以選擇以下任何一種方式進(jìn)行自振特性的測(cè)試：a)行車試驗(yàn)：試驗(yàn)車輛以一定速度(一般為40km/h～60km/h)通過(guò)橋梁；b)剎車試驗(yàn)：在橋梁動(dòng)力效應(yīng)最大的檢測(cè)位置進(jìn)行剎車或啟動(dòng)試驗(yàn)；c)跳車試驗(yàn)：在預(yù)定激振位置，汽車后輪越過(guò)障礙物，車輪落下后立即停車；d)脈動(dòng)試驗(yàn)：在橋面無(wú)任何交通荷載以及橋址附近無(wú)規(guī)則振源的情況下，測(cè)定橋梁由于橋址處風(fēng)荷載、地脈動(dòng)、水流等隨機(jī)荷載激振而引起的微小振動(dòng)響應(yīng)。6.4沖擊系數(shù)的測(cè)試選擇載重汽車以不同速度勻速通過(guò)橋梁，測(cè)定橋梁主要控制截面測(cè)點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力或動(dòng)撓度時(shí)間歷程響6.5橋梁結(jié)構(gòu)振型測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)振型測(cè)定，可采用下述兩種方法中的一種：a)橋梁結(jié)構(gòu)振型的峰谷點(diǎn)上布設(shè)測(cè)振傳感器(拾振器),用放大特性相同的多路放大器和記錄特性相同的多路記錄儀，同時(shí)測(cè)量記錄各測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)信號(hào)；5振器),用放大特性相同的多路放大器和記錄特性相同的多路記錄儀，同時(shí)測(cè)量記錄各測(cè)點(diǎn)的6.6.1行車試驗(yàn)的試驗(yàn)荷載，可采用靜力試驗(yàn)中單輛載重汽車。單輛(或橫向兩輛并排)載重車以中6.6.2跳車激振的試驗(yàn)荷載，可采用靜力試驗(yàn)中單輛載重汽車。單輛載重汽車的后輪在指定位置從高度為8cm～10cm的三角形墊木突然下落對(duì)橋梁產(chǎn)生沖擊作用，激起橋梁振動(dòng)。a)該孔(墩)計(jì)算受力最不利；b)該孔(墩)施工質(zhì)量較差，缺陷較多或病害較嚴(yán)重；c)該孔(墩)便于搭設(shè)腳手架及設(shè)置測(cè)點(diǎn)或試驗(yàn)加載實(shí)施；d)對(duì)于多孔簡(jiǎn)支梁，至少選擇兩孔進(jìn)行試驗(yàn)；對(duì)于連續(xù)梁橋，至少選擇一聯(lián)中的兩孔進(jìn)行試驗(yàn)。對(duì)于新建橋梁，靜力荷載試驗(yàn)前，應(yīng)將試驗(yàn)車輛隨機(jī)停在試驗(yàn)孔預(yù)壓至少10min,預(yù)壓荷載以試驗(yàn)7.1.4.1試驗(yàn)需用的所有儀表安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，并在條件允許的情況下，盡快進(jìn)行荷載7.1.4.2試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)儀表、設(shè)備應(yīng)有必要的保護(hù)措施，以免儀器、設(shè)備受損或遺失。7.1.4.3試驗(yàn)儀器、儀表的安裝人員應(yīng)具有一定的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度、濕度等條件選用相應(yīng)儀器、7.2.1應(yīng)指派專人指揮加載車輛嚴(yán)格按照各加載方案位置進(jìn)行試驗(yàn)加載。7.2.2為了獲取結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載與變位的相關(guān)曲線及防止結(jié)構(gòu)意外損傷，對(duì)主要控制截面試驗(yàn)荷載應(yīng)分2～3級(jí)進(jìn)行逐級(jí)加載，對(duì)于附加控制截面可以適當(dāng)減少分級(jí)次數(shù)。67.2.3加載時(shí)間間隔必須滿足結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定對(duì)時(shí)間的要求，在前一荷載階段結(jié)構(gòu)應(yīng)變或變位相對(duì)穩(wěn)定后，方可進(jìn)入下一荷載階段。7.3試驗(yàn)加載觀測(cè)與記錄7.3.1采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集系統(tǒng)讀數(shù)記錄時(shí)，應(yīng)利用系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能對(duì)控制點(diǎn)的應(yīng)變或位移進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)測(cè)試結(jié)果異常現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)查明原因并采取補(bǔ)救措施。7.3.2采用人工讀表時(shí)，儀表的測(cè)讀應(yīng)準(zhǔn)確、迅速，并記錄在專用的表格上，以便于資料的整理和計(jì)算。7.3.3每次觀測(cè)應(yīng)記錄相應(yīng)的工況、觀測(cè)項(xiàng)目、時(shí)間及溫度。7.3.4試驗(yàn)前應(yīng)通過(guò)分級(jí)加載計(jì)算確定各荷載工況下主要控制截面測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變或變位理論計(jì)算值，加載過(guò)程中應(yīng)及時(shí)將理論值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較。如實(shí)測(cè)值超過(guò)計(jì)算值，則應(yīng)停止加載，待查明原因后確定是否繼續(xù)荷載試驗(yàn)。7.3.5加載試驗(yàn)中應(yīng)觀測(cè)控制斷面處裂縫情況，記錄裂縫長(zhǎng)度、寬度、間距、位置、方向及裂縫開(kāi)展?fàn)顩r。7.4試驗(yàn)終止條件結(jié)構(gòu)控制截面的變位、應(yīng)變(應(yīng)力)和裂縫的擴(kuò)展，如果在未加到預(yù)計(jì)的最大試驗(yàn)荷載前達(dá)到或超過(guò)計(jì)算控制值，應(yīng)立即停止繼續(xù)加載。8試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析8.1理論計(jì)算原則8.1.1評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果所采用的計(jì)算理論值應(yīng)按試驗(yàn)前實(shí)測(cè)的結(jié)構(gòu)實(shí)際尺寸、材料性能和靜力條件等來(lái)確定。8.1.2對(duì)于新建橋梁結(jié)構(gòu)或者經(jīng)過(guò)橋面系加固改造后的橋梁，可根據(jù)混凝土鋪裝的實(shí)際技術(shù)狀況考慮參與作用程度。8.1.3對(duì)預(yù)制單梁進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)時(shí)，可暫不考慮混凝土鋪裝作用，設(shè)計(jì)荷載直接取為二期恒載效應(yīng)、車輛作用(考慮沖擊作用)及人群荷載作用之效應(yīng)總和。8.1.4對(duì)多片式梁，在計(jì)算時(shí)，可采用空間模型或橫向分布理論進(jìn)行計(jì)算，橫向分布宜采用剛(鉸)接梁法。8.2分析參數(shù)8.2.1相對(duì)殘余變形靜力荷載試驗(yàn)主要測(cè)點(diǎn)的相對(duì)應(yīng)變(或撓度)殘余變形S,'應(yīng)按照式(2)計(jì)算：試中：S,'——相對(duì)應(yīng)變(或撓度)殘余變形；Sp——試驗(yàn)荷載作用下主要測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)殘余應(yīng)變(或撓度)值；7S,——試驗(yàn)荷載作用下主要測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)總應(yīng)變(或撓度)值；S,計(jì)算中應(yīng)分別按照式(3)、(4)扣除由于墩臺(tái)支點(diǎn)沉降和溫度變化等引起的數(shù)值。支點(diǎn)沉降量修正量c:X——撓度測(cè)點(diǎn)到A支點(diǎn)的距離；式中各符號(hào)的意義見(jiàn)圖1?！鱰——相應(yīng)于T觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的溫度變化，單位為攝氏度(℃),對(duì)應(yīng)變宜采用構(gòu)件表面溫度，K,——空載時(shí)溫度上升1℃時(shí)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化量。如測(cè)值變化與溫度變化關(guān)系較明顯時(shí)，可采用多次觀測(cè)的平均值。,式中△T為空載時(shí)某一時(shí)間區(qū)段內(nèi)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化量；△t為相8靜力荷載試驗(yàn)主要測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)ζ包括應(yīng)力(應(yīng)變)校驗(yàn)系數(shù)及撓度校驗(yàn)系數(shù)，應(yīng)按照式(5)5——校驗(yàn)系數(shù)；Se——試驗(yàn)荷載作用下主要測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)彈性應(yīng)變或撓度8.2.3應(yīng)變(撓度)關(guān)系曲線8.2.3.1對(duì)結(jié)構(gòu)撓度或應(yīng)變較大的測(cè)點(diǎn)，應(yīng)繪制撓度或應(yīng)變與荷載的關(guān)系曲線，以分析結(jié)構(gòu)所處的工8.2.3.2繪制各加載工況下主要測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度或應(yīng)變與相應(yīng)的理論計(jì)算值的關(guān)系曲線。8.2.4橫向分布曲線8.2.5.1為反映試驗(yàn)車輛對(duì)測(cè)試截面的全程沖擊作用，同時(shí)考慮測(cè)試的沖擊系數(shù)能囊括其他截面的沖擊特點(diǎn)，沖擊系數(shù)宜按照按式(6)進(jìn)行計(jì)算：9k——時(shí)程曲線上有規(guī)律性波的個(gè)數(shù)。圖2沖擊系數(shù)計(jì)算圖示8.2.5.2繪制沖擊系數(shù)與車速的關(guān)系曲線。8.2.5.3進(jìn)行多次試驗(yàn)時(shí)沖擊系數(shù)最終值可取各車速工況下的最大值。8.2.5.4在應(yīng)變和撓度沖擊系數(shù)不一致時(shí)，宜采用應(yīng)變沖擊系數(shù)。8.2.6自振頻率c)根據(jù)行車試驗(yàn)測(cè)試的測(cè)點(diǎn)動(dòng)撓度或動(dòng)應(yīng)變余振曲線分8.2.6.2在自振頻率計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮橋面鋪裝的影響。8.2.6.3當(dāng)激勵(lì)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)具有附加質(zhì)量影響時(shí)，如跳車激振試驗(yàn)，可按式(7)對(duì)結(jié)構(gòu)自振頻率f——有附加質(zhì)量影響的實(shí)測(cè)自振頻率，單位為赫茲(Hz);M——試驗(yàn)孔(聯(lián))的換算質(zhì)量，單位為千克(kg);M——激勵(lì)附加質(zhì)量，單位為千克(kg)。橋梁結(jié)構(gòu)的阻尼比，可根據(jù)跳車激振試驗(yàn)或行車試驗(yàn)得到的測(cè)點(diǎn)余振信號(hào)(振動(dòng)衰減曲線)見(jiàn)圖3,利用自由衰減法按式(8)進(jìn)行計(jì)算：A圖3時(shí)域圖m——在振動(dòng)衰減曲線上量取的波形數(shù)，一般為4～6個(gè)；A,——在振動(dòng)衰減曲線上量取的第1個(gè)波形的幅值；A——在振動(dòng)衰減曲線上量取的第i+m個(gè)波形的幅值?；蚶冒牍β庶c(diǎn)帶寬法從頻譜圖4中，按式(9)進(jìn)行計(jì)算。ffn——共振頻率(主頻率)。量測(cè)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)效率最大部位的結(jié)果滿足以下全部條件，可認(rèn)為橋梁滿a)主要測(cè)點(diǎn)靜力荷載試驗(yàn)校驗(yàn)系數(shù)ζ不大于1。主要測(cè)點(diǎn)靜力荷載試驗(yàn)校驗(yàn)系數(shù)常值范圍可參考附錄B;b)量測(cè)的主要測(cè)點(diǎn)相對(duì)殘余應(yīng)變(或撓度)值Sp'不大于20%;c)試驗(yàn)荷載作用下裂縫擴(kuò)展寬度