1、 1静静动动荷荷载载试试验验报报告告 工程名称： 工程地点： 检测单位： 试验日期： 报告页数： 共 17 页（含此页） 报告编号： 2静动荷载试验报告 检测人员： 报告编写： 校 核： 审 核： 批 准： 声明： 1、本报告涂改、换页无效。 2、本报告检测单位名称与检测报告专用章名称不符的无效。 3、本报告非完整复印无效。 4、如对本报告有异议，可在报告发出后 3个月内向本检测单位书面提请复议。 （报 告 专 用 章） 2007 年 1 月 第 3 页（共 19 页）目 录 1 工程概述 . 4 2 试验目的与依据 . 5 2.1 试验目的 . 5 2.2 试验依据 . 5 3 静载试验内容
2、与方法 . 5 3.1 试验方案 . 5 3.1.1 静载试验荷载确定依据 5 3.1.2 试验加载布置 6 3.1.3 测点布置 . 8 3.1.4 试验实施 . 9 3.2 试验结果及分析 . 9 3.2.1 挠度实测结果 . 9 3.2.2 应变实测结果 . 11 3.3 试验结果评定 . 13 3.3.1 效验系数与残余变形 . 13 3.3.2 裂缝情况 . 14 4 动载试验内容与方法 . 14 4.1 试验方案 . 14 4.1.1 动测试验目的 . 14 4.1.2 动载试验方法 . 14 4.1.2 动载试验内容 . 14 4.1.3 测点布置 . 15 4.2 试验结果及分
3、析 . 15 4.3 试验结果评定 . 18 5 结论 . 18 5.1 外观检查 . 18 5.2 静载试验 . 18 5.3 动载试验 . 19 2007 年 1 月 第 4 页（共 19 页）1 工程概述 广清高速公路与广州环城高速公路连接线工程佛山至清远白泥河大桥 50mT 梁简支梁桥，上部结构均采用预应力简支 T 梁，横断面全宽 9.5m，由 4 片梁组成，间距 2.4m。主梁之间通过现浇 10cm厚混凝土桥面板的湿接缝及沿纵向设置的 9道横隔板横向连接。预制梁采用 C50 混凝土，长度为 49.94m，梁高 2.8m，边梁宽 2.05m，中梁宽 1.8m。设计荷载等级为汽 -超 2
4、0 和挂 -120 级。该简支梁桥上部结构的横断面图如图 1 所示。 受业主委托，广州市市政园林工程质量检测中心针于 2006 年 11 月 10 日对佛山至清远白泥河大桥 9#10#桥墩进行了一次全面的外观检查 和静、动荷载试验进行现场试验。试验现场如图 1.2 所示。 图 1 上部结构横断面简图（单位： cm） 图 2 现场试验情况 2007 年 1 月 第 5 页（共 19 页）2 试验目的与依据 2.1 试验目的 (1) 掌握新建桥梁结构的工作状况，检验桥梁施工 的质量，为竣工验收提供重要依据； (2) 通过静动载试验分析和理论计算，对该桥主桥 的承载能力和工作状况综合评价； (3)
5、为该桥今后的运营和养护提供全面的原始资料，指导桥梁的使用和养护维修。 2.2 试验依据 本次检查、检测及荷载试验工作依据或参照以下规范和资料进行： (1) 大跨径混凝土桥梁的试验方法 （以下简称方法 ） ； (2) 城市道路设计规范(CJJ3790) (3) 公路桥涵设计通用规范 （JTJ021-89） ； (4) 公路钢筋混凝土和预应力混凝土桥涵设计规范 （JTJ023-85） ； (5) 设计施工图纸文件。 3 静载试验内容与方法 3.1 试验方案 3.1.1 静载试验荷载确定依据 根据方法的要求，桥梁的静力试验按荷载效率 来确定试验的最大荷载。静力荷载效率的计算公式为： *SSstat=
6、 2007 年 1 月 第 6 页（共 19 页）式中：statS- 试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值； S- 设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值； - 设计取用的动力系数。 本次试验为鉴定性试验，荷载效率取值范围为0.81.05。 3.1.2 试验 加载布置 （1）理论计算模型 本桥的设计荷载为汽 -超 20 和挂 -120 级。 50mT 梁采用预应力钢筋混凝土，强度等级为 C50。采用 Midas6.7.1 有限元软件梁格法对本桥跨进行空间分析，建立计算模型如图 3 所示。计算模型不考虑防护栏等附属物对桥梁结构的影响。理论计算采用影响线加载方法，计算得出各片梁的控制
7、截面在设计荷载作用下的内力，其中 1、 2 号梁跨中影响线如图 4、 5 所示。 图 3 Midas 计算模型 图 4 1 号梁跨中弯距影响线图 图 5 2 号梁跨中弯距影响线图 （2）试验效率 根据桥梁施工竣工图文件，计算出在汽 -超 20 和挂 -120 级荷载作用下，控制截2007 年 1 月 第 7 页（共 19 页）面的设计最大弯矩。 采用弯矩等效原则， 试验选用4台330kN加载车辆 （前轴66.0kN，后轴 264.0kN）进行加载。本次荷载试验主要针对于边梁（1 号梁）以及最靠近边梁的中梁（2号梁） ，计算出在该试验荷载作用下控制截面产生的试验弯矩，并获得试验荷载效率如表1所示
8、。 表 1 静载试验荷载加载效率 梁号 M 设计 （kNm） M 试验荷载 （kNm） 加载效率 （） 1 5271.51 4656.96 88.34 2 4103.90 4155.36 101.25 （2）试验车辆情况 静载试验荷载采用330kN的重车，其立面、平面尺寸及轮重如图6， 各实验车辆的轴重列于表2。 (a)立面布置 (b)平面尺寸 图 6 车辆荷载的立面、平面尺寸图（图中尺寸单位为 m，荷载单位为 kN） 表 2 试验车辆轴重表 编号 车牌号码 前轴重 P 1(kN) 后轴重 P 1(kN) 总重(kN) 1 粤 A70136 66.34 132.68 331.7 2 粤 A70
9、186 66.48 132.96 332.4 3 粤 A70181 66.60 133.20 333.0 4 粤 A64925 66.90 133.80 334.5 （3）试验车辆布置 根据控制截面的弯距纵向影响面进行最不利布载，各试验工况的试验车辆布置方案如下，车辆按编号分级加载。试验加载分 4 级，参与各级加载的试验车辆编号为：第一2007 年 1 月 第 8 页（共 19 页）级布置 1#；第二级布置 1#+2#；第三级布置 1#+2#+3#；第四级布置 1#+2#+3#+4#。加载位置如图7所示。 图7 试验加载的载位布置图（单位：cm） 3.1.3 测点布置 （1）挠度测点布置 变形
10、测点布置在测试梁体的边梁（1号梁） 、最近边梁的中梁（2号梁）的跨中、支点等部位，并在其他各片梁跨中布置2个测点。变形测点布置如图8所示。 图 8 挠度观测的测点布置图（单位：cm） （2）应力（应变）测点布置 静载试验需要测试各片梁跨中截面若干测点的应变。应变测试截面及测点布置如图9所示。 2007 年 1 月 第 9 页（共 19 页）图 9 应变测点布置和测试断面图（单位：cm） 3.1.4 试验实施 静载试验的加载试验的程序为： （1）将加载汽车过地磅称重后，远离实验桥垮排列。 （2）正式加载前，四辆加载车辆并排缓慢地来回二次对全桥进行预压，然后非工作人员退场，待一切工作安排就绪，各试
11、验量测仪表读数调零，进行第一次空载读数。 （3）正式实施试验加载，试验加载采用分四级偏置程序进行。 每级汽车荷载驶入指定的区域就位后， 稳定 15 分钟记录加载后开始试验观测第一次读数，间隔 10 分钟再记录加载的第二次读数，两次读 数差均小于前次读数增量的10时，认为结构变形已趋稳定。此时所记录的数据为试验实测数据。 本次试验从 2006 年 11 月 10 日早上 10： 30 开始至下午 6： 30 结束，整个试验历时8 个小时。试验按试验方案顺利完成，试验过程中未发生异常情况。 3.2 试验结果及分析 3.2.1 挠度实测结果 各片梁跨中挠度测点的实测值及理论计算值列在表 3 中，挠度
12、向下为正。重点考察1、 2 号梁跨中的挠度实测值与荷载的关系，将 1、 2 号梁跨中的挠度实测值与加载比率的关系曲线分别示于图 7、 8 中。 表 3 边梁和次边梁梁体跨中挠度表 (mm) 测试梁号 加载级数 1 2 3 4 卸载 备注 2007 年 1 月 第 10 页（共 19 页）1 号梁跨中 实测值 3.74 7.19 8.62 10.12 0.69 1 号测点 理论值 6.45 12.90 16.30 19.70 2 号梁跨中 实测值 3.01 5.45 7.05 8.41 0.95 2 号测点 理论值 4.83 9.65 13.61 17.56 1 号梁 L/4 处 实测值 2.7
13、5 4.83 5.995 7.83 0.64 9、 11 号测点理论值 4.75 9.50 12.61 15.72 2 号梁 L/4 处 实测值 2.08 3.50 4.38 6.44 0.73 10、 12 号测点理论值 3.69 7.37 10.52 13.66 05101520250 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2加载比率挠度(mm)理论值实测值图 7 1 号梁跨中挠度与荷载关系图 051015200 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2加载比率挠度(mm)理论值实测值图 8 2 号梁跨中挠度与荷载关系图 由上述表格和图所知，在各级试验荷载作用下 ，各控制截面的挠度测点
14、的实测值均小于理论值；实测值与荷载呈线性规律变化，表明桥梁处于良好的工作状态。 2007 年 1 月 第 11 页（共 19 页）3.2.2 应变实测结果 着重考察边梁和次边梁截面底缘的应变值，实测值和理论值列于下表中。其中实测值为底缘测点的平均值。重点考察 1、 2 号梁跨中截面底缘应变实测值与荷载的关系，将 1、 2 号梁跨中截面底缘应变实测值与加载比率的关系曲线分别示于图 9、 10 中。 表 4 各测试截面应变表（） 测试截面 测点编号 加载级数 1 2 3 4 卸载 备注 1 号梁跨中截面 1 实测值 -6 -12 -17 -20 0 理论值 -24 -48 -61 -74 2 实测
15、值 -1 -4 -4 -6 0 理论值 -14 -29 -36 -44 6、 7 实测值 44 79 96 119 15 理论值 62 124 157 189 2 号梁跨中截面 8 实测值 -4 -9 -15 -21 0 理论值 -18 -36 -51 -66 9 实测值 0 -3 -6 -10 4 理论值 -11 -21 -30 -39 10 实测值 7 13 17 22 8 理论值 8 16 22 29 11 实测值 13 28 36 50 6 理论值 26 53 74 96 12 实测值 17 33 43 60 8 理论值 34 68 95 123 13、 14 实测值 29 58 81
16、 107 16 理论值 46 93 131 169 3 号梁跨中截面 15 实测值 -5 -6 -12 -17 0 理论值 -11 -21 -36 -51 16 实测值 4 6 13 21 3 2007 年 1 月 第 12 页（共 19 页）理论值 5 9 16 22 17 实测值 9 19 33 54 7 理论值 20 40 67 94 18、 19 实测值 17 30 49 74 7 理论值 27 54 92 130 4 号梁跨中截面 19、 20 实测值 4 8 27 53 13 理论值 8 17 53 90 注：剔除了温度影响过大的 3、 4、 5 号测点 0501001502000
17、 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2加载比率应变值()理论值实测值图 9 1 号梁跨中截面底缘应变与荷载关系图 0501001502000 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2加载比率应变值()理论值实测值图 10 2 号梁跨中截面底缘应变与荷载关系图 由上述表格和图所知，在各级试验荷载作用下 ，各控制截面的应变测点的实测值均小于理论值；实测值与荷载呈线性规律变化，表明桥梁处于良好的工作状态。 2007 年 1 月 第 13 页（共 19 页）3.3 试验结果评定 3.3.1 效验系数与残余变形 根据大跨径混凝土桥梁的试验方法第 3.19.2 条规定，量测结构的试验效率与残余变形
18、值应分别满足以下条件： 量测的弹性变形值（eS ）与试验荷载作用下的理论计算值（statS ）的比值 K应满足： =stateSSK 量测的残余变形值（PS ）与量测的总变形值（totS ）的比值 应满足： 1 =totPSS本桥为预应力组合结构梁桥，因此上述中参数取值为：=0.7、=1.05、1=0.20。将各试验工况的挠度、应变实测值和理论计算值代入上两个式子中，计算结果如下表所示： 表 5 试验结果评定表 检测 内容 测试部位 总变形值Stot 残余变形值Sp 弹性变形值 Se 理论计算值 Sstat 挠度(mm) 1 号梁跨中 10.12 0.69 9.43 19.70 0.479 0
19、.0682 号梁跨中 8.41 0.95 7.19 17.56 0.409 0.113应变 ( ) 1号梁跨中底缘 119 15 104 189 0.550 0.1262号梁跨中底缘 107 16 91 169 0.538 0.150在各个工况试验荷载作用下， 挠度和应变校验系数均小于 方法 条件的下限值 0.7，挠度残余比和应变残余比满足方法的要求，说明该桥的上部结构基本处于弹性工作状态，竖向刚度达到设计要求，并有较为充足的安全储备。 2007 年 1 月 第 14 页（共 19 页）3.3.2 裂缝情况 在试验前后的各级加载阶段与卸载后的三种状态下，未发现肉眼可见的裂缝。 4 动载试验内容
20、与方法 4.1 试验方案 4.1.1 动测试验目的 动载试验主要用于综合了解结构自身的动 力特性以及结构抵抗受迫振动和突发荷载作用的能力，以判断结构的实际工作状态和实际承载能力，同时也为使用阶段结构评估积累原始数据。 4.1.2 动载试验方法 试验时，桥上的振动信号由布设的加速度传感器予以测量，通过导线连接，将振动信号经过滤波器、放大器和积分器送至数据采集器，并由计算机进行数据采集和记录，然后再通过专用分析软件进行分析，得到桥梁的固有频率、阻尼和振幅。 4.1.2 动载试验内容 动载试验采用了一台重量为 330kN 的汽车，分下列 2 种工况进行： （ 1）在桥面上，汽车分别以 20km/h、
21、 40km/h 和 60km/h 的行驶速度进行跑车使桥梁产生受迫振动，量测桥梁的振动频率和振幅。 （ 2）桥梁无车辆通行时，桥梁受环境自然激励，量测桥梁的固有振动频率。 2007 年 1 月 第 15 页（共 19 页）4.1.3 测点布置 根据本桥动载试验要求，在 1/4L、跨中、 3/4L 处放置竖向加速度传感器，动态测点布置如下图： 图 11 动态测点布置图 4.2 试验结果及分析 首先通过有限元软件进行弹性理论分析，得出 桥梁结构的振形及固有频率，其一阶振形及频率如图 12 所示。采用东昊测试专用模态分析软件对全桥测点时程数据进行分析，得出该桥的实际竖向振形。图 13-图 15 为不
22、同行驶速度的实验车辆驶过桥面时结构最大振动测点（跨中测点）的竖向振动加 速度时程曲线及相应的功率谱密度频谱图。由分析得出实验桥垮第一阶竖向固有频率实测值与理论值列于下表 6。由表可知，该桥的第一阶竖向振动固有频率约为 3.00Hz，大于理论计算值 2.36Hz。 2007 年 1 月 第 16 页（共 19 页）图 12 桥梁第一阶振形示意图 表 6 边梁跨中动载试验结果表 工况 实测值 理论值 20Km/h 跑车 3.00 2.36 30Km/h 跑车 3.00 2.36 40Km/h 跑车 3.00 2.36 理论计算给出的大桥第一阶特征频率为 2.36Hz， 实测桥梁振动主频率为 3.0
23、0Hz，实测值比理论计算值大，表明实际桥梁结构整体刚度满足设计要求。 2007 年 1 月 第 17 页（共 19 页）图 12 20km/h 速度跑车工况跨中竖向加速度时程曲线及频谱图 图 12 40km/h 速度跑车工况跨中竖向加速度时程曲线及频谱图 2007 年 1 月 第 18 页（共 19 页）图 12 60km/h 速度跑车工况跨中竖向加速度时程曲线及频谱图 4.3 试验结果评定 理论计算给出的大桥第一阶特征频率为 2.36Hz， 实测桥梁振动主频率为 3.00Hz，实测值比理论计算值大，表明实际桥梁结构整体刚度满足设计要求。 5 结论 5.1 外观检查 通过对试验桥跨可到达部位的
24、外观检查，结果未发现明显问题。 5.2 静载试验 1、本次静载试验各控制截面的试验荷载效率均满足方法的要求。 2、本次静载试验各控制截面的挠度测试 结果，挠度校验系数小于方法条件的下限值 0.7，各个工况下的挠度残余比满足方法的要 求。说明该桥的上部结构基本2007 年 1 月 第 19 页（共 19 页）处于弹性工作状态，竖向刚度达到设计要求，并有较为充足的安全储备。 3、本次静载试验各控制截面的应变测试 结果，应变校验系数小于方法条件的下限值 0.7，各个工况下的应变残余比满足方法的要 求。说明该桥的上部结构基本处于弹性工作状态，竖向刚度达到设计要求，并有较为充足的安全储备。 4、在试验前后的各级加载阶段与卸载后的三种状态下，未发现肉眼可见的裂缝。 5、在各级试验荷载作用下，梁体各截面 的挠度和应变的实测值与荷载呈线性规律变化，表明桥梁处于良好的工作状态。 5.3 动载试验 理论计算给出的大桥第一阶特征频率为 2.36Hz，实测桥梁振动主频率为 3.00Hz，实测值比理论计算值大，表明实际桥梁结构整体刚度满足设计要求。 综合上述分析，佛山至清远白泥河大桥的承载能力满足 汽 -超 20 和挂 -120 级 的设计荷载要求。
