2019年橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn)報(bào)告

1、中山市三座橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn)報(bào)告受中山市共用事業(yè)局的委托，鐵道部科學(xué)研究院佛山院于 2000 年 11月 6日11月 10日對(duì)跨越歧江的人民大橋、歧江橋、員峰橋等 三座舊橋進(jìn)行了靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)。一、人民大橋1. 橋梁基本情況人民大橋位于中山市中山一路跨越歧江水道處， 由兩座獨(dú)立橋組 成，橋長275m。其中一座橋建于七十年代初(本報(bào)告稱之為舊橋), 系鋼筋混凝土雙曲拱橋，橋面寬 8.94m,主拱跨度80m,主拱由5條 鋼筋混凝土矩形拱肋組成，腹拱圈凈跨5.5m，矢高0.75m，采用預(yù)制 構(gòu)件拼裝施工, 腹拱圈為平鉸連接的三鉸拱或二鉸拱； 另一座橋建于 1986 年(本報(bào)告稱之為新橋 )，為鋼筋混凝土

2、肋箱式拱橋，橋?qū)?8.0m， 主拱跨度80m，主拱由6條鋼筋混凝土箱形肋拱組成，腹拱圈凈跨 5.5m，矢高0.917m,采用預(yù)制構(gòu)件拼裝施工，腹拱圈為平鉸連接二 鉸拱。該橋修建年代較早， 橋梁結(jié)構(gòu)部件已不同程度地出現(xiàn)損傷， 且設(shè) 計(jì)及竣工資料不全、 設(shè)計(jì)荷載等級(jí)不明確等。 為了解該橋的受力性狀 及承載能力， 受中山市共用事業(yè)局的委托， 鐵道部科學(xué)研究院佛山院 于 2000年 11月 6日11 月8日對(duì)該橋進(jìn)行了橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估 試驗(yàn)。2. 橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)依據(jù)(1) 公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (1989年合訂本)；(2) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范 JTJ023-85(3) 大跨

3、徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法(4) 舊橋檢測(cè)、評(píng)估、加固技術(shù)的應(yīng)用(5) 中山市人民大橋竣工圖資料(湛江公路局大橋工程處1986年3. 橋梁檢驗(yàn)的目的、內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置3.1橋梁檢驗(yàn)的目的本次橋梁檢驗(yàn)工作包括橋梁檢查和靜動(dòng)載試驗(yàn)。3.1.1橋梁檢查檢查內(nèi)容包括：橋面鋪裝層、伸縮縫、橋梁主要控制截面的裂縫 情況、拱肋混凝土強(qiáng)度的無損檢測(cè)等。通過檢查，掌握橋梁的外觀整體和局部構(gòu)件的技術(shù)狀況，分析結(jié)構(gòu)出現(xiàn)缺陷和損壞的原因及對(duì)橋梁使用性能的影響。3.1.2橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn) 掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，判斷橋梁的實(shí)際承載能力。 掌握橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。 通過靜動(dòng)載試驗(yàn)和理論分析，對(duì)橋梁的使用承載力及工作狀況 作出綜合

4、評(píng)價(jià)，給出橋梁使用荷載等級(jí)，并提出維修養(yǎng)護(hù)、加固的建 議。 靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果可作為今后橋梁維護(hù)及評(píng)估提供原始數(shù)據(jù)。3.2橋梁靜載試驗(yàn)應(yīng)變及撓度、位移測(cè)點(diǎn)布置選取主拱肋拱腳、1/4L截面及跨中截面進(jìn)行測(cè)試。測(cè)點(diǎn)布置示于 圖 RM-1。10ma.主拱撓度測(cè)點(diǎn)布置圖15#3917 18cm192027間距33382412 173017181717 cm上游側(cè)裂縫圖說明：圖示為第一片拱上游側(cè)腳手架可見范圍內(nèi)裂縫分布，實(shí)際多于12條;大部分裂縫貫穿底部與另一側(cè)連通；該片拱下游側(cè)以及其它各片裂縫情況類似；另外第二、三、 四、五（從上游起）片拱之間連接小拱拱頂有寬度 1mm的裂縫，沿橋縱向，幾乎貫 穿全橋。各

5、測(cè)點(diǎn)跨裂縫情況為：1#、2#、7#12#測(cè)點(diǎn)跨縫；3#、13#、14#測(cè)點(diǎn)不跨縫；4# 6#測(cè)點(diǎn)靠近裂縫A截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)下游側(cè)12#7#應(yīng)力測(cè)點(diǎn)B截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)12#7#下游側(cè)上游側(cè)15#14#10#9# 5#4#2# 1#16#13#11#8#6#3#abcd應(yīng)力測(cè)點(diǎn)C截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)A1 #2#3#4#應(yīng)力測(cè)點(diǎn)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)B截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖下游側(cè) 6#砂関#占# 上游側(cè)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)C截面應(yīng)力測(cè)點(diǎn)布置圖C.新橋測(cè)點(diǎn)布置圖圖RM-1人民大橋測(cè)點(diǎn)布置圖331靜載試驗(yàn)內(nèi)容通過目視檢查及無損檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)舊、新兩橋拱肋均開裂嚴(yán)重， 且舊橋第二拱波開裂更甚。因此靜載試驗(yàn)的內(nèi)容為： 拱腳截面應(yīng)力測(cè)試； 1/4L截面應(yīng)力測(cè)

6、試； 跨中截面應(yīng)力測(cè)試； 各測(cè)試截面處為撓度測(cè)試。3.3.2靜載試驗(yàn)荷載及加載位置3.3.2.1試驗(yàn)加載原則 試驗(yàn)加載采用分級(jí)加載的方式，一般通過改變作用在橋上的車輛數(shù)量或車輛的位置。試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定一般需分4級(jí)加載，鑒于該橋?yàn)?老橋且設(shè)計(jì)荷載等級(jí)未知，因此本次試驗(yàn)為詳細(xì)考查其承載能力，特分9級(jí)進(jìn)行加載。 為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，一般車輛荷載位置停好后，持荷3 5分鐘。每一加載工況各進(jìn)行兩次，如兩次加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大則 要進(jìn)行第三次試驗(yàn)。 在試驗(yàn)加載過程中，隨時(shí)觀測(cè)結(jié)構(gòu)控制截面的應(yīng)力、變形，如 果在未加到預(yù)計(jì)的最大試驗(yàn)荷載前，應(yīng)力或變形出現(xiàn)非線性增長等不 正常受力狀態(tài)時(shí)，應(yīng)立即停止繼續(xù)加載，并查

7、明原因。3.322試驗(yàn)荷載及加載位置采用試驗(yàn)加載車：舊橋?yàn)?輛20噸重車；新橋?yàn)?0噸重車和 30噸重車各2輛。根據(jù)控制截面的內(nèi)力影響線、加載車軸重進(jìn)行布 載，使控制截面的力矩與設(shè)計(jì)荷載作用下的設(shè)計(jì)力矩之比達(dá)到試驗(yàn) 荷載效率的要求。各試驗(yàn)車輛軸重、軸距列于表1。測(cè)試截面加載位 置如圖2所示。試驗(yàn)車輛軸重、軸距表表1橋名車號(hào)前軸重 (t)后軸重(t)前軸距(m)后軸距(m)舊橋1#5.512X7.853.31.32#4.992X7.603.3 丁1.3 丁新橋1#5.512X7.853.31.32#4.992X7.603.31.33#4.712X11.423.31.34#6.132X10.553

8、.31.34外觀檢查與無損檢測(cè)4.1外觀檢查4.1.1舊橋舊橋主要病害表現(xiàn)為立柱與蓋梁混凝土剝落露筋、鋼筋銹蝕，腹 拱拱板沿橋?qū)挋M向開裂及拱波沿橋縱向開裂。具體表現(xiàn)為歧江北岸 1#立柱蓋梁混凝土大面積脫落，多根鋼筋外露嚴(yán)重銹蝕有些已經(jīng)斷 開，2#立柱的兩根柱子底部環(huán)狀開裂，立柱頂部混凝土脫落，鋼筋銹 蝕。2#、3#立柱之間拱肋有兩條沿橋?qū)挿较虻臋M向裂縫，貫穿拱肋， 從橋底部觀察，已裂至拱肋底部，3#立柱靠外側(cè)的兩根柱子在距拱肋 40cm處呈環(huán)狀開裂，靠外側(cè)第一根柱子垂直方向混凝土脫落，兩根 豎向主筋已銹蝕成兩段。3#立柱蓋梁混凝土脫落，鋼筋銹蝕。3#、4# 立柱之間腹拱頂跨中開裂，靠外側(cè)第三個(gè)

9、拱波沿橋縱向開裂， 裂縫寬 度為12mm。4#立柱蓋梁鋼筋銹蝕嚴(yán)重，已斷開。4#、5#立柱立之間 腹拱頂距5#立柱1m處沿橋?qū)挋M向開裂，裂縫寬度 4mm左右。歧江 南岸，1#立柱蓋梁混凝土脫落，鋼筋外露，銹蝕嚴(yán)重。2#立柱混凝土 多處脫落，多根主筋銹蝕斷開， 3#、4#立柱垂直方向鋼筋銹蝕斷開。 垂直方向立柱表面有許多混凝土析出物。 3#、 4#立柱之間腹拱頂跨中 沿橋?qū)挋M向開裂，從外側(cè)數(shù)底三個(gè)拱波沿橋縱向開裂。 4#、5#立柱之 間腹拱頂距 5#立柱 2m 處沿橋?qū)挋M向開裂。 5#、6#立柱之間腹拱頂在 距 5#立柱 0.8m 和 1.5m 處沿橋?qū)挋M向開裂， 裂縫橫向貫通。 另外，歧 江南

10、岸 4#、5#立柱之間腹拱拱腳與立柱連接處拱腳存在斜裂縫，拱腳 處立柱沿橋縱向水平開裂。本橋主要表現(xiàn)為立柱由于混凝土密實(shí)度差以致碳化腐蝕造成主 筋銹蝕、混凝土保護(hù)層脫落； 拱肋開裂嚴(yán)重表明截面受有較大的偏心 壓力。4.1.2 新橋新橋主要病害為腹拱頂沿橋?qū)挋M向開裂， 立柱橫梁跨中部位沿橋 縱向開裂。具體表現(xiàn)為歧江南岸 2#、3#立柱之間腹拱頂跨中部位沿橋 寬橫向開裂，混凝土脫落， 裂縫貫穿腹拱，裂縫處有白色水跡并有結(jié) 晶物析出，鋼筋外露。歧江南岸 3#、4#立柱橫梁底沿橋縱向開裂，裂 縫處有白色水跡。 5#、6#立柱之間腹拱頂沿橋?qū)挋M向開裂，裂縫寬度 為0.20.3mm,距6#立柱2m處有一條

11、貫通裂縫。5#、6#立柱之間腹 拱靠舊橋側(cè)兩根鋼筋銹蝕， 混凝土脫落。 歧江北岸 4#立柱橫梁頂存在 大量混凝土析出物并有混凝土脫落。2#、 3#立柱之間腹拱頂混凝土脫落，面積為20$0cm2,脫落處露筋，鋼筋銹蝕。新橋3、4#立柱之間 靠舊橋一側(cè)拱頂橫向開裂，裂縫長度為100200cm,寬度0.2mm, 4#、 5#立柱靠上游側(cè)拱頂橫向開裂，裂縫長度 100cm,裂縫寬度0.2mm。 北岸 1#、 2#、 3#、 4#立柱橫梁跨中沿橋縱向開裂。 1#立柱裂縫處有白 色水跡和結(jié)晶物析出。本橋主要表現(xiàn)為混凝土已開始發(fā)生混凝土銹蝕現(xiàn)象, 鋼筋銹蝕及 混凝土保護(hù)層脫落。4.2無損檢測(cè)主要檢測(cè)內(nèi)容為新

12、舊兩橋立柱、 拱肋及新橋拱波的混凝土強(qiáng)度測(cè) 試、碳化深度測(cè)試和舊橋、 新橋立柱、新橋拱波鋼筋保護(hù)層厚度檢測(cè)、 新橋拱波橫向裂縫深度測(cè)試?；炷翉?qiáng)度的檢測(cè)方法為超聲回彈綜合 法。檢測(cè)依據(jù)為中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 超聲回彈綜合法檢測(cè) 混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程CECS 02: 88和超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù) 規(guī)程CECS 21： 90。使用儀器為北京康科瑞工程檢測(cè)有限公司生產(chǎn) 的NM3-A型非金屬超聲檢測(cè)分析儀、山東省樂陵市回彈儀廠制造的 ZC3-A型回彈儀和進(jìn)口英國產(chǎn) CM9型鋼筋直徑/保護(hù)層厚度測(cè)試儀。 檢測(cè)結(jié)果見表2。從測(cè)試結(jié)果可以看出，舊橋拱肋混凝土碳化深度很小，混凝土強(qiáng) 度在4447MPa之

13、間。外觀檢查也表明舊橋拱肋混凝土質(zhì)量良好。舊橋立柱混凝土強(qiáng)度在3340MPa之間，碳化深度在1845mm之間， 鋼筋銹蝕區(qū)混凝土已完全碳化， 經(jīng)過對(duì)立柱混凝土鑿開觀察，發(fā)現(xiàn)舊 橋立柱鋼筋已全面銹蝕，即使是表面完好的混凝土，其內(nèi)部鋼筋表面 也已經(jīng)有銹蝕跡象。混凝土的碳化是指大氣中的二氧化碳與混凝土中 的堿性物質(zhì)氫氧化碳發(fā)生反應(yīng)使混凝土中的PH值下降。其主要危害是使混凝土中鋼筋的保護(hù)膜受到破壞，弓I起鋼筋銹蝕。因此，混凝土 的碳化深度是反映混凝土耐久性的重要指標(biāo)之一。而鋼筋的銹蝕則使混凝土保護(hù)層脫落，鋼筋有效面積減小，導(dǎo)致承載力下降甚至結(jié)構(gòu)破 壞，這種破壞往往是突然性的。中山市人民橋混凝土強(qiáng)度、碳

14、化深度和鋼筋保護(hù)層厚度匯總表2橋 位部位測(cè)試結(jié)果范圍平均值砼強(qiáng)度(MPa)38.0、36.9、37.8P 36.938.037.6南岸3#立碳化深度(mm)18、 35、 22、 33、 45184531柱保護(hù)層厚度(mm)49、 34、 60、 80、 65、 803480舊 橋南岸4#立柱砼強(qiáng)度(MPa)41.133.940.433.941.138.5碳化深度(mm)24、 32、 20、 28、 40、 181840保護(hù)層厚度(mm)35、50、65、80、803580:南岸砼強(qiáng)度48.4、48.7、47.0、47.4、46.1,44.448.747拱腳(MPa)47.2、46.1、44

15、.4、47.5、47.2處拱 肋碳化深度(mm)2.0、2.5、1.5、3.5、2.5、1.01.03.51.9新 橋南岸3#立砼強(qiáng)度(MPa)48.3、43.2、41.3、47.241.348.345.08碳化深度(mm)7.0、 8.0、 9.07.09.08.0保護(hù)層厚度(mm)所測(cè)試的厚度均大于 70 mm7070南岸4#立柱砼強(qiáng)度(MPa)46.8 46.9、44.3、41.141.146.944.8碳化深度(mm)6.5、8.0、9.0、7.56.59.07.8保護(hù)層厚度(mm)均大于70mm7070北岸 拱腳 處拱 肋砼強(qiáng)度(MPa)51、46.8、52.2、50.7、5246.

16、85250.5碳化深度(mm)1.0、1.5、2.01.02.01.5南岸5#、6#立柱間 拱波砼強(qiáng)度(MPa)58.0、56.7、56.6、56.2、55.8、54.5、56.0、52.8、53.2、51.451.458.055.1碳化深度(mm)3.0、4.5、5.0、6.0、8.03.08.05.3保護(hù)層厚度(mm)橫 向57、46、55、37、28、34、24、29、36、40、49、50、46、54、2457縱 向28、40、35、55、33、29、15、45、 51、 37、 29、 44、 37、 541555從現(xiàn)象看，舊橋立柱鋼筋銹蝕多發(fā)生在橫梁和立柱側(cè)面，這些位置表面存留大量

17、混凝土析出物，立柱處對(duì)應(yīng)橋面施工縫結(jié)合不良， 橋面鋪 裝層嚴(yán)重破損，導(dǎo)致雨水、污水沿立柱下淌，中山市為海洋性氣候， 雨水、污水中含有許多有害物質(zhì)，加速了混凝土的碳化和鋼筋新橋立 柱混土強(qiáng)度在4148MPa之間。新橋立柱鋼筋保護(hù)層絕大部分超過 80mm，而立柱混凝土碳化深度小于10m m，說明新橋立柱鋼筋仍處于堿性狀態(tài)。新橋拱波混凝土強(qiáng)度超過50MPa,拱波混凝土碳化深度 遠(yuǎn)小于鋼筋保護(hù)層厚度。新橋拱肋混凝土強(qiáng)度在50MPa左右，混凝土碳化深度平均為5.3mm。對(duì)新橋東南側(cè)5#、6#立柱之間腹拱頂?shù)臋M 向裂縫的深度進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果顯示裂縫深度在1520cm之間。5靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果5.1靜載試驗(yàn)5.

18、1.1應(yīng)變測(cè)試5.1.1.1拱腳截面應(yīng)變測(cè)試5.1.1.1a 舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，拱腳截面應(yīng)變測(cè)試值列于表2J表2J-測(cè)點(diǎn)編號(hào)輪位12453679108111214151316第一循環(huán)1級(jí)-5-3-4-4000-4-5000-7-6-1-1II級(jí)-6-5-7-7-1-20-8-9-1-10-11-12-1-3III級(jí)-8-6-7-8-1-20-8-9-1-20-11-10-2-3IV級(jí)-6-3-5-5-1-20-5-7-1-2-1-8-7-2-3V級(jí)-20-2-2-1-1-1-1-3-1-3-1-4-4-2-3VI級(jí)25110-1-101-1-3-110-3-4VII級(jí)473421-133-

19、1-3-123-3-4回0010000000100000-1第二循環(huán)VI級(jí)051-2-1-1-130-1-30-10-5-5VII級(jí)48320-1053-1-3033-5-4回0010000000100000-1注：表中數(shù)據(jù)符號(hào) 一拉為+、壓為負(fù)。圖RM-2 拱肋應(yīng)變與高度的關(guān)系5.1.1.1b 新橋在試驗(yàn)加載輪位下，拱腳截面應(yīng)變測(cè)試值列于表2N表2N輪位1#2#3#I級(jí)-3-3-28II級(jí)-6-7-31III級(jí)-7-11-35IV級(jí)-5-8-58V級(jí)-4-3-5310VI級(jí)-32-49VII級(jí)15-21VIII 級(jí)35-20回0135VIII 級(jí)12-22回0-1-1-1由表2N易于看出，I

20、V級(jí)加載時(shí)拱腳承受壓力最大；在VII、VIII 級(jí)荷載作用下，各拱肋下緣均出現(xiàn)拉應(yīng)力，中間一個(gè)拱肋（即c拱肋）拉應(yīng)力最大，但上緣測(cè)點(diǎn)及拱波底部測(cè)點(diǎn)為壓應(yīng)力，表明拱腳截面在 試驗(yàn)荷載作用下截面中性軸處于矩形拱肋上，具備較試驗(yàn)荷載大的承 載能力。5.1.1.21/4L截面應(yīng)力測(cè)試5.1.1.2a 舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，1/4L截面應(yīng)變測(cè)試值列于表3J;其平均實(shí)測(cè) 應(yīng)變值隨拱肋截面高度變化關(guān)系示于圖RM-3。由此可以看出，截面下翼緣最大受拉應(yīng)變?yōu)?3，實(shí)測(cè)應(yīng)變值與拱肋截面高度具有較好 的線性關(guān)系，表明截面受力較好的符合平截面假定。中性軸距拱底緣 82cm，已越出矩形拱肋進(jìn)入雙曲拱波截面內(nèi)，表明該截面

21、可以承受 與試驗(yàn)荷載相當(dāng)?shù)暮奢d（即汽-15荷載），但沒有多大的富余。020406080100120拱肋高度(cm)圖RM-3應(yīng)變隨拱肋高度變化變應(yīng)測(cè)實(shí)表3J測(cè)點(diǎn)編號(hào)輪位12459101415368111316712第一循環(huán)131198989923110-1-5-7第二循環(huán)1311108989923100-1-6-7平均值（位置cm）8.5(5)0.92(63)-6.25(113)10.08.06.04.02.00.02.0-4.0-6.0-8.0115.1.1.2b 新橋25201510 u 5 m 5 變0 應(yīng)-5 實(shí)10-15-20-25-30* 1/4L加載y = -0.2972X +

22、17.!983R 2 = 0.99()9L -1501206090拱肋高度（ cm ）圖RM-4應(yīng)變隨拱肋高度的關(guān)系在試驗(yàn)加載輪位下，1/4L截面應(yīng)變測(cè)試值列于表3N ;其平均實(shí) 測(cè)應(yīng)變值隨拱肋截面高度變化關(guān)系示于圖RM-4。由此可以看出，截面下翼緣最大受拉應(yīng)變?yōu)?0；，實(shí)測(cè)應(yīng)變值與拱肋截面高度具有良 好的線性關(guān)系，中性軸距離拱底緣60cm,表明截面受力較好的符合平截面假定，可以承受與試驗(yàn)荷載相當(dāng)?shù)暮奢d（即汽-15），且具有較試 驗(yàn)荷載更大的承載能力（按線彈性變形假定進(jìn)行推算，該截面可以承 受汽-20荷載）。表3N測(cè)點(diǎn)編號(hào)輪位123456789第一循環(huán)-418151917-19-25-24-2

23、5第一循環(huán)-320191819-21-27-26-28平均值（位置cm）-3.5(71.5)18.1(0)-24.4(143.0)5.1.1.3跨中截面應(yīng)力測(cè)試5.1.1.3a 舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，跨中截面應(yīng)變測(cè)試值列于表4J?？梢钥吹?，在最大試驗(yàn)第IX級(jí)加載（相當(dāng)于計(jì)算荷載為汽-15）荷載作用下，跨中 截面跨縫測(cè)點(diǎn)最大應(yīng)變?yōu)?05，裂縫擴(kuò)展增量為0.016mm。現(xiàn)場試 驗(yàn)中，由于發(fā)現(xiàn)該截面的中性軸高度已大大越出拱肋高度 （55cm）甚至 高于拱波頂部（距拱肋下翼緣105cm），有鑒于此，立即停止了繼續(xù)加 載。在最大試驗(yàn)荷載作用下，跨中截面實(shí)測(cè)應(yīng)變與拱肋高度間的關(guān)系12示于圖RM-5，可以看

24、出，截面中性軸咼度為109cm（指距離拱肋下翼 緣），拱肋（包括拱波）接近處于完全受拉狀態(tài)，而受壓區(qū)接近完全由漿 砌片石組成的拱頂區(qū)。由此易于得出，跨中截面的承載能力為汽 -15 有鑒于現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果，跨中拱頂截面中性軸高度很高，拱肋接近完全 受拉狀態(tài)，為確保橋梁使用安全，建議對(duì)該橋進(jìn)行加固，加固進(jìn)行前, 開通車輛不宜超過汽-10。表4J注：表中數(shù)據(jù)符號(hào) 一拉為+、壓為負(fù)。此外，各測(cè)點(diǎn)說明詳見圖RM-1。601020100圖 RM-5406080截面高度（cm）跨中實(shí)測(cè)應(yīng)變與截面高度關(guān)系120-測(cè)點(diǎn)編號(hào)輪位12589121336710111415第一循環(huán)VI級(jí)48615310013410VII級(jí)

25、19363917391220027235651回0-100-1-212-1-1-11-31-1第二循環(huán)VI級(jí)4931522-1-114411VII級(jí)2036371740132-1027255752VIII 級(jí)24445324541620139347872IX級(jí)2951753570202-10554610592回0-3-2-3-2-303-2-3-350005.1.1.3b 新橋30200 99914 VII 級(jí) VIII 級(jí)R20.99950t9996-10IX級(jí)表4N測(cè)點(diǎn)編號(hào)輪位1234567第一循環(huán)VII級(jí)181620177-1-5VIII 級(jí)2628313126-4-8IX級(jí)323739

26、5154-4-10回0-1-100000第二循環(huán)VIII 級(jí)2830325127-2-7IX級(jí)3437384152-4-10回0-1-1001-1-1在試驗(yàn)加載輪位下，跨中截面應(yīng)變測(cè)試值列于表4N?？梢钥吹剑?在最大試驗(yàn)第IX級(jí)加載（相當(dāng)于計(jì)算荷載為汽-15）荷載作用下，跨中 截面跨縫測(cè)點(diǎn)最大應(yīng)變?yōu)?54；，裂縫擴(kuò)展增量為0.023mm。在最大 試驗(yàn)荷載作用下，跨中截面實(shí)測(cè)應(yīng)變與拱肋高度間的關(guān)系示于圖 RM-6?？梢钥闯?，截面中性軸高度為 97cm（指距離拱肋下翼緣），而 拱肋高度為143cm，具有一定的承載潛力?？梢姡缰薪孛娴某休d能 力大于試驗(yàn)荷載（相當(dāng)于計(jì)算荷載為汽-15）。5.1.2撓

27、度測(cè)試5.1.2a舊橋在試驗(yàn)加載輪位下，各撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試值列于表5J?？梢钥闯?，在 最大試驗(yàn)荷載作用下，最大撓度為3.6mm，相當(dāng)于撓跨比為1/22222, 表明橋梁具有足夠的整體剛度。測(cè)點(diǎn)編號(hào)、III級(jí)IV級(jí)V級(jí)VI級(jí)VII級(jí)回0VI級(jí)VII級(jí)VIII 級(jí)IX級(jí)1/4L回0N10.40.40-0.2-0.4-0.1-0.1-0.3-0.2-0.3-0.20.1N20.40.70.5-0.1-0.2-0.10.40.10.100.6-0.3N3-0.9-0.801.12.4-0.21.72.73.23.60.5-0.4N40.10.30.3-0.1-0.3-0.30.70.20.50.22.30

28、.1145.1.2b新橋在試驗(yàn)加載輪位下，各撓度測(cè)點(diǎn)測(cè)試值列于表 5N。可以看出, 在最大試驗(yàn)荷載作用下，最大撓度為3.8mm，相當(dāng)于撓跨比為1/21053,表明橋梁具有足夠的整體剛度。輪位 測(cè)點(diǎn)編號(hào)、I級(jí)II級(jí)III級(jí)IV級(jí)V級(jí)VI級(jí)VII級(jí)VIII級(jí)IX級(jí)回0VIII級(jí)回01/4L回0N10.30.40.20.2-0.5-0.4-0.4-0.3-0.10.1-0.200.5-0.1N20.40.71.11.01.00.70.70.70.60.20.904.1-0.3N30.80.50.41.01.42.83.33.53.7-0.23.8-0.20.40.1N41.91.92.12.21.9

29、1.92.21.61.5-0.21.8-0.1-2.10.5N5-0.10.50.3-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.20.1-0.20.1-0.405.2動(dòng)載試驗(yàn)521舊橋5.2.1.1行車試驗(yàn)行車試驗(yàn)主要測(cè)試拱橋1/4、1/2及3/4截面處梁體的豎向振動(dòng)響 應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)采用一輛試驗(yàn)車，從速度20km/h開始沿橋梁中線行駛，重車速度從20km/h至40km/h。從豎向振動(dòng)振幅實(shí)測(cè)值（見下表）上看，拱1/4跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi) 振幅單峰最大值在0.12 0.18mm之間，最大振幅發(fā)生速度20km/h， 對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為2.08Hz。拱橋1/2跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi)振幅單峰最大值在0.170.

30、35mm之間，最大振幅發(fā)生速度 20km/h，對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為2.63Hz。行車速度km/h測(cè)點(diǎn)部位振幅（單峰）mm強(qiáng)振頻率Hz20L/40.182.08L/20.352.633L/430L/40.122.0L/20.272.543L/40.152.040L/40.152.1L/20.172.223L/40.22.15.2.1.2脈動(dòng)試驗(yàn)15脈動(dòng)試驗(yàn)通過測(cè)試橋梁在自然環(huán)境下的振動(dòng)響應(yīng)， 通過頻譜分析 識(shí)別結(jié)構(gòu)的自振特性（自振頻率、振型及阻尼系數(shù)）。經(jīng)實(shí)測(cè)分析舊橋 一階豎向自振頻率f=2.148Hz, 1/4跨中與跨中同相，與3L/4處反相, 為反對(duì)稱振型，阻尼比為0.0498。5.2.2新橋5.

31、2.2.1行車試驗(yàn)行車試驗(yàn)主要測(cè)試拱橋1/4、1/2及3/4截面處梁體的豎向振動(dòng)響 應(yīng)，試驗(yàn)時(shí)采用一輛試驗(yàn)車，從速度20km/h開始沿橋梁中線行駛，重車速度從20km/h至50km/h。從豎向振動(dòng)振幅實(shí)測(cè)值（見下表）上看，拱1/4跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi) 振幅單峰最大值在0.120.33mm之間，最大振幅發(fā)生速度 20km/h， 對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為3.24Hz。拱橋1/2跨在試驗(yàn)速度范圍內(nèi)振幅單峰最大值在0.24 0.67mm之間，最大振幅發(fā)生速度20km/h，對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為3.7Hz。行車速度km/h測(cè)點(diǎn)部位振幅（單峰）mm強(qiáng)振頻率Hz20L/40.333.24L/20.673.73L/40.32.8

32、830L/40.134.34L/20.263.963L/40.124.5440L/40.122.86L/20.333.663L/40.132.8450L/40.132.63L/20.243.623L/40.152.785.2.2.2脈動(dòng)試驗(yàn)脈動(dòng)試驗(yàn)通過測(cè)試橋梁在自然環(huán)境下的振動(dòng)響應(yīng)，通過頻譜分析識(shí)別結(jié)構(gòu)的自振特性（自振頻率、振型及阻尼系數(shù)）。經(jīng)實(shí)測(cè)分析舊橋：第一階豎向自振頻率為2.197Hz時(shí)，L/4與跨中同相，與3L/4 反相，為反對(duì)稱振型，阻尼比為 0.01818;16第二階豎向自振頻率為2.54Hz 時(shí)， L/4 與跨中反相，與 3L/4同相，為對(duì)稱振型，阻尼比為 0.01714；第三階

33、豎向自振頻率為3.52Hz 時(shí)， L/4 與跨中、 3L/4 均為反 相，為反對(duì)稱振型，阻尼比為 0.02625。6 結(jié)論與建議通過對(duì)該橋進(jìn)行較全面的橋梁檢查、 檢測(cè)及靜動(dòng)載試驗(yàn)， 可以得 出如下結(jié)論：橋梁檢查：舊橋裂縫很多且較嚴(yán)重，拱肋間拱波連接縱向裂縫， 裂縫寬度12m m,立柱鋼筋銹蝕極為嚴(yán)重，有的銹斷；新橋除個(gè)別 立柱開裂外且裂縫寬度較小，其它情況良好。無損檢測(cè)：舊橋混凝土強(qiáng)度立柱3040MPa，碳化深度達(dá)40mm，已超過保護(hù)層厚度；拱肋 40 MPa以上，碳化深度24mm。 新橋混凝土強(qiáng)度立柱40MPa左右，碳化深度79mm;拱肋、拱波50 MPa 以上，碳化深度 56mm。靜載試驗(yàn)

34、：新、舊橋具有的剛度良好；舊橋跨中截面的承載能 力為汽-1 5 ，但現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，拱頂截面屬非正常的受力狀態(tài)， 中性軸高度很高，拱肋已完全受拉、拱波亦已接近完全受拉狀態(tài)，為 確保橋梁使用安全，建議對(duì)該橋進(jìn)行加固，加固進(jìn)行前，開通車輛不 宜超過汽 -10。新橋跨中截面可以安全地通過汽 -20 荷載。動(dòng)載試驗(yàn)： 從新、舊橋的自振頻率數(shù)值看，相對(duì)來說不高，說明橋梁整體剛 度不大；從行車試驗(yàn)結(jié)果來看，振幅大小無明顯異常，主要是由于拱 橋恒載所占比例較大， 活載比例相對(duì)較小。 建議對(duì)橋面要注意保養(yǎng)與 維修，以免經(jīng)常性的跳車對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成不利影響。鑒于舊橋混凝土開裂嚴(yán)重、 鋼筋銹蝕及靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果，

35、建議對(duì) 其進(jìn)行加固。、員峰橋171. 橋梁基本情況 員峰橋位于中山市員峰路，跨越歧江水道，建于九十年代中期。全橋長95.78m,橋?qū)?4m,其中主跨為開啟式鋼箱梁，跨長 25.9m; 引橋由5跨鋼筋混凝土簡支板梁組成，長 69.88m。下部結(jié)構(gòu)采用 150cm鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，橋墩與基礎(chǔ)直徑相同，4#墩除外。設(shè)計(jì)荷載 為汽-20、驗(yàn)算荷載為掛-100,設(shè)計(jì)車速50km/h，抗震等級(jí)7度。為了解該橋的受力性狀及承載能力,受中山市共用事業(yè)局的委 托,鐵道部科學(xué)研究院佛山院于 2000 年 11 月 6 日11 月 10 日對(duì)該 橋進(jìn)行了橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)。2. 橋梁檢查及靜動(dòng)載評(píng)估試驗(yàn)依據(jù)(1

36、) 公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范 (1989 年合訂本 );(2) 鐵路橋梁試驗(yàn)評(píng)定方法 ;(3) 舊橋檢測(cè)、評(píng)估、加固技術(shù)的應(yīng)用(4) 員峰橋施工設(shè)計(jì)圖 (廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院 1992年 9月)3. 橋梁檢驗(yàn)的目的、內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置3.1 橋梁檢驗(yàn)的目的 本次橋梁檢驗(yàn)工作包括橋梁檢查和靜動(dòng)載試驗(yàn)。3.1.1 橋梁檢查 檢查內(nèi)容包括：升降機(jī)械使用性能、鋼箱梁、橋面板、支座及引道橋等。通過檢查, 掌握橋梁的外觀整體和局部構(gòu)件的技術(shù)狀況, 分析結(jié) 構(gòu)出現(xiàn)缺陷和損壞的原因及對(duì)橋梁使用性能的影響。3.1.2 橋梁靜動(dòng)載試驗(yàn) 掌握結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀況，判斷橋梁的實(shí)際承載能力。 掌握橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。 通過靜動(dòng)載

37、試驗(yàn)和理論分析, 對(duì)橋梁的使用承載力及工作狀況 作出綜合評(píng)價(jià),給出橋梁使用荷載等級(jí),并提出維修養(yǎng)護(hù)、加固的建18 靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果可作為今后橋梁維護(hù)及評(píng)估提供原始數(shù)據(jù)。3.2橋梁靜載試驗(yàn)應(yīng)變及撓度測(cè)點(diǎn)布置選取A、B、C截面布置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。應(yīng)變、撓度測(cè)點(diǎn)布置示于圖Y F-1。20mN4；N1A16A丫撓度測(cè)點(diǎn)應(yīng)力測(cè)點(diǎn)25.9m7lAlBlC1-L11A2A3A43.2|cAB19.17m丁 6.73m圖丫 F-1員峰橋測(cè)點(diǎn)布置圖3.3靜載試驗(yàn)內(nèi)容經(jīng)檢查，鋼箱梁及其配套部件使用狀況良好，靜載試驗(yàn)內(nèi)容如下: 跨中A截面應(yīng)力測(cè)試； 支座處B截面應(yīng)力測(cè)試； 懸臂端C截面最大反力測(cè)試； 跨中截面撓度測(cè)試； 跨

38、中截面橫向分布測(cè)試。3.3.1靜載試驗(yàn)荷載及加載位置3.3.1.1試驗(yàn)加載原則試驗(yàn)荷載效率n二Sstat/Sxs應(yīng)滿足：0.8n w 1.0,其中SStat為19試驗(yàn)荷載作用下檢測(cè)部位變位或力的計(jì)算值；S為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活載作用下變位或力的計(jì)算值；3為設(shè)計(jì)取用的動(dòng)力系數(shù)。 試驗(yàn)加載采用分級(jí)加載的方式，一般通過改變作用在橋上的車輛數(shù)量或車輛的位置。試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定一般需分4級(jí)加載。 為保證測(cè)試數(shù)據(jù)的可靠性，一般車輛荷載位置停好后，持荷3, 5分鐘。每一加載工況各進(jìn)行兩次，如兩次加載試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大則 要進(jìn)行第三次試驗(yàn)。 在試驗(yàn)加載過程中，隨時(shí)觀測(cè)結(jié)構(gòu)控制截面的應(yīng)力、變形，如 果在未加到預(yù)計(jì)的最大試驗(yàn)荷載前

39、，應(yīng)力或變形出現(xiàn)非線性增長等不 正常受力狀態(tài)時(shí)，應(yīng)立即停止繼續(xù)加載，并查明原因。3.3.1.2試驗(yàn)荷載及加載位置采用4輛30噸重車進(jìn)行試驗(yàn)加載。根據(jù)控制截面的內(nèi)力影響線、 加載車軸重進(jìn)行布載，使控制截面的力矩與設(shè)計(jì)荷載作用下的設(shè)計(jì) 力矩之比達(dá)到試驗(yàn)荷載效率的要求。各試驗(yàn)車輛軸重、軸距列于表 YF1。試驗(yàn)車輛軸重、軸距表表YF1車號(hào)前軸重(t)1后軸重(t)前軸距(m)后軸距(m)1#4.712X11.423.31.32#6.132X10.553.31.33#6.672X12.653.31.34#5.812X12.703.31.3由理論分析可知，A截面的最不利受力狀態(tài)，同時(shí)為B、C截面 的最大受

40、力狀態(tài)，因此測(cè)試截面加載位置如圖 YF-2所示。測(cè)試截面 荷載效率系數(shù)列于表 YF2,滿足大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法 的要求。A截面荷載效率系數(shù)(M設(shè)計(jì)=499.08kN-m)表YF2加載級(jí)別IIIIIIIV何載效率系數(shù)0.3520.6590.8471.0124. 橋梁檢查20員峰橋主跨為開啟式鋼箱梁結(jié)構(gòu)，從其開啟情況來看，頂升速度基本均勻，無異常聲響，說明頂升及機(jī)械傳動(dòng)部分工作正常；從鋼箱 梁的焊接質(zhì)量來看，焊縫均勻、飽滿，施工質(zhì)量良好；橋面由18mm+6mm厚鋼板組合而成，在兩層鋼板上打孔填焊以防止兩層鋼板 相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，從橋面檢查情況來看，行車鋼板有局部發(fā)生較嚴(yán)重銹蝕， 并有相當(dāng)大的面積內(nèi)兩

41、層鋼板間的填焊脫離，鋼板之間有積水，底層鋼板銹蝕情況不明。另外，東半幅面層鋼板的南北兩側(cè)高低不平，南 側(cè)稍高，高差在1cm左右。以上這些情況應(yīng)在平時(shí)的檢查中應(yīng)予以 充分重視。該橋的結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)上不盡合理，在 4#、5#橋墩旁設(shè)置的開啟設(shè) 備箱面積達(dá)11.23mX27.45m，阻水面積很大，加之上游不遠(yuǎn)處有一支 流匯入歧江，橋下水流速度較快，橋下通行船只方向不易控制，可能 會(huì)造成失控船只撞擊橋墩及設(shè)備箱的事故。5. 靜動(dòng)載試驗(yàn)結(jié)果5.1靜載試驗(yàn)5.1.1應(yīng)變測(cè)點(diǎn)5.1.1.1 A 截面在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下，各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試測(cè)值列于表 YF3。可以 看出，加載側(cè)各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變隨加載效率呈良好的線性關(guān)系（

42、示于圖YF-3a），說明橋梁受力狀態(tài)符合平截面假定。由 A1A2和A4A5測(cè) 點(diǎn)應(yīng)力測(cè)值還可以看出，橋梁截面中性軸位于距梁底面48.36cm處，略高于理論計(jì)算值hy=44.62cm,其原因在于高26cm、寬200cm的人 行道共同參與工作。在最大試驗(yàn)荷載作用下，A截面最大拉應(yīng)力為-14.28MPa、最大壓應(yīng)力為15.54MPa,截面處于彈性工作狀態(tài)，均略 小于理論計(jì)算值（-16.28MPa、22.01MPa）。表YF3（單位；）加載級(jí)別測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次循環(huán)第二次循環(huán)IIIIIIV回0IV回01.01m下游A1-19-32-57-720-74021*0A220345568168-1*0A37132

43、026-1261*0A4814192512511.01m上游A5-12-17-23-27-1-280注：*系指距梁底之距。在各級(jí)試驗(yàn)荷載下，橋梁底板應(yīng)變分布示于圖 YF-3。可以看出, 加載一幅橋梁邊緣梁底應(yīng)力約為另一幅橋的兩倍，橋梁中線處梁底應(yīng) 變與另一幅基本相同，系為偏載影響所致。變應(yīng)7060504030201000224.46.68.8梁底寬（m）1113.215.417.6圖Y F-3各級(jí)荷載下橋梁底板應(yīng)變分布圖5.1.1.2 B 截面在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下，各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試測(cè)值列于表 YF4。B截 面的工作性狀與 A截面的情況相似，僅上下緣應(yīng)變符號(hào)變號(hào)，因此 在此不贅述。表YF4（單位；

44、）加載級(jí)別第一次循環(huán)第二次循環(huán)測(cè)點(diǎn)編號(hào)IIIIIIV回（IV回1 01.01m下游B1182135410421*0B2-19-23-36-411-432*0B3-12-16-19-200-212*0B4-12-17-19-200-2211.01m上游B5111618220232注：*系指距梁底之距。225.1.1.3 C 截面在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下，各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試測(cè)值列于表 YF5?？梢钥闯?，C截面均處于受壓狀態(tài)，其值較小且較均勻表YF5（單位2 ；）、加載級(jí)別測(cè)點(diǎn)編號(hào)第一次循環(huán)第二次循環(huán)IIIIIIV回0IV回02.0m下游C1-2-1-4-20-11*0C2-1-3-1000-1*0C3-1

45、-2-3-3-1-1-1*0C4-1-1-2-3-1-1-22.0m上游C5-1-4-3-20-20注：*系指距平衡重梁底之距。應(yīng)變測(cè)試結(jié)果表明，A、B、C截面兩次加載試驗(yàn)的實(shí)測(cè)殘余應(yīng) 變分別在-11；、-22；、-12；之間，滿足大跨徑混凝土橋 梁的試驗(yàn)方法的要求。5.1.2撓度測(cè)點(diǎn)與應(yīng)變相同，撓度與試驗(yàn)加載效率（即試驗(yàn)力矩）的關(guān)系反映了加 載過程中截面應(yīng)力的工作狀態(tài)。在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下，各測(cè)點(diǎn)撓度測(cè)值列于表YF6。最大試驗(yàn)荷載作用下，跨中截面撓度實(shí)測(cè)值與試驗(yàn)加載效率的關(guān)系示于圖YF-4a,可以看出撓度實(shí)測(cè)值與試驗(yàn)加載效率 之間的關(guān)系呈較好地線性關(guān)系。實(shí)測(cè)撓跨比為1/1441.6，小于公路

46、橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86的容許撓跨比1/600。表YF6（單位:mm）加載級(jí)別測(cè)點(diǎn)編號(hào)、第一次循環(huán)第二次循環(huán)IIIIIIV回0IV回0N1-6.3-8.1-10.1-12.6-1-13.7N2-3.3-5.2-7.2-9.3-0.5-9.5N3-0.8-2.0-3.2-4.5-0.2-4.0N40.70.2-0.2-1.20.2-0.6N52.01.61.61.3-0.11.18 6a a4 a25Imp度撓測(cè)實(shí)測(cè)點(diǎn)位置(m)圖Y F-4b試驗(yàn)荷載下?lián)隙葘?shí)測(cè)值與各測(cè)點(diǎn)位置關(guān)系5.1.3跨中截面橫向分布測(cè)試-4+ N1 N2Tl N3 N4一一 N505101520橋面寬(

47、m)圖YF-5跨中截面橫向分布影響線橫向影響線分布測(cè)試的目的是為了了解結(jié)構(gòu)的橫向傳力性能,24判斷結(jié)構(gòu)的整體受力狀態(tài)是否正常。A-A截面的橫向影響線的分布測(cè)試結(jié)果示于圖YF-5，可以看出其橫向分配關(guān)系正常，說明結(jié)構(gòu)的 整體性良好。由圖YF-5可以看出，當(dāng)荷載位于橋面0.5m處時(shí)，其分布系數(shù)：N1測(cè)點(diǎn)為2.6、而對(duì)應(yīng)地另一幅N5測(cè)點(diǎn)為1.6,比值為1.625,與5.1.1 中的應(yīng)變分布約為2.0相接近。5.2動(dòng)載試驗(yàn)5.2.1行車試驗(yàn)行車試驗(yàn)主要測(cè)試跨中截面處梁體的豎向振動(dòng)響應(yīng)， 試驗(yàn)時(shí)采用 一輛試驗(yàn)車，由于該橋條件所限，行車速度從 10km/h開始沿橋梁中 線行駛，重車速度從10km/h至40km/h。從豎向振動(dòng)振幅實(shí)測(cè)值（見下表）上看，跨中截面在試驗(yàn)速度范圍 內(nèi)振幅峰峰最大值在1.444.13mm之間，最大振幅發(fā)生速度25km/h， 對(duì)應(yīng)強(qiáng)振頻率為4.49Hz。行車速度km/h測(cè)試部位振幅（峰峰）mm強(qiáng)振頻率Hz10跨中2.4832.7810跨中1.9582.6420跨中3.1144.4420跨中4.134.4930跨中1.9772.040跨中1.6972.4940跨中1.93