六安皋城東路橋荷載試驗方案

1、目 錄1 項目概述12 試驗?zāi)康?3 試驗依據(jù)24 靜載試驗24.1 靜載試驗內(nèi)容24.1.1 試驗跨段的確定24.1.2 靜載試驗內(nèi)容34.2 靜載測點布置44.2.1 彎曲應(yīng)變（應(yīng)力）測點44.2.1.1 典型測點布置44.2.1.2 a斷面測點布置44.2.1.3 b斷面測點布置54.2.1.4 c斷面測點布置54.2.2 結(jié)構(gòu)剪應(yīng)變（剪應(yīng)力）測點布置54.2.3 撓度測點64.2.3.1 橋梁撓度測量方法64.3 試驗荷載64.3.1 加載車輛64.3.2 試驗車輛荷載橫向布置74.4靜載試驗工況74.4.1工況74.4.1.1測試項目74.4.1.2測試內(nèi)容74.4.1.3試驗荷載效

2、應(yīng)計算84.4.1.4試驗分級與加載步驟84.4.2工況94.4.2.1測試項目94.4.2.2測試內(nèi)容94.4.2.3試驗荷載效應(yīng)計算94.4.2.4試驗分級與加載步驟104.4.3工況114.4.3.1測試項目114.4.3.2測試內(nèi)容114.4.3.3試驗荷載效應(yīng)計算114.4.3.4試驗分級與加載步驟124.4.4工況v12測試項目12測試內(nèi)容13試驗荷載效應(yīng)計算13試驗分級與加載步驟134.4.5工況v14測試項目14測試內(nèi)容14試驗荷載效應(yīng)計算14試驗分級與加載步驟154.4.6工況v16測試項目16測試內(nèi)容16試驗荷載效應(yīng)計算16試驗分級與加載步驟174.4.7試驗荷載效率18試

3、驗荷載效率系數(shù)18各工況效率系數(shù)195 靜載試驗過程195.1 試驗準備195.2 試驗實施205.3 試驗加載控制與安全措施205.4 加載的控制205.5 測點的觀測215.6 加載過程的觀察215.7 加載過程中裂縫監(jiān)控215.8 終止加載控制條件216 儀器設(shè)備及測試系統(tǒng)226.1 撓度測量方法226.2 應(yīng)力測試方法226.3 部分采集系統(tǒng)框圖236.3.1 rs-ql06e型橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測系統(tǒng)236.3.2 hy-65b3000b數(shù)碼靜態(tài)應(yīng)變傳感器237 試驗概況268 動載試驗方案設(shè)計及檢測過程268.1 模態(tài)試驗268.2 動力試驗測試內(nèi)容268.3 動力試驗測試項目及其測

4、試方法268.4 動力試驗的測點布置278.5 試驗設(shè)備279 檢測結(jié)果279.1 位移檢測結(jié)果分析279.2 應(yīng)變檢測結(jié)果分析289.3 動載檢測結(jié)果分析299.3.1沖擊系數(shù)試驗結(jié)果299.3.2模態(tài)試驗結(jié)果3010 裂縫觀測3111 試驗結(jié)論及建議31當高橋引橋荷載試驗檢測報告1 項目概述皋城東路橋位于六安市區(qū)通往外環(huán)線的皋城路上，橋梁設(shè)計起點樁號：3+60.55m，終點樁號7+41.45m，設(shè)計全長380.9m，其中主橋長136.37m，中跨橫跨淠河總干渠，引橋長244.53m。主橋為3跨預(yù)應(yīng)力混凝土變高度直腹板式連續(xù)箱梁，單箱單室。其跨度布置為37.92m（邊跨）+56m（中跨（+3

5、7.92m（邊跨），箱梁頂寬14.25m，底板寬7.0m，梁高在橋墩處為3.10m，在跨中及端部為1.50m，箱梁底板厚度和梁高均按二次拋物線變化。設(shè)計荷載：汽車-超20級，掛車-120級橋面布置：4m人行道+211m行車道+4m人行道，全寬30.0m?，F(xiàn)對皋城東路橋主橋橋梁的右幅進行橋梁的靜載試驗的檢測工作。主橋的立面圖和箱梁的橫截面圖分別見圖1-1和圖1-2。圖1-1皋城東路橋主橋試驗跨段布置圖（單位： m）圖1-2 皋城東路橋主橋試驗跨段斷面圖2 試驗?zāi)康模?）通過靜載試驗，掌握結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有工作狀況，判斷橋梁的實際工作狀況是否符合設(shè)計要求或處于正常受力狀態(tài)。（2）通過動載試驗，測得在移動車

6、輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)實際的動態(tài)增量，進而判別結(jié)構(gòu)在受到不同動荷載作用下的動態(tài)反應(yīng)是否在橋梁的一般容許范圍內(nèi)。（3）通過動力特性試驗，了解橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性以及其在長期使用荷載階段的動力性能。（4）通過靜、動載試驗研究和理論計算分析，對橋梁的承載能力及工作狀況做出綜合評價。（5）通過靜、動載試驗來檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，說明工程的安全度和可靠性，為橋梁的竣工驗收提供依據(jù)，同時為橋梁后期的養(yǎng)護以及長期監(jiān)測等積累資料。3 試驗依據(jù)（1）公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程（jtg/t j21-2011）；（2）公路工程技術(shù)標準（jtg b01-2003）；（3）公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004

7、）；（4）公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（jtg d62-2004）；（5）大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（yc4-/1982）。4 靜載試驗4.1 靜載試驗內(nèi)容4.1.1 試驗跨段的確定(1) 該跨段在構(gòu)造上受力較不利。(2) 該跨段所處的位置便于設(shè)置測點，試驗時便于加載。(3) 選擇該典型跨段進行試驗，其試驗結(jié)果基本可以代表同類橋跨的結(jié)構(gòu)狀況。(4) 招標文件中指定的檢測跨段。皋城東路橋主橋?qū)儆谂f橋改造項目，引橋部分橋跨采用了舊橋的箱梁梁板，基于以上原因，經(jīng)綜合考慮，確定對皋城東路橋主橋中采用舊橋梁板和新建基礎(chǔ)的橋跨進行荷載試驗。4.1.2 靜載試驗內(nèi)容該靜載試驗主要測試主梁各控制截

8、面或構(gòu)件的最大內(nèi)力，根據(jù)其內(nèi)力包絡(luò)圖和結(jié)構(gòu)定期檢測的結(jié)果，確定其內(nèi)力最不利位置。由橋梁結(jié)構(gòu)分析軟件midas/civil2006計算得出的彎矩包絡(luò)圖如圖4-1所示。根據(jù)公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程和大跨徑混凝土橋梁的試驗方法的規(guī)定，并經(jīng)過精確的結(jié)構(gòu)分析計算確定該聯(lián)的內(nèi)力控制斷面。經(jīng)過分析，確定的3個主要內(nèi)力控制斷面分別為：(1) 第1跨最大正彎矩斷面；(2) 支點負彎矩斷面；(3) 第2跨跨中最大正彎矩斷面；對應(yīng)于這3個內(nèi)力控制斷面，確定個靜載試驗工況，即工況、工況、工況，工況v、工況v、工況v。圖4- 1 標準活載作用下全跨彎矩my包絡(luò)圖由以上包絡(luò)圖可知，3跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁彎矩，沿橋跨

9、縱向正彎矩以邊跨作為控制、負彎矩以次邊墩作為控制，經(jīng)分析確定3個主要內(nèi)力控制斷面見圖4-2所示。圖4- 2 各測試控制斷面布置圖 （單位：cm）由控制斷面確定的荷載試驗工況及試驗內(nèi)容如下，具體位置如圖4-2：(1) 工況： a截面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的對稱加載試驗；(2) 工況： a截面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的偏心加載試驗；(3) 工況：次邊墩近支點b截面處箱梁最大內(nèi)力的對稱加載試驗；(4) 工況：次邊墩近支點b截面處箱梁最大內(nèi)力的偏心加載試驗；(5)工況v：第二跨跨中c截面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的對稱加載試驗；(6)工況：第二跨跨中c截面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的偏心加載試驗；4.2 靜載測點布置4

10、.2.1 彎曲應(yīng)變（應(yīng)力）測點4.2.1.1 典型測點布置主梁每個正負彎矩控制斷面至少布置8個應(yīng)力（應(yīng)變）測點，主要測試縱梁等構(gòu)件各控制斷面在最大彎矩作用下的受力狀況。各控制斷面的典型測點布置見圖4-3。圖4- 3 斷面彎曲應(yīng)力典型測點布置圖 4.2.1.2 a斷面測點布置主梁a斷面正彎矩控制截面布置8個應(yīng)力（應(yīng)變）測點，測試縱梁在各級試驗荷載和最大彎矩作用下的受力狀況。a斷面測點布置見圖4-4。圖4- 4 a斷面彎曲應(yīng)力測點布置圖4.2.1.3 b斷面測點布置主梁b斷面負彎矩控制截面布置5個應(yīng)力（應(yīng)變）測點，測試縱梁在各級試驗荷載和最大彎矩作用下的受力狀況。b斷面測點布置見圖4-5。圖4-

11、5 b箱梁斷面彎曲應(yīng)力測點布置圖4.2.1.4 c斷面測點布置主梁c斷面正彎矩控制截面布置5個應(yīng)力（應(yīng)變）測點，測試縱梁在各級試驗荷載和最大彎矩作用下的受力狀況。c斷面測點布置見圖4-6。圖4- 6 c箱梁斷面彎曲應(yīng)力測點布置圖 4.2.2 結(jié)構(gòu)剪應(yīng)變（剪應(yīng)力）測點布置在支點截面附近處腹板表面布置1組應(yīng)變花，主要測量支點附近結(jié)構(gòu)在中性軸附近的剪應(yīng)力和主拉應(yīng)力。采用直角型應(yīng)變花，1組直角型應(yīng)變花由3支呈45間隔分布的傳感器組成。3支傳感器編號分別為e0、e45、e90。腹板表面應(yīng)變花測點的具體構(gòu)造見圖4-7。圖4- 7 應(yīng)變花具體構(gòu)造圖 （單位：cm）4.2.3 撓度測點4.2.3.1 橋梁撓度

12、測量方法橋梁撓度測量根據(jù)現(xiàn)場具體條件和情況選擇使用電測位移計、激光撓度儀或精密水準儀進行各測點的撓度測量。具體布置方法見圖圖4-8。在該荷載試驗中主要使用電測位移計法進行全橋撓度的測量。圖4- 8 位移計法示意圖4.3 試驗荷載4.3.1 加載車輛39t試驗加載車型見圖4-9所示。圖4- 9 試驗加載車型圖 （單位：cm）4.3.2 試驗車輛荷載橫向布置本橋橋面寬為9m，擬采用39t雙后軸載重車進行加載。橫向均布設(shè)2列車。汽車橫向布置見圖4-10圖4-11。圖4- 10 試驗荷載橫向?qū)ΨQ加載布置圖 （單位：cm）圖4- 11 試驗荷載橫向偏心加載布置圖 （單位：cm）4.4靜載試驗工況4.4.

13、1工況4.4.1.1測試項目邊跨a斷面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的對稱加載試驗。4.4.1.2測試內(nèi)容測試a斷面處控制斷面測點的應(yīng)力和撓度變化。4.4.1.3試驗荷載效應(yīng)計算該控制斷面處的彎矩影響線見圖4-12，撓度影響線見圖4-13。該斷面處的理論彎矩效應(yīng)內(nèi)力計算值見圖4-14。該控制斷面處的試驗荷載縱向布置見圖4-15。圖4- 12 a斷面處彎矩影響線圖圖4- 13 a斷面處撓度影響線圖圖4- 14 a截面處最大彎矩理論效應(yīng)圖圖4- 15 a斷面處試驗荷載縱向布置圖 （單位： cm）4.4.1.4試驗分級與加載步驟工況的各對稱加載步驟-1-2載車輛布置見布載圖，圖4-16圖4-17。 圖4- 1

14、6 工況對稱加載步驟-1布載圖圖4- 17 工況對稱加載步驟-2布載圖圖4- 18 工況對稱加載步驟-3布載圖4.4.2工況4.4.2.1測試項目邊跨a斷面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的偏心加載試驗。4.4.2.2測試內(nèi)容測試a斷面處控制斷面測點的應(yīng)力和撓度變化。4.4.2.3試驗荷載效應(yīng)計算該控制斷面處的彎矩影響線見圖4-18，撓度影響線見圖4-19。該斷面處的理論彎矩效應(yīng)內(nèi)力計算值見圖4-20。該控制斷面處的試驗荷載縱向布置見圖4-21。 圖4- 19 a斷面處彎矩影響線圖圖4- 20 a斷面處撓度影響線圖圖4- 21 a截面處最大彎矩理論效應(yīng)圖圖4- 22 a斷面處試驗荷載縱向布置圖 （單位：c

15、m）4.4.2.4試驗分級與加載步驟工況的各偏心加載步驟-1-3，加載車輛布置見布載圖4-22圖4-23。圖4- 19 工況偏心加載步驟-1布載圖圖4- 20 工況對稱加載步驟-2布載圖圖4- 21 工況對稱加載步驟-2布載圖4.4.3工況4.4.3.1測試項目b斷面處最大內(nèi)力對稱加載試驗。4.4.3.2測試內(nèi)容測試b斷面處控制斷面測點的應(yīng)力變化。4.4.3.3試驗荷載效應(yīng)計算該控制斷面處的彎矩影響線見圖4-29。該斷面處的理論彎矩效應(yīng)內(nèi)力計算值見圖4-30。該控制斷面處的試驗荷載縱向布置見圖4-31。圖4-29 b斷面處彎矩影響線圖圖4-30 b斷面處最大彎矩理論效應(yīng)圖圖4-31 b截面處試

16、驗荷載縱向布置圖 4.4.3.4試驗分級與加載步驟工況的各對稱加載步驟-1-4加載車輛布置見布載圖，圖4-32圖4-34。圖4-32 工況對稱加載步驟-1布載圖圖4-33 工況對稱加載步驟-2布載圖 圖4-34 工況對稱加載步驟-3布載圖4.4.4工況v測試項目b斷面處最大內(nèi)力偏心加載試驗。測試內(nèi)容測試b斷面處控制斷面測點的應(yīng)力變化及撓度變化。試驗荷載效應(yīng)計算該控制斷面處的彎矩影響線見圖4-35。該斷面處的理論彎矩效應(yīng)內(nèi)力計算值見圖4-36。該控制斷面處的試驗荷載縱向布置見圖4-37。圖4-35 b斷面處彎矩影響線圖圖4-36 b斷面處最大彎矩理論效應(yīng)圖圖4-37 b截面處試驗荷載縱向布置圖

17、試驗分級與加載步驟工況v的各對稱加載步驟v-1v-4加載車輛布置見布載圖，圖4-38圖4-40。圖4-38 工況v對稱加載步驟v-1布載圖圖4-39 工況v對稱加載步驟v-2布載圖圖4-40 工況v對稱加載步驟v-3布載圖4.4.5工況v測試項目c斷面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的對稱加載試驗。測試內(nèi)容測試c斷面處控制斷面測點的應(yīng)力變化。試驗荷載效應(yīng)計算該控制斷面處的彎矩影響線見圖4-41，撓度影響線見圖4-42。該斷面處的理論彎矩效應(yīng)內(nèi)力計算值見圖4-43。該控制斷面處的試驗荷載縱向布置見圖4-44。圖4-41 c斷面處彎矩影響線圖圖4-42 c斷面處撓度影響線圖圖4-43 c斷面處最大彎矩理論效應(yīng)

18、圖圖4-44 c截面處試驗荷載縱向布置圖 試驗分級與加載步驟工況v的各對稱加載步驟v-1v-4加載車輛布置見布載圖,圖4-45圖4-48。圖4-45 工況v對稱加載步驟v-1布載圖圖4-46 工況v對稱加載步驟v-2布載圖圖4-47 工況v對稱加載步驟v-3布載圖4.4.6工況v測試項目c斷面處箱梁最大內(nèi)力及撓度的偏心加載試驗。測試內(nèi)容測試c斷面處控制斷面測點的應(yīng)力變化。試驗荷載效應(yīng)計算該控制斷面處的彎矩影響線見圖4-49，撓度影響線見圖4-50。該斷面處的理論彎矩效應(yīng)內(nèi)力計算值見圖4-51。該控制斷面處的試驗荷載縱向布置見圖4-52。圖4-49 c斷面處彎矩影響線圖圖4-50 c斷面處撓度影

19、響線圖圖4-51 c斷面處最大彎矩理論效應(yīng)圖圖4-52 c截面處試驗荷載縱向布置圖 試驗分級與加載步驟工況v的各對稱加載步驟v-1v-4加載車輛布置見布載圖，圖4-53圖4-56。圖4-53 工況v對稱加載步驟v-1布載圖圖4-54 工況v對稱加載步驟v-2布載圖圖4-55 工況v對稱加載步驟v-3布載圖4.4.7試驗荷載效率試驗荷載效率系數(shù)由于荷載試驗就是將標準設(shè)計荷載或標準設(shè)計荷載的等效荷載施加于實橋的特定位置，對實橋結(jié)構(gòu)的應(yīng)變分布、變形進行檢測，以此對實橋結(jié)構(gòu)的性能作出判斷，從而達到檢驗橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論和計算方法是否合理，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工質(zhì)量，判斷橋梁結(jié)構(gòu)實際的承載等級的目的。為

20、了達到以上目的，必須保證試驗荷載的加載效果，加載效果由荷載效率系數(shù)進行控制。要求選擇的基本試驗荷載應(yīng)對結(jié)構(gòu)控制截面產(chǎn)生的荷載效應(yīng)與設(shè)計的荷載效應(yīng)相接近，其接近的程度可用靜載試驗效率系數(shù)來表達。=s 試驗荷載作用下控制截面最不利效應(yīng)計算值；s 設(shè)計標準荷載作用下控制截面最不利計算值； 按規(guī)范計算的沖擊系數(shù)。正常試驗條件下應(yīng)滿足下列條件：0.81.05各工況效率系數(shù)各工況的試驗荷載效率系數(shù)見表4-1。 表4-1 各工況荷載效率系數(shù)表加載工況標準荷載理論彎矩值 (kn.m)試驗荷載計算彎矩值 (kn.m)試驗荷載效率系數(shù)工況工況工況工況v工況v工況v5 靜載試驗過程5.1 試驗準備(1) 該橋的荷載

21、試驗按規(guī)定時間進場作業(yè)。(2) 召開動員會，明確各專業(yè)組分工和各組負責人責任。(3) 經(jīng)過前期準備、橋況詳查，進行測點和試驗項目調(diào)整。(4) 設(shè)置測點、基準點。(5) 在橋面劃出車道線、載位線。(6) 解各工況，對可以合并的工況步驟進行合并利用，盡量減少加載階段，提高試驗效率，縮短試驗時間。(7) 連接儀器設(shè)備，通電檢查各個系統(tǒng)工作是否正常。(8) 進行全體人員合練，模擬試驗過程，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。(9) 根據(jù)天氣情況，最終確定加載時間。5.2 試驗實施(1) 該橋靜載試驗按規(guī)定時間按擬訂加載方案開始。(2) 全橋預(yù)壓，車隊以5km/h的速度駛過試驗段橋面，然后退回預(yù)定停車位置。(3) 按擬定

22、的試驗工況加載，每個工況按：先初讀數(shù)（歸零）加載讀數(shù)穩(wěn)定讀數(shù)卸載讀數(shù)穩(wěn)定讀數(shù)，進行數(shù)據(jù)采集。(4) 監(jiān)控試驗過程，發(fā)現(xiàn)試驗異常，立即中止試驗；對試驗異常的判斷和試驗中止條件按下節(jié)“試驗控制與安全”要求處理。(5) 于當日完成全橋的靜載試驗。(6) 整理試驗資料和電子數(shù)據(jù)，確認試驗成果。(7) 確定試驗現(xiàn)場作業(yè)結(jié)束。(8) 清理試驗現(xiàn)場。5.3 試驗加載控制與安全措施試驗指揮人員在加載試驗過程中隨時掌握各方面的情況，對加載進行控制。既要取得良好的試驗效果，又要確保人員、儀表設(shè)備及橋梁的安全，避免不應(yīng)有的損失。5.4 加載的控制應(yīng)嚴格按設(shè)計的加載程序進行加載，荷載的大小，截面內(nèi)力的大小都應(yīng)由小到大

23、逐漸增加，并隨時作好停止加載和卸載的準備。5.5 測點的觀測對加載試驗的控制點應(yīng)隨時觀測，隨時計算并將計算結(jié)果報告試驗指揮人員，如實測值超過計算值較多，則應(yīng)暫停加載，待查明原因再決定是否繼續(xù)加載。試驗人員如發(fā)現(xiàn)其他測點的測值有較大的反常變化也應(yīng)查找原因，并及時向試驗指揮人員報告。5.6 加載過程的觀察加載過程中應(yīng)指定人員隨時注意觀察以下各種狀況：(1) 結(jié)構(gòu)各部位可能產(chǎn)生的新裂縫；(2) 注意觀察構(gòu)件薄弱部位是否有開裂、破損；(3) 組合構(gòu)件的結(jié)合面是否有開裂錯位；(4) 支座附近混凝土是否開裂；橫隔板的接頭是否拉裂；(5) 結(jié)構(gòu)是否產(chǎn)生不正常的響聲；(6) 加載時墩臺是否發(fā)生搖晃現(xiàn)象等等。如

24、發(fā)生以上這些情況應(yīng)報告試驗指揮人員，以便采取相應(yīng)的措施。5.7 加載過程中裂縫監(jiān)控此項檢查分為3個部分：(1) 在對全橋進行外觀普查過程中對裂縫情況進行觀察、記錄。(2) 是靜載試驗前對被試驗梁的裂縫位置、長度、縫寬等進行觀測。(3) 試驗過程中及試驗后觀測有無新裂縫產(chǎn)生、裂縫開展情況等，并作出記錄。5.8 終止加載控制條件發(fā)生下列情況應(yīng)中途終止加載：(1) 控制測點的應(yīng)力值已達到或超過用彈性理論按規(guī)范安全條件反算的控制應(yīng)力值時。(2) 控制測點變位（或撓度）超過規(guī)范允許值時。(3) 由于加載，使結(jié)構(gòu)裂縫的長度，縫寬急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)，裂縫寬度超過允許值的裂縫大量增多，對結(jié)構(gòu)使用壽命造成

25、較大的影響時。(4) 加載時沿跨長方向的實測撓度曲線分布規(guī)律與計算值相差過大或?qū)崪y撓度超過計算過多時。(5) 發(fā)生其他損壞，影響橋梁承載能力或正常使用時。6 儀器設(shè)備及測試系統(tǒng)本橋靜載試驗擬使用的儀器設(shè)備清單、儀器精度列于表6-1。表6-1 配備本項目實施的主要儀器設(shè)備表序號名 稱型 號數(shù) 量備 注1靜力試驗數(shù)據(jù)采集儀tds303一套2萊卡精密水準儀na2一套含銦鋼標尺3橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測系統(tǒng)rs-ql06e型一套4靜態(tài)應(yīng)變傳感器hy-65b3000b型若干以上采用的儀器設(shè)備都是國內(nèi)外目前用于土木工程測試最為先進的儀器設(shè)備，儀器測試精度高、長期穩(wěn)定性和可靠性好。6.1 撓度測量方法撓度測量采用

26、撓度計進行測量。6.2 應(yīng)力測試方法應(yīng)力測試采用振弦式混凝土表面應(yīng)變計測試應(yīng)變，再通過計算公式換算成應(yīng)力。6.3 部分采集系統(tǒng)框圖6.3.1 rs-ql06e型橋梁及結(jié)構(gòu)應(yīng)力檢測系統(tǒng)1)、完全數(shù)字化傳感技術(shù)，使橋梁檢測中各測點方便的采用不同要求的傳感器來測試，如沉降測試、撓度測試、應(yīng)變測試、傾角測試、位移及動應(yīng)變、動撓度測試等，采用非線性磁性編碼技術(shù)，較其他原理同類傳感器更能適應(yīng)惡劣的工程環(huán)境要求，抗干擾能力強，其精度、穩(wěn)定可靠性均符合國家相關(guān)橋梁、結(jié)構(gòu)檢測規(guī)范標準要求。各傳感器數(shù)字化集成，所有傳感器在同一系統(tǒng)下工作，不同測試來源數(shù)據(jù)用同一軟件采集、處理。解決了一個測試由多家或多種儀器傳感器的

27、制造廠家提供，兼容性不好、后處理能力不強的問題。2)、系統(tǒng)中各種不同類別的傳感器可重復(fù)多次使用，可方便地采用有線/無線網(wǎng)絡(luò)通訊及遙測技術(shù)，現(xiàn)場安裝、調(diào)試、連接十分簡便，傳感器使用壽命、安裝成活率及工效成倍提高，系統(tǒng)組成、網(wǎng)絡(luò)擴充、傳感器選配積木化，維護、維修、校準十分方便，整機系統(tǒng)價格合理。3)、智能傳感器管理巡測軟件，現(xiàn)場測試，實時記錄、處理、顯示，人機界面友好方便。6.3.2 hy-65b3000b數(shù)碼靜態(tài)應(yīng)變傳感器 圖6-1 hy-65b3000b數(shù)碼靜態(tài)應(yīng)變傳感器hy-65b3000b數(shù)碼應(yīng)變表面?zhèn)鞲衅饔脕頊y量結(jié)構(gòu)體在靜荷載作用下產(chǎn)生的微應(yīng)變。它是一種采用磁感位置編碼技術(shù)研制而成新型應(yīng)

28、變傳感器。內(nèi)致有霍爾芯片、釤鈷合金材料、美國進口16位單片機等當今最前沿電子芯片。hy-65b3000b數(shù)碼表面應(yīng)變傳感器由兩部分組成：hy-65b3000b數(shù)碼表面應(yīng)變傳感器寶石測頭+微動測頭。其微動測頭采用磁性恒力吸附技術(shù)，任意姿勢均不受重力影響，無蠕變。它無需接二次儀表，直接以數(shù)碼方式將測量值傳送給專門配置的數(shù)顯表或計算機顯示。有線/無線傳送距離可達1km或更遠。注：（釤鈷合金材料由稀土金屬釤、鈷組成，充磁后，其磁性特性十分良好。其居里點、磁積能等品質(zhì)參數(shù)優(yōu)良，廣泛地應(yīng)用于航空、航天儀表。）工作原理：應(yīng)變傳感器的寶石測頭與微動測頭在接受到結(jié)構(gòu)體表面變形時，其變形被傳遞到寶石測頭，寶石測頭

29、帶動內(nèi)置釤鈷合金材料移動，霍爾芯片在永久磁場中移動產(chǎn)生電壓信號。此電壓信號通過內(nèi)致16位單片機經(jīng)過非線性編碼調(diào)制成rs485標準數(shù)字信號輸出。a/d轉(zhuǎn)換在傳感器內(nèi)部完成，從傳感器出來的數(shù)字信號通過電腦中的采樣分析軟件自動記錄、顯示和存儲。產(chǎn)品應(yīng)用：工程結(jié)構(gòu)，如砼及構(gòu)件；鋼結(jié)構(gòu)、巖體、及土木程結(jié)構(gòu)中橋梁、板、柱等應(yīng)變的量測。 技術(shù)指標：符合混凝土結(jié)構(gòu)實驗方法標準 應(yīng)變量程范圍 1500； 測微量程范圍 150； 應(yīng)變最小分辨力 0.1； 標距 150mm； 測微最小分辨力 0.02；零點漂移 4/4h；溫度漂移 1/；輸出方式 數(shù)碼輸出；工作電壓電流 dc+812 v 30ma；抗強磁能力 20

30、00a/m；工作溫度 -20+60 濕度85rh；安徽省高速公路試驗檢測科研中心 -32-7 試驗概況荷載試驗于2012年06月20日20：00時正式開始，于22：00時結(jié)束，試驗時天氣為晴，當時大氣溫度為20。整個試驗過程中，封閉試驗路段交通，避免其他車輛對試驗的干擾，無異常情況發(fā)生。8 動載試驗方案設(shè)計及檢測過程8.1 模態(tài)試驗在橋面無任何交通荷載以及橋址附近無規(guī)則振源的情況下，通過力錘進行激勵，測定激勵的力信號及橋跨結(jié)構(gòu)由于脈沖荷載激振而引起的結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)。通過對力信號及結(jié)構(gòu)響應(yīng)信號進行模態(tài)分析即可得到結(jié)構(gòu)固有頻率、振型及阻尼比等參數(shù)。8.2 動力試驗測試內(nèi)容模態(tài)試驗主要測定各座橋梁引橋

31、的激勵信號以及相應(yīng)測點的響應(yīng)信號，通過模態(tài)分析得到橋梁的頻率、振型和阻尼比等參數(shù)。8.3 動力試驗測試項目及其測試方法(1)橋跨結(jié)構(gòu)的振動測試，在選定測點上安裝891-ii型傳感器，配信號放大器，由信號采集儀配以相關(guān)軟件記錄其輸出信號。測定行車及跳車狀態(tài)下振動信號。(2)橋跨結(jié)構(gòu)的模態(tài)測試，通過安裝在力錘錘頭上的力傳感器測試激勵信號，在選定測點上安裝891-ii型傳感器測試橋梁結(jié)構(gòu)的響應(yīng)信號，配相應(yīng)的信號放大器及濾波器，由信號采集儀配以相關(guān)軟件記錄其輸出信號，通過多次測試進行平均。由信號處理分析儀進行頻域和時域處理分析，通過模態(tài)分析軟件進行橋梁的模態(tài)分析。在測記橋跨結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)要注意保證信號完

32、整，信號測記長度應(yīng)足夠，并需照顧到各測記通道的動態(tài)范圍，小信號足夠靈敏，大信號不飽和，測記時應(yīng)實時監(jiān)視振動響應(yīng)信號的質(zhì)量。8.4 動力試驗的測點布置模態(tài)試驗以力錘作為激勵信號，在一固定點進行激勵，為了避開低階重要模態(tài)的節(jié)點（振型為零）處，將激勵點放在橋跨的1/4處，主要記錄激勵信號及橋跨結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)。橋梁的測量斷面選擇在橋跨的四等分點以及橋墩上。測試斷面上測點布置詳見附圖1-1、圖1-2。8.5 試驗設(shè)備為了完成試驗?zāi)康?，在試驗中使用了橋梁撓度測試系統(tǒng)以及橋梁振動測試系統(tǒng)。試驗中用到的設(shè)備清單如表所示。表8-1 動測試驗設(shè)備表序號名 稱型 號數(shù) 量備 注1光電橋梁撓度儀bjqn-4型一套2智能

33、信號采集處理分析儀inv-306d一套3抗混濾波放大器inv-6一套4力錘dfc-1一套含力傳感器5傳感器891-ii垂直6個6便攜式微機兩套7弓形板高6cm4850米卷尺、萬用表、螺絲刀等及其它常用工具測量導(dǎo)線名 稱長 度數(shù) 量總 長普通屏蔽信號線150m1150米30m5150米高頻信號傳輸線30m130米9 檢測結(jié)果9.1 位移檢測結(jié)果分析根據(jù)實際的加載車位置加載，計算出位移測點處的位移計算值和應(yīng)變測點處的應(yīng)變計算值。在靜載試驗中所測得的空心板梁截面各部位的撓度值，均為加載后的撓度增量，而未與已有恒載撓度值疊加。下面將計算的撓度增量值與實測的撓度增量值進行比較，比較采用校驗系數(shù)（）的概念

34、，以百分比表達。表81及表82為各個工況計算位移值和實測位移值的比較，表中的負號“-”表示位移向上，而正號“+”表示位移方向為向下，同時也給出了各個工況橋面測點的校驗系數(shù)。表81 工況i撓度比較表測點編號計算值（mm)實測值(mm)殘余(mm)校驗系數(shù)al110.93 10.11 0.95 0.92 ar110.93 10.85 0.59 0.99 平均校驗系數(shù)0.96表82 工況ii撓度比較表測點編號計算值(mm)實測值(mm)殘余(mm)校驗系數(shù)al212.60 13.01 0.73 1.03 ar29.43 9.81 0.64 1.04 平均校驗系數(shù)1.04從表8-1表8-2可以看出，各

35、個工況的控制截面位移與計算位移的比值均小于1.0，說明剛度滿足要求。9.2 應(yīng)變檢測結(jié)果分析在靜載試驗中所測得的空心板梁截面各部位的混凝土應(yīng)變值，均為加載后的應(yīng)變增量，而未與已有恒載應(yīng)變值疊加。下面將計算的應(yīng)變增量值與實測的應(yīng)變增量值進行比較，比較采用校驗系數(shù)（）的概念，負應(yīng)變值代表混凝土受壓，正應(yīng)變值代表混凝土受拉。表83 工況i應(yīng)變比較表測點編號計算值實測值殘余校驗系數(shù)a1197.6200.111.31.01a2210.4200.730.40.95a3210.4202.112.40.96a4197.6190.920.00.97a5-65.4-64.7-4.50.99a6-69.6-72.2-7.41.04a7-69.6-69.1-9.90.99a8-65.4-62.8-9.40.96平均校驗系數(shù)0.98表84 工況ii應(yīng)變比較表測點編號計算值實測值殘余校驗系數(shù)a1227.9224.521.80.98a2220.5212.225.40.96a3197.3202.517.61.03a4170.4163.420.10.96a5-80.0-78.6-9.50.98a6-77.4-73.8-6.3