海爾路人行天橋還建工地進程荷載試驗方案

1、1 / 18 文檔可自由編輯打印 海海爾爾路路人人行行天天橋橋 荷載試驗方案荷載試驗方案 重慶市建設工程質量檢驗測試驗中心重慶市建設工程質量檢驗測試驗中心 20112011 年 7 7 月 文檔可自由編輯打印 目目 錄錄 1 1、工程概述、工程概述.1 1 1.1 結構設計.1 1.2 主要材料.1 1.3 設計標準.1 2 2、試驗依據(jù)、試驗依據(jù).2 2 3 3、試驗目的、試驗目的.4 4 4 4、試驗儀器、試驗儀器.4 4 5 5、表觀檢測、表觀檢測.4 4 6 6、靜載試驗內容、靜載試驗內容.5 5 6.1 理論分析計算.5 6.2 加載系統(tǒng).5 6.3 靜力試驗加載工況.5 6.4 測

2、點布置.6 6.5 靜載試驗數(shù)據(jù)分析方法.8 7 7、動載試驗、動載試驗.1212 7.1 試驗內容.12 7.2 試驗數(shù)據(jù)處理方法.13 8 8、試驗步驟、試驗步驟.1313 8.1 試驗前準備工作.13 8.2 試驗過程安排.14 8.3 終止加載條件.14 9 9、安全措施、安全措施.1515 1010、時間安排、時間安排.1515 文檔可自由編輯打印 1 1、工程概述、工程概述 海爾路還建天橋位于原有天橋寸灘側，平面間距約 200m，天橋采用 1x31m 的簡支鋼箱梁形式。 1.11.1 結構設計結構設計 天橋橋面寬 4.0m，梁體采用等截面斜腹板鋼箱梁形式。箱梁梁高 1.4m， 頂寬

3、 4.0m，底寬 1.6m。天橋下部為鋼筋混凝土花瓶墩，順橋向厚 0.7m。橫橋 向花瓶墩頂寬 1.6m，在墩頂 2.4m 范圍內通過圓弧漸變到 1.0m，其余位置保持 1.0m 不變。橋墩基礎為人工挖孔樁，樁基直徑 1.5m。 天橋梯道寬 2.5m，梯道及平臺采用鋼箱梁式，梯道上端與天橋箱梁焊接 連接。梯道墩柱采用矩形截面，其尺寸為 0.40.4m，基礎采用人工挖孔樁， 樁基直徑 1.2m。 天橋鋼箱梁跨中設置 30mm 預拱度，鋼梯道梁跨中設置 20 mm 預拱度，其 余位置均按拋物線進行分配。 1.21.2 主要材料主要材料 1）混凝土 C30 混凝土：橋墩、梯柱、樁基、預制梯踏板及橋面

4、鋪裝；C25 混凝土： 梯腳處梯踏步及樁基護壁；C20 混凝土：混凝土墊層。 2）普通鋼筋 采用的鋼筋應符合 GB149998 和 GB13014-1991 國家標準的相關規(guī)定，直 徑12mm 者采用 HRB335 熱軋帶肋鋼筋；直徑12mm 者采用 R235 熱軋光圓鋼筋。 3）鋼材 鋼箱梁采用 Q235-B.Z 和 Q345-B.Z 兩種鋼材。各鋼材的使用部位如下所示： 天橋鋼箱梁除頂板、底板、腹板和墩頂橫隔板采用 Q345 鋼外，其余均采用 Q235 鋼。鋼梯道及平臺除頂板、底板及梯道腹板采用 Q345 鋼外，其余均采用 2 / 18 文檔可自由編輯打印 Q235 鋼。 4）焊接材料 焊

5、接 Q345 鋼和 Q235 鋼分別按下表選用焊條絲。 焊接方法鋼號焊接材料備 注 手工焊 Q235 Q345 E4301，E4303 E5015，E5016 埋弧自動焊 Q235 Q345 HJ431，H08A HT431 鍍銅 H10Mn2 5）支座 人行天橋采用 GJZ 板式橡膠支座，支座應滿足交通部現(xiàn)行相關行業(yè)標準 要求。 6）伸縮縫 采用 GQF 型伸縮縫，伸縮縫的材料及其成品的技術要求應符合交通行業(yè) 標準公路橋梁橡膠伸縮裝置 （JT/T3271）的有關規(guī)定。 1.31.3 主要技術標準主要技術標準 1）人群荷載 人行橋面板及梯道面板的人群荷載按 5kPa 或 1.5kN 豎向集中力

6、作用在一 塊構件上計算。 作用在鋼箱梁或桁架上的人群荷載，采用下列公式計算 ：當加載長度為 20m 以下（包括 20m）時：W=5x(20-B)/20(kPa)；當加載長度為 21100m 時： W=5-2x(L-20)/80 x(20-B)/20(kPa)。 式中： W-單位面積的人群荷載， kPa；L-加載長度，m；B-半橋寬度，m。大于 4m 時仍按 4m 計。 2）欄桿水平推力：水平荷載為 2.5kN/m，豎向荷載為 1.2kN/m。 3）3 天橋凈空：橋下車行道凈高5.0m。 4）橋面寬：4.0m。 5）梯道寬：2.5m。 6）橫坡：雙向排水，坡度為 1%。 7）欄桿扶手高度：1.2

7、m。 8）地震設防類別：根據(jù)中國地震烈度區(qū)劃圖（1990） 、 中國地震動參 3 / 18 文檔可自由編輯打印 數(shù)區(qū)劃圖 （GB18306-2001） ，場地地震基本烈度為 6（7構造設防） 。設計 基本地震加速度值為 0.05g。 圖 1-1：天橋立面圖 圖 1-2：天橋橫截面圖 2、試驗依據(jù) 1) 試驗橋梁的相關設計文件。 2) 公路舊橋承載能力鑒定方法 （1988） ； 3) 公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(報批稿)； 4) 城市人行天橋與人行地道技術規(guī)范 （CJJ 69-95） ； 5) 鋼結構設計規(guī)范 （GB50017-2003） ； 6) 建筑變形測量規(guī)程 （JGJ 82007） ；

8、 7) 公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范 （JTJ025） ； 8) 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 （GB50205_2001） ； 9) 城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)范 （CJJ99-2003） ； 10) 重慶市城市橋梁養(yǎng)護技術規(guī)程 （DB50/231-2006） ； 4 / 18 文檔可自由編輯打印 11) 國家及各部委頒布的其他相關標準。 3 3、試驗目的、試驗目的 1）測試橋梁在運行荷載作用下的結構變形、強度及裂縫是否滿足設計和 規(guī)范的要求； 2）測定橋梁結構的自振特性以及動力響應，以評估實際結構的動力性能； 3）檢驗橋梁的施工質量，判斷實際承載能力，評價橋跨結構的工作性能， 為竣工驗收提供科學的

9、依據(jù)； 4）探求結構受力規(guī)律，為日后營運、養(yǎng)護和管理提供科學依據(jù)；為橋梁 設計和施工進一步積累科學資料。 4 4、試驗儀器、試驗儀器 本次試驗所用到的主要儀器設備見表 4-1。 表 4-1: 檢測儀器設備表 序號名稱型號規(guī)格參數(shù)編號用途、能力 1 靜態(tài)應變數(shù)據(jù)采集 分析系統(tǒng) XL 3403B2Q-110 應變(力)測試 2 橋梁模態(tài)測試系統(tǒng) DH5907- 橋梁豎向自振頻率測試 3 裂縫寬度測試儀 DJGW-2A- 裂縫寬度測試 4 水準儀 拓普康 DL- 111c 型 Q-005/1 線形測試 5 數(shù)碼照相機 - 專業(yè)拍照 5 5、表觀檢測、表觀檢測 試驗前應對橋梁結構和構件進行表觀檢查,

10、以確定橋梁能否正常進行荷 載試驗。 1）上部結構檢查 5 / 18 文檔可自由編輯打印 該項主要檢查鋼結構節(jié)點板及連接螺栓、鉚釘是否損壞、鋼箱梁是否開焊、 構件有無扭曲、變形、失穩(wěn)現(xiàn)象，防銹漆剝落程度、鋼構件銹蝕是否嚴重等。 2）下部結構檢查 下部結構檢查包括橋臺、橋墩及其基礎的檢查；對支座主要檢查功能是否 完好，組件是否完整、清潔，有無裂紋、錯位、過大剪切變形、不正常凹凸變 形和脫空現(xiàn)象等。 3）橋面系及附屬設施檢查 橋面系及附屬設施的外觀檢查，按照橋面系組成的五部分：橋面鋪裝、伸 縮縫、橋面排水設施、欄桿扶手人行道、照明和標志設施、梯道各組成部分等 依次檢查。 6 6、靜載試驗、靜載試驗內

11、容內容 6.16.1 理論分析計算理論分析計算 檢測方在廣泛收集相關資料、現(xiàn)場考察后，提出相應的檢測方案和內容， 完成結構數(shù)值分析及相關理論工作。 6.26.2 加載系統(tǒng)加載系統(tǒng) 根據(jù)該橋梁的實際情況選用水袋或砂袋進行加載，試驗荷載效率取1.0。 6.36.3 靜力試驗加載工況靜力試驗加載工況 該天橋為連續(xù)鋼箱梁，根據(jù)該天橋的實際特點，控制截面見圖6-1，其中 II為跨中控制截面，測試跨中最大正距；I為近支座控制截面，測試箱梁剪應力； III為支座控制截面，測試支座墩頂負彎距。靜力荷載試驗主要加載工況如表6- 1。各工況荷載示意圖見圖6-2。 6 / 18 文檔可自由編輯打印 圖6-1：主要控

12、制截面 表6-1：靜力工況表 工況內力加載位置控制截面 A 近1#支座箱梁剪應力、 1#2#跨最大正彎距和撓 度 1#2#跨滿載I、II 圖6-2：荷載工況A荷載示意圖 6.46.4 測點布置測點布置 6.4.16.4.1 撓度測點布置撓度測點布置 撓度測試根據(jù)現(xiàn)場實際情況,采用電子百分表或高精度電子水準儀測試，撓 度測試分辨率為0.01mm。選定1#2#跨的L/2截面，橋墩截面為測試截面，各 測試截面橫向測點見圖6-3，縱向測點布置見圖6-4。 7 / 18 文檔可自由編輯打印 圖6-3：撓度測點橫向布置圖 圖6-4：撓度測點順橋向布置圖 6.4.26.4.2 應變測點布置應變測點布置 1）

13、近1#墩控制截面剪應力采用應變花量測，測點見圖6-5。 橫截面中性軸 支座中心線 圖6-5：支座應變花測點布置圖 2) 跨中控制截面應力采用應變片測試，應變片布置在鋼板表面上，應變測 試分辨率為1。根據(jù)材料的彈性模量換算為測點應力。各測試截面橫向測 點見圖6-6，縱向測點布置見圖6-7。 8 / 18 文檔可自由編輯打印 圖6-6：應變測點截面布置圖 圖6-7：應變測點順橋向布置圖 6.56.5 靜載試驗數(shù)據(jù)分析方法靜載試驗數(shù)據(jù)分析方法 6.5.16.5.1 靜載試驗資料的修正靜載試驗資料的修正 1）測值修正。根據(jù)各類儀表的標定結果進行測試數(shù)據(jù)的修正，如機械式 儀表的校正系數(shù)，電測儀表的率定系

14、數(shù)，靈敏系數(shù)，電阻應變觀測的導線電阻 影響等等。當這類因素對測值的影響小于 1%時可不予修正。 2）溫度影響修正。由于溫度對測試的影響比較復雜，通常采取縮短加載 時間，選擇溫度穩(wěn)定性較好的時間進行試驗等辦法，盡量減小溫度對測試精度 的影響。需要時，一般可采用綜合分析的方法來進行溫度影響修正，即利用加 載試驗前進行的溫度穩(wěn)定觀測數(shù)據(jù)，建立溫度變化（測點處構件表面溫度或空 氣溫度）和測點測值（應變和撓度）變化的線性關系（溫飄試驗） ，然后按下式 進行溫度修正計算： t KtSS （式 6- 1） 式中，S溫度修正后的測點加載測值變化； 9 / 18 文檔可自由編輯打印 S 溫度修正前的測點加載測值

15、變化； t 相應于 S觀測時間段內的溫度變化（） 。對應變宜采用構件表面 溫度，對撓度宜采用氣溫； t K 空載時溫度上升 l時測點測值變化量。如測值變化與溫度變化關 系較明顯時可采用多次觀測的平均值。 1 t S Kt （式 6- 2） 式中， S 空載時某一時間區(qū)段內測點測值變化量； 1 t 相應于S 同一時間區(qū)段內溫度變化量。 溫飄試驗方法：橋梁結構在空載狀態(tài)下，對測試斷面應力測定進行數(shù)據(jù) 采集，并記錄采集時刻的溫度，采集時間間隔可為 10 分鐘，通過數(shù)據(jù)處理，建 立溫度與時間、溫度與測定應變之間的關系。試驗中的應變數(shù)據(jù)根據(jù)溫飄試驗 結果進行溫度修正。 3）支點沉降影響的修正。當支點沉降

16、量較大時，應修正其對撓度值的影 響，修正量 C 按下式計算： b l x a x xl C （式 6-3） 式中，C測點的支點沉降影響修正量： l A 支點到 B 支點的距離； x撓度測點到 A 支點的距離； aA 支點沉降量； bB 支點沉降量。 6.5.26.5.2 變位與應變的計算變位與應變的計算 1）總變位（或總應變）： iIt SSS （式 6- 4） 2）彈性變位（或彈性應變）： uIe SSS （式 6- 10 / 18 文檔可自由編輯打印 5） 3）殘余變位（或殘余應變）： iuetp SSSSS （式 6- 6） 式中， i S 加載前測值； I S 加載達到穩(wěn)定時測值； u

17、 S 卸載后達到穩(wěn)定時測值。 6.5.36.5.3 實測應力計算實測應力計算 在單向應力狀態(tài)下，測點應力可按下式進行計算： E （式 6- 7） 式中，測點應力； E構件材料的彈性模量； 測點實測應變值。 在主應力方向已知的平面應力狀態(tài)下，測點應力可按下述公式進行計算： 21 2 1 1 v v E （式 6- 8） 12 2 2 1 v v E （式 6- 9） 式中，E構件材料的彈性模量； v構件材料的泊松比； 1 、 2 相互垂直方向的主應變； 1 、 2 相互垂直方向的主應力。 6.5.46.5.4 校驗系數(shù)及相對殘余變形計算校驗系數(shù)及相對殘余變形計算 1）對加載試驗的主要測點（即控制

18、測點或加載試驗效率最大部位測點） 可按下式計算校驗系數(shù) ： 11 / 18 文檔可自由編輯打印 s e S S （式 6- 10） 式中， e S 試驗荷載作用下量測的彈性變位（或應變）值； s S 試驗荷載作用下的理論計算變位（或應變）值。 2） Se 與 Ss 的比較，可用實測的橫截面平均值與計算值比較，也可考 慮荷載橫向不均分布而選用實測最大值與考慮橫向增大系數(shù)的計算值進行比較。 橫向增大系數(shù)最好采用實測值，如無實測值也可采用理論計算值。 3）對加載試驗的主要測點，應按下式計算其相對殘余變位（或應變）： %100 t p P S S S （式 6- 11） 式中， p S 相對殘余變位（

19、或應變） ， p S 、 t S 意義同前。 6.5.56.5.5 試驗曲線的整理試驗曲線的整理 1）列出各加載工況下主要測點實測變位（或應變）與相應的理論計算值 的對照表，并繪制出其關系曲線。 2）繪制各加載工況下主要控制點的變位（或應變等）與荷載的關系曲線。 3）繪制各加載工況下控制截面應變（或撓度）分布圖、沿縱橋向撓度分 布圖、截面應變沿高度分布圖等。 6.5.66.5.6 撓度結果分析撓度結果分析 豎向及橫向實測位移與理論計算的比較，計算各工況加載實測豎向結果、 理論計算值及結構校驗系數(shù)。 按照大跨徑混凝土橋梁的試驗方法 （YC4-4/1982） ，實測值與計算值進 行對照，如滿足規(guī)范

20、限值要求，表明本橋的靜載試驗結果滿足橋梁設計及檢定 規(guī)范的要求。 12 / 18 文檔可自由編輯打印 6.5.76.5.7 應力結果分析應力結果分析 按照大跨徑混凝土橋梁的試驗方法 （YC4-4/1982） ，實測值與計算值 進行對照，如滿足規(guī)范限值，表明試驗結果滿足橋梁設計及檢定規(guī)范的要求。 實測的結構或構件主要控制截面應變沿高度分布圖符合平截面假定，實測的控 制點變位或應變與荷載的關系曲線接近于直線，說明橋梁結構或構件處于良好 的彈性工作狀況。 7 7、動載試驗、動載試驗 橋梁結構的動力特性包括自振頻率、振型、阻尼比和沖擊系數(shù)等。由于影 響橋梁結構動力特性的因素復雜繁多，對其進行分析僅僅依

21、靠理論方法是遠遠 不夠的，往往需要將理論分析與實驗測試同時進行。橋梁結構動力試驗得到的 數(shù)據(jù)是橋梁承載力評定的重要參數(shù)，是識別橋梁結構工作性能和橋梁抗震分析 的重要參數(shù)。 7.17.1 試驗內容試驗內容 動力試驗中部分加載工況需要根據(jù)現(xiàn)場條件確定。 1）自振頻率測試 采用脈動法測試人行天橋在豎向平面內振動時的自振頻率。在 1#2#跨跨 中截面分別設置高靈敏度豎向、橫向速度傳感器，具體測點設置如圖 7-1 所示， 測點為一點兩向傳感器。 圖 7-1：傳感器位置示意圖 13 / 18 文檔可自由編輯打印 2）天橋動載試驗 動載試驗采用與脈動試驗相同的傳感器布置，對動撓度進行測試。按以下 三個測試工

22、況進行： 工況一：1 人有規(guī)律齊步跑過天橋，對天橋進行激振； 工況二：2 人有規(guī)律齊步跑過天橋，對天橋進行激振； 工況三：3 人有規(guī)律齊步跑過天橋，對天橋進行激振。 7.27.2 試驗數(shù)據(jù)處理方法試驗數(shù)據(jù)處理方法 1）自振特性測試 自振測試系統(tǒng)如圖 7-2 所示。 圖 7-2：測試系統(tǒng)組成框圖 2）頻率分析 采用分析系統(tǒng)對測試數(shù)據(jù)進行譜分析，根據(jù)相關自相關譜、互相關譜、各 點相位及相干系數(shù)確定各階頻率。 3）阻尼分析 結構阻尼系數(shù)用阻尼比Dn表示為：(其中：An表示第 n 1 ln(/)/2 nnn DAA 次振動時的振幅)。試驗中采用頻譜圖中的半功率譜帶寬來計算阻尼比Dn： (其中：表示第

23、n 階頻率，表示第 n 階半功率帶寬頻率)。 1 ln(/)/ nnn Dfff n ff 4）動撓度測試 橋梁動撓度測試位置選擇在跨中截面，試驗中能過采集儀配速度型傳感器 測試跨中測點在時域中的變化，利用動力撓度時程曲線來計算撓度動態(tài)增大系 數(shù)。 環(huán)境隨機激勵橋梁結構 傳感器放大器 F 智能信號采集分析儀計算 機 行人激勵 14 / 18 文檔可自由編輯打印 8 8、試驗步驟、試驗步驟 8.18.1 試驗前準備工作試驗前準備工作 8.1.18.1.1 儀器設備安裝儀器設備安裝 各測試截面的下方需搭設落地支架或吊藍用以安放測試儀器，支架或吊 藍的位置為結構分析完成后確定的測試截面的位置。 8.1.28.1.2 現(xiàn)場供電照明現(xiàn)場供電照明 1) 測試現(xiàn)場需提供 220V 直流電源，簡易插線板若干，供測試儀器使用。 2) 根據(jù)天氣和試驗進展情況，準備照明燈具若干，以備夜間安裝儀器設 備或荷載試驗用。 8.1.38.1.3 荷載施加荷載施加 1)選用水袋進行加載，試驗荷載中應扣除水箱和鋼管架等的重量，試 驗荷載總重量誤差控制在5%以內，并在天橋上均勻布置。 2)現(xiàn)場試驗時