巴東長江公路大橋靜動力試驗方案(斜拉)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上湖北省巴東長江公路大橋成橋靜動力試驗試驗方案湖南湖大土木建筑工程檢測中心湖北省公路水運工程測試中心2004年4月5日1 前言湖北省巴東長江公路大橋是國道209線在鄂西恩施自治州巴東縣境內(nèi)跨越長江的一座特大型橋梁。主橋為五跨連續(xù)雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，跨徑組合為40+130+388+130+40（m），其上部結(jié)構(gòu)采用梁板體系，A形索塔，承臺以上塔高為212m，迄今為國內(nèi)最高。橋面索距8.0m，橋面總寬19.0，橫向4車道。引橋為4×40（m）的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋。橋梁全長900.5m。設(shè)計荷載為：汽車-超20級，掛車-120級。計算行車速度：40km/

2、h。2 試驗?zāi)康暮鸵罁?jù)2.1 試驗?zāi)康?1)了解橋跨結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，檢驗結(jié)構(gòu)的整體受力性能；(2)檢驗橋跨結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工質(zhì)量，確定工程的可靠性，為該橋順利的投入運營提供可靠依據(jù)；(3)積累試驗資料，一方面為該橋的長期監(jiān)控提供完整的初始狀態(tài)信息，另一方面也為同類橋梁的設(shè)計、施工提供參考資料；(4)開展科學研究，探討斜拉橋的受力特點，建立準確的力學模式，完善斜拉橋設(shè)計計算的基本理論。2.2 試驗依據(jù)（1）中華人民共和國交通部標準：公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTJ021-89）（2）中華人民共和國交通部標準：公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTJ023-89）（3）中華人民共和國交通部標

3、準：公路斜拉橋設(shè)計規(guī)范（試行）（JTJ027-96）（4）中華人民共和國交通部標準：公路工程技術(shù)標準（JTJ001-97）（5）“鐵組”YC4-4/1978科研專題：大跨徑混凝土橋梁的試驗方法（1985）（6）湖北省交通規(guī)劃設(shè)計院：巴東長江公路大橋施工設(shè)計圖（2001.3）3 試驗內(nèi)容為了對新建橋梁的質(zhì)量進行鑒定，通過一定的試驗手段，對橋梁的主要質(zhì)量指標（如混凝土質(zhì)量、鋼材焊接質(zhì)量、檢驗荷載作用下橋梁的最大撓度或撓曲線、控制截面上的應(yīng)力等）進行測試，根據(jù)已測得的這些基本數(shù)據(jù)，對新建橋梁的質(zhì)量進行評定。這種試驗可以用來檢驗設(shè)計理論以及施工質(zhì)量，為即將投入使用的橋梁的運營、養(yǎng)護提供依據(jù)。橋梁荷載試

4、驗一般可分為靜載試驗和動載試驗。所謂靜載試驗就是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置，然后對橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等參量進行測試，從而對橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作性能及使用能力做出評價；動載試驗則是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，然后測定其固有頻率、阻尼比、振型、動力沖擊系數(shù)、行車響應(yīng)等參量，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度和行車性能。目前橋梁結(jié)構(gòu)動載試驗主要包括兩方面內(nèi)容：一是測量在移動車輛荷載作用下橋梁指定斷面上的動應(yīng)變或指定點上的動撓度；二是測量橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性和動力響應(yīng)。據(jù)此，巴東長江公路大橋成橋荷載試驗分為以下四部分：（1）主橋靜載試驗（2）主橋動載試驗（3）引橋靜載試驗（

5、4）引橋動載試驗4.主橋靜載試驗靜載試驗主要是通過測量橋梁結(jié)構(gòu)在靜力荷載作用下各控制截面的應(yīng)力及結(jié)構(gòu)變形，從而確定橋梁結(jié)構(gòu)實際工作狀態(tài)，這是檢驗橋梁的結(jié)構(gòu)性能及工作狀態(tài)最直接、最有效的方法。4.1靜載試驗基本原則靜載試驗擬采用三軸載重汽車加載，根據(jù)各控制截面加載效率系數(shù)控制在0.8-0.9以及滿足試驗要求下盡可能減少加載用車數(shù)量的原則，擬采用單車重280KN的車輛加載，其軸重、軸距及平面布置如圖4-1所示。圖4-1 加載汽車軸重、軸距及平面圖 (單位：m)試驗中各工況下所需要的加載車輛數(shù)，將根據(jù)設(shè)計標準活載（汽-超20級）產(chǎn)生的該工況下的最不利效應(yīng)值按等效原則換算而得。根據(jù)大跨徑混凝土橋梁試驗

6、方法中的規(guī)定，靜載試驗荷載一方面應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的安全性，另一方面又應(yīng)能充分暴露結(jié)構(gòu)的承載能力，一般：式中：靜載試驗荷載效率系數(shù)；試驗荷載作用下，檢測部位荷載效應(yīng)的計算值；設(shè)計標準荷載作用下，檢測部位荷載效應(yīng)的計算值；設(shè)計取用的動力系數(shù)。4.2主橋各測試斷面靜載試驗荷載效率系數(shù)主橋各測試斷面如圖4-2所示： 圖4-2 加載控制截面位置及編號圖（單位：cm）各斷面的靜載試驗荷載效率系數(shù)見表4-1：表4-1 主橋各測試斷面靜載試驗荷載效率系數(shù)截面號A-AB-BC-CD-DE-E標準活載彎矩（KN.m）-381291950387811457024135試驗荷載彎矩（KN.m）-31670168707704

7、1186021220荷載效率系數(shù)0.8310.8650.8770.8140.8794.3測試斷面及測點布置4.3.1測試斷面的確定根據(jù)該橋的結(jié)構(gòu)特點，擬定加載控制截面如下：（1）388m主跨跨中截面；（2）主塔0號塊無索區(qū)中間截面；（3）130m次邊跨跨內(nèi)最大彎矩截面；（4）輔助墩墩頂處主梁截面；（5）主跨跨中區(qū)格板的板跨中和支座截面；（6）與主跨跨中區(qū)格板相鄰兩橫梁的跨中截面。由于該橋跨結(jié)構(gòu)具有對稱性，故在7塔側(cè)只取兩個斷面（F-F和G-G）作為測試校核斷面。各控制斷面的位置和編號如圖4-2所示。4.3.2應(yīng)變測點布置（1）A截面是輔助墩墩頂處主梁截面，在試驗中該截面承受的是負彎矩，截面上緣

8、受拉，下緣受壓，其具體的應(yīng)變測點布置如圖4-3所示：圖4-3 A截面應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）（2）BG斷面均為標準斷面，在試驗中這些截面都是承受正彎矩，截面上緣受壓，下緣受拉，其具體的應(yīng)變測點布置如圖4-4所示：圖4-4 B、C、D、E、F和G截面應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）（3）6和7主塔的塔柱上均布置1個應(yīng)變測試斷面，其位置及應(yīng)變測點的布置如圖4-5所示圖4-5 塔柱測試斷面及其應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）（4）測試的區(qū)格板、橫隔板的位置及其上應(yīng)變測點的布置如圖4-6所示：圖4-6 區(qū)格板和橫隔板上應(yīng)變測點布置圖（單位：cm）4.3.3位移測點布置（1）在邊跨跨中、次邊跨跨內(nèi)4分點、主

9、跨跨內(nèi)4分點及支座處的上下游對稱布置橋面撓度測點共34個，如圖4-7所示。（2）在各主塔塔頂布置塔頂順橋向偏位測點2個，在橋面位置處的塔柱的一側(cè)布置轉(zhuǎn)角測點2個（上下游各一個）。（3）在主塔下塔柱和輔助墩上各布置測點兩個（上下游各一個），用以觀測塔、墩的沉降。（4）在4#橋墩和9#橋臺的主梁端部設(shè)置梁端水平位移測點，以觀測伸縮縫的變形。圖4-7 橋面撓度測點布置圖（單位：cm）4.3.4溫度測點布置溫度場測試包括塔、梁、索和大氣四部分。塔的溫度測試截面選在應(yīng)變測試斷面I-I，見圖4-5；主梁的溫度測試斷面選在應(yīng)變測試斷面B-B和E-E，見圖4-2；對于索表面溫度的測試，可任選一個塔，按索長選取

10、長、中、短三種規(guī)格的斜拉索，上下游對稱的選取12根進行測量。4.3.5索力測試在開始正式加載前和全部試驗完畢后測量全橋索力一次。在中間工況加載時，測量加載部位附近35對索的索力。4.4加載工況、測試內(nèi)容和加載布置4.4.1工況1（1）工況描述：5#輔助墩墩頂處的主梁截面（A-A）兩側(cè)加載（16輛），使該主梁截面承受的負彎矩達到最大并使輔助墩承受不利的豎向荷載。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（A-A）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況1的加載布置圖如圖4-8所示。圖4-8 工況1加載布置圖（單位：cm）4.

11、4.2工況2（1）工況描述：6塔側(cè)130m次邊跨跨內(nèi)中心加載（8輛），使次邊跨主梁截面（B-B）正彎矩達到最大。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（B-B）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況2的加載布置圖如圖4-9所示。圖4-9 工況2加載布置圖（單位：cm）4.4.3工況3（1）工況描述：6塔側(cè)130m次邊跨跨內(nèi)偏心加載（6輛），使次邊跨主梁截面（B-B）處于不利的偏心受力狀態(tài)，以檢驗該次邊跨的偏心受力情況。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、

12、主梁控制截面（B-B）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況3的加載布置圖如圖4-10所示。圖4-10 工況3加載布置圖（單位：cm）4.4.4工況4（1）工況描述：6主塔0號塊無索區(qū)中心截面（C-C）中心加載（6輛），使該主梁截面彎矩達到最大。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（C-C）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況4的加載布置圖如圖4-11所示。圖4-11 工況4加載布置圖（單位：cm）4.4.5工況5（1）工況描述：6主塔0號塊無索區(qū)中心截面（C-C）偏心加載（4輛），使該主梁截面處于不利的偏心

13、受力狀態(tài)，以檢驗該無索區(qū)主梁的偏心受力情況。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、控制截面（C-C）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況5的加載布置圖如圖4-12所示。圖4-12 工況5加載布置圖（單位：cm）4.4.6工況6（1）工況描述：388m主跨6主塔側(cè)四分點（D-D）截面中心加載（6輛），使得該截面彎矩達到最大值。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（D-D）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況6的加載布置圖如圖4-13所示。圖4-13

14、 工況6加載布置圖（單位：cm）4.4.7工況7（1）工況描述：388m主跨6主塔側(cè)四分點（D-D）截面偏心加載（4輛），使該截面處于不利的偏心受力狀態(tài)，以檢測主梁的偏心受力情況。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（D-D）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況7的加載布置圖如圖4-14所示。圖4-14 工況7加載布置圖（單位：cm）4.4.8工況8（1）工況描述：388m主跨跨中（E-E）截面中心加載（8輛），使得該截面彎矩達到最大值；同時將一排載重汽車的重軸布置于橫隔板位置處，以使得橫隔板處于不利的受力狀態(tài)。

15、（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（E-E）的應(yīng)變、測試橫隔板的應(yīng)變、測試區(qū)格板的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況8的加載布置圖如圖4-15所示。圖4-15 工況8加載布置圖（單位：cm）4.4.9工況9（1）工況描述：388m主跨跨中（E-E）截面偏心加載（6輛），使得該截面處于不利的偏心受力狀態(tài)，以檢驗主梁的偏心受力情況；同時將一排載重汽車的重軸布置于橫隔板位置處，以使得橫隔板處于不利的受力狀態(tài)。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截

16、面（E-E）的應(yīng)變、測試橫隔板的應(yīng)變、測試區(qū)格板的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況9的加載布置圖如圖4-16所示。圖4-16 工況9加載布置圖（單位：cm）4.4.10工況10（1）工況描述：388m主跨7主塔側(cè)四分點（F-F）截面中心加載（6輛），使得該截面彎矩達到最大值。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、主梁控制截面（F-F）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況10的加載布置圖如圖4-17所示。圖4-17 工況10加載布置圖（單位：cm）4.4.11工況11（1）工況描述：7#塔側(cè)130m次邊跨跨內(nèi)中心加載（8輛），使次邊跨主梁

17、截面（G-G）正彎矩達到最大。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、塔頂位移、塔柱轉(zhuǎn)角、墩（塔）沉降、塔柱測試截面應(yīng)變、主梁控制截面（G-G）的應(yīng)變和控制索的索力。（3）加載布置:工況11的加載布置圖如圖4-18所示。圖4-18 工況11加載布置圖（單位：cm）4.5測試方法4.5.1應(yīng)變測試方法分別采用電阻應(yīng)變片、鋼弦式應(yīng)變計和光纖應(yīng)變計作為傳感元件，用相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集儀置于橋面適當?shù)牟课粶y試；在適當?shù)奈恢靡部梢园惭b電子千分表來測量應(yīng)變。4.5.2位移測試方法（1）主梁撓度的測量：采用精密水準儀測量，各測點必須固定在相應(yīng)的位置處，后視點分別置于墩頂和塔柱處的橋面上并在岸邊布置基準點；

18、（2）塔、墩沉降的測量：采用精密水準儀測量；（3）塔頂偏位測量：采用精密全站儀測量；（4）塔柱轉(zhuǎn)角測量：在相應(yīng)的部位布置傾角儀，直接測量轉(zhuǎn)角；（5）支座位移測量：在支座處安裝電子百分表，直接測量支座位移。4.5.3索力測試方法用索力測試儀基于弦振法原理測量索力。4.5.4溫度測試方法大氣溫度采用水銀溫度計測量；拉索PE護套表面、橋面和主梁表面溫度采用點溫度計測量。在每個加載工況前后測量相應(yīng)的主梁溫度、拉索溫度和大氣溫度。4.6加載制度、程序及試驗規(guī)定4.6.1加載制度跨中部位采用中心加載和偏心加載兩種方式，偏心荷載的總值取中心荷載總值的2/3；支座部位只采用中心加載方式。試驗前應(yīng)在橋面預(yù)先定好

19、輪位，加載時汽車荷載應(yīng)按規(guī)定的順序準確就位，卸載時撤離推出橋梁結(jié)構(gòu)試驗影響區(qū)，車速不大于10Km/h。加、卸載制度如下：（1）中心加載：0P/23P/4PP/20；（2）偏心加載：0P/23P/4P0；（其中P位總荷載）4.6.2加載程序（1）一方面為使結(jié)構(gòu)進入正常工作狀態(tài)；另一方面為先檢查測試系統(tǒng)和試驗組織是否處于正常的工作狀態(tài)。在進行正是加載試驗前，宜用46輛載重加載汽車在各跨跨中進行預(yù)加載試驗，預(yù)加荷載試驗每一加載位置荷載持續(xù)時間以不小于30分鐘為宜。（2）將預(yù)加荷載卸載至零后，應(yīng)等待一定時間使結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)后，再進入正式加載試驗。正式加載試驗按加載工況序號逐一進行，完成一個加載

20、工況后，應(yīng)使結(jié)構(gòu)得到充分的零荷恢復(fù)后，方可進如下一個加載工況。4.6.3試驗規(guī)定（1）靜載試驗應(yīng)選擇在氣溫變化不大和結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的時間段內(nèi)進行。一般宜選擇在夜晚進行。試驗過程中在量測試驗荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)的同時應(yīng)相應(yīng)的測量結(jié)構(gòu)表面溫度及大氣溫度。（2）靜載試驗荷載持續(xù)時間，原則上取決于結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定所需的時間，只有結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定后，才能開始量測結(jié)構(gòu)的荷載響應(yīng)。一般，每級荷載到位后穩(wěn)定10分鐘即可測讀結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。（3）全部測點在正式加載前應(yīng)測讀在零級荷載下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)值，以后每次加載和卸載后應(yīng)測讀一次。試驗時選在結(jié)構(gòu)變位較大的位置，每隔5分鐘觀測一次，以確定結(jié)構(gòu)變位是否達到相對穩(wěn)

21、定。（4）在加載試驗過程中未出現(xiàn)異常情況時，當試驗荷載加到額定荷載時便應(yīng)終止加載。如果發(fā)生下列異常情況之一，應(yīng)立即終止加載試驗：控制測點應(yīng)力超過計算值且達到或者超過按規(guī)范規(guī)定的允許控制應(yīng)力時；控制測點變位超過規(guī)范規(guī)定算允許值時；由于加載試驗使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)非正常的受力損傷和局部發(fā)生損壞，影響橋梁承載能力和今后正常使用時。5主橋動載試驗橋梁結(jié)構(gòu)是一個多變量的復(fù)雜系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)的動力敏感性很強，當結(jié)構(gòu)的物理特性（如開裂、截面尺寸、材料力學性能等）發(fā)生變化時，不但靜力特性（變形、應(yīng)力、裂縫等）發(fā)生變化，而且動力特性（頻率、振型、阻尼比等）也發(fā)生變化，這一變化對于現(xiàn)狀評估有重要意義。通過動力荷載試驗以及結(jié)構(gòu)固有

22、模態(tài)參數(shù)的實橋測試，了解橋跨結(jié)構(gòu)的動力特性以及在使用荷載下的動力性能，為本橋以后的運營養(yǎng)護管理提供必要的數(shù)據(jù)和資料。5.1試驗儀器 北京市東方噪聲研究所研制的INV數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和DSAP數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)； 揚州市無線電二廠生產(chǎn)的YE3818動態(tài)應(yīng)變儀 南京汽輪高新技術(shù)開發(fā)公司研制的隨機信號與振動分析軟件（CRASV5.1）及筆記本電腦系統(tǒng)。5.2試驗內(nèi)容斜拉橋動載試驗的主要內(nèi)容包括兩個方面：一是測量在移動車輛荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)指定斷面上的動應(yīng)變；二是測量橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性和動力響應(yīng)。巴東長江大橋主橋動載試驗分脈動試驗、跑車試驗、跳車試驗和剎車試驗四個實驗內(nèi)容。5.2.1脈動試驗（1）試驗原理脈動實

23、驗是通過在橋上布置高靈敏度的傳感器，長時間記錄結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵（如風、水流、機動車、人的活動）下產(chǎn)生的振動，然后進行譜分析，求出結(jié)構(gòu)自振特性的一種方法。它假設(shè)環(huán)境激勵為平穩(wěn)的各態(tài)歷經(jīng)，在中低頻段，環(huán)境振動的激勵頻譜比較均勻，在環(huán)境激勵的頻率與橋梁的自振頻率一致或接近時，橋梁容易吸收環(huán)境激勵能量，使振幅增大。而在環(huán)境激勵的頻率與橋梁的自振頻率相差較大時，由于相位差大，有相當一部分能量相互抵消，振幅較小。對環(huán)境激勵下的橋梁的響應(yīng)信號進行多次功率譜的平均分析，可得到橋梁的各階自振頻率，再利用各個測點的振幅和相位的關(guān)系，可求得各階頻率相應(yīng)的振型，利用幅頻圖上各峰值的半功率帶寬確定模態(tài)阻尼比。（2）測點布

24、置脈動試驗中主塔和主梁上的測點布置分別見圖5-1和圖5-2。圖5-1 主塔脈動測點布置圖專心-專注-專業(yè)圖5-2 主梁脈動測點布置圖（3）試驗規(guī)定現(xiàn)場試驗受到外界的干擾較多，因此要保證儀器設(shè)備，特別是傳感器的狀態(tài)良好，并預(yù)備好備用的傳感器，一旦某一傳感器出現(xiàn)故障，應(yīng)馬上予以更換，做到測試數(shù)據(jù)真確無誤。測試時，適當增加采樣時間，使試驗數(shù)據(jù)有一定的儲備，保證數(shù)據(jù)處理時有足夠的原始數(shù)據(jù)可供使用。本橋主橋跨度大，布置的測點多，脈動試驗需要一個晚上的時間。在進行脈動試驗時要封橋，試驗期間不允許車輛在橋上行駛。5.2.2跑車試驗（1）試驗采用2輛280kN的載重汽車，并排分別以20km/h和40km/h的

25、車速沿行車道中心線勻速行駛過橋，測量橋梁跨中的動應(yīng)變響應(yīng)。在進行跑車試驗前，將試驗車輛布置在動應(yīng)力測試截面處，測出各截面的靜載應(yīng)力水平，以與跑車試驗測試結(jié)果進行對比。（2）測試系統(tǒng)動應(yīng)變和動位移測試系統(tǒng)框圖如下：橋 盒YE3818動態(tài)應(yīng)變儀CRAS數(shù)據(jù)采集與信號分析系統(tǒng)應(yīng)變片或位移計結(jié)構(gòu)固有振動測試系統(tǒng)框圖如下：INV多路信號采集器電荷放大器壓電式加速度傳感器便 攜 式 電 腦DASP 分析系統(tǒng)（3）測試截面和測點布置選取B-B和E-E截面（見圖4-2）作為應(yīng)變測試截面，動應(yīng)變測點布置如圖5-3所示，加速度傳感器布置在截面上緣，主梁測點布置如圖5-4所示。圖5-3 B-B和E-E截面動應(yīng)變測點

26、布置圖（單位：cm）圖5-4 主梁加速度傳感器布置圖5.2.3跳車和剎車試驗（1）在橋面無任何障礙的情況下，用1輛載重280kN的試驗車以一定的車速勻速駛至橋梁跨中處進行緊急剎車以及跳車兩個實驗，激發(fā)橋梁水平振動和垂直振動，測量橋梁結(jié)構(gòu)的振動響應(yīng)，并通過采用高靈敏度的拾振器和放大器測量結(jié)構(gòu)在激勵下的振動，然后進行譜分析，求出結(jié)構(gòu)自振特性，通過對拾振器拾取的響應(yīng)信號進行譜分析，可確定橋梁的自振頻率，再將功率譜進行細化處理，利用半功率點帶寬求得橋梁的阻尼比。（2）測試系統(tǒng)同跑車試驗。（3）測點布置同跑車試驗，具體布置見圖5-3和圖5-4。（4）測試方法剎車試驗：載重280kN的試驗車以20km/h

27、的速度勻速行駛至次邊跨跨中、主跨跨中處緊急剎車，測量橋梁結(jié)構(gòu)引起的振動響應(yīng)和動應(yīng)變響應(yīng)。跳車試驗：載重280kN的試驗車以20km/h的速度勻速行駛至次邊跨跨中、主跨跨中處布置的三角塊（三角塊高8cm），測量橋梁結(jié)構(gòu)引起的振動響應(yīng)和動應(yīng)變響應(yīng)。在進行剎車和跳車試驗前，應(yīng)將試驗車輛布置在動應(yīng)力測試截面處，測出各截面的靜載應(yīng)力水平，以與剎車、跳車試驗測試結(jié)果進行對比。5.3試驗工況動載試驗工況見表5-1：表5-1 動載試驗工況總匯項 目工況測試內(nèi)容及車速脈動試驗1結(jié)構(gòu)自振頻率、振型、阻尼比跑車試驗2結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速20km/h3結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速40km/h跳

28、車試驗主跨跨中4結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、障礙高8cm、車速20km/h次邊跨跨中5結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、障礙高8cm、車速20km/h剎車試驗主跨跨中6結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速20km/h次邊跨跨中7結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速20km/h5.4主要測試結(jié)果（1）橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性：頻率、阻尼比等；（2）跑車、剎車、跳車情形下，橋梁結(jié)構(gòu)的動應(yīng)變時程響應(yīng)曲線；（3）隨車速和行車位置而變化的沖擊系數(shù)；6引橋靜載試驗引橋為簡支T梁（4×40m），選擇0橋臺與1橋墩之間的簡支梁進行靜、動載試驗。6.1靜載試驗基本原則同主橋靜載試驗。6.2引橋各測試斷面靜

29、載試驗荷載效率系數(shù)引橋各測試斷面靜載試驗荷載效率系數(shù)見表6-1：表6-1 引橋各測試斷面靜載試驗荷載效率系數(shù)截面號標準活載效應(yīng)試驗荷載效應(yīng)荷載效率系數(shù)1-115503128500.8292-2180814610.808注: 1-1截面為跨中截面，荷載效應(yīng)為截面彎矩（單位：KN.m）2-2截面為支座截面，荷載效應(yīng)為截面剪力（單位：KN）6.3測試截面及測點布置選取主梁跨中截面（1-1）和支座截面(2-2)作為應(yīng)變測試截面；撓度測點布置在支座截面處和主梁四分點處，上下游對稱布置；溫度測點布置在跨中。如圖6-1所示：圖6-1 引橋應(yīng)變測試斷面和撓度測點布置圖（單位：cm）跨中截面（1-1）上的應(yīng)變測

30、點布置如圖6-2所示：圖6-2 跨中截面(1-1)應(yīng)變測點布置支座截面（2-2）上的應(yīng)變測點布置如圖6-3所示：圖6-3 支座截面（2-2）應(yīng)變測點布置6.4測試方法應(yīng)變、撓度、溫度的測試方法均同主橋靜載試驗。6.5加載工況、測試內(nèi)容和加載布置6.5.1工況1（1）工況描述：對1-1截面中心加載（6輛），使該截面的正彎矩達到最大值。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、控制截面（1-1）的應(yīng)變、裂縫發(fā)展情況及結(jié)構(gòu)溫度。（3）加載布置:工況1的加載布置圖如圖6-4所示。圖6-4 工況1加載布置圖（單位：cm）6.5.2工況2（1）工況描述：對1-1截面偏心加載（4輛），使該截面處于不利

31、的偏心受力狀態(tài)。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、控制截面（1-1）的應(yīng)變、裂縫發(fā)展情況及結(jié)構(gòu)溫度。（3）加載布置:工況2的加載布置圖如圖6-5所示。圖6-5 工況2加載布置圖（單位：cm）6.5.3工況3（1）工況描述：對2-2截面中心加載，使該截面的剪力達到最大值，同時使墩（臺）處于不利的豎向受力狀態(tài)。（2）測試內(nèi)容：加載前后主梁各撓度測試點的撓度、控制截面（2-2）的應(yīng)變、裂縫發(fā)展情況及結(jié)構(gòu)溫度。（3）加載布置:工況3的加載布置圖如圖6-6所示。圖6-6 工況3加載布置圖（單位：cm）6.6加載制度、程序及試驗規(guī)定同主橋靜載試驗。7引橋動載試驗7.1試驗儀器同主橋動載試驗。

32、7.2測試系統(tǒng)同主橋動載試驗。7.3動載試驗傳感器和應(yīng)變測點布置（1）傳感器的布置如圖7-1所示：圖7-1 引橋動載試驗傳感器布置圖（單位：cm）（2）動應(yīng)變測點只布置于跨中（1-1）截面，布置情況如圖7-2所示：圖7-2 引橋動載試驗動應(yīng)變測點布置圖7.4試驗內(nèi)容動載試驗分脈動試驗、跑車試驗、跳車試驗和剎車試驗四個實驗內(nèi)容。（1）脈動試驗：長時間記錄結(jié)構(gòu)在環(huán)境激勵（如風、流水、機動車、人的活動等）下引起的振動，然后進行譜分析，求出結(jié)構(gòu)自振特性。測點布置如圖7-1所示。（2）跑車試驗：采用2輛280kN的載重汽車，并排分別以20km/h和40km/h的車速沿橋中心線勻速行駛過橋，測量橋梁跨中的

33、動應(yīng)變響應(yīng)，動應(yīng)變測點布置見圖7-2。（3）剎車試驗：采用一輛重280kN的載重汽車分別以20km/h的車速在控制截面處剎車，測量橋梁跨中的動應(yīng)變響應(yīng)，動應(yīng)變測點布置見圖7-2。（4）跳車試驗：采用一輛重280kN的載重汽車以20km/h的速度勻速駛過跨中截面處布置的楔塊（高度8cm），測量橋梁跨中的動應(yīng)變響應(yīng)，動應(yīng)變測點布置見圖7-2。在進行跑車、剎車和跳車試驗前，應(yīng)將試驗車輛布置在動應(yīng)力測試截面處，測出各截面的靜載應(yīng)力水平，以與動載試驗測試結(jié)果進行對比。7.5試驗工況動載試驗工況見表7-1：表7-1 動載試驗工況總匯項 目工 況測試內(nèi)容及車速脈動試驗1結(jié)構(gòu)自振頻率、振型、阻尼比跑車試驗2結(jié)

34、構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速20km/h3結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速40km/h跳車試驗跨中4結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、障礙高8cm、車速20km/h剎車試驗跨中5結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)、動應(yīng)變、動態(tài)增量、車速20km/h7.6主要測試結(jié)果（1）橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性：頻率、阻尼比等；（2）跑車、剎車、跑車情形下，橋梁結(jié)構(gòu)的動應(yīng)變時程響應(yīng)曲線；（3）隨車速和行車位置而變化的沖擊系數(shù)；8、試驗人員安排、測試時間、業(yè)主協(xié)助內(nèi)容和主要試驗設(shè)備8.1人員配備8.1.1靜載試驗1撓度測試 6人2塔偏位、墩沉降測試 2人3索力測試 2人4應(yīng)變測試 4人5轉(zhuǎn)角測試 1人6車輛調(diào)度 1 人6指 揮 1人7臨時用工 10人共技術(shù)人員：17人；臨時工：10人。8.1.2動載試驗1動應(yīng)變 2人2振動測試 3人3指揮 1人共6人。8.1.3試驗人員分組試驗人員分組表見表8-1：表8-1試驗人員分組表序號工作組人數(shù)工作內(nèi)容負責人備注1領(lǐng)導(dǎo)小組負責全橋試驗指導(dǎo)、協(xié)調(diào)工作等甲方2車輛調(diào)度組負責加載車輛的加載、就位、協(xié)調(diào)等郭棋武3應(yīng)變組負責全橋應(yīng)變數(shù)據(jù)采集、處理等劉云飛4索力組負責全橋索力數(shù)據(jù)的采集、處理等張門哲5測量組負責測量主梁撓度、塔偏、沉降等許曦6控制組負責控制計算韋達潔7溫度組負責溫度測試、記錄、