大汾北桥静动载试验方案范例.doc

东莞市大汾北水道特大桥 主桥动静载试验方案 铁道科学研究院铁道建筑研究所 二○○五年三月 东莞市大汾北水道特大桥主桥动静载试验方案 一、概述 1.1、桥梁概况 东莞市大汾北水道特大桥主桥为单孔128m下承式钢管混凝土系杆拱桥，横向分为两幅完全独立且完全对称的桥。每幅桥面宽24m，具体组成为：人行道（含栏杆）3.75m+防撞护栏0.5m+车行道15.5m+防撞护栏0.5m+过桥水管和检修道（含栏杆）3.75m。每幅桥设2片拱肋，每片拱肋上、下弦管各1根（φ1050×18mm和φ1050×14mm），上下弦管之间为由竖、斜腹管焊接成桁式截面，拱脚段为实腹段，取消竖、斜腹管，上下弦管通过钢板连接。上下弦管和拱脚实腹腔内泵送50号微膨胀混凝土。拱轴线由拱脚直线段和曲线段组成，曲线段为悬链线，拱轴系数m=1.167。 全桥共设吊杆46对92根，吊点中心间距为5米。每片拱肋下设12束12φj15.24钢绞线作为水平系杆，系杆锚具采用可换式专用锚具。 桥面系由横梁、加劲纵梁和π型车行道板及桥面后浇层组成。主墩墩身及承台设为两个分离式钢筋砼结构，中间用系梁相连、两墩身顶与帽梁固接。主墩基础每墩8根φ180的钻孔灌注桩。 桥型总体布置如图1所示。 图1 桥型总体布置图 1.2、设计标准 大桥单幅桥按单向4车道（15.5m）外加人行道（3.75m）设计； 设计荷载：汽车—超20级、挂车—120、人群荷载3.5kN/m2。 1.3、静动载试验的目的 1、通过静载试验，可以掌握桥梁结构的实际工作状况，判断桥梁的实际工作状况是否符合设计要求或处于正常受力状态；通过动载试验，掌握桥梁结构的动力性能，桥梁的振动特性反映检测时桥梁的实际刚度及质量分布情况，日后桥梁若在使用过程中受到损伤，结构的振动特征将发生变化。利用这一特性，通过动态检测资料的对比可有效地判断桥梁安全度的变化动态。通过静动载试验和理论计算分析，对桥梁的使用承载力及工作状况做出综合评价，为桥梁维护及评估提供原始数据，指导今后桥梁的正确使用、养护和维修； 2、通过以上工作，掌握桥梁的整体状况，工作状态；对桥梁使用状态作出综合评价。 1.4、试验依据 为保证桥试验工作取得较好的效果，本次荷载试验要求依据以下列规范或文件进行： ⑴、《公路桥涵设计规范》（1989年合订本） ⑵、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》 ⑶、《广东省桥梁城市桥梁检查及检验办法》（试行） ⑷、东莞大汾北水道特大桥工程施工图（桥梁工程） 二、主桥动静载试验方案 成桥后须对主桥进行动静载荷载试验。检验在试验荷载下桥梁的动力特性和静力特性是否达到设计要求和满足使用要求，桥梁开通后是否满足行车安全，动静载试验的结果还可以作为桥梁运营前初始状态的永久技术档案，是若干年后评估桥梁状态的重要依据。 1、动载试验 动力荷载试验包括行车试验、跳车试验、制动试验和模态试验，通过上述试验内容综合判定桥梁在动荷载作用下的动力响应。 ⑴、行车试验 行车试验采用横向并进1辆和2辆30吨载重车以10Km/h为一挡，分对称和偏心两种工况过桥，车速为10Km/h、20Km/h、30Km/h、40Km/h…至最高时速80Km/h。测试主跨跨中截面和1/4截面上下游竖向及横向振动的振幅、强振频率、阻尼、动挠度以及冲击系数。行车试验测点布置见图3和图4。 图1.1 行车试验测点布置 ⑵、跳车试验 跳车采用30吨单车以10Km/h、30km/h的速度超越跨中高10厘米三角木，模拟桥梁运营过程中路面缺陷产生的振动响应。测试主跨跨中截面和1/4截面上下游竖向及横向振动的振幅、余振频率及结构的阻尼。测试截面及测点布置见图5和图6。 图1.2 跳车试验测点布置 ⑶、制动试验 制动试验采用30吨单车在跨中和拱脚以20Km/h和30Km/h的速度紧急制动，测跨中和墩顶顺桥向的振动响应的振幅、余振频率和阻尼。测点布置见图7和图8。 图1.3 制动试验测点布置 ⑷、模态测试 自振频率和振型是综合分析和评价桥梁结构刚度的重要指标，桥梁的自振频率和阻尼采用撞击法或脉动法进行测试竖向、横向及扭转固有频率及阻尼。桥梁的自振频率和阻尼当采用撞击法进行模态测试时竖向加激振力，模态拟合采用单点输入多点输出的方法，分析采用多次平均，加力窗，指数窗。测试桥梁的前4阶横向、垂向及扭转自振频率，分析桥梁振动的振幅、频率及阻尼比和各阶振型等动力参数，验证桥梁的实际刚度是否满足设计要求。测点布置见图9和图10。 图1.4 模态试验测点布置 2、静载试验 静载试验内容包括主桥主控截面的应力测试及线形测试、墩柱应力及墩顶位移测试、桥面挠度、吊杆内力、水平系杆内力。静载试验的荷载效率，应满足《大跨径混凝土桥梁试验方法》中的规定，