1、桥梁检测报告 工程名称：郑州市郑州经济技术开发区经开第十 五大街潮河河桥工程目 录1 工程概况42 试验标准、规范及依据63 试验目的64 检测仪器及设备75 主要检测内容85.1 全桥外观和材料状况检测85.1.1 桥梁几何线形测量85.1.2 表观缺陷检查85.1.3 混凝土强度检测85.1.4 钢筋保护层厚度检测85.1.5 钢构件防腐涂层厚度95.1.6 钢构件截面几何尺寸95.1.7 钢板厚度95.1.8 焊缝内部质量95.1.9 支座节点连接构造105.2 静载试验105.3 动载试验106 外观检测106.1桥梁几何线形测量106.2 表观缺陷检查126.2.1桥面铺装126.22、.2 伸缩缝136.2.3 排水系统146.2.4 防撞墙156.2.5扶手166.2.6 桥梁上部结构176.2.7 桥梁下部结构186.3 混凝土强度检测196.4 钢筋保护层厚度检测206.5 防腐涂层厚度216.6 钢箱梁截面尺寸236.7 钢板厚度256.8 焊缝内部质量286.9 支座节点连接构造307 静载试验317.1 静载试验目的317.2 测试项目及其测量方法317.3 理论计算327.4 试验工况及测点布置337.4.1试验工况337.4.2 测点布置337.5 加载方案357.5.1 试验荷载357.5.2 加载位置367.5.3 加载效率387.6 试验过程397.63、.1 准备过程397.6.2 预加载407.6.3 正式加载407.7 静载试验数据分析407.7.1 工况1（跨中截面正载工况）静载试验数据分析417.7.2 工况2（跨中截面偏载工况）静载试验数据分析437.8 小结458 动载试验468.1 试验目的468.2 测试方法468.2.1 脉动测点布置468.2.2 跑车试验488.2.3 跳车试验488.3 动载试验结果及分析488.3.1 脉动试验分析488.3.2 跑车试验分析518.3.3 跳车试验分析538.3.4 结果汇总559 检测结论56郑州市郑州经济技术开发区经开第十五大街潮河河桥工程桥梁检测报告 受XX（郑州）城市开发建设4、有限公司2014年08月17日委托（委托编号：WT201447285），我院（XX实验研究院有限公司，以下简称“我院”）于2014年08月18日至8月21日组织有关技术人员到郑州市郑州经济技术开发区经开第十五大街潮河河桥工程现场，按照委托要求进行了检测。1 工程概况郑州市郑州经济技术开发区经开第十五大街潮河河桥工程位于郑州经济技术开发区经开第十五大街与南三环交叉口，该桥梁上部采用32+48+32m变截面预应力连续梁，桥下部采用实体墩，灌注桩（摩擦桩）承台基础。该桥梁总长112m,设计荷载：城-A级，人群荷载：3.5KN/m2； 设防地震动峰值加速度：0.15g；防洪标准、设计水位：97.04m5、（百年一遇）；系统温度：整体升温25，整体降温25；温度梯度：按竖向日照温差基数10cm厚沥青混凝土铺装设计；钢结构人行桥自振频率f 3HZ；桥梁结构的环境类别为类；非机动车设计净空2.5m。该桥梁上部结构采用C50混凝土，桥面铺装采用10cmC50防水混凝土+桥梁专用水泥基防水涂料2层+6cm(AC-16C)中粒式沥青混凝土+4cm（AC-13C）细粒式沥青混凝土；下部墩台身均采用C40混凝土，承台采用C35混凝土，桩基采用C30水下混凝土；桥墩台支座采用公路盆式抗震支座；车行道采用型钢CQF-120型伸缩缝，人行道采用CQF-80型伸缩缝（现场整体实景图见 图1-1、图1-2）。图1-1 6、现场整体实景图图1-2 现场整体实景图2 试验标准、规范及依据本次试验依据以下标准、规范及资料：（1）城市桥梁检测技术规程(DBJ41/T127-2013)；（2）城市桥梁养护技术规范（CJJ992003）；（3）城市桥梁设计规范（CJJ 11-2011）；（4）城市桥梁工程施工与质量验收规范（CJJ 2-2008）；（5）公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）；（6）公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011）；（7）钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001；（8）钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010； （9）热轧钢板和钢带的尺寸、外7、形、重量及允许偏差GB/T709-2006； （10）钢结构超声波探伤及质量分级法JG/T 203-2007；（11）建筑变形测量规程（JGJ T82007）；（12）国家一、二等水准测量规范（GB/T 128972006）；（13）回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T23-2011）；（14）有关设计文件。3 试验目的科学评定该标段桥梁工程质量，检验设计和施工质量、确定工程的可靠性、判断桥梁实际承载能力是否满足规范要求。本次桥梁检测目的主要包括：（1）通过外观检查、几何线性测量、结构无损检测，全面了解该工程施工完成后的桥梁结构现状，检验施工质量；（2）检验桥跨结构的实际承载能力、结构8、变形及抗裂性能是否满足有关技术标准和规范的要求，并结合理论计算分析结果，科学评定桥梁结构目前的技术状态是否满足设计要求，能否交付正常使用；（3）了解结构的实际受力状况和工作状态，寻求桥梁结构的变形规律，为日后桥梁运营、养护、管理提供科学依据。4 检测仪器及设备所用检测仪器及设备合格并经过有关部门鉴定。具体试验设备见表 4-1。表 4-1 试验设备一览表编号仪器名称仪器规格使用数量1桥梁静态测试仪DH38191套2桥梁动态测试仪DH5907A1套3笔记本电脑IBM3台4精密水准仪徕佧2 台、铟钢尺 4 副5数显回弹仪HT-225T 型2台6裂缝观测仪HC-U811台7钢筋位置测定仪KON-RBL9、(C)1台8碳化深度测量仪8mm2个9数字式涂层测厚仪TT2201台10超声波测厚仪TT1001台11超声波检测仪HS 610e1台12数码照相机/2部13对讲机/8 个14其它皮尺、钢卷尺、刻度放大镜、40t标准车等5 主要检测内容 本次检测选取中跨48米跨钢筋混凝土箱梁进行全面检查，主要包括：全桥外观和材料状况检测、静载试验检测、动载试验检测。5.1 检测方法5.1.1 桥梁几何线形测量在桥梁左右两侧桥面分别布置测点，测点位置在桥面距防撞墙内侧10cm处，全联每跨8分点位置布置一个测点，使用徕佧精密水准仪进行测量。5.1.2 表观缺陷检查（1）桥面系：桥面铺装、伸缩装置、排水系统、护栏等；10、（2）上部结构：主梁、横向联系等；（3）下部结构：支座、盖梁、墩身、台帽、台身等。5.1.3 混凝土强度检测混凝土强度检测主要以回弹检测为主。检测对象主要包括混凝土箱梁、盖梁及墩台构件，进行抽查检测。根据回弹法评定混凝土抗压强度技术规程(JGJ23-2011) ，对所测构件按单个构件进行强度评定，检测方法完全按照上述规范中所要求的进行操作，每个构件共取10个测区，每个测区面积 20cm20cm，每测区16 个测点，进行数据处理时，对非水平测区进行测试面与角度修正，并且考虑碳化深度对梁体抗压强度的影响。5.1.4 钢筋保护层厚度检测混凝土保护层为钢筋提供了良好的保护，其厚度和分布的均匀性是影响钢11、筋耐久性的重要因素。本次检测采用非破损检测方法确定钢筋位置，辅以现场修正确定保护层厚度。检测对象主要包括混凝土箱梁、盖梁及桥墩构件，进行抽查检测。每个构件选取 10 个测区，每个测区再选取 10 个测点进行保护层厚度测量。测量仪器采用钢筋位置测定仪和保护层厚度测试仪。5.1.5 钢构件防腐涂层厚度钢构件防腐涂层厚度为该钢构提供了良好的保护，其厚度和分布的均匀性是影响钢钢构耐久性的重要因素。检测对象为人行道钢箱桥。依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010和该工程设计图纸要求，采用磁性法进行检测。5.1.6 钢构件截面几何尺寸依据钢12、结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-2008规定，对该工程人行道钢箱梁钢构件截面几何尺寸采用测量法进行检测。5.1.7 钢板厚度 依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T709-2006和该工程设计图纸要求，对该工程钢箱梁钢板厚度采用超声法进行检测。5.1.8 焊缝内部质量 依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010、钢结构超声波探伤及质量分级法JG/T 203-2007和该工程设计图纸要求，根据现场情况随机对人13、行道钢箱梁底板、腹板及翼板对接焊缝内部质量采用超声法进行检测。5.1.9 支座节点连接构造 采用目测法对支座连接部位进行观测。5.2 静载试验根据现场条件，本次检测选取两联，试验桥跨数为1跨，为预应力混凝土连续箱梁中跨（48米）。静载试验主要内容如下：（1）在试验荷载作用下，控制截面的应变检测；（2）在试验荷载作用下，控制截面的挠度检测；（3）在试验荷载作用下，控制截面的裂缝观测。5.3 动载试验动载试验主要内容：（1）测量移动车辆荷载作用下桥梁指定断面上的动应变或指定点上的动挠度；（2）测量桥梁结构的自振特性和动力响应。6 外观检测6.1桥梁几何线形测量在桥梁左右两侧及中线桥面位置分别布置测14、点，测点位置两侧在桥面距防撞墙内侧10cm处，全跨左右两侧及中线位置各布设5个测点，桥梁横向线形测点布置见图6-1，桥梁横向线形实测高差见表6-1。图6-1 桥梁线形测量测点示意图表6-1 桥梁线形测量实测高差表（单位：m）检测点位里程桩号高差间距实测横坡设计横坡东侧1-1K0+200-0.12613.850.91%1%东侧2-1K0+180-0.12813.790.93%1%东侧3-1K0+160-0.12313.830.89%1%东侧4-1K0+140-0.14013.751.02%1%东侧5-1K0+120-0.14513.911.04%1%西侧1-2K0+200-0.13113.77015、.95%1%西侧2-2K0+180-0.14613.821.06%1%西侧3-2K0+160-0.14713.761.07%1%西侧4-2K0+140-0.13613.880.98%1%西侧5-2K0+120-0.12913.830.93%1%由表6-1可以看出，桥梁全联东西两侧实测横坡为0.89%-1.07%，实测结果与设计横坡 1.0% 基本吻合。 在桥梁中心线对应桥面处布置测点，每跨2分点位置布置一个测点， 全联共布设7个测点，桥梁纵坡测点布置见图6-2，桥梁纵坡实测高差见表6-2。图6-2 线形纵坡测量测点示意图表6-2 桥梁全联线形测量实测高差表（单位：m）检测点号里程桩号高差间距实16、测纵坡设计纵坡中线1K0+218/0.00/中线2K0+202.30.37815.72.41%2.35%中线3K0+186.60.36015.72.29%2.35%中线4K0+162.60.554242.31%2.35%中线5K0+138.6-0.398241.66%1.71%中线6K0+122.9-0.27515.71.75%1.71%中线7K0+107.2-0.26515.71.69%1.71%由表6-2桥梁全联实测中线14纵坡为2.29%2.41%、中线57纵坡为1.66%1.75%，线形与设计值中线14纵坡2.35%、中线57纵坡1.71%基本吻合。6.2 表观缺陷检查6.2.1桥面铺17、装 经现场勘测，所检测桥面铺装良好，现场检测情况见图6-3和图6-4。图6-3 桥面铺装实景图图6-4 桥面铺装实景图6.2.2 伸缩缝 经现场勘测，所检测桥面北侧伸缩缝良好、南侧伸缩缝有裂缝现象、裂缝实景见图6-5、6-6。图6-5 桥面南侧伸缩缝裂缝实景图图6-6 桥面南侧伸缩缝裂缝实景图6.2.3 排水系统 经现场勘测，所检测排水系统无安装盖板，排水孔无堵塞现象（其实景见图6-7）。 图6-7 排水系统盖板未安装6.2.4 防撞墙 经现场勘测，所检测桥面西侧防撞墙有竖向裂缝存在，裂缝最大宽度0.42mm，裂缝未贯穿整个防撞墙截面，防撞墙整体情况良好，现场检测情况见图6-8。图6-8 西侧18、防撞墙竖向裂缝6.2.5扶手 东侧人行道扶手局部未整体连接（实景图见6-9）；西侧花架支撑体与预埋件位置偏移，局部预埋件开裂。（实景图见6-106-11）图6-9 扶手未整体连接实景图图6-10 花架局部预埋件开裂实景图图6-11 支撑体与预埋件位置偏移实景图6.2.6 桥梁上部结构 经现场勘测，所检测箱梁局部有露筋现象，现场检测情况见图6-12。图6-12 箱梁局部露筋实景图6.2.7 桥梁下部结构 经现场勘测，所检测桥墩墩身外观良好，台帽工作状态正常，支座工作状态良好，现场检测情况见图6-13；锥坡局部破坏严重；（实景图见6-146-16）。图6-13 桥台支座、台帽实景图图6-14 西南19、角锥坡坍塌实景图图6-15 北侧锥坡坍塌实景图图6-16 北侧锥坡坍塌实景图6.3 混凝土强度检测采用回弹法现场抽取所检测试验跨混凝土构件进行混凝土抗压强度检测，检测结果见表6-3。表6-3 现浇构件混凝土抗压强度抽样检测结果(回弹法)检 测 构 件设计强度等级混凝土强度换算值（MPa）现龄期混凝土强度推定值（MPa）序号名称和部位平均值标准差最小值1桥墩Z2西人行道桥墩C4054.41.0552.252.72Z2西非机动车道桥墩55.11.7353.052.33Z2西机动车道桥墩55.51.4453.553.14Z2东机动车道桥墩55.41.1553.853.55Z2东机动车道桥墩56.0120、.5553.753.46Z2东人行道桥墩54.71.1652.752.87Z3西人行道桥墩55.61.2353.653.68Z3西非机动车道桥墩53.71.3751.051.49Z3西机动车道桥墩54.11.1652.752.210Z3东机动车道桥墩54.11.4051.651.811Z3东非机动车道桥墩55.01.8751.851.912Z3东人行道桥墩53.21.2651.451.113箱梁西非机动车道箱梁C5055.61.0953.853.814西机动车道箱体55.61.7152.752.815东机动车道箱体55.61.2352.953.616东非机动车道箱体56.31.8253.75321、.36.4 钢筋保护层厚度检测采用钢筋位置测定仪现场抽取所检测测试跨混凝土构件进行钢筋保护层厚度检测，检测结果见表6-4。表6-4 钢筋保护层厚度抽样检测结果（电磁感应法）检 测 构 件保护层厚度设计值(mm)实测点厚度（mm）序号名称和部位1234561桥墩Z2西人行道桥墩353535343640342Z2西非机动车道桥墩3236373832403Z2西机动车道桥墩3840363840384Z2东机动车道桥墩4038384038385Z2东非机动车道桥墩3934333938406Z2东人行道桥墩3233363837407箱梁西非机动车道箱梁404140384043438西机动车道箱体444222、444243449桥墩Z3西人行道桥墩3535363838403610Z3西非机动车道桥墩38343635383411Z3西机动车道桥墩36373536353812Z3东机动车道桥墩36394037343613Z3东非机动车道桥墩35363538343714Z3东人行道桥墩34363838343915箱梁东机动车道箱体4042444539433816东非机动车道箱体4342383739416.5 防腐涂层厚度 依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010和该工程设计图纸要求，对该人行道钢箱梁防腐涂层厚度进行检测，检测结果见表6-5。23、表6-5 防腐涂层厚度检测结果检测构件漆膜厚度设计要求（m）实测点平均值（m）构件平均值（m）序号名称和部位123451人行道东桥节段A1501581621651631681632节段B1591681631661621643节段C1621611641601591614节段D1661601591631711645节段E1691561631681611636节段F1571581611571551587节段G1621651631711681668节段H1571651631541681629节段I16716515816316516410人行道西桥节段A15016316515716416516311节段24、B16316416416415916312节段C16016316216016716313节段D15315316116516615914节段E16316216415816516215节段F16216915316416916316人行道西桥节段G15015916615317015816117节段H16116316716516016318节段I1601591601611641616.6 钢箱梁截面尺寸 依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、城市桥梁工程施工与质量验收规范CJJ2-2008规定，对该工程人行道钢箱梁钢构件截面几何尺寸进行检测。检测结果见表6-6：表6-6 钢箱梁截面几25、何尺寸抽样检测结果（测量法）序号检 测 构 件 设计值（mm）实测值（mm）名称和部位1人行道东桥节段A翼板1120212002翼板2120212033腹板1120111974腹板2120112015底板304030386人行道东桥节段B翼板1120212007翼板2120212028腹板1120112039腹板21201120310底板3040303911人行道东桥节段C翼板11202120112翼板21202120113腹板11201120014腹板21201120015底板3040304016人行道东桥节段G翼板11202120117翼板21202120318腹板11201119819腹26、板21201120120底板3040304121人行道东桥节段H翼板11202120322翼板21202120223腹板11201119924腹板21201119925底板3040304226人行道东桥节段I翼板11202120427翼板21202120328腹板11201120229腹板21201120030底板3040303831人行道西桥节段A翼板11202120332翼板21202120233腹板11201119834腹板21201120335底板3040303936人行道西桥节段B翼板11202120237翼板21202120138腹板11201119939腹板2120111994027、底板3040304041人行道西桥节段C翼板11202120242翼板21202120243腹板11201120144腹板21201120045底板3040304246人行道西桥节段G翼板11202120347翼板21202119948腹板11201119849腹板21201119950底板3040304151人行道西桥节段H翼板11202120252翼板21202120153腹板11201120254腹板21201120055底板3040304156人行道西桥节段I翼板11202120357翼板21202120158腹板11201120059腹板21201120160底板304030416.28、7 钢板厚度 依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T709-2006和该工程设计图纸要求，对该工程钢箱梁钢板厚度进行检测，检测结果见表6-7。表6-7 钢板厚度检测结果检测构件设计值（mm）允许偏差（mm） 实测值（mm）序号位置1人行道东桥节段A翼板1120.5511.611.711.711.911.62翼板2120.5511.611.911.811.711.63腹板1160.7515.615.915.715.815.64腹板2160.7515.915.615.815.715.55底板180.7517.617.517.81729、.817.66人行道东桥节段B翼板1120.5511.611.811.611.911.67翼板2120.5511.811.911.611.511.68腹板1160.7515.915.815.915.615.99腹板2160.7515.816.015.915.815.610底板180.7517.817.917.517.617.411人行道东桥节段C翼板1120.5511.611.511.911.811.912翼板2120.5511.811.711.611.911.813腹板1160.7515.915.715.815.615.814腹板2160.7515.915.615.715.515.815底板30、180.7517.617.917.617.817.716人行道东桥节段G翼板1120.5511.611.811.611.711.917翼板2120.5511.911.611.611.811.918腹板1160.7515.915.815.615.715.719腹板2160.7515.615.515.715.715.720底板180.7517.717.617.817.517.621人行道东桥节段H翼板1120.5511.911.611.811.811.722翼板2120.5511.611.811.911.811.623腹板1160.7515.915.815.715.615.824腹板2160.7531、15.415.515.915.815.625底板180.7517.717.717.717.617.526人行道东桥节段I翼板1120.5511.611.911.911.711.827翼板2120.5511.911.611.811.611.628腹板1160.7515.615.815.915.715.629腹板2160.7515.815.715.915.615.730底板180.7517.717.817.617.517.931人行道西桥节段A翼板1120.5511.811.811.611.611.732翼板2120.5511.811.611.711.611.733腹板1160.7515.915.32、915.615.715.834腹板2160.7515.615.515.615.815.735底板180.7517.817.617.917.517.836人行道西桥节段B翼板1120.5511.611.811.911.811.637翼板2120.5511.611.511.811.811.938腹板1160.7515.915.715.615.715.739腹板2160.7515.615.815.915.715.640底板180.7517.617.517.417.617.841人行道西桥节段C翼板1120.5511.611.811.711.511.642翼板2120.5511.611.811.91133、.811.743腹板1160.7515.515.415.915.815.744腹板2160.7515.815.915.615.815.545底板180.7517.517.417.617.817.946人行道西桥节段D翼板1120.5511.611.511.511.811.947翼板2120.5511.811.811.811.611.748腹板1160.7515.715.615.415.815.949腹板2160.7515.915.815.415.615.550底板180.7517.417.517.617.417.451人行道西桥节段G翼板1120.5511.911.511.611.811.8534、2翼板2120.5511.811.611.811.711.553腹板1160.7515.815.615.715.915.654腹板2160.7515.915.615.815.815.655底板180.7517.917.817.717.517.656人行道西桥节段H翼板1120.5511.511.911.611.811.557翼板2120.5511.811.511.611.611.858腹板1160.7515.615.515.815.715.659腹板2160.7515.711.511.611.611.760底板180.7517.617.517.817.417.961人行道东桥节段I翼板112035、.5511.611.511.811.711.962翼板2120.5511.711.711.611.811.763腹板1160.7515.415.615.815.915.664腹板2160.7515.615.815.415.615.565底板180.7517.617.517.617.817.56.8 焊缝内部质量依据钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001、钢结构现场检测技术标准GB/T50621-2010、钢结构超声波探伤及质量分级法JG/T 203-2007和该工程设计图纸要求，根据现场情况随机对人行道钢箱梁底板、腹板及翼板对接焊缝内部质量进行抽检，检测结果见表6-8，钢箱梁对接焊36、缝内部质量检测部位示意图见图6-17。表6-8 焊缝内部质量检测结果试 块CSK-A，RB-3检测比例/定位方式深度1：1探头规格2.5P99K2.49耦合剂化学浆糊探伤灵敏度DAC-16dB序号构件名称及位置检测部位板厚 (mm)焊缝长度(mm)检测长度(mm)缺陷长度(mm)缺陷埋藏深度(mm)波幅（dB）检验等级评定等级返修后评 定1东桥节段A-B底板UT11830403040-SL-2.6B-2腹板UT21612011201-SL-3.8B-3腹板UT316120112011612.6SL+3.4B-4翼板UT41212021202-SL-2.5B-5翼板UT51212021202-S37、L-3.6B-6东桥节段B-C底板UT118304030401410.9SL+4.6B-7腹板UT21612011201-SL-2.7B-8腹板UT31612011201-SL-2.9B-9翼板UT41212021202-SL-4.8B-10翼板UT51212021202-SL-3.8B-11东桥节段C-D底板UT11830403040-SL-1.9B-12腹板UT21612011201-SL-2.5B-13腹板UT31612011201-SL-3.6B-14翼板UT41212021202-SL-2.7B-15翼板UT51212021202-SL-2.6B-16东桥节段H-I底板UT1183038、403040-SL-2.8B-17腹板UT21612011201-SL-3.5B-18腹板UT31612011201198.9SL+2.4B-19翼板UT41212021202-SL-1.6B-20翼板UT51212021202-SL-2.8B-21西桥节段A-B底板UT11830403040-SL-2.6B-22腹板UT21612011201-SL-2.7B-23腹板UT316120112011713.8SL+2.5B-24翼板UT41212021202-SL-2.6B-25翼板UT51212021202-SL-3.0B-26西桥节段B-C底板UT11830403040-SL-3.5B-2739、腹板UT21612011201-SL-2.6B-28腹板UT31612011201-SL-2.8B-29翼板UT41212021202-SL-2.5B-30翼板UT51212021202-SL-3.9B-31西桥节段C-D底板UT11830403040-SL-3.9B-32腹板UT21612011201-SL-1.9B-33腹板UT31612011201-SL-3.8B-34翼板UT41212021202-SL-4.1B-35翼板UT51212021202-SL-2.0B-注：本表所列检测部位见下图 图6-19 钢箱梁对接焊缝内部质量检测部位示意图6.9 人行道钢箱梁支座节点连接构造 经现场实40、际勘察，支座节点的连接和构造未发现有明显质量缺陷和变形现象。7 静载试验7.1 静载试验目的将静止的荷载作用于桥梁上的指定位置，测出结构的静应变、静位移以及裂缝等，从而推断桥梁结构在荷载作用下的工作状态和使用能力，桥梁静载试验的目的有：（1）检验桥梁结构设计与施工质量；（2）验证桥梁结构设计理论和计算方法；（3）直接了解桥梁结构承载情况，借以判断桥梁结构实际的承载能力；（4）积累科学技术资料，充实与发展桥梁计算理论和施工技术。7.2 测试项目及其测量方法本次静载试验的测试项目及其测量方法如下： （1）挠度测试挠度测试采用位移传感器进行测量。 （2）应变测试应变测试采用桥梁静态数据应变采集系统D41、H3819桥梁静态测试仪进行测量。根据测得的应变辅以实测材料的弹性模量折算出观测截面相应测点的应力值。（3）裂缝观测测试裂缝的出现与扩展以及卸载后的闭合情况，采用裂缝观测仪，辅以刻度放大镜测量宽度，钢卷尺测量裂缝长度。检测过程中采用裂缝观测仪观测裂缝的发展情况。7.3 理论计算利用桥梁空间分析程序MIDAS-CIVIL对桥梁机动车道结构进行分析计算，依据桥跨结构的活载内力包络图和位移包络图，确定结构的最大弯矩截面和最大挠度截面，即控制断面。根据对本桥的分析结果，初步选定桥梁测试截面为中跨（48m）跨中截面为控制断面。桥梁机动车道结构理论分析的弯矩值如图7-1、7-2所示。图7-1 正载跨中弯矩42、理论值图7-2 偏载跨中弯矩理论值7.4 试验工况及测点布置7.4.1试验工况根据理论计算结果，选取跨中截面作为静载试验的控制截面，共计 2 个工况进行加载检测，具体工况描述见表 7-1。表 7-1 试验工况工程概况测试断面测试项目工况描述1跨中截面跨中截面挠度跨中截面应变支点截面挠度支点截面剪力横桥向正载布置车辆2跨中截面跨中截面挠度跨中截面应变支点截面挠度支点截面剪力横桥向偏载布置车辆7.4.2 测点布置 1）挠度测点布置 沿桥梁纵向，在墩顶顶面、试验跨跨中截面处布置挠度测点；横桥向，在每个墩顶中部布置一个测点，在跨中截面每侧布置3个测点，全桥共计10个挠度测点。具体位置如图7-3和7-443、所示，挠度测点编号图见图7-5。图7-3 挠度测点布置立面图 图7-4 跨中截面挠度测点布置图图7-5 挠度测点编号图 2）应变测点布置图 纵桥向，在跨中截面和1/4截面位置布置应变测点；横桥向，每侧布置3个测点，全桥共计12个应变测点。具体位置如图7-6和7-7所示，应变测点编号图见图7-8。图7-6 应变测点布置立面图图7-7 跨中和1/4截面应变测点布图7-8 应变测点编号图7.5 加载方案7.5.1 试验荷载本桥梁静载试验荷载采用车辆直接加载方式。根据公路桥梁承载能力检测评定规程：式中：静力荷载试验效率系数； SS试验荷载作用下，某一试验项目加载控制截面最 大内力或变位效应计算值； S44、设计标准活荷载不计冲击作用时产生的该试验项 目同一加载控制截面的最不利内力或变位效应计算值； 设计计算取用的冲击系数。为了保证试验的有效性，根据各测试截面的内力与挠度影响线，按最不利位置加载，在保证各测试截面试验荷载效率系数至少达到0.95以上的条件下，经计算确定静载试验需用400kN（车重+荷重）载重汽车5辆，具体现场试验车辆轴距及轴重见图7-9和表7-2。图7-9 加载车示意图表7-2 加载车辆轴重情况统计表加载车编号前轴重（t）中轴重（t）后轴重（t）总重（t）110.114.915.140.1210.115.015.040.139.915.115.140.149.915.015.14045、.0510.115.014.940.07.5.2 加载位置1）工况1：纵桥向跨中截面正弯矩、挠度最不利位置布载，横桥向为正载布置。采用3级加载，3级卸载，卸载的顺序与加载的顺序相反，卸载示意图如图7-107-12所示。图7-10 车辆一级加载示意（工况1）图7-11 车辆二级加载示意（工况1）图7-12 车辆三级加载示意（工况1） 2）工况2：纵桥向按跨中截面正弯矩、挠度最不利位置布载，横桥向为偏载布置。采用3级加载，3级卸载，卸载的顺序与加载的顺序相反，卸载示意图如图7-137-15所示。图7-13 车辆一级加载示意（工况2）图7-14 车辆二级加载示意（工况2）图7-15 车辆三级加载示意46、（工况2）7.5.3 加载效率上述各工况的荷载效率均满足0.951.05的规范要求，具体的荷载效率见表7-3。表7-3 各工况加载效率工况项 目试验荷载效应M1设计荷载效应M2加载效率1跨中截面正载最大正弯矩（kNm）377438100.982跨中截面偏载最大正弯矩（kNm）435542281.037.6 试验过程7.6.1 准备过程 试验前应对桥跨结构进行全面检查，在正式加载试验之前完成如下准备工作： 1）试验前，按照试验方案要求试验车辆装载过磅，记录试验车的原始数据以便进行分析。清理桥面，标记加载位置及测点布设位置。2）在桥下搭设脚手架，脚手架必须牢固可靠，以方便人员布置测点和安装位移计。47、3）按前述的应变和挠度测点布置方式进行放样，布片时先对各测点位置实施打磨找平并清洗干净，粘贴应变片，然后做防潮处理。为排除测试过程中大气温度变化带来的影响，每一断面布设处于同一温度场的温度补偿应变片，同时布设挠度测点。 4）布设测试仪器及传感器连接导线，联机调试仪器。检查各个应变片，确保电路畅通，并处于良好的工作状态。 5）与相关部门协商，采取封桥措施，禁止任何车辆通行，避免对试验的干扰。7.6.2 预加载 在进行正式加载试验之前，先进行预加载，2辆加载车在桥上并排慢速行驶3趟，其目的一方面是使结构进入正常工作状态，另一方面检查全部观测仪表是否正常工作，试验装置的可靠性及试验人员的工作质量。748、.6.3 正式加载预加载卸到零荷载并在结构得到充分的零载恢复后，再进行正式的加载试验。正式加载按前述的试验方案实施，每级加载稳定时间510min，待数据完全稳定后进行记录采数。 每一工况卸载完后10分钟以上，方可进行下一工况的加载，以便使结构恢复弹性变形，减小塑性残余变形。 在整个静力加载过程中，全程监控控制截面最大应变（应力）和挠度。如出现结构异常，应立即采取应急措施，确保加载试验安全。7.7 静载试验数据分析试验静荷载作用下试验跨各个测点（挠度值、沉降量）与应变的计算，依据测量的试验数据按下列方式进行处理。（1）扣除支点沉降的影响，计算跨中截面的实际挠度。考虑支点沉降对跨中截面挠度的影响，49、试验数据处理时应将跨中截面测得的挠度扣除梁两端支点沉降数值，方法如下： 式中： 实际挠度值（mm）；跨中截面测量测点挠度值（mm）； 、 梁两端支点沉降的测量数值（mm）。（2）各个测点（挠度值、沉降量）与应变计算。 总应变：弹性应变： 残余应变： 式中：Si加载前各点的初始值（初读数）；SL加载达到稳定时的测值（初读数）；Su卸载达到稳定时的测值（初读数）。7.7.1 工况1（跨中截面正载工况）静载试验数据分析1）挠度测试数据分析在分级试验荷载作用下，桥梁挠度测试数据见表7-4，试验数据与理论值的分析对比见表7-5。表7-4 试验分级加载挠度值（单位：mm）测点号加载1加载2加载3卸载10.50、060.100.130.0320.050.090.120.0530.811.832.280.1241.051.722.190.1551.242.092.330.1761.272.122.380.1671.031.762.240.1480.831.932.350.1190.040.090.110.03100.040.080.110.04表7-5 试验挠度实测值与理论值分析表（单位：mm）测点号理论值实测值残余值相对残余校验系数平均校验系数13.40 2.280.120.050.67 0.7023.04 2.190.150.070.72 33.28 2.330.170.070.71 43.26 251、.380.160.070.73 53.302.240.140.060.6863.562.350.110.050.662）应变测试数据分析在分级荷载作用下，桥梁跨中截面梁底应变数据见表7-6，试验数据与理论值的分析对比见表7-7。表7-6 试验分级加载应变值（单位：）测点号加载1加载2加载3卸载110.4223.9634.383.2229.3820.8332.293.5136.2918.7530.212.6547.2521.8831.252.6358.3322.9230.263.02610.1128.3236.212.987-20.83-40.63-51.02-5.818-17.71-31.2552、-43.75-4.329-15.21-30.21-41.67-2.7310-14.32-25.6-34.2-2.4111-17.65-33.52-45.21-3.3112-22.12-38.14-50.32-4.29表7-7 跨中梁底应变分析表（单位：）测点号理论值实测值残余值相对残余校验系数平均校验系数145.84 34.383.220.970.75 0.76 242.48 32.293.510.110.76 338.24 30.212.650.090.79440.06 31.252.630.080.78 537.82 30.263.020.100.80 648.93 36.212.980.53、080.747-69.89-51.02-5.810.110.768-59.12-43.75-4.320.100.749-54.82-41.67-2.730.070.7610-43.85-34.20-2.410.070.7811-61.93-45.21-3.310.070.7312-64.51-50.32-4.290.090.787.7.2 工况2（跨中截面偏载工况）静载试验数据分析1）挠度测试数据分析在分级试验荷载作用下，桥梁挠度测试数据见表7-8，试验数据与理论值的分析对比见表7-9。表7-8 试验分级加载挠度值（单位：mm）测点号加载1加载2加载3卸载10.030.060.080.022054、.090.170.210.0530.110.380.67-0.0840.350.861.020.1250.551.191.580.2060.741.552.270.3171.112.282.640.4881.532.442.790.7190.030.060.070.02100.080.150.190.06表7-9 试验挠度实测值与理论值分析表（单位：mm）测点号理论值实测值残余值相对残余校验系数平均校验系数10.96 0.67-0.080.120.700.7021.48 1.020.120.120.6932.32 1.580.200.130.6843.20 2.270.280.120.715355、.612.640.350.130.7363.882.790.400.140.722）应变测试数据分析在分级荷载作用下，桥梁跨中截面梁底应变数据见表7-10，试验数据与理论值的分析对比见表7-11。表7-10 试验分级加载应变值（单位：）测点号加载1加载2加载3卸载17.2912.2514.581.2121.044.175.210.903-4.17-8.14-10.42-1.324-7.5-14.8-18.25-1.255-8.9-22.5-27.69-2.336-16.1-28.2-35.41-2.697-3.28-8.81-12.3-1.2284.477.269.581.0396.3512.56、3515.241.65107.2932.5743.282.691111.2442.2456.224.981232.2957.9679.178.36表7-11 跨中梁底应变分析表（单位：）测点号理论值实测值残余值相对残余校验系数平均校验系数118.00 14.581.210.080.81 0.7527.13 5.210.900.170.73313.89 -10.42-1.320.120.75 425.00 -18.25-1.250.07 0.73535.05 -27.69-2.330.080.79645.40 -35.41-2.690.080.78716.18-12.30-1.220.100.757、6813.499.581.030.110.71920.3215.241.650.110.751056.9543.282.690.060.761177.0156.224.980.090.7312106.9979.178.360.110.747.8 小结在正载试验荷载作用下，试验梁挠度校验系数最大值为0.73，平均校验系数为0.70，挠度相对残余值均小于20%；应变校验系数最大值为0.80，平均校验系数为0.76，应变相对残余值均小于20%。在偏载试验荷载作用下，试验梁挠度校验系数最大值为0.73，平均校验系数为0.70，挠度相对残余变形均小于20%；应变校验系数最大值为0.81，平均校验系数为058、.75，应变相对残余值均小于20%。上述表明桥跨结构在设计荷载作用下，处于弹性工作状态，其刚度和承载能力满足设计要求，且有较充足的安全储备，满足规范要求，且结构各主梁在偏载工况下应变及挠度分布变化均匀，说明上部结构整体性良好。在正载和偏载试验过程中，结构没有出现任何裂缝，说明桥梁结构的抗裂性符合设计要求。8 动载试验8.1 试验目的桥梁动载试验是为了激起桥梁结构的振动，测定桥梁结构的固有频率、阻尼比、振型、动力冲击系数等参数的试验项目，从而进行桥梁承载能力评定，以此判断桥梁结构的整体刚性和运营性能。动载试验测试内容见表8-1。表8-1 动载试验测试内容一览表项 目工 况测 试 内 容脉 动1桥59、梁微小且不规则的振动，得到结构模态参数跑 车1（20km/h）桥梁结构强迫振动响应、动应变，计算冲击系数2（30km/h）桥梁结构强迫振动响应、动应变，计算冲击系数3（40km/h）桥梁结构强迫振动响应、动应变，计算冲击系数跳 车1桥梁结构强迫振动响应8.2 测试方法8.2.1 脉动测点布置本实验采用5个传感器，一个固定在中跨跨中部位作为参考点，为脉动测试的输入激励，其余测点设置为移动测点，通过并排移动其余4个测点的传感器来分批采集天然脉动信号，对各测点进行传函分析和模态拟合得出该桥的低阶振动频率和振型。桥梁脉动试验测点布置图见图8-1。图 8-1 脉动试验传感器平面布置示意图8.2.2 跑车60、试验用一辆400kN的汽车分别以20km/h 、30km/h 、40km/h的速度往返匀速通过桥跨结构，以测定桥梁结构在动荷载作用下的强迫振动响应。在跨中控制截面放置二个竖向拾振器。8.2.3 跳车试验在桥跨结构中跨跨中桥面设置高度10cm的三角形垫木，使400kN汽车后轴置于其上，然后突然下落，测定桥梁结构在动荷载作用下的强迫振动响应。在跨中控制截面放置一个竖向拾振器。8.3 动载试验结果及分析8.3.1 脉动试验分析桥梁结构的振型是结构相应于各阶固有频率的振动形式，一个振动系统的振型数目与其自由度数相等，桥梁结构是具有连续分布质量的体系，也是一个无限多自由度体系，因此其固有频率及相应的振型61、也有无限多个。但是，对于一般桥梁结构，第一个固有频率即基频，对结构动力分析才是重要的；对于较复杂的动力分析问题，也仅需要前几阶固有频率，因而在实践测试中，一些低阶频率才具有实际意义。桥梁在振动过程中，除受介质阻尼作用外，还受材料内部阻尼、支座摩擦等作用的影响，阻尼作用可对结构振动起到衰减作用，这对降低动荷载的动力作用，减少结构材料的疲劳破损是有利的。通过利用放置在试验孔桥面上的速度传感器测的桥梁天然脉动信号时域曲线，对采集到的时间历程图波形进行分析得到。桥梁一阶固有频率：竖向频率3.20HZ，竖向扭转频率3.83HZ。速度传感器时域信号曲线及频谱曲线示意图见8-2，一阶自振频率示意图见8-3速62、度传感器时域信号曲线频谱图曲线图 8-2 速度传感器时域信号曲线及频谱曲线示意图一阶竖向频率3.20Hz，阻尼比1.097%竖向扭转频率3.83Hz，阻尼比0.942%图 8-3 一阶自振频率示意图该变截面连续混凝土梁桥理论计算所得的主梁自振频率f0=2.68Hz（未考虑桥面铺装作用，仅计算主梁的自振频率），该变截面连续混凝土梁桥实测自振频率与理论自振频率比值为1.194，公路桥梁承载能力检测评定规程（JTG/T J21-2011）中规定实测自振频率与理论自振频率比值大于1.1为良好状态，表明该桥梁实际结构的整体性良好。8.3.2 跑车试验分析动力荷载作用对桥梁结构控制截面上动挠度最大值，一般63、较同样的动荷载控制截面上所产生的动挠度平均值要大。动力荷载作用下控制截面动挠度最大值与平均值的比值称为活荷载动力增大系数。由于挠度反映了桥梁结构的整体变形，是衡量结构刚度的主要指标，因此活荷载冲击系数综合反映了动力荷载对桥梁结构的动力作用。活荷载冲击系数与桥梁结构的结构形式、车辆行驶速度、桥面的平整度等因素有关，为了测定桥梁结构的冲击系数，应使车辆以不同的速度驶过桥梁，逐次记录跨中截面的挠度时程曲线，按照活荷载动力增大系数（1+）的定义有：1+= 式中：Smax动力荷载作用下控制截面动挠度最大值； Smean动力荷载作用下控制截面动挠度平均值；活荷载冲击系数。图8-4为一辆40t重的实验车辆以64、20/h的速度通过桥面，混凝土连续箱梁动挠度时程曲线示意图。图8-5为一辆40t重的实验车辆以30/h的速度通过桥面，混凝土连续箱梁动挠度时程曲线示意图。图8-6为一辆40t重的实验车辆以40/h的速度通过桥面，混凝土连续箱梁动挠度时程曲线示意图。图8-4 20/h行驶时振动响应时域波形图8-5 30/h行驶时振动响应时域波形图8-6 40/h行驶时振动响应时域波形从桥跨结构的动力响应分析角度而言，冲击系数源于三个方面：理想的移动荷载作用引起的桥跨结构的振动，引起动力放大；车辆自身的振动使其加载在桥面上的力也有一定的波动；实际的桥面不平整引起车辆跳动引起冲击作用。根据公路桥涵设计通用规范（JT65、GD60-2004）规定，冲击系数取值为：当 f1.5Hz 时 =0.05当 1.5Hzf14Hz 时 =0.1767ln（f）-0.0157当 f14Hz 时 =0.45依据上述公式可得出该变截面连续混凝土桥梁的理论冲击系数，由于桥梁理论自振频率为2.68Hz，经过计算理论冲击系数为0.159。8.3.3 跳车试验分析跳车试验体现了垂向激励引起桥梁的强迫效应；实测桥梁结构响应单峰值和典型时域波形图。桥梁结构的阻尼特性，一般用对数衰减或阻尼比D来表示。有振动理论可知，对数衰减率为：式中，Ai和Ai+1分别为相邻两个波的振幅值，可以直接从衰减曲线上量取。实践中，常在衰减曲线上量取n个波形，求得平66、均衰减率：根据振动理论可知，对数衰减率与阻尼比D的关系为：由于一般材料的阻尼比都很小，因此，可近似为：实测阻尼比的大小反映了桥梁结构耗散外部能量输入的能力，阻尼比大，说明桥梁结构耗散外部能量输入的能力强，振动衰减得快；阻尼比小，说明桥梁结构耗散外部能量输入的能力差，振动衰减得慢。但是，过大的阻尼比则说明桥梁结构可能存在开裂或支座工作状况不正常等现象。试验车辆在桥梁跨中跳车激振后，会使桥梁结构产生自由振动，根据自由振动的衰减曲线，通过试验数据的分析即可得到桥梁的阻尼比，通常，桥梁结构的阻尼比在0.225.73之间，实测阻尼比介于桥梁的常见阻尼比范围内，该桥梁实测阻尼比为3.18，跳车试验曲线见图67、8-7。图8-7 跳车试验跨中响应时域波形8.3.4 结果汇总 表8-1 潮河桥动载试验结果汇总表工况最大动挠度（mm）阻尼比（%）冲击系数（）20km/h跑车（1辆40t车）0.770/0.065030km/h跑车（1辆40t车）0.803/0.092340km/h跑车（1辆40t车）1.025/0.1349跳车（1辆40t车）/3.18/本次动载试验结果表明：（1）通过有限元计算结果和各测点的频谱分析可以推断，所检测桥梁一阶竖向自振频率为3.20Hz和一阶扭转自振频率为3.83Hz，均比理论值2.68Hz高，说明桥梁整体动刚度满足设计要求，具有良好的整体性。（2）桥梁实测冲击系数符合规范要68、求，说明桥面平顺无障碍。（3）实测阻尼比介于桥梁常见阻尼比范围内，表明桥梁整体性无异常。9 检测结论郑州市经济技术开发区经开第十五大街跨潮河桥梁工程中跨48米跨桥梁外观、材料状况和静、动载实验检测结论：（1）桥梁外观基本完好，线形平顺，符合设计和规范要求。（2）所抽检构件混凝土抗压强度满足设计要求。（3）所抽检构件钢筋保护层厚度满足设计要求。（4）所检测人行道东、西桥钢箱梁外部防腐涂层厚度符合设计要求。（5）所检测人行道东、西桥钢箱梁钢构件截面尺寸符合设计和标准要求。（6）所检测人行道东、西桥钢箱梁钢板厚度符合设计和标准要求（7）所检测人行道东、西桥钢箱梁底板腹板对接焊缝内部质量达到B级质量等级。（8）经现场实际勘察，该工程人行道钢结构工程支座节点的连接和构造未发现有明显质量缺陷和变形现象，符合图纸设计要求。（9）在各静载工况下，所检测桥梁试验跨的挠度和应变校验系数均小于1，残余变形和残余应变结果均小于20，符合城市桥梁检测技术规程（DBJ41/T127-2013）要求。（10）所检测桥梁试验跨动载试验结果表明该桥梁结构整体性良好，桥面平顺，结构整体刚度满足规范要求。