悬索桥荷载试验方案

某悬索桥荷载试验方案

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1 概述

工程概况

某悬索桥桥梁全宽。主桥采用单拱塔双索面自锚式悬索桥，跨径组合为+=主塔下接承台，基础采用钻孔灌注桩基础，桥台采用一字墙式桥台，与路堤相接。

主塔为椭圆形拱塔，主缆鞍座一下部分为变截面矩形钢筋混凝土断面，鞍座以上部分为钢箱断面，截面尺寸由根部（顺桥向）×（横桥向）渐变为塔顶（顺桥向）×（横桥向）。拱塔全高，桥面以上高。主塔横桥向外轮廓线由椭圆曲线、直线段平顺连接，椭圆曲线长轴为，短轴，直线段长。

本桥主梁为2×预应力钢筋混你那天连续箱梁结构，单箱四室，桥梁中心线处梁高，顶面设置2%的双向横坡，截面顶面宽19m，箱梁顶、底板厚25cm，腹板厚40cm。每隔6m对应吊索处设置一道40cm厚的横隔梁，吊杆锚固于主梁外侧梁底。桥塔处设置一道200cm厚的横隔梁，桥台处设置一道280cm厚的端横梁。主梁除在桥台处设有竖向支承外，在桥塔处下支墩上也设置有竖向支承支座。主要技术标准

1、设计基准期：100年；

2、道路等级：城市次干道Ⅱ级；

3、设计行车速度：40km/h；

4、设计荷载：

1）汽车荷载：公路—Ⅱ级；

2）人群荷载：㎡；

3）温度变化：-3℃~34℃；

4）抗震设防标准：抗震设防类别B类，抗震烈度6度；抗震设防措施等级7度；基本地震动加速度峰值；

5、桥面宽度：（沿路线前进方向从左往右布置）

（人行道含栏杆）+（车行道）+ （人行道含栏杆）=19m

6、桥面横坡：双向﹪；

7、桥面纵坡：﹪、- ﹪；

8、最高洪水位：按20年一遇洪水位进行设计。

结构形式

某悬索桥采用半漂浮体系，单拱塔双索面自锚式悬索桥，如下图所示：

图全桥结构示意图

箱梁断面示意图如下所示

图箱梁结构断面示意图（单位cm）

2 试验目的与依据

试验目的

试验的主要目的有以下几个方面：

（1）检验设计、施工质量，确定工程的可靠性，为交（竣）工验收提供技术依据；

（2）验证悬索桥结构设计的合理性，为设计积累科学资料；

（3）直接了解悬索桥结构承载能力情况，以判断实际承载能力，评价其在

设计使用荷载下的工作性能；

（4）通过动载试验了解悬索桥结构的固有振动特性以及在长期使用荷载阶段的动载性能。

（5）检验悬索桥主体结构的工程质量，验证结构的可靠性，建立桥梁结构的“指纹”档案，为以后的运营、管养、检测提供基础数据。

试验依据

本次桥梁试验主要依据以下技术文件和标准进行：

1.《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

2.《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）

3.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62—2004）

4.《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）

5.《公路工程结构可靠度设计统一标准》（GB/T 50283-1999）

6.《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）

7.《大跨径混凝土桥梁的测试方法》（YC4-4/1982）

8.《某悬索桥图纸》

3试验实施说明

试验内容

现场试验和内业的分析计算主要有以下几个方面：

1．实测桥梁控制断面在静载作用下的应变和挠度；

2．实测桥梁在动载作用下的动态参数；

3．检查主梁是否出现新裂缝；

4．分析计算桥梁结构控制断面的应变和挠度；

5．分析在静、动力荷载作用下桥梁的整体工作性能；

6．通过计算和试验数据的比较，确定试验桥梁的承载力刚度是否满足要求。试验荷载

根据《公路桥梁承载能力检测评定规程（JTGT J21-2011）》中的建议，桥梁荷载试验一般采用基本荷载。其中，静力试验荷载的效率系数的取值范围为：

0.95 1.05η≤≤ (2-1)

其中：

η—荷载效率系数，η=Sstat/(S×δ)；

Sstat —试验荷载作用下检测部位变位或力的计算值；

S —设计标准荷载作用下检测部位变位或力的计算值（不计动力系数）； δ—设计取用的冲击系数值。

为了保证试验的有效性，必须使测试截面的试验荷载的效率系数大于或等于。即在实际加载过程中，为了减少试验时间及简化工况的目的，在保证主要检验项目荷载系数满足要求的前提下，要适当减少或加大某些项目的荷载效率系数，但荷载效率系数的增大必须保证结构的安全。

试验前准备

正式加载前，应完成一下准备工作： (1) 现场考察以及试验方案设计。

(2) 搭设观测脚手架。脚手架的搭设要保证安全，方便安装、观测仪表，不影响仪表的正常工作，不干扰测点附属设施。

(3) 静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排。静载试验前在桥面对应位置进行放样，以便于加载试验的顺利进行。静载试验的卸载位置应预先安排，既要考虑加卸载方便，离加载位置近些，又要不影响试验点的受力。

(4) 仪器安装与检查。仪表、设备容易受到碰撞、扰动的部位应加保护设备，系保险绳或设置醒目标志。按仪表要求进行标定和必要的误差修正，满足测试精度要求。

(5) 试验分工及其它准备工作。

(6) 预加载。在正式试验以前，对结构进行2~3次预加载，以消除非弹性变形，使结构进入正常工作状态，荷载、位移关系趋于稳定。预加载还可以检查测试设备是否正常，性能是否可靠，人员是否组织完善，操作是否熟练。若结构回零及线性很好，预加载1~2次便可进入正式试验。

试验过程

所有加载试验均按以下原则进行：

(1) 为了加载安全和了解结构应变、挠度随加载大小的变化关系，对主要工况分2级施加荷载，分2级卸载。

(2) 为了尽可能地减小加载试验中结构残余变形的影响，静载试验加载和卸载到位后，关闭汽车发动机，持续一段时间。加载和卸载的持续时间一般以结构变形达到稳定为原则。如果5分钟内的测试增量小于量测仪器的最小分辨率，或后5分钟的增量小于前5分钟增量的15%，可认为结构达到相对稳定。

(3) 现场试验中各工况，对重要测点数据与理论值现场进行分析比较。

(4) 动载试验相邻试验的间隔时间超过10分钟。

安全控制措施

需要采取一定的安全控制措施，才能保证试验安全和成功。

试验荷载应分级施加，每级荷载施加后，应及时测读数据并与相应计算值对比分析，确认结构安全后再继续加载。试验过程中，工作人员随时观察结构关键部位的状况，如有异常立刻通知指挥人员并停止试验。当加载过程中发生下列情况之一时，立即终止加载：

(1) 控制测点的挠度、应力实测值已明显超过设计值。

(2) 裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，结构发出异常的响声或已出现明显的破损。

(3) 发生其它影响桥梁正常使用和承载能力的损坏。