葫蘆河特大橋靜動載試驗報告
1概述1.1 橋梁概況
葫蘆河特大橋是西部大通道包（頭）北（海）線陝西境黃陵至延安段高速公路上的一座特大型橋梁，該橋起點樁號k183+731.00，終點樁號為k185+199.00, 橋梁全長1468.
00m，橋面縱坡為2%雙向坡。 k183+731.00～k184+329.
114之間的橋梁位於半徑r=2500.00m的左偏圓曲線上，k184+908.710～k185+199.
00之間的橋梁位於半徑r=2500.00m的右偏圓曲線上，其餘位於直線上，曲線線型由內外護欄調整。
主橋上部結構為90+3×160+90m預應力混凝土連續剛構箱梁橋，由上、下行的兩個單箱單室箱形斷面組成，箱梁根部高度9.0m，跨中樑高3.5m，其間樑高按二次拋物線變化。
箱梁頂板厚度為0.28m，底板由跨中0.30m按二次拋物線變化為根部1.
1m，箱梁頂板寬12.0m，底板寬6.5m，腹板分別為0.
4m、0.6m，橋墩頂部範圍內箱梁頂板厚度0.5m，底板厚1.
3m，腹板厚0.8m，除橋墩頂部箱梁內設四道橫隔板外，其餘均不設橫隔板。主橋兩幅連續剛構箱梁均採用掛籃懸臂澆築法施工，各單「t」箱梁除墩頂塊件外，分20對梁段，即6×3.
0+6×3.5+4×4+4×4.5m進行對稱懸臂澆築，橋墩上塊件長12m，中孔合攏段長2.
0m，邊孔現澆段長11.0m。梁段懸臂澆築最大塊件重量163.
0t，掛籃自重按80t考慮，掛籃與樑端懸澆塊件重量比應控制在0.5以內，中孔合攏段吊架重量控制在20t以內。主橋橋墩採用雙薄壁空心橋墩。
該橋採用縱、橫、豎三向預應力。縱向預應力採用大噸位群錨體系。豎向預應力採用ф32精軋螺紋粗鋼筋，設計張拉噸位540kn。所有預應力管道均採用預埋波紋管成形。
全橋結構如圖5-1所示。
圖5-1 結構示意簡圖
1.2 設計技術標準
設計荷載：汽車-超20級、掛車-120
**荷載：**基本烈度6度
橋面淨寬：2×（淨10.75+0.5m防護欄）+2.0m分割帶
溫度荷載：箱梁體系溫度公升降40℃，箱梁合攏溫度取20℃，日照溫差按《公路橋涵設計規範》規定進行計算。
2試驗的目的和依據
2.1 試驗目的
通過荷載試驗，掌握新建橋梁結構的工作狀況，判斷橋梁的實際工作狀況是否符合設計要求或處於正常受力狀態。
通過動載試驗，掌握橋梁結構的動力效能。
通過靜動載試驗分析和理論計算分析，對橋梁的使用承載能力及工作狀況作出綜合評價。
靜動載試驗結果還可為橋梁維護提供原始資料，指導橋梁的正確使用和養護、維修。
2.2試驗依據
《公路橋涵設計規範》
《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（報批稿）
大跨徑混凝土橋梁的試驗方法
葫蘆河特大橋施工設計圖
⑸ 國內外相關資料
3靜載試驗內容與方法
3.1 試驗內容
3.1.1靜載試驗橋跨的選取
基於下列原則：
該孔（或墩）計算受力最不利；
該孔（或墩）施工質量較差，缺陷較多或者病害較嚴重；
該孔（或墩）便於搭設腳手架及設定測點或試驗載入實施；
並綜合所了解的實際情況，初步選擇左幅橋延安方向的9～11跨作為測試物件。
3.1.2測試截面的選取
綜合橋梁結構（連續剛構）受力特點與技術情況，通過計算分析活載包絡圖（圖5-2）並參考我方以往橋梁試驗工作的經驗，擬定以下截面作為承載能力試驗的主要控制截面：第11跨剪力截面（a截面）、第11跨正彎距（b截面）、第10跨垮中截面（c截面）、第9＃墩頂截面（d截面）、第9跨跨中截面（e截面）、9#墩墩底截面（f截面）共計6個測試截面。主要控制截面位置見圖5-3。
（注：以上截面均指橋梁的左幅。）
圖5-2 活載彎距包絡圖
圖5-3 主要控制截面位置示意
3.1.3測試專案與方法
本次靜載的基本測試內容如下：
結構控制截面的最大撓度與變位；
結構控制截面最大應力（或應變）；
支點沉降與墩台位移等；
裂縫的出現與擴充套件，包括初始裂縫的出現，裂縫的寬度、長度、間距、位置方向和性狀，以及解除安裝後的閉合情況。
根據橋梁調查情況，綜合橋梁的技術狀況，增加了如下的測試內容：
橋跨結構撓度沿著橋長分布；
橋跨結構撓度沿著控制截面橋寬的分布；
支座附近結構斜截面的主拉應力；
上述測試專案的測試通過下列方法實現：
結構變形：採用百分表與精密水準儀進行測試；
⑸應變：採用美國進口的高精度、抗環境干擾能力強的振弦式應變感測器進行測試；
⑹裂縫：採用刻度放大鏡進行觀測，同時布置抗裂應變測點。
3.2 靜載試驗載入
載入原則
根據橋梁需要鑑定承載能力的荷載：汽車+人群（標準荷載）、平板或者履帶車（驗算荷載）、需通行的重型車輛，分別計算其對控制截面產生的最不利荷載效應（內力和位移），用產生最不利荷載效應較大的荷載作為試驗控制荷載。本橋的試驗控制荷載為汽超-20。
由於時間緊迫，該橋試驗時，瀝青鋪裝尚未完成，對其影響的考慮採用等效模擬方法：依據計算結果在每個截面載入之前，放置2～3輛重車來等效瀝青層的作用，然後開始截面試驗，並且在整個過程中等效車輛保持不動。
荷載試驗應盡量採用與控制荷載相同的荷載。但是由於客觀條件的限制，實際採用的試驗荷載與控制荷載不同，本次擬採用30t重車載入。
為保證試驗效果，在確定試驗荷載大小與載入位置時，可以採用靜力荷載試驗效率控制。試驗荷載效率η=sstat/s×δ應滿足：0.
85<η≤1.05，其中：sstat為試驗荷載作用下檢測部位變位或力的計算值；s為設計標準活載作用下變位或力的計算值；δ為設計取用的動力係數。
試驗載入採用分級載入的方式，共分3或4級，1級解除安裝。
為保證測試資料的可靠性，每一載入工況進行2次，如果2次實測資料相差較大，則要進行第3次載入試驗。
荷載試驗選擇在溫度較為穩定的時間段進行，載入試驗時間初步定在晚上10點～凌晨6點。
載入時間間隔必須滿足結構變位達到穩定的要求，在前一級荷載階段內結構變位相對穩定後，方可進入下一荷載階段。同一級荷載內，結構最大變位測點在最後5分鐘內的變位增量小於第乙個5分鐘變位增量的15％，或小於量測儀器的最小分辨值時，則認為結構變位達到相對穩定。但當進行主要控制截面最大內力引導程式時，加解除安裝穩定時間不應該少於15分鐘。
在進行正式載入試驗之前，先進行預載入，其目的是使結構進入正常工作狀態，並檢查全部觀測儀器是否正常工作，試驗裝置的可靠性及工作人員的工作質量。
試驗載入安全監測
試驗載入過程中，實時觀測結構控制截面的變位、應變，如果在未加到預計的最大試驗荷載前，應力或變位提前達到或超過設計標準的容許值，應立即停止繼續載入，查詢原因，並對載入截面進行檢查，觀察是否出現裂縫及裂縫的走向和發展情況等。
載入方式
試驗載入採用30t重車，根據控制截面的內力影響線，用載入車布載，使控制截面的力矩與標準活載作用下的設計力矩之比達到試驗荷載效率的要求。圖5-4、圖5-5繪製出了c截面彎距、d彎距影響線作為代表。表5-1給出了載入車輛的詳細資訊。
圖5-4 c截面彎距影響線（向上為正彎距）
圖5-5 d截面彎距影響線（向上為正彎距）
表5-1 載入車軸重與軸距
4靜載試驗結果
最大試驗荷載作用下各截面試驗荷載效率均在0.856～1.044之間，符合《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（報批稿）或《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中0.
85～1.05的要求。
從應變角度看，在不同工況下各級試驗荷載作用時各截面控制測點的實測應變與載入等級呈現良好的線性關係；在各級試驗荷載作用下，梁體兩側平均應變沿著截面高度呈現很好的線性分布；實測的中性軸與理論相比基本一致或略有下降；應變橫向增大係數，均不超過1.406,橫向剛度較好；應變效驗係數在0.541～0.
771之間，結構擁有一定的安全儲備；最大相對殘餘應變為15.64%，大多數測點的相對殘餘應變較小，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中小於0.2的規定。
從撓度角度看，撓度基本上隨著荷載效率係數的增大而線性增大；在最大一級荷載作用下，最大相對殘餘變位12.50％左右，滿足《公路橋梁承載能力檢測評定規程》中不大於0.2規定；中跨跨中最大撓度（橫向均值）為22.
6mm，小於規範中的l/600（266.7mm）；各截面撓度效驗係數在0.544～0.
808之間，小於1；跨中最大荷載下的全橋縱向撓度分布與理論基本一致，結構處於線彈性工作狀態。
從裂縫監控角度看，在各測試截面以及附近混凝土受拉區尚未發現新增裂縫。
5動載試驗
5.1 動載試驗目的和內容
動載試驗主要用於了解橋梁整體結構的動力學特性，以判斷橋梁的實際運營狀況和實際承載能力。橋梁在運營過程中如果產生過大的振動，一方面會引起乘客或行人的不舒適感；另一方面會帶來人們心理上的不安全感。橋梁的自振頻率處在某些範圍時，很容易由外載荷（包括行駛車輛、行人、**、風載等）引起共振。
通過橋梁動載試驗測定橋梁動力學效能，可以對橋梁的實際動力效能、運營狀況進行評價。
本次動載試驗測試內容主要包括橋梁自振特性測試、無障礙行車試驗和跳車試驗。
橋梁自振特性測試是為了確定結構的自振頻率和阻尼比。試驗採用隨機環境振動方法（即脈動試驗方法），在橋面無任何交通荷載以及橋址附近無規則振源的情況下，測定橋跨結構由於風荷載、地脈動、水流等隨機荷載激振而引起的橋跨結構微小振動響應。
無障礙行車試驗是指在橋面無任何障礙的情況下，用1輛30t重車以5、10、20、30、40、50、60km/h勻速通過橋跨結構，測定橋跨結構主要控制截面測點的動應變、動撓度和橫向、豎向振幅。
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