準格爾至興和運煤高速公路
準興黃河大橋主橋（右幅）
靜動載試驗方案
西安長大公路工程檢測中心
二○一三年十月
目錄1 工程概況 1
2 試驗跨孔的確定 2
3 荷載試驗目的 2
4 試驗依據與準則 2
5 試驗內容 2
5.1靜載試驗測試內容 2
5.2動載試驗測試內容 3
6 儀器裝置 3
7 靜載試驗 3
7.1測試截面的確定 4
7.2測點布置 5
7.3試驗荷載 7
7.4試驗工況及載入位置 7
7.5試驗過程 10
7.6靜力資料分析 11
8 動載試驗 11
9 專案組織機構 14
10 實驗資料質量保證措施、工作和管理制度 14
10.1實驗資料管理制度 14
10.2載入車輛移放方案 15
11附圖 16
1 工程概況
準興黃河大橋位於準格爾至興和煤炭運輸高速公路的控制性工程，大橋位於內蒙古自治區西南部，起點樁號為k1+251.625，終點樁號k2+105.775，橋長853.
6公尺，橋型布置為76.8+140x5+76.8公尺預應力混凝土剛構-連續組合體系梁橋。
橋面布置為0.5公尺（防撞欄）+ 13.5公尺(行車道)+0.
5公尺（防撞欄）。參照外觀檢測結果及橋位地形情況，選取右幅第一﹑二、三、四孔為試驗孔。
設計荷載為公路—ⅰ級。本橋總體布置示意如圖1所示，主梁橫斷面示意如圖2所示。
圖1 右幅總體布置示意圖（單位：cm）
圖2 右幅主梁橫斷面示意圖（單位：cm）（頂底板樑高都在圖中標註一下）
2 試驗跨孔的確定
（1）試驗跨孔確定的原則
試驗跨孔主要依據結構內力分析結果確定。
（2）橋梁結構內力分析
利用橋梁空間分析程式midas/civil對橋梁結構進行分析計算，依據橋跨結構的活載內力包絡圖和位移包絡圖，確定結構的最大彎矩截面和最大撓度截面，即控制斷面。根據對本橋的分析結果（詳見7.1），初步選定橋梁測試截面為第1跨0.
4l截面（i-i）、7#墩墩頂附近截面（ii-ii）、第2跨跨中截面（iii-iii）、第3跨跨中截面（iv-iv）、第4跨跨中截面（v-v）。
3 荷載試驗目的
（1）檢驗設計、施工質量，確定工程的可靠性，為交（竣）工驗收提供技術依據；
（2）驗證橋跨結構設計的合理性，為設計積累科學資料；
（3）直接了解橋跨結構在試驗荷載下的實際工作狀態，判斷實際承載能力，評價其在設計使用荷載下的工作效能；
（4）通過動載試驗了解橋跨結構的固有振動特性以及在長期使用荷載階段的動載效能。
4 試驗依據與準則
（1）《公路工程技術標準》（jtg b01-2003）
（2）《公路橋涵設計通用規範》（jtg d60-2004）
（3）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》（jtg d62—2004）
（4）《公路工程質量檢驗評定標準》（jtg f80/1-2004）
（5）《公路工程結構可靠度設計統一標準》（gb/t 50283-1999）
（6）《公路橋梁承載能力檢測評定規程》（jtg/t j21-2011）
（7）《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》（2023年）
（8）《內蒙古準興過載高速公路柳林灘黃河公路大橋設計圖紙》
5 試驗內容
5.1靜載試驗測試內容
靜載試驗測試內容主要包括：
（1）主梁控制截面在試驗荷載下的應變；
（2）主梁控制截面在試驗荷載下豎向撓度。
以上試驗用於確定：應變校驗係數、撓度校驗係數以評定大橋的承受設計荷載的能力及橋梁剛度。
5.2動載試驗測試內容
對本橋分別在橋面有、無障礙兩種情況下，載入車輛以不同車速駛過橋面時，測試橋梁的動載試驗動力特性，主要包括：
（1）測定橋梁結構的動力特性，即橋梁結構或構件的自振頻率；
（2）測定橋梁結構在動荷載作用下的強迫振動回應，即橋梁結構動應變、衝擊係數等。
6 儀器裝置
主要儀器及裝置如表1所示。
表1 主要檢測儀器及裝置一覽表
7 靜載試驗
7.1測試截面的確定
利用橋梁空間分析程式midas進行建模分析，依據橋跨結構所得的活載內力包絡圖和位移包絡圖，選擇測試截面為第1跨0.4l截面（i-i）、7#墩墩頂附近截面（ii-ii）、第2跨跨中截面（iii-iii）、第3跨跨中截面（iv-iv）、第4跨跨中截面（v-v）。大橋數值分析模型如圖3所示，內力和位移包絡圖如圖4～圖7所示，測試截面示意如圖8所示。
圖3 midas空間分析模型圖
圖4 活載彎矩包絡圖
圖5 活載剪力包絡圖
圖6 活載撓度最大值圖
圖7 活載撓度最小值圖
圖8 測試截面示意圖 (單位：cm)（圖中單位錯誤；單位統一一下，之前圖中單位均為cm）
7.2測點布置
（1）應變測點
箱梁應變測點布置：選擇在箱梁外布置應變測點，沿縱橋向布置於i-i、ii-ii、iii-iii、iv-iv、v-v截面。每個截面布置10個應變（應力）測點，測點布置如圖9所示。
在每個測試斷面的位置布置乙個溫度補償片，用於抵消溫度變化對測試應變（應力）的影響。
圖9 截面應變測點布置 (單位：cm)（應變片貼在箱梁內側，記得標號）
全橋上部結構共布置應變（應力）測點50個（不含溫度補償片）。
（2）撓度測點
撓度測點設在橋面上，採用精密水準儀觀測結構豎向變位。選擇第1跨0.4l截面、第2跨跨中截面、第3跨跨中截面、第4跨跨中截面作為撓度測試斷面，如圖10所示。
每個斷面撓度測點布置如圖11所示。
圖10 撓度測點縱橋向布置示意圖（單位：cm）（圖中單位錯誤；單位統一一下，之前圖中單位均為cm）
圖11 撓度測點橫斷面布置示意圖（頂底板樑高都在圖中標註一下）
7.3試驗荷載
根據《公路橋梁承載能力檢測評定規程》的規定，靜力試驗荷載的效率係數η取值範圍為0.95≤ η ≤1.05。這裡
式中:——試驗荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值；
s——設計標準活荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值；
δ——設計取用的動力係數。
為了保證試驗的有效性，根據各測試截面的內力與撓度影響線，按最不利位置載入，在保證各測試截面試驗荷載效率係數η至少達到0.95以上的條件下，經計算確定靜載試驗最多需用400kn（車重+荷重）載重汽車4輛。
試驗加載重車車型如圖12所示。
圖12 試驗加載重車車型圖（單位：cm）
7.4試驗工況及載入位置
（1）載入工況
按各測試截面的最不利效應進行布載，共分為10種試驗荷載工況，分別為：
工況1：縱橋向按i-i截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為中載布置。
工況2：縱橋向按i-i截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。
工況3：縱橋向按ii-ii截面負彎矩最不利位置布載，橫橋向為中載布置。
工況4：縱橋向按ii-ii截面負彎矩最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。
工況5：縱橋向按iii-iii截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為中載布置。
工況6：縱橋向按iii-iii截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。
工況7：縱橋向按iv-iv截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為中載布置。
工況8：縱橋向按iv-iv截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。
工況9：縱橋向按v-v截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為中載布置。
工況10：縱橋向按v-v截面彎矩、撓度最不利位置布載，橫橋向為偏載布置。
以上各工況車輛縱向布置如圖13所示，橫向布置圖見14～圖15，平面布置見附圖。
圖13 試驗荷載縱橋向位置布置示意圖（單位：cm）（圖長度不夠可以橫向放置，圖中尺寸單位的問題）
圖14 i-i及iii-iii橫橋向中載示意圖（單位：cm）（圖中尺寸單位的問題）
圖15 橫橋向偏載示意圖（單位：cm）（圖中尺寸單位的問題）
（2）載入效率
上述各工況中試驗荷載對測試截面產生的荷載效應和標準活載效應的最大值及載入效率彙總如表2所示。
表2 各工況載入效率
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