桥检测试验方案

桥梁试验检测方案

目 录

1 工程概况 .................................................................................................................... 1 2 试验依据 .................................................................................................................... 2 3 常规定期检查 ............................................................................................................ 2

3.1现场检查部分 ................................................................................................... 2

3.1.1桥面系检查 ............................................................................................. 2 3.1.2上部结构检查 ......................................................................................... 2 3.1.3下部结构检查 ......................................................................................... 3 3.1.4附属结构检查 ......................................................................................... 3 3.2桥梁技术状况评估 ........................................................................................... 3 3.3裂缝检测分析 ................................................................................................... 6 4 静载试验方案 ............................................................................................................ 6

4.1静载试验对象 ................................................................................................... 7 4.2测试项目及其量测方法 ................................................................................... 7

4.2.1应变测试 ................................................................................................. 7 4.2.2挠度观测 ................................................................................................. 7 4.3 静力试验荷载的加载工况 .............................................................................. 7

4.3.1荷载等级 ................................................................................................. 7 4.3.2加载荷载 ................................................................................................. 8 4.3.4加载工况 ................................................................................................. 8

5.静载试验过程 ........................................................................................................... 10

5.1加载方式 ......................................................................................................... 10 5.2加载顺序 ......................................................................................................... 10 5.3 静载试验的终止 ............................................................................................ 10 6 动载试验方案 .......................................................................................................... 11

6.1 试验项目 ........................................................................................................ 11 6.2 测点布置与测试方法 .................................................................................... 11

6.2.1 环境脉动测试 ...................................................................................... 11 6.2.2汽车激励测试 ....................................................................................... 11 6.3动载试验过程 ................................................................................................. 11 7、回弹法检测方案 .................................................................................................... 12

7.1 检测方法 ................................................................................................. 12 7.2 回弹值测量 ............................................................................................. 12 7.3 碳化深度值测量 ..................................................................................... 12

1 工程概况

（图1）上部结构采用6×20m预制预应力砼简支空心板，桥宽40.51m，墩台中心线与道路法线夹角25°。板梁高为0.95m，中板宽度为1.24m，边板宽度为1.24m（悬臂长0.255m），采用C50砼材料。全桥沿横向布设共32块空心板，分左右幅，

下部结构采用重力式桥台和扩基桩式墩，1#、2#、4#、5#墩支座采用圆型板式橡胶支座，0#台、3#墩、6#台采用圆型四氟板板式橡胶支座。

桥面铺装采用12cm等厚C50防水砼。

图1立面图

设计参数：

道路等级：城市次干道； 设计车速：40km/h

设计荷载：车辆荷载：城-A级，人群荷载：3.83kN/m2；

桥面布置：3.255（人行道+栏杆）+15.0m（机动车道）+4.5m（非机动车道）+3.5m×2（混行车道）+3.25（小型车车道）+0.25（路缘带）+0.5m（栏杆）+0.25m（路缘带）+3.25m（小型车车道）+3.5m×3（混行车道）+4.5m（非机动车道）+3.255（人行道+栏杆）=40.51m；

桥梁设计洪水频率：按规划渠道设计频率（100年一遇），桥位设计洪水位：33.531m； 抗震设防标准：抗震设防烈度为7度，地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s，抗震设防类别为丙类；

场地类别：II类；

根据《城市桥梁养护技术规范》CJJ99-2003，该桥应划分为Ⅳ类养护的城市桥梁（城市次干路上的桥），养护等级为Ⅲ等（Ⅰ~Ⅲ类养护的城市桥梁）。

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2 试验依据

1. 《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011）； 2. 《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）； 3. 《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99-2003）；

4. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）； 5. 《福建省城市桥梁限载标准》DBJ/T13-163-2012； 6.《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23-2011）； 7. 福俱大道K2+330.158桥梁施工图设计文件。

3 常规定期检查

依据《城市桥梁养护技术规范》（CJJ 99-2003）对福俱大道K2+330.158桥梁进行常规定期检查： 3.1现场检查部分

1、常规定期检查： （1）现场检查部分

桥面系检查：包括桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、防撞护栏等； 上部结构检查：包括主梁、横向联系、防落梁装置、支座等； 下部结构检查：桥墩（台）、基础、锥坡等； 3.1.1桥面系检查

桥面系构造检查，主要包括桥面铺装、伸缩缝、人行道构件、桥面纵横坡、排水构造物、桥上交通设施和桥面线形的检查。具体包括下列内容：

1）检查全桥桥面铺装是否有坑槽、纵裂、横裂、网裂、车辙、松散、不平、磨耗、积水，以及是否有桥头跳车现象等；

2）检查伸缩缝是否严重破损、脱落、漏水、跳车等现象，检查伸缩缝是否被杂物堵塞，甚至无效，对主桥伸缩缝全面勘测，达到使用寿命的必须做好记录；

3）检查人行道构件、栏杆和护栏有无撞坏、断裂、错位、缺件、剥落、锈蚀等现象； 4）检查桥面横坡、纵坡是否顺适，有无积水；

5）检查泄水管是否完好、畅通，桥头排水沟功能是否完好，锥坡是否冲沟； 6）检查桥上交通信号、标志、标线是否明亮，字迹清晰可辨，照明设施是否完好，有无腐蚀、老化，是否设置限载、限高、限速标志。 3.1.2上部结构检查

1、主梁

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检查混凝土空心板有无蜂窝、麻面、空洞、露筋的现象，对产生此类缺陷的面积、范围、数量进行量测统计，对暴露钢筋的锈蚀程度进行判断。 3.1.3下部结构检查

（1）支座是否保持完整、清洁、有效； （2）墩台及基础有无滑动、倾斜、下沉； （3）墩台有无风化、开裂等；

（4）墩台顶面是否清洁，伸缩缝处是否漏水；

（5）基础顶端在水位涨落、干湿交替变化处有无冲刷磨损、颈缩、露筋，有无环状冻裂，是否受到污水、咸水或生物的腐蚀。 3.1.4附属结构检查

检查桥上各种管道是否有锈蚀、紧固件松动、管道泄漏等现象。 3.2桥梁技术状况评估

桥梁为Ⅳ类养护的城市桥梁（城市次干路上的桥梁），依据CJJ99-2003的规定：参照Ⅱ~Ⅴ类养护的城市桥梁按CJJ99-2003中附录D对桥面系、上部结构、下部结构评分扣分表进行评估。

1) Ⅱ~Ⅴ类养护的城市桥梁技术状况的评估包括：桥面系、上部结构、下部结构和全桥评估。应采用先分部分再综合的方法评估。

2) Ⅱ~Ⅴ类养护的城市桥梁的完好程度，应以桥梁状况指数BCI确定桥梁技术状况的评估指标，并应符合下列规定：

① 按分层加权法根据定期检查的桥梁技术状况记录，对桥面系、上部结构和下部结构分别进行评估，再综合得出整个桥梁技术状况的评估。

② 桥面系的技术状况采用桥面系状况指数BCIm表示，根据桥面铺装、伸缩装置、排水系统、人行道、护栏及桥头平顺等要素的损坏扣除分值，按下式计算BCIm值。

BCIm(100MDP)i （1）

i16 （2） MDPiDPijijj式中：i——桥面系的评估要素，即i表示桥面铺装、桥头平顺、伸缩装置、排水系统、

人行道和栏杆；

DPij——桥面系第i类要素中第j项损坏的扣分值；

ij——桥面系第i类要素中第j项损坏的权重，由式3.035.523.5计算而

得。其中根据第j项损坏的扣分DPij占桥面系第i类要素中所有损坏扣分值

3

的比例ijDPij计算而得； DPijj MDPi——桥面系第i类要素损坏的总扣分值； i——第i项要素的权重。

表1 桥面系各要素权重值 评估要素 桥面铺装 桥头平顺 伸缩装置 权重 0.30 0.15 0.25 评估要素 排水系统 人行道 护栏 权重 0.1 0.1 0.1 ③ 桥梁上部结构的技术状况采用上部结构状况指数BCIs表示；BCIs可根据桥梁各跨得技术状况指数BCIk,按下式计算而得：

1mBCIsBCIk （3）

mk1BCIk(100SDPkl)kl （4）

l1nsSDPklDPklxklx （5）

x式中：x——表示桥梁第k跨上部结构中构件l的损坏类型；

DPklx——表示桥梁第k跨上部结构中构件l的损坏类型x时的扣分值；

klx——表示桥梁第k跨上部结构中构件l在损坏类型x时的权重，由式

3.035.523.5计算而得。其中根据第x项损坏的扣分DPklx占桥构

DPklx计算而得； 件l所有损坏扣分值的比例DPklxxSDPkl——构件l的综合扣分值； kl——构件l的权重；

m——桥梁跨数；

ns——第k跨上部结构的桥梁构件数；

BCIk——第k跨上部结构技术状况指数；

BCIs——桥梁的上部结构技术状况指数。

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表2 桥梁上部结构各构件的权重-引桥部分 构件类型 空心板梁桥 主梁 横向联系

权重 0.95 0.05 ④ 桥梁下部结构技术状况的评估应逐墩（台）进行，然后再计算整个桥梁下部结构的状况指数`BCLx，应按下式计算：

1mBCIxBCI （6） m10BCI(100IDPl)l （7）

l1n IDPlDPylyly （8）

式中：y——表示桥梁第墩（台）中构件l的损坏类型；

DPly——表示桥梁第墩（台）中构件l的损坏类型y时的扣分值；

ly——表示桥梁第墩（台）中构件l的损坏类型y时的权重，由式

3.035.523.5计算而得，其中根据第y项损坏的扣分DPl占桥构

DPkly件l所有损坏扣分值的比例DPlyy计算而得；  IDPl——构件l的综合扣分值； l——构件l的权重； n——第墩（台）的构件数；

BCI——第墩（台）的技术状况指数；

BCIx——桥梁的下部结构技术状况指数。

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表3 桥梁下部结构各构件的权重 构件类型 盖梁 墩身 基础 桥墩 冲刷 支座 0.2 0.1 支座 0.1 权重 0.1 0.3 0.3 桥台 耳墙（翼墙） 锥坡 0.1 0.1 构件类型 台帽 台身 基础 权重 0.1 0.3 0.3 ⑤ 整个桥梁的技术状况指数BCI根据桥面系、上部结构和下部结构的技术状况指数，由下式计算：

BCIBCImmBCIssBCIxx （9）

式中：m、s、x——桥面系、上部结构和下部结构的权重。

表4 桥梁结构组成部分的权重 桥梁部位 桥面系 上部结构 下部结构 权重 0.15 0.40 0.45 整座桥梁结构完好状态评估标准见表5：

表5 桥梁完好状况评估标准 BCI 评估等级 BCI≥90 A 90>BCI≥80 B 80>BCI≥66 C 66>BCI≥50 D BCI<50 E 3.3裂缝检测分析

用裂缝宽度观测仪（武汉博泰斯科技有限公司，PTS-C101）测量有代表性裂缝的宽度（裂缝最宽处、起点处、终点处），并采用超声法对其进行裂缝深度的测量，绘制普查部位裂缝分布图。同时，分析判断裂缝属于结构性裂缝或非结构性裂缝，是否超过规范限值。

4 静载试验方案

桥梁静载试验主要是通过测量桥梁结构在静力荷载作用下各控制截面的应力及结构变形，从而确定桥梁结构实际工作状态与设计期望值是否相符，它是评估桥梁是否能够满足设计要求、检验及评估桥梁基本性能及工作状态（如结构的强度、刚度）最直接、最有效、最可靠的办法。

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4.1静载试验对象

根据桥梁的结构特点，确定的测试项目如下： 1、跨中截面在最不利汽车荷载作用下的挠度、应变；

2、观测控制截面在最不利汽车荷载作用下是否存在裂缝及其发展。 4.2测试项目及其量测方法 4.2.1应变测试

应变测试采用BX120-100AA型电阻应变片和DH3815N静态应变测试系统进行。 应变测试的控制截面： 0#~1#跨跨中截面；各控制截面应变测试布置见图2。

西侧S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16东侧

图2 福俱大道K2+330.158桥梁试验跨控制截面应变测点布置示意图

4.2.2挠度观测

在控制截面跨中截面、支座截面空心板梁底安装百分表进行挠度观测，测点布置如图3所示。

西侧D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12D13D14D15D16东侧

图3 福俱大道K2+330.158桥梁试验跨控制截面（跨中、支座）挠度测点布置示意图

4.3 静力试验荷载的加载工况 4.3.1荷载等级

根据国家行业标准《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011），本次检验桥梁设计荷载（即城-A级汽车荷载）的标准载重汽车、车道荷载见图4、图5。

3031201201,471401401,4图4 城-A级车辆荷载 （轴重单位：kN，尺寸单位：m）

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Pk=237.2kNqk=10.5kN/m图5 城-A级车道荷载

4.3.2加载荷载

试验荷载采用标准三轴载重汽车施加，以使试验荷载在轮距、轴重、轮压方面模拟设计标准荷载，并不致对桥梁结构产生超出设计范围的局部荷载。试验前对每辆加载车进行配重并过磅称重，使加载车轴重达到试验要求，且保证在试验过程中不会发生显著的变化。加载前对每辆车称重编号，加载过程中要求驾驶员服从试验指挥人员的调度，按规定进出车辆。 预计一共需要4部42t载重汽车（标准车型）。 4.3.4加载工况

加载工况的车辆载重及车辆分布方式按等效荷载方式布载，依据是使试验荷载下的各测试项目内力值达到检测规范（《公路桥梁承载能力检测评定规程》）要求“试验荷载内力效应达到设计内力的95~105%（静载试验效率η）”，根据荷载试验测试项目，加载工况如下：

工况1：南起6#空心板0#~1#跨中截面正弯矩最不利布载； 工况2：南起9#空心板0#~1#跨中截面正弯矩最不利布载； 工况3：南起16#空心板0#~1#跨中截面正弯矩最不利布载；

表6 静力试验荷载效率计算一览表

加载试验项目 东起6#空心板0#~1#跨中截面正弯矩 东起9#空心板0#~1#跨中截面正弯矩 东起16#空心板0#~1#跨中截面正弯矩 加载 工况 1 2 设计活载产生的最不利内力值 （kN·m） 437.80 430.2 513.50 试验荷载产生的最大内力值 （kN·m） 437.75 441.17 498.72 静力试验荷载效率η 1.00 1.03 0.97 各工况加载示意图见图6~图8：

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南侧道路中心线北侧2314人行道跨中截面

图6工况1车辆布置平面图 (单位：m)

2道路中心线南侧3北侧14人行道跨中截面

23图7工况2车辆布置平面图 (单位：m)

14道路中心线南侧北侧人行道跨中截面

图8 工况3车辆布置平面图 (单位：m)

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5.静载试验过程

5.1加载方式

对试验荷载应按加载汽车数量分为3~5级分级施加，以防止桥梁结构意外损伤。试验前在桥面预先画出轮位，荷载达到最大荷载完成测试后一次卸载。加载时汽车应准确就位，卸载时车辆应退出结构试验影响区，车速不大于5公里/小时。每次加载或卸载的持续时间取决于结构变位达到稳定标准所需的时间，试验时取3~5个关键测点，监测其测读数，只有该级荷载阶段内结构变位相对稳定后才能进入下一个荷载阶段。一般每级荷载到位后稳定15分钟即可测读。

全部测点在每次加载或卸载后立即读数一次，并在结构变位稳定后进入下一级荷载前再读数一次。对本试验可选跨中截面挠度测点每5分钟读数一次，以观测结构变位是否达到稳定。一旦结构变位达到稳定，测读完各测点读数后即可进入下一级加载。 5.2加载顺序

预加载：检查测试系统和试验组织是否工作正常； 正式加载：按加载工况顺序进行； 5.3 静载试验的终止

试验过程中随时监测关键测点的变位、应力（应变）。结构控制截面的挠度或应力，如果在未加到预计的最大试验荷载前，提前达到或超过设计标准的容许值；或出现其他的意外情况，由试验指挥人员决定是否停止加载。

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6 动载试验方案

通过桥梁静载试验跨进行环境激励及汽车激励试验，测试桥梁结构的自振特性（自振频率、振型），以及测试桥梁结构在动荷载作用下的响应（动应变、冲击系数），对测试数据整理分析并与有限元计算结果进行分析对比，以了解结构的动力特性。 6.1 试验项目

1、测定桥跨结构的自振特性，如自振频率、振型和阻尼特性等；

2、测定桥跨结构的动力反应，主要是测定结构在动力荷载作用下的反应，即结构在汽车等移动荷载作用下强迫振动的特性，包括动应力、动力系数等。 6.2 测点布置与测试方法 6.2.1 环境脉动测试

在试验跨的L/4跨、跨中及3L/4跨截面相对应的桥面上放置拾振器。数据的采集采用北京东方振动和噪声技术研究所生产的INV3060S动态信号测试分析系统，动力试验仪器系统见图6。

振 型 频谱分析 冲击系数 DH610伺服式速度传感器 INV3060S动态测试系统 DASP智能数据采集和信号分析系统 机电百分表 图6 INV3060S动态信号测试分析系统

6.2.2汽车激励测试

在福俱大道K2+330.158桥梁0#~1#跨中底面布置电阻应变片，并采用北京东方振动和噪声技术研究所生产的INV3060S动态信号测试分析系统，测试各汽车激励试验下动挠度时程曲线。 6.3动载试验过程

在正式加载试验之前继续完成如下准备工作：

① 对拟测试的项目和测试断面，按计算荷载和设计截面尺寸预先算出结构自振频率等，以便及时与实测值进行比较；

② 按方案布置好各测点拾振器及动态测试系统；

③ 记录测点号、拾振器号等数据，便于测试过程中核对及测试后的数据处理；

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④ 清理试验区域桥面，限制试验以外车辆进入试验区域。 2）动载试验

① 全面检查各测点仪表、仪器设备状况完好情况；

② 进行预加载，进一步检查仪器设备、传感器的运行是否正常；

③ 按试验方案工况进行动载试验，记录每一工况中仪器参数和各测点动力响应曲线； ④ 每一工况完成后稳定不少于15分钟后开始下一工况试验。

7、回弹法检测方案

7.1 检测方法

1、每一个构件测区数为10个；

2、相邻两测区的间距应控制在2米以内，测区离构件端部或施工逢边缘的距离不宜大于0.5m,且不宜小于0.2m；

3、测区布置在左右边墙位置； 4、测区的面积不宜大于0.04㎡；

5、检测面应为混凝土表面，并应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及蜂窝、麻面，必要时可以用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎屑；

6、构件的测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述侧区布置示意图和外观质量情况。 7.2 回弹值测量

检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的净距不宜小于20㎜；测点距外露钢筋、预埋件的距离不宜小于30㎜。测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只应弹击一次。每一测区应记取16个回弹值，每一测区的回弹值估读至1。 7.3 碳化深度值测量

回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上测量碳化深度值，测点表不应小于构件测区数的30%，取其平均值为该构件每测区的碳化深度值。当碳化深度值极差大于2.0㎜时，应在每一测区测量碳化深度值。

碳化深度值测量，可采用适当的工具在测区表面形成直径约15㎜的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度值。孔洞中的粉末和碎屑应除净，并不得用水擦洗。同时，应采用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，当已碳化与未碳化界线清楚时，再用深度测量工具测量已碳化与未碳化混凝土交界面到混土表面的垂直距离，测量不应少于3次，每次读数精确至0.25㎜，取三次测量的平均值，并应精确至0.5mm。

附件：主要仪器设备清单

主要仪器设备清单

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序号 1 2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

仪器名称 拾振器 动态信号测试分析系统 电阻应变片 静态应变测试系统 笔记本电脑 连接导线 钢卷尺 钢卷尺 裂缝测宽仪 百分表 回弹仪 数字式碳化深度测量仪 型号 DH610型 INV3060S BX120-100AA DH3815N DELL ---- 0～30m 0～5m PTS-C101 30mm HT225-S LR-THI 数量 16 1（16通道） 50 2 2 若干 1 2 1 40 1 1 13