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人行天橋荷載試驗檢測怎麽做?
更新(xīn)時間:2021-05-31 09:34
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一、橋梁(liáng)檢驗(yàn)收檢測意義

橋梁竣工驗收需要進行進行驗收荷載試驗,其目(mù)的有三個方麵: 1、通過荷載試驗以檢驗現有結構承載能力是否(fǒu)達到了設(shè)計荷(hé)載(zǎi)保準。 2、根據靜荷載試驗觀測了解結構的實際受(shòu)力(lì)狀況和(hé)工作性能,為橋梁營運

養護提供科學依據(jù)。

3、經過對試驗資(zī)料的對比(bǐ)、分析,為同內橋梁的設計(jì)、施工積累可靠資料。 二、橋梁荷載試驗檢測工作方案

1、根據橋梁竣(jun4)工圖,實(shí)測橋梁(liáng)竣工數據,同時根據竣工(gōng)圖文件建立橋梁荷(hé)

載試驗計算模型(xíng),確定荷載試驗檢測部位(wèi),計算理論值。

2、擬定(dìng)荷載試驗工作(zuò)方案(àn),根(gēn)據橋梁等級,設計標準,按(àn)照規範要求進行

車輛布置。

3、實施荷載試驗,根據工作方(fāng)案進行外業試驗(yàn),收集關鍵試驗成果。 4、根據試驗結果與理論計算結果進行比較,分析,最終得出橋梁評估報告。 三、以下(xià)以某城市人(rén)行天橋荷載試驗為案例進行論述研(yán)究 (一)、概(gài)述(shù)

該人行天(tiān)橋位於某小區1、2街區處,為一“H ”型結構天橋,主要連接某小區1、2街區與某小學周邊的人流(liú)過往,天橋主梁全長49.7米。橋麵橫向全寬4.2米,淨寬(kuān)4.0米;梯道全寬2.7米,淨寬(kuān)2.5米;橋下淨高大於5米。橋上設置(zhì)最大1%的橋麵縱坡和1.0%的雙向橫坡。橋梁設計荷載為(wéi):人群:4.5kN/㎡。

天橋主梁(liáng)、梯道梁均為(wéi)鋼結構,由鋼板焊(hàn)接組合而(ér)成。上部結(jié)構為等截麵鋼箱梁,梁高為0.9米,箱梁頂寬(kuān)4.2米,底寬(kuān)1.8米。梯道梁高0.3米,寬0.8米。天橋箱梁頂板、底板、腹板和墩(dūn)頂加密橫隔板及其餘部位均采用Q345qc 鋼。鋼梯道及平(píng)台的頂底板和腹板均采用Q345qc 鋼。該天橋主墩結構為花瓶式鋼筋(jīn)混凝土橋墩,頂部寬度為1.8米(mǐ)根部寬度1米,厚0.8米,樁基直徑為1.2米。梯道墩結(jié)構為矩形墩,尺寸為0.6×0.6米,樁基直徑為1.0米。 1.1技(jì)術標準

淨寬: 橋麵(miàn)寬:4.2米 梯道(dào)全寬:2.7米

橋下淨高:≥5米。

設計荷載:人(rén)群:4.5KN/㎡。 橫斷(duàn)麵布置:

主梁:0.1m(欄杆)+4.0m(人行道)+0.1m(欄杆) =4.2m 梯道:0.1m(欄杆)+2.5m(人行道)+0.1m(欄杆(gǎn))=2.7m 結構安全等級:二級。 地震動峰值加速度:ag=0.05g。 抗震設防烈度(dù):≥6度。 結構使用年限:50年。 1.2設計要點:

橋型方案

新溉路(魯能1、2街區)人行天橋為一“H ”型(xíng)結構天橋,主要連接魯(lǔ)能(néng)星城1、2街區與天宮殿(diàn)小學周邊的人流(liú)過往,天橋主梁全長49.7米(mǐ)。橋麵橫向全寬4.2米,淨寬4.0米;梯(tī)道全寬2.7米,淨(jìng)寬2.5米(mǐ)。橋上設置最大1%的橋麵縱(zòng)坡和1.0%的雙向橫坡。 1.3結構型式 1.3.1 上部結構

天橋主梁、梯道梁均(jun1)為鋼結構,由鋼板焊(hàn)接組合而成。上部(bù)結構為等截麵鋼箱梁,梁高(gāo)為0.9米,箱梁頂寬4.2米,底寬1.8米。梯道梁高0.3米,寬0.8米。天橋箱梁頂板、底板、腹板和墩頂加(jiā)密橫隔板及其餘部位均采用Q345qc 鋼。鋼梯道及(jí)平台的頂底板和腹板均采用Q345qc 鋼。 1.3.2下部結構

主墩結構為花瓶式鋼筋混凝土橋墩,頂部(bù)寬度為1.8米根部寬度1米,厚0.8米,樁基直徑(jìng)為1.2米。梯道墩結構為矩形墩,尺寸為0.6×0.6米,樁基直(zhí)徑為1.0米。 1.4主要材料 1.4.1鋼(gāng)材

主梁、梯道:Q345qc 、Q235qc 欄杆:Q235B

鋼筋:R235、HRB335分別滿足GB1499-1998、GB13013-1991標準。 (二)、實驗依據

《城市(shì)橋梁養護技術規範》(CJJ 99-2003、J 281-2003); 《城市人行天橋(qiáo)與人行地道技術規範》(CJJ 69-95); 《建築結構檢測技術標準》(GB/T 50344-2004); 《城市橋梁設計準則》(CJJ 11-93); 《城市橋梁設計荷載標準》(CJJ 77-98); 《市政橋(qiáo)梁工程質量檢驗評定標準》(CJJ 2-90); 《鋼(gāng)結構設計規範》(GB 50017-2003);

《鋼結構工程施工(gōng)質量驗收規範》(GB 50205-2001); 《建築變形測量規範》(JGJ 8-2007); 《工程(chéng)測(cè)量規範》(GB 50026-2007); 《建築鋼(gāng)結構焊接技術規程》(JGJ 81-2002)。

根據天橋的具體結構和現狀,驗收性荷載試驗按照建設(shè)部頒發的(de)規定的(de)原則、方法、內容進行試驗,同時依據(jù)橋梁設計單位(wèi)提供的計算資料並按上述“方法”所規定的(de)指標對(duì)試驗結果(guǒ)予以評價。 (三)、試驗項目與觀(guān)測內容

為全麵評價橋(qiáo)梁結(jié)構的整體(tǐ)性能,了解結構實際工作狀況和綜合評定工程質量,保證橋梁營運安全,應對城市新建橋梁進行驗收(shōu)性荷載(zǎi)試驗。根據橋梁竣工文件提供資料,首先進行計算(suàn)機(jī)建模,模擬橋梁在試驗荷載下各個截麵的應(yīng)力及撓(náo)。

具體試驗內容包括(kuò): 在試驗荷載作用下進行:

1、箱梁25m 跨最大正彎矩截麵(miàn)(距1#墩10m )、22m 跨最大正(zhèng)彎矩(jǔ)截(jié)麵(距3#墩8.8m )、2#中墩支(zhī)點附近負彎矩截麵(miàn)的應力觀測;

2、箱梁25m 跨最大(dà)正彎矩截麵(距1#墩10m )、22m 跨最大正彎矩截麵(距3#墩8.8m )的撓度。 (四)、觀測截麵及測點布置(zhì)

根(gēn)據人行天橋的結構(gòu)特點及現場具體情況,本著對(duì)全橋(qiáo)評價的原則,決定對

兩跨均進行荷載試驗,選取(qǔ)兩跨的最大正彎矩截麵及2#中墩墩頂附近等共(gòng)計(jì)3個試驗截麵作為試驗控製截麵,其檢驗結果可用於(yú)評價全橋。

檢測內容主要包括:鋼箱梁梁體應力(應(yīng)變),撓度觀測等。具體截麵及觀測內容詳見圖1與表1。

圖(tú)1 某人行天橋試驗截麵示意圖(單位(wèi):cm)

圖1中:K 1為25m 跨最大正彎矩截麵。K2為2#墩支點附近截麵,K3為22m 跨最大正彎矩截(jié)麵。

表1 試驗觀測(cè)截麵和觀測內(nèi)容

測點布置時均采用鋼箱梁表麵(miàn)粘貼(tiē)應變片觀測應力,試驗截麵測點布置如下圖所示。

應力測點撓度測點

圖2 鋼箱(xiāng)梁正彎矩截(jié)麵(K1、K3)測點布置圖

應力測點

圖3 鋼箱梁負彎矩截麵(K2)測點布置圖

(五)、觀測方法與儀器

1、撓度觀測:采用精密水準儀進行觀測;

2、箱梁應(yīng)力觀測:采用在箱梁下緣底部(bù)鋼板表麵(miàn)粘貼短標距應變片的測量方式. 以靜態電阻應變儀自動掃描觀測鋼板的應變,再根據箱板彈(dàn)性模量換算為相應應力。

(一)應力測試係統

(二)撓度測試係統

圖4 測試係(xì)統框架(jià)圖

(六)、試驗荷載與荷(hé)載布置

荷載試驗按照設(shè)計施工圖計算,根據該橋的具(jù)體位置及周(zhōu)邊狀況,試驗荷(hé)載決定采用水箱加載(zǎi)的方法進行,以設計荷載內力作為試驗(yàn)控製內力確(què)定加載位置及重量,計算確定最大加載重量(liàng)81.78噸(dūn);按照1.74噸/沿米進行布載(zǎi),具體布載位置如下(xià)所示:

按“方法”規定,試驗荷載效(xiào)率應滿足0.8≤η≤1.05的要求,本次試驗取1.0.

荷載施加時對3試驗控製截麵分別進行(háng),根據橋麵寬度(見圖5)。每種工

況分為2~3級,每級荷載就位後約5分鍾(zhōng)進行各項觀測,卸載後約10分鍾進行殘餘觀測和調零,再繼續下(xià)一工況(kuàng)。

圖5 水箱加載橫向對稱布荷示意圖

表(biǎo)2 荷(hé)載工況表

圖6 25m跨最大正彎矩截麵縱向(xiàng)示(shì)意圖

圖7 2#墩頂負(fù)彎矩截麵加載縱向示意圖

圖8 22m跨最(zuì)大正彎矩截(jié)麵縱(zòng)向示意圖

表3 荷載試驗相關計計算值

注:表(biǎo)中數據由結(jié)構計算得出

(七)、靜荷載試驗 7.1試驗的內容

(1)箱梁25m 跨(kuà)最大正彎矩(jǔ)截麵(距1#墩10m )、22m 跨最大(dà)正彎矩截麵(距3#墩8.8m )、2#中墩支點負彎矩截麵(距2#墩0.5m )的應力觀測;

(2)箱梁25m 跨最大(dà)正彎矩截麵(距1#墩10m )、22m 跨最大正彎矩(jǔ)截麵(距3#墩(dūn)8.8m )的撓度值。 7.2觀測截麵及測點布置

根據某(某小區1、2街)人行天橋的結構特點及現場具體情況,本(běn)著(zhe)對全橋評價的原則,決定對兩跨均進行荷載試驗,選取(qǔ)兩跨(kuà)的最大正彎矩截(jié)麵及2#中墩墩頂附近等共(gòng)計(jì)3個試驗截麵作為試驗控製截麵,其檢驗結果可用於評(píng)價全橋。

檢測內容主要(yào)包括:鋼(gāng)箱(xiāng)梁梁體應力(應變) 及撓度觀測等。具體(tǐ)截麵(miàn)及觀測

內容詳見圖7.2-1~圖7.2-3與表7.3。

圖7.2-1 某人行天橋試驗截麵示意圖(單(dān)位:cm)

圖7.2-1中(zhōng):K1為25m 跨最大正彎截麵,K2為2#墩支點附近(jìn)截麵,K3為22m 跨最大(dà)正彎截麵。

測點布置時均采用在鋼箱梁表麵粘貼應變片觀(guān)測應力,試驗截(jié)麵測點(diǎn)布置如下圖所示。

橋麵1

橋麵2

應力測(cè)點(diǎn)

撓度測點

圖7.2-2 鋼箱梁(liáng)正彎矩(jǔ)截麵(K1、K3)測點布置(zhì)圖(tú)

應力測點

圖7.2-3 鋼箱(xiāng)梁負(fù)彎矩(jǔ)截麵(K2)測點布(bù)置圖

7.3觀測內(nèi)容

表7.3 觀測項目及(jí)內(nèi)容表

7.4觀測方法與儀器

(1)撓度觀測:采用精密(mì)水準儀進行觀測;

(2)箱梁應力觀測:采用在箱梁下緣底部鋼板表麵粘(zhān)貼短標距應變片的測量方式. 以靜態電阻應變儀自動掃描觀測鋼板的應變,再根(gēn)據箱板彈性模量(liàng)換(huàn)算為相應應力。

7.5采(cǎi)用的觀(guān)測係統

(1)應力測試係統:

(2) 撓度測(cè)試係統:

圖7.5 測試係統框圖

7.6試驗荷載與荷載布置

荷載試驗(yàn)采用均布荷載以設(shè)計荷載(zǎi)計算內力作為試驗內力控製值,根據該橋的(de)具體位置及周邊情況(kuàng),試驗(yàn)荷載(zǎi)決(jué)定采用水箱加(jiā)載的方法進行,水箱加載寬度3m ,按照各測截麵內力等效原則,共用水84噸,各試驗(yàn)控製截麵荷載效率均達到0.97,滿足“試驗方法”中對基本(běn)荷載試驗規定的要求,其檢驗結果可用於橋(qiáo)梁承載能力的評價。

荷(hé)載施加時對三個控製截麵(miàn)分別進行(háng),先進行25m 跨最大正彎矩截麵加載,荷載就位後約5分鍾進行各項觀測,再進行全橋滿載工況(kuàng),滿載後先卸25m 跨,卸載後約10分鍾後進(jìn)行22m 跨(kuà)滿載工況試驗(yàn)數據觀測,然後全橋卸(xiè)載,約10分鍾後進行殘餘觀測。

圖7.6-1 水箱加載橫向對(duì)稱布荷(hé)示意圖

表7.6-1 靜載試驗加載工況

表(biǎo)7.6-2 荷載試驗相關(guān)計(jì)算值

注:表中設計彎矩值及撓度計算值根據計算確定,鋼板應力根據截麵特性計算得出。表中應力符號“+”為受拉,“-”為受壓,鋼板(bǎn)彈性摸量取值2.06×105MPa 。

圖7.6-2 25m跨最大正彎矩截麵加載縱向示意圖(tú)(單位(wèi):cm)

圖(tú)7.6-3 2#墩頂(dǐng)附近(jìn)負彎矩截麵加載(zǎi)縱向(xiàng)示意(yì)圖(單位:

cm)

圖7.6-4 22m跨最大正彎矩截麵加載縱向示意圖(單位:cm)

7.7試驗結果與分析(xī)

在各級試(shì)驗荷載(zǎi)作用下跨中控製截麵箱梁底板應力觀測結果列於(yú)表7.7.1-1~表7.7.1-3中,撓度(dù)觀測結果列於表(biǎo)7.7.2-1~表7.7.2-2中。應力符號“+”為(wéi)受拉(lā),“-”為受壓,撓度符號向(xiàng)下為“+”,向上為“-”,鋼板彈性模量取值E=2.06xlO5MPa 。表中應力(lì)單位為MPa ,撓度單位為mm 。 所有應力測點均采用半橋自補償(cháng)。 7.7.1應力(lì)測(cè)試結果

表7.7.1-1 25m跨鋼箱梁應力觀(guān)測(cè)結果 單位(wèi):MPa

表7.7.1-2 22m跨鋼箱梁應力(lì)觀測結果 單位:MPa

表7.7.1-3 墩頂附近(jìn)鋼箱梁應力觀測結果 單(dān)位:MPa

7.7.2撓度測(cè)試結果

表7.7.2-1 鋼箱梁25m 撓度觀測結果(guǒ) 單位:mm

表(biǎo)

7.7.2-2 鋼箱梁22m 撓度觀測結果 單位:mm 7.7.5裂縫觀測結果

在所施加最大(dà)試驗荷載作用下,未發現鋼箱梁產生異(yì)響及焊縫開(kāi)裂。 7.7.6分析比較

某(某小區1、2街)人行天橋在最大試驗荷載作用下(xià),鋼箱梁結構表現出了正常的受力性能,25m 跨最大正彎矩控製截麵實測(cè)箱梁鋼板應力平均值低於該

荷載工況作用下的理論計算值,應力校驗係數在0.88~0.97之間,22m 跨最(zuì)大正彎矩控製截麵實測箱梁鋼(gāng)板應力平均值也(yě)低於該荷載工況作用(yòng)下的理論計算值,應力校驗係數0.87~0.98之間,2#墩頂控製截麵(miàn)由(yóu)於腹板根部高度位於中性軸附近故(gù)腹板上緣(yuán)應力理論計算數值較小。在全橋滿載(zǎi)最大負彎矩加載工況下,實測箱梁翼緣及底板應力平(píng)均值也均(jun1)低於該荷載工況作用下的理(lǐ)論計算值,翼緣應力(lì)校驗係數0.94~0.97之間,底板應力校驗係數0.89~0.97之間。箱梁結構強度符合(hé)設計及(jí)相關規範要求(qiú)。

在最大試驗荷載加載作(zuò)用下,25m 跨最大正彎矩控(kòng)製截麵箱梁各測點實測撓度值均低於該荷載工(gōng)況(kuàng)作用(yòng)下的理論(lùn)計算值,校驗係數在0.92—0.93之間(jiān),22m 跨最大正彎矩控製截麵箱梁各測(cè)點實測(cè)撓(náo)度值(zhí)也低於該荷載工況作用下的理論計算值,校驗係數在0.93—0.94之間。最大相對殘餘變形為11.63%,小於20%。結構剛度符合設計及相關規範要求。

在所施加最大試驗荷載作用下,未發現鋼箱梁產生異響及焊縫開裂。 (八) 結(jié)論

現(xiàn)狀態下的某(某(mǒu)小區1、2街)人行天橋已基本竣工,在所有試驗工況下,鋼結構均表現出正常的(de)受力性能,其強度和剛度滿(mǎn)足“試(shì)驗方法”中所規定的要求;結構工作狀況正常。(本橋未做動載試驗,無法(fǎ)對自振頻率下(xià)結論。)

綜上(shàng)所述,某(某小區1、2街(jiē))人行天橋承載能力符合人群—4.5kN/㎡設計荷載作用下的使用要(yào)求。 四、通過橋(qiáo)梁檢(jiǎn)測案(àn)例的啟示

城(chéng)市橋(qiáo)梁是人流交通人車分流的主要形式,廣泛應用於城市基礎設施建(jiàn)設中,橋梁(liáng)的使用壽命及耐久、安全性十分重要,其中定期橋(qiáo)梁檢(jiǎn)測、成橋竣工驗收檢測顯得十分重要。本次通過對某小區人行天橋竣(jun4)工荷載試驗檢測進行了工作(zuò)方案設計,外業荷載試驗以及計算分析對(duì)比,從而(ér)得出檢測報告及評價。在(zài)本次橋梁檢測試驗中,主要需(xū)要把(bǎ)握好以下幾(jǐ)方麵工作:一是前期(qī)橋梁竣工(gōng)或設計文件的(de)收集,通(tōng)過竣工圖資料或設計文件資料收集,可以了解橋梁的基本設計標準,等(děng)級,功能定位,荷載等級,為下步計算做資料準備。其次是計(jì)算機模擬(nǐ)實驗(yàn)荷載,通過收(shōu)集基礎數據,需要對橋(qiáo)梁進行計算(suàn)機建模(mó),同時根據(jù)設計標準進行(háng)不同荷載施加,其中荷載施加位置需要通過盤點關鍵(jiàn)部位,通過計算關鍵部位的應

力和撓度提取計算結果為(wéi)後期與試驗結果進行比對做準備。其三是荷載試驗,荷載試驗前需要根據橋(qiáo)梁設計文件的(de)技術標準等級,將設計荷載等待(dài)轉(zhuǎn)換為(wéi)現有實際加載物品如(rú)沙袋(dài)、水箱等。同時根據測量數據準確的進行加載物堆放,待數據穩定後讀取外業數據。最後根據內業計算結果與外業試驗數據進行比較分析,根據偏(piān)差率進行評(píng)估、分析進而得出檢測(cè)報告。

另外,橋梁檢測或者荷載試(shì)驗期間需(xū)要專(zhuān)人負責交通組(zǔ)織管理,確保交通安全,檢測安全。

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