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一、橋梁檢驗(yàn)收檢測(cè)意義
橋梁竣工驗(yàn)收需要進(jìn)行進(jìn)行驗(yàn)收荷載試驗(yàn)，其目的有三個(gè)方面： 1、通過荷載試驗(yàn)以檢驗(yàn)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)承載能力是否達(dá)到了設(shè)計(jì)荷載保準(zhǔn)。 2、根據(jù)靜荷載試驗(yàn)觀測(cè)了解結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀況和工作性能，為橋梁營運(yùn)
養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
3、經(jīng)過對(duì)試驗(yàn)資料的對(duì)比、分析，為同內(nèi)橋梁的設(shè)計(jì)、施工積累可靠資料。 二、橋梁荷載試驗(yàn)檢測(cè)工作方案
1、根據(jù)橋梁竣工圖，實(shí)測(cè)橋梁竣工數(shù)據(jù)，同時(shí)根據(jù)竣工圖文件建立橋梁荷
載試驗(yàn)計(jì)算模型，確定荷載試驗(yàn)檢測(cè)部位，計(jì)算理論值。
2、擬定荷載試驗(yàn)工作方案，根據(jù)橋梁等級(jí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按照規(guī)范要求進(jìn)行
車輛布置。
3、實(shí)施荷載試驗(yàn)，根據(jù)工作方案進(jìn)行外業(yè)試驗(yàn)，收集關(guān)鍵試驗(yàn)成果。 4、根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析，最終得出橋梁評(píng)估報(bào)告。 三、以下以某城市人行天橋荷載試驗(yàn)為案例進(jìn)行論述研究 （一）、概述
該人行天橋位于某小區(qū)1、2街區(qū)處，為一“H ”型結(jié)構(gòu)天橋，主要連接某小區(qū)1、2街區(qū)與某小學(xué)周邊的人流過往，天橋主梁全長49.7米。橋面橫向全寬4.2米，凈寬4.0米；梯道全寬2.7米，凈寬2.5米；橋下凈高大于5米。橋上設(shè)置最大1%的橋面縱坡和1.0%的雙向橫坡。橋梁設(shè)計(jì)荷載為：人群：4.5kN/㎡。
天橋主梁、梯道梁均為鋼結(jié)構(gòu)，由鋼板焊接組合而成。上部結(jié)構(gòu)為等截面鋼箱梁，梁高為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、腹板和墩頂加密橫隔板及其余部位均采用Q345qc 鋼。鋼梯道及平臺(tái)的頂?shù)装搴透拱寰捎肣345qc 鋼。該天橋主墩結(jié)構(gòu)為花瓶式鋼筋混凝土橋墩，頂部寬度為1.8米根部寬度1米，厚0.8米，樁基直徑為1.2米。梯道墩結(jié)構(gòu)為矩形墩，尺寸為0.6×0.6米，樁基直徑為1.0米。 1.1技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
凈寬： 橋面寬：4.2米 梯道全寬：2.7米
橋下凈高：≥5米。
設(shè)計(jì)荷載：人群：4.5KN/㎡。 橫斷面布置：
主梁：0.1m(欄桿)+4.0m(人行道)+0.1m(欄桿) =4.2m 梯道：0.1m(欄桿)+2.5m(人行道)+0.1m(欄桿)=2.7m 結(jié)構(gòu)安全等級(jí)：二級(jí)。 地震動(dòng)峰值加速度：ag=0.05g。 抗震設(shè)防烈度：≥6度。 結(jié)構(gòu)使用年限：50年。 1.2設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
橋型方案
新溉路（魯能1、2街區(qū)）人行天橋?yàn)橐弧癏 ”型結(jié)構(gòu)天橋，主要連接魯能星城1、2街區(qū)與天宮殿小學(xué)周邊的人流過往，天橋主梁全長49.7米。橋面橫向全寬4.2米，凈寬4.0米；梯道全寬2.7米，凈寬2.5米。橋上設(shè)置最大1%的橋面縱坡和1.0%的雙向橫坡。 1.3結(jié)構(gòu)型式 1.3.1 上部結(jié)構(gòu)
天橋主梁、梯道梁均為鋼結(jié)構(gòu)，由鋼板焊接組合而成。上部結(jié)構(gòu)為等截面鋼箱梁，梁高為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、腹板和墩頂加密橫隔板及其余部位均采用Q345qc 鋼。鋼梯道及平臺(tái)的頂?shù)装搴透拱寰捎肣345qc 鋼。 1.3.2下部結(jié)構(gòu)
主墩結(jié)構(gòu)為花瓶式鋼筋混凝土橋墩，頂部寬度為1.8米根部寬度1米，厚0.8米，樁基直徑為1.2米。梯道墩結(jié)構(gòu)為矩形墩，尺寸為0.6×0.6米，樁基直徑為1.0米。 1.4主要材料 1.4.1鋼材
主梁、梯道：Q345qc 、Q235qc 欄桿：Q235B
鋼筋：R235、HRB335分別滿足GB1499-1998、GB13013-1991標(biāo)準(zhǔn)。 （二）、實(shí)驗(yàn)依據(jù)
《城市橋梁養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 99-2003、J 281-2003）； 《城市人行天橋與人行地道技術(shù)規(guī)范》(CJJ 69-95)； 《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 50344-2004）； 《城市橋梁設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》（CJJ 11-93）； 《城市橋梁設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ 77-98)； 《市政橋梁工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ 2-90)； 《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50017-2003)；
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50205-2001）； 《建筑變形測(cè)量規(guī)范》（JGJ 8-2007）； 《工程測(cè)量規(guī)范》（GB 50026-2007）； 《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》（JGJ 81-2002）。
根據(jù)天橋的具體結(jié)構(gòu)和現(xiàn)狀，驗(yàn)收性荷載試驗(yàn)按照建設(shè)部頒發(fā)的規(guī)定的原則、方法、內(nèi)容進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)依據(jù)橋梁設(shè)計(jì)單位提供的計(jì)算資料并按上述“方法”所規(guī)定的指標(biāo)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果予以評(píng)價(jià)。 （三）、試驗(yàn)項(xiàng)目與觀測(cè)內(nèi)容
為全面評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)的整體性能，了解結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀況和綜合評(píng)定工程質(zhì)量，保證橋梁營運(yùn)安全，應(yīng)對(duì)城市新建橋梁進(jìn)行驗(yàn)收性荷載試驗(yàn)。根據(jù)橋梁竣工文件提供資料，首先進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，模擬橋梁在試驗(yàn)荷載下各個(gè)截面的應(yīng)力及撓。
具體試驗(yàn)內(nèi)容包括： 在試驗(yàn)荷載作用下進(jìn)行：
1、箱梁25m 跨最大正彎矩截面（距1#墩10m ）、22m 跨最大正彎矩截面（距3#墩8.8m ）、2#中墩支點(diǎn)附近負(fù)彎矩截面的應(yīng)力觀測(cè)；
2、箱梁25m 跨最大正彎矩截面（距1#墩10m ）、22m 跨最大正彎矩截面（距3#墩8.8m ）的撓度。 （四）、觀測(cè)截面及測(cè)點(diǎn)布置
根據(jù)人行天橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)具體情況，本著對(duì)全橋評(píng)價(jià)的原則，決定對(duì)
兩跨均進(jìn)行荷載試驗(yàn)，選取兩跨的最大正彎矩截面及2#中墩墩頂附近等共計(jì)3個(gè)試驗(yàn)截面作為試驗(yàn)控制截面，其檢驗(yàn)結(jié)果可用于評(píng)價(jià)全橋。
檢測(cè)內(nèi)容主要包括：鋼箱梁梁體應(yīng)力（應(yīng)變），撓度觀測(cè)等。具體截面及觀測(cè)內(nèi)容詳見圖1與表1。
圖1 某人行天橋試驗(yàn)截面示意圖(單位：cm)
圖1中：K 1為25m 跨最大正彎矩截面。K2為2#墩支點(diǎn)附近截面，K3為22m 跨最大正彎矩截面。
表1 試驗(yàn)觀測(cè)截面和觀測(cè)內(nèi)容
測(cè)點(diǎn)布置時(shí)均采用鋼箱梁表面粘貼應(yīng)變片觀測(cè)應(yīng)力，試驗(yàn)截面測(cè)點(diǎn)布置如下圖所示。
應(yīng)力測(cè)點(diǎn)撓度測(cè)點(diǎn)
圖2 鋼箱梁正彎矩截面（K1、K3）測(cè)點(diǎn)布置圖
應(yīng)力測(cè)點(diǎn)
圖3 鋼箱梁負(fù)彎矩截面（K2）測(cè)點(diǎn)布置圖
（五）、觀測(cè)方法與儀器
1、撓度觀測(cè)：采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)；
2、箱梁應(yīng)力觀測(cè)：采用在箱梁下緣底部鋼板表面粘貼短標(biāo)距應(yīng)變片的測(cè)量方式. 以靜態(tài)電阻應(yīng)變儀自動(dòng)掃描觀測(cè)鋼板的應(yīng)變，再根據(jù)箱板彈性模量換算為相應(yīng)應(yīng)力。
（一）應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)
（二）撓度測(cè)試系統(tǒng)
圖4 測(cè)試系統(tǒng)框架圖
（六）、試驗(yàn)荷載與荷載布置
荷載試驗(yàn)按照設(shè)計(jì)施工圖計(jì)算，根據(jù)該橋的具體位置及周邊狀況，試驗(yàn)荷載決定采用水箱加載的方法進(jìn)行，以設(shè)計(jì)荷載內(nèi)力作為試驗(yàn)控制內(nèi)力確定加載位置及重量，計(jì)算確定最大加載重量81.78噸；按照1.74噸/沿米進(jìn)行布載，具體布載位置如下所示：
按“方法”規(guī)定，試驗(yàn)荷載效率應(yīng)滿足0.8≤η≤1.05的要求，本次試驗(yàn)取1.0.
荷載施加時(shí)對(duì)3試驗(yàn)控制截面分別進(jìn)行，根據(jù)橋面寬度（見圖5）。每種工
況分為2～3級(jí)，每級(jí)荷載就位后約5分鐘進(jìn)行各項(xiàng)觀測(cè)，卸載后約10分鐘進(jìn)行殘余觀測(cè)和調(diào)零，再繼續(xù)下一工況。
圖5 水箱加載橫向?qū)ΨQ布荷示意圖
表2 荷載工況表
圖6 25m跨最大正彎矩截面縱向示意圖
圖7 2#墩頂負(fù)彎矩截面加載縱向示意圖
圖8 22m跨最大正彎矩截面縱向示意圖
表3 荷載試驗(yàn)相關(guān)計(jì)計(jì)算值
注：表中數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)計(jì)算得出
（七）、靜荷載試驗(yàn) 7.1試驗(yàn)的內(nèi)容
（1）箱梁25m 跨最大正彎矩截面（距1#墩10m ）、22m 跨最大正彎矩截面（距3#墩8.8m ）、2#中墩支點(diǎn)負(fù)彎矩截面（距2#墩0.5m ）的應(yīng)力觀測(cè)；
（2）箱梁25m 跨最大正彎矩截面（距1#墩10m ）、22m 跨最大正彎矩截面（距3#墩8.8m ）的撓度值。 7.2觀測(cè)截面及測(cè)點(diǎn)布置
根據(jù)某（某小區(qū)1、2街）人行天橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)具體情況，本著對(duì)全橋評(píng)價(jià)的原則，決定對(duì)兩跨均進(jìn)行荷載試驗(yàn)，選取兩跨的最大正彎矩截面及2#中墩墩頂附近等共計(jì)3個(gè)試驗(yàn)截面作為試驗(yàn)控制截面，其檢驗(yàn)結(jié)果可用于評(píng)價(jià)全橋。
檢測(cè)內(nèi)容主要包括：鋼箱梁梁體應(yīng)力(應(yīng)變) 及撓度觀測(cè)等。具體截面及觀測(cè)
內(nèi)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(yàn)截面示意圖(單位：cm)
圖7.2-1中：K1為25m 跨最大正彎截面，K2為2#墩支點(diǎn)附近截面，K3為22m 跨最大正彎截面。
測(cè)點(diǎn)布置時(shí)均采用在鋼箱梁表面粘貼應(yīng)變片觀測(cè)應(yīng)力，試驗(yàn)截面測(cè)點(diǎn)布置如下圖所示。
橋面1
橋面2
應(yīng)力測(cè)點(diǎn)
撓度測(cè)點(diǎn)
圖7.2-2 鋼箱梁正彎矩截面（K1、K3）測(cè)點(diǎn)布置圖
應(yīng)力測(cè)點(diǎn)
圖7.2-3 鋼箱梁負(fù)彎矩截面（K2）測(cè)點(diǎn)布置圖
7.3觀測(cè)內(nèi)容
表7.3 觀測(cè)項(xiàng)目及內(nèi)容表
7.4觀測(cè)方法與儀器
（1）撓度觀測(cè)：采用精密水準(zhǔn)儀進(jìn)行觀測(cè)；
（2）箱梁應(yīng)力觀測(cè)：采用在箱梁下緣底部鋼板表面粘貼短標(biāo)距應(yīng)變片的測(cè)量方式. 以靜態(tài)電阻應(yīng)變儀自動(dòng)掃描觀測(cè)鋼板的應(yīng)變，再根據(jù)箱板彈性模量換算為相應(yīng)應(yīng)力。
7.5采用的觀測(cè)系統(tǒng)
(1)應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)：
（2) 撓度測(cè)試系統(tǒng)：
圖7.5 測(cè)試系統(tǒng)框圖
7.6試驗(yàn)荷載與荷載布置
荷載試驗(yàn)采用均布荷載以設(shè)計(jì)荷載計(jì)算內(nèi)力作為試驗(yàn)內(nèi)力控制值，根據(jù)該橋的具體位置及周邊情況，試驗(yàn)荷載決定采用水箱加載的方法進(jìn)行，水箱加載寬度3m ，按照各測(cè)截面內(nèi)力等效原則，共用水84噸，各試驗(yàn)控制截面荷載效率均達(dá)到0.97，滿足“試驗(yàn)方法”中對(duì)基本荷載試驗(yàn)規(guī)定的要求，其檢驗(yàn)結(jié)果可用于橋梁承載能力的評(píng)價(jià)。
荷載施加時(shí)對(duì)三個(gè)控制截面分別進(jìn)行，先進(jìn)行25m 跨最大正彎矩截面加載，荷載就位后約5分鐘進(jìn)行各項(xiàng)觀測(cè)，再進(jìn)行全橋滿載工況，滿載后先卸25m 跨，卸載后約10分鐘后進(jìn)行22m 跨滿載工況試驗(yàn)數(shù)據(jù)觀測(cè)，然后全橋卸載，約10分鐘后進(jìn)行殘余觀測(cè)。
圖7.6-1 水箱加載橫向?qū)ΨQ布荷示意圖
表7.6-1 靜載試驗(yàn)加載工況
表7.6-2 荷載試驗(yàn)相關(guān)計(jì)算值
注：表中設(shè)計(jì)彎矩值及撓度計(jì)算值根據(jù)計(jì)算確定，鋼板應(yīng)力根據(jù)截面特性計(jì)算得出。表中應(yīng)力符號(hào)“+”為受拉，“-”為受壓，鋼板彈性摸量取值2.06×105MPa 。
圖7.6-2 25m跨最大正彎矩截面加載縱向示意圖(單位：cm)
圖7.6-3 2#墩頂附近負(fù)彎矩截面加載縱向示意圖(單位：
cm)
圖7.6-4 22m跨最大正彎矩截面加載縱向示意圖(單位：cm)
7.7試驗(yàn)結(jié)果與分析
在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下跨中控制截面箱梁底板應(yīng)力觀測(cè)結(jié)果列于表7.7.1-1～表7.7.1-3中，撓度觀測(cè)結(jié)果列于表7.7.2-1～表7.7.2-2中。應(yīng)力符號(hào)“+”為受拉，“-”為受壓，撓度符號(hào)向下為“+”，向上為“-”，鋼板彈性模量取值E=2.06xlO5MPa 。表中應(yīng)力單位為MPa ，撓度單位為mm 。 所有應(yīng)力測(cè)點(diǎn)均采用半橋自補(bǔ)償。 7.7.1應(yīng)力測(cè)試結(jié)果
表7.7.1-1 25m跨鋼箱梁應(yīng)力觀測(cè)結(jié)果 單位：MPa
表7.7.1-2 22m跨鋼箱梁應(yīng)力觀測(cè)結(jié)果 單位：MPa
表7.7.1-3 墩頂附近鋼箱梁應(yīng)力觀測(cè)結(jié)果 單位：MPa
7.7.2撓度測(cè)試結(jié)果
表7.7.2-1 鋼箱梁25m 撓度觀測(cè)結(jié)果 單位：mm
表
7.7.2-2 鋼箱梁22m 撓度觀測(cè)結(jié)果 單位：mm 7.7.5裂縫觀測(cè)結(jié)果
在所施加最大試驗(yàn)荷載作用下，未發(fā)現(xiàn)鋼箱梁產(chǎn)生異響及焊縫開裂。 7.7.6分析比較
某（某小區(qū)1、2街）人行天橋在最大試驗(yàn)荷載作用下，鋼箱梁結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了正常的受力性能，25m 跨最大正彎矩控制截面實(shí)測(cè)箱梁鋼板應(yīng)力平均值低于該
荷載工況作用下的理論計(jì)算值，應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)在0.88～0.97之間，22m 跨最大正彎矩控制截面實(shí)測(cè)箱梁鋼板應(yīng)力平均值也低于該荷載工況作用下的理論計(jì)算值，應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.87～0.98之間，2#墩頂控制截面由于腹板根部高度位于中性軸附近故腹板上緣應(yīng)力理論計(jì)算數(shù)值較小。在全橋滿載最大負(fù)彎矩加載工況下，實(shí)測(cè)箱梁翼緣及底板應(yīng)力平均值也均低于該荷載工況作用下的理論計(jì)算值，翼緣應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.94～0.97之間，底板應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)0.89～0.97之間。箱梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。
在最大試驗(yàn)荷載加載作用下，25m 跨最大正彎矩控制截面箱梁各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度值均低于該荷載工況作用下的理論計(jì)算值，校驗(yàn)系數(shù)在0.92—0.93之間，22m 跨最大正彎矩控制截面箱梁各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度值也低于該荷載工況作用下的理論計(jì)算值，校驗(yàn)系數(shù)在0.93—0.94之間。最大相對(duì)殘余變形為11.63％，小于20%。結(jié)構(gòu)剛度符合設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求。
在所施加最大試驗(yàn)荷載作用下，未發(fā)現(xiàn)鋼箱梁產(chǎn)生異響及焊縫開裂。 （八） 結(jié)論
現(xiàn)狀態(tài)下的某（某小區(qū)1、2街）人行天橋已基本竣工，在所有試驗(yàn)工況下，鋼結(jié)構(gòu)均表現(xiàn)出正常的受力性能，其強(qiáng)度和剛度滿足“試驗(yàn)方法”中所規(guī)定的要求；結(jié)構(gòu)工作狀況正常。（本橋未做動(dòng)載試驗(yàn)，無法對(duì)自振頻率下結(jié)論。）
綜上所述，某（某小區(qū)1、2街）人行天橋承載能力符合人群—4.5kN/㎡設(shè)計(jì)荷載作用下的使用要求。 四、通過橋梁檢測(cè)案例的啟示
城市橋梁是人流交通人車分流的主要形式，廣泛應(yīng)用于城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，橋梁的使用壽命及耐久、安全性十分重要，其中定期橋梁檢測(cè)、成橋竣工驗(yàn)收檢測(cè)顯得十分重要。本次通過對(duì)某小區(qū)人行天橋竣工荷載試驗(yàn)檢測(cè)進(jìn)行了工作方案設(shè)計(jì)，外業(yè)荷載試驗(yàn)以及計(jì)算分析對(duì)比，從而得出檢測(cè)報(bào)告及評(píng)價(jià)。在本次橋梁檢測(cè)試驗(yàn)中，主要需要把握好以下幾方面工作：一是前期橋梁竣工或設(shè)計(jì)文件的收集，通過竣工圖資料或設(shè)計(jì)文件資料收集，可以了解橋梁的基本設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，等級(jí)，功能定位，荷載等級(jí)，為下步計(jì)算做資料準(zhǔn)備。其次是計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)荷載，通過收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，需要對(duì)橋梁進(jìn)行計(jì)算機(jī)建模，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行不同荷載施加，其中荷載施加位置需要通過盤點(diǎn)關(guān)鍵部位，通過計(jì)算關(guān)鍵部位的應(yīng)
力和撓度提取計(jì)算結(jié)果為后期與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比對(duì)做準(zhǔn)備。其三是荷載試驗(yàn)，荷載試驗(yàn)前需要根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)文件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)，將設(shè)計(jì)荷載等待轉(zhuǎn)換為現(xiàn)有實(shí)際加載物品如沙袋、水箱等。同時(shí)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的進(jìn)行加載物堆放，待數(shù)據(jù)穩(wěn)定后讀取外業(yè)數(shù)據(jù)。最后根據(jù)內(nèi)業(yè)計(jì)算結(jié)果與外業(yè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，根據(jù)偏差率進(jìn)行評(píng)估、分析進(jìn)而得出檢測(cè)報(bào)告。
另外，橋梁檢測(cè)或者荷載試驗(yàn)期間需要專人負(fù)責(zé)交通組織管理，確保交通安全，檢測(cè)安全。