城市桥梁检测办法

第一章 总则

第一节 使用目的

为加强城市桥梁的检测工作，维护城市桥梁设施，保障城市桥梁完好和安全运行，提高城市桥梁的检测水平，制定本办法。其中桥梁承载能力的鉴定则是最重要的一项工作，本办法通过对桥梁调查和结构检测，必要时进行荷载试验，鉴定桥梁的承载能力及其使用条件。

第二节 适用范围

本办法适用于砖、石、混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土桥。 本方法主要用于下列情况： 1．缺乏设计，施工资料的桥梁。

2．施工质量较差，不符合设计要求的桥梁。

3．桥梁竣工经过运营一段时间后发现较严重的病害，影响其承载能力。 4．桥梁施工质量较好，运营情况也良好，但希望提高其允许的承载能力。 5．需要通过超设计标准的特殊车辆荷载的桥梁。

第三节 工作内容

1．桥梁现状调查

对桥梁各部分技术状态以及荷载历史进行调查研究，以初步了解桥梁的承载能力。

2．桥梁结构检测

通过对全桥结构进行检测，了解桥梁的结构病害情况，评价桥梁结构当前的实际工作状况。

3．桥梁承载能力鉴定

根据桥梁调查资料，进行整理分析后编写桥梁承载能力鉴定报告，填写桥梁承载能力鉴定表。

当根据调查资料，尚不能确定桥梁承载力时，应进行荷载试验。 4．荷载试验

对桥梁进行荷载试验以获取实测资料，然后，把实测资料和调查资料结合起来，分析，评定桥梁承载能力。

第二章 桥梁现状调查和结构检测

第一节 桥梁有关技术资料的搜集

除搜集书面资料外，还应向比较了解桥梁历史和现状的人进行调查。搜集的重点为下列资料中与桥梁承载能力有关的部分。

1．设计资料

(1)设计计算书及有关设计图纸。 (2)修改设计计算书及有关图纸。 (3)桥位地质钻探资料及图纸。 2．施工资料

(1)竣工图纸及其说明书。 (2)材料试验资料及施工记录。 (3)地基与基础试验资料。 (4)竣工验收有关资料。 3．维修、养护，加固资料

(1)历史上通过重车的车型、载重及桥梁工作状况资料。 (2)经常通过车辆的车型、载重及交通量。

(3)历次桥梁调查，维修、加固等有关的资料，图纸、照片。 (4)过去所作桥梁加载试验资料。

第二节 桥梁现状调查及结构检测

1．桥面检查要点 (1)桥面纵坡。

(2)桥面平整度，磨耗及损坏情况。

(3)栏杆及人行道是否完整、符合使用要求。

(4)排水设施设置是否合理，设备是否完善，工作状况是否正常。

(5)伸缩缝宽度是否合适，有无拉开或抵拢现象，其设施是否完善能否满足使用要求。伸缩缝的检查最好能从桥面和桥下两个方向进行。

2．拱桥检查要点

(1)拱轴线坐标(与设计值及竣工值对照)，主拱圈平面偏移情况。 (2)主拱圈断面尺寸及拱肋间横向联系。

(3)主拱圈风化，剥落、破损，裂缝，主筋锈蚀等情况。一般易产生裂缝的部位为主拱圈拱顶下缘，拱脚上缘，双曲拱沿拱波顶纵向，桁架拱及刚架拱节点附近，组合构件的连接面等。检查的裂缝情况应填入裂缝观测表格，当主拱圈裂缝发展严重时应选择有代表性的拱段绘制裂缝展开图。

(4)拱上建筑出现的裂缝、损伤和破坏并分析其产生的原因。 3．梁桥检查要点

(1)主梁的平、纵面位置，主梁的下挠，预应力混凝土梁由于徐变，收缩及预应力筋松弛造成的下挠(或上拱)及梁长变化。

(2)主梁横断面尺寸及主梁的横向联系有无开裂，变形及其它损坏。当缺乏断面配筋资料时，应使用混凝土保护层测定仪等仪器探明主筋的直径，位置和数量。

(3)各构件混凝土的外观质量，包括有无裂缝，麻面，蜂窝，空洞，露筋。主要受力钢筋锈蚀的程度。

(4)主梁裂缝分布情况，裂缝的位置、长度、缝宽等填入裂缝观测表格。当梁体裂缝较多时，选择有代表性的梁绘制裂缝展开图。

(5)组合梁的结合面有无张开和错位。

(6)梁端与墩台的相对位置是否正确，支座附近梁体是否开裂，后张法预应力混凝土梁的锚头附近混凝土有无开裂破坏。

(7)支座位置是否正确，能否正常工作，有无锈蚀及损坏。 4．墩台及地基基础检查要点

(1)墩台的风化、水蚀、剥落、破损及裂缝情况。

(2)墩台基础埋置深度是否满足洪水冲刷要求，有无过度冲刷现象。

(3)墩台有无下沉，滑动、倾斜等现象。当怀疑墩台仍在沉降或滑移时应设立永久观测标志定期进行观测。

(4)当墩台产生下沉、滑动，倾斜等现象时应采用物探、钻孔、开挖等方法对地墓基础进行探查。对地基的开挖应审慎进行，并制订必要的监测和安全措施，避免危害原有地基与基础。

5．材料强度检查

(1)桥梁结构各主要受力部位，如主梁，主桁，主拱圈，墩台身、墩台帽等等，应进行材料强度检查。

(2)钢材强度一般以设计，施工有关资料为依据，不再检查。无资料可查时，应通过调查桥梁修建年代，钢材外观，材料来源等进行分析判定，确有必要时可在结构上截取试件进行材料试验。

(3)混凝土强度可用回弹仪，超声波探伤仪等设备进行探测，必要时可在结构上钻取试件进行材料试验。

(4)在结构上钻取材料试件时应尽量选择结构的次要部位，并采取有效措施，确保结构安全，然后及时进行补强处理。

第三章 荷载试验及结果分析

第一节 试验计划

试验汁划的主要内容包括： 1. 试验目的。 2．准备工作。 3．加载方案与实施。 4，测点设置与观测。 5．静载试验及分析评定。 6. 动载试验及分析评定。

第二节 试验准备工作

1．试验孔(或墩)的选择

多孔桥结构相同跨径相等的孔(或墩)可选择1～3个具有代表性的孔(或墩)进行加载试验，选择时应综合考虑以下条件；

(1)该孔(或墩)计算受力最不利。

(2)该孔(或墩)施工质量较差，缺陷较多或病害较严重。 (3)该孔(或墩)便于搭设脚手架及设置测点或试验时便于加载。 2．搭设观测脚手架及设置测点附属设施 (1)搭设观测脚手架

脚手架的设置要园地制宜，就地取材，方便观测仪表和保证安全，不影响仪表和测点的正常工作，不干扰测点附属设施。当桥下净空较大，不便设置固定脚手架时，

可考虑采用轻便活动吊架，两端用尼龙绳或细钢丝绳固定在栏杆或人行道缘石上，整套设备使用前应进行试载以确保安全。活动吊架如需多次使用可做成拼装式以便于运输和存放。

(2)设置测点附属设施

在安装挠度、沉降、水平位移等测点的观测仪表时，一般需要设置木桩，木桩架或其他支架等测点附属设施，设置时既应满足仪表安装的需要，又使其不受结构本身的变形；位移的影响，同时应保证其稳妥，牢固，能承受试验时可能产生的车辆运行，人行走动等的干扰。

晴天或多云天气下进行加载试验时，阳光直射下的应变测点，应设置遮挡阳光的设备，以减小温度变化造成的观测误差。雨季进行加载试验时，则应准备仪器，设备等的防雨设施，以备不时之需。

3．静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排

静裁试验前应在桥面上对加载位置进行放样，以便于加载试验的顺利进行。如加载程序较少，时间允许，可在每程序加载前临时放样。如加裁程序较多，则应预先放样，且用不同颜色的标志区别不同加载程序时的荷载位置。

静载试验荷载卸载的安放位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加卸载方便，离加载位置近一些，又要使安放的荷载不影响试验孔(或墩)的受力，一般可将荷载安放在桥台后一定距离处。对于多孔桥，如有必要将荷载停放在桥孔上，一般应停放在距试验孔较远处以不影响试验观测为度。

4．试验人员组织及分工

桥梁的荷载试验是一项技术性较强的工作，最好能组织专门的桥梁试验队伍来承担，也可由熟悉这项工作的技术人员为骨干来组织试验队伍。应根据每个试验人员的特长进行分工，每人分管的仪表数目除考虑便于进行观测外，应尽量使每人对分管仪表进行一次观测所需的时间大致相同。所有参加试验的人员应能熟练掌握所分管的仪器设备，否则应在正式开始试验前进行演练。为使试验有条不紊地进行，应设试验总指挥1人，其他人员的配备可根据具体情况考虑。

5．其他准备工作

加载试验的安全设施，供电照明设施，通讯联络设施，桥面交通管制等工作应根据荷载试验的需要进行准备。

第三节 加载方案与实施

1．加载试验项目的确定

静载试验一般有一两个主要内力控制截面，此外根据桥梁具体情况可设置几个附加内力控制截面。

一些主要桥型的内力控制截面如下: (1)简支梁桥

主要：跨中最大正弯矩。

附加：支点最大剪力，墩台最大垂直力。 (2)连续梁桥

主要：支点最大负弯矩，跨中最大正弯矩。 附加：支点最大剪力，墩台最大垂直力。 (3)悬臂梁桥

主要，支点最大负弯矩，锚跨跨中最大正弯矩。

附加：支点最大剪力，墩台最大垂直力，挂梁跨中最大正弯矩。 (4)无铰拱桥

主要；跨中截面最大正弯垣，支点截面最大负弯矩。

附加；拱脚最大水平推力，L／4截面最大正弯矩和最大负弯矩。

此外，对桥梁的薄弱截面，损坏部位，比较薄弱的桥面结构等，是否设置内力控制截面及安排加载项目可根据桥梁调查情况决定。

动载试验一般安排标准汽车车列(对小跨径桥，也可用单排车)在不同车速时的跑车试验，跑车速度一般定为10、20、40、60、80km／h。此外可根据桥况安排其他一些试验项目，如需测定桥梁承受活载水平力性能时作车辆制动试验，为测定桥梁自振频率作跳车后的余振观测，并在无荷载时进行脉动观测。

2．加载时载面内力的控制 (1)控制荷载的确定

为了保证荷载试验的效果，必须先确定试验的控制荷载。桥梁需要鉴定承载能力的荷载可能有以下几种：

a．汽车和人群(标准荷载)。 b．需通行的重型车辆。

分别计算以上几种荷载对控制截面产生的最不利内力，用产生最不利内力较大的荷裁作为静载试验的控制荷载。

荷载试验应尽量采用与控制荷载相同的荷载，但由于客观条件的限制，实际采用的试验荷载与控制荷载会有所不同，为保证试验效果，在选择试验荷载大小和加载位置时采用静载试验效率q，动载试验效率d进行控制。

(2)静载试验效率 静载试验效率为： qSst

S(1)式中：Sst—试验荷载作用下，被检测部位的内力或变形的计算值；

S—标准设计荷载作用下，被检测部位的内力或变形的计算值； —按规范采用的冲击系数。

q值可采用0．8～1．05，当桥梁的调查工作比较完善而又受加载设备能力所限，q值可采用低限，当桥梁的调查工作不充分，尤其是缺乏桥梁计算资料时，q值应采用高限，总之应根据前期工作的具体情况来确定。一般情况下q值不宜小于0．95。

荷载试验宜选择温度稳定的季节和天气进行。当温度变化对桥梁结构内力影响较大时，应选择温度内力较不利的季节进行荷载试验，否则应考虑用适当增大静载试验效率q来弥补温度影响对结构控制截面产生的不利内力。

(2)动载试验效率

动载试验的效率为： 式中：

SddSdS

—动载试验荷载作用下控制截面最大计算内力值；

S—标准汽车荷载作用下控制截面最大计算内力值(不计入汽车荷载冲击系

数)。

d值一般采用1，动载试验的效率不仅取决于试验车型及车重，而且取决于实际

跑车时的车间距，因此在动载试验跑车时应注意保持试验车辆之间的车间距，并应实际测定跑车时的车间距以作为修正动载试验效率

3．静载加载分级与控制

为了加载安全和了解结构应变和变位随加载内力增加的变化关系，对桥梁主要控制截面内力的加载应分级进行，而且一般安排在开始的几个加载程序中执行。附加控制截面一般只设置最大内力加载程序。

d的计算依据。

(1)分级控制的原则

a)当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力均分为4～5级。 b)当使用载重车加载，车辆称重有困难时也可分成3级加载。

c)当桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差，应尽量增多加载分级，如限于条件加载分级较少时，应注意每级加载时，车辆荷载逐辆缓缓驶入预定加载位置，必要时可在加载车辆未到达预定加荷位置前分次对控制测点进行读数以确保试验安全。

d)在安排加载分级时，应注意加载过程中其他截面内力亦应逐渐增加，且最大内力不应超过控制荷载作用下的最不利内力。

e)根据具体条件决定分级加载的方法，最好每级加载后卸载，也可逐级加载达最大荷载后逐级卸载。

(2)车辆荷载加载分级的方法 a)逐渐增加加载车数量 b)先上轻车后上重车。

c)加载车位于内力影响线的不同部位。 d)加载车分次装载重物。 以上各法亦可综合采用。 (3)加卸载的时间选择与控制

为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以晚10时至晨6时为宜，尤其是采用重物直接加载，加卸载周期比较长的情况下只能在夜间进行试验。对于采用车辆等加卸载迅速的试验方式，如夜间试验照明等有困难时亦可安排在白天进行试验，但在晴天或多云的天气下进行加载试验时每一加卸载周期所花费的时间不宜超过20min。

(4)加载分级的计算

根据各加载分级按弹性阶段计算加载各测点的理论计算变位(或应变)，以便对加载试验过程进行分析和控制。

计算采用的材料弹性模量，如已作材料试验则用实测值，否则可按规范选用。 4.加载设备的选择

静载试验加载设备可根据加载要求及具体条件选用，一般有以下两种加载方式： (1)可行式车辆

可选用装载重物的汽车或平板车，也可就近利用施工机械车辆。选择装载的重物时要考虑车箱能否容纳得下，装载是否方便。装载的重物应置放稳妥，以避免车辆行驶时因摇晃而改变重物的位置。

采用车辆加载优点很多，便于调运和加载布置，加卸载迅速等。采用汽车荷载既能作静载试验又能作动载试验，这是较常采用的一种方法。

(2)重物直接加载

一般可按控制荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在承载架上堆放重物或设置水箱进行加载，如加载仅为满足控制截面内力要求，也可采取直接在桥面堆放重物或设置水箱的方法加载。承载架的设置和加载物的堆放应安全，合理，能按要求分布加载重量，并不使加载设备与桥梁结构共同承载而形成“卸载”现象。

重物直接加载准备工作量大，加卸载所需周期一般较长，交通中断时间亦较长，且试验时温度变化对测点的影响较大，因此宜于安排夜间进行试验。

此外其他一些加载方式也可根据加载要求因地制宜采用。 5．加载物的称重

可根据不同的加载方法和具体条件选用以下方法： (1)称重法

当采用重物直接在桥上加载时，可将重物化整为零称重后按逐级加载要求分堆置放，以便加载取用。

当采用车辆加载时，可将车辆逐轴开上称重台进行称重，如投有现成可供利用的称重台，可自制专用称重台进行称重。

(2)体积法

如采用水箱加载，可通过测量水体积来换算水的重量。 (3)综合计算法

根据车辆出厂规格确定空车轴重(注意考虑车辆另配件的更换和添减，汽油、水、乘员重量的变化)。再根据装载重物的重量及其重心将其分配至各轴。装载物最好采用规则外形的物体整齐码放或采用松散均匀材料在车箱内摊铺平整。以便准确确定其重心位置。

无论采用何种确定加载物重量的方法，均应作到准确可靠，其称重误差最大不得超过5％。最好能采用两种称重方法互相校核。

第四节 测点设置与观测

1．测点布设 (1)主要测点的布设

测点的布设不宜过多，但要保证观测质量。有条件时， 同一测点可用不同的测试方法进行校对，一般情况下，对主要测点的布设应能控制结构的最大应力(应变)和最大挠度(或位移)。几种常用桥梁体系的主要测点布设如下：

a．简支梁桥

跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变。 b．连续梁桥

跨巾挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变。 c．悬臂梁桥

悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变。 d．拱桥

跨中、L/4处挠度，拱顶，3L/4、拱脚截面应变。

挠度观测测点一般布置在桥中轴线位置。截面抗弯应变测点应设置在截面横桥向应力可能分布较大的部位，沿截面上、下缘布设，横桥向测点设置一般不少于8处，以控制最大应力的分布。当采用测定混凝土表面应变的方法来确定钢筋混凝土结构中钢筋承受的拉力时，考虑到混凝土表面已经和可能产生的裂缝对观测的影响，因而测点的位置应合理进行选择，如凿开混凝土保护层直接在钢筋上设置拉应力测点，则在试验完后必须修复保护层。

(2)其他测点的布设

根据桥梁调查和检测工作的深度，综合考虑结构特点和桥梁目前状况等可适当加设以下测点：

a)挠度沿桥长或沿控制截面桥宽方向分布。 b)应变沿控制截面桥宽方向分布。 c)应变沿截面高分布。

d)组合构件的结合面上、下缘应变。

e)墩台的沉降、水平位移与转角，连拱桥多个墩台的水平位移。 f)剪切应变。

g)其他结构薄弱部位的应变。

h)裂缝的监测测点。

一般应实测控制断面的横向应力增大系数，当结构横向联系构件质量较差，联接较弱时则必须测定控制截面的横向应力增大系数。简支梁跨中截面横向应力增大系数的测定，既可采用观测跨中沿桥宽方向应变变化的方法，也可采用观测跨中沿桥宽方向挠度变化的方法来进行计算或用两种方法互校。

对于剪切应变测点一般采取设置应变花的方法进行观测。为了方便，对于梁桥的剪应力也可在截面中性轴处主应力方向设置单一应变测点来进行观测。梁桥的实际最大剪应力截面应设置在支座附近而不是支座上。

(3)温度测点的布设

选择与大多数测点较接近的部位设置1～2处气温观测点，此外可根据需要在桥梁主要测点部位设置一些构件表面温度观测点。

第五节 静载试验及分析评定

1．加载试验 （1）预加载

在正式试验之前，一般对结构进行2~3次预荷载，通过预加载使结构进人正常工作状态，消除结构非弹性变形，尤其是混凝土桥跨结构。若干次顶荷载后，荷载位移关系趋于稳定，呈较好线性。预荷载同时可以检查全部测试设备工作是否正常，性能是否可靠；人员是否组织完善，操作是否熟练。预荷载值不大于标准设计荷载和开裂荷载。一般分2~3级加至标准设计荷载或更小。预荷载循环次数，需根据结构弹性工作的实际情况而定。若线性及回零很好，预载1～2次便可正式进入试验。

（2）加载前对各仪表进行初读数。 （3）加载

应严格按设计的加载程序进行加载，荷载大小、截面内力大小都应由小到大逐渐增加。首先将第一级荷载的加载车辆行驶到桥上指定的加载位置，车辆关闭发动机，等待变形稳定后，即可读一级荷载读数；然后进行下一级荷载加载。

加载和卸载的持续时间一般以结构变形达到稳定为原则，如果5min的变位增量小于量测仪器最小分辨值，或结构最后5min的变位增量小于前一个5min变位增量的15％，均认为结构变位达到相对稳定。

当最后一级荷载加载完毕，荷载读数完成后，卸去桥梁上全部试验荷载，等待30min，再读一次数，作为残余变形值。

（4）仪表的测读与记录

仪表的测读应准确、迅速，并进行记录，以便于资料的整理和计算。记录者应对所有测点量测值变化情况进行检查，看其变化是否符合规律，尤其应着重检查第一次加载时量测变化情况。对工作反常的测点应检查仪表安装是否正确，并分析其他可能影响其正常工作的原因，及时排除故障。对加载试验的控制点应随时观测，随时计算并将计算结果报告试验指挥人员，如实测值超过计算值较多，则应暂停加载，待查明原因再决定是否继续加载。试验人员如发现其他测点的测值有较大的反常变化也应查找原因，并及时向试验指挥人员报告。

当采用记录纸记录动应力、动挠度或振动时，应将被记录的曲线调节至合适的幅度，使其既不超过记录纸的范围，又有适当的精度。

（5）加载过程的观察

加载过程中应指定人员随时观察结构各部位可能产生的新裂缝，注意观察构件薄弱部位是否有开裂、破损，组合构件的结合是否有开裂错位，支座附近混凝土是否开裂，横隔板的接头是否拉裂，结构是否产生不正常的响声，加载时墩台是否发生摇晃现象等。如发生这些情况应报告试验指挥人员，以便采取相应的措施。

（6）裂缝观测

加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽的部位。在这些部位应测量裂缝长度、宽度、并在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘。加载过程中观测裂缝长度及宽度的变化情况，可直接在混凝土表面进行描绘记录，也可采用专门表格记录。加载至最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查，尤其应仔细检查是否产生新的裂缝，并将最后检查情况填入裂缝观测记录表，必要时可将裂缝发展情况绘制在裂缝展开图上。

（7）终止加载控制条件 发生下列情况应中途终止加载：

1) 控制测点应力值已达到或超过用弹性理论或按规范安全条件反算的控制应力值时；

2) 控制测点变位(或挠度)超过规范允许值时；

3) 由于加载，使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时；

4) 拱桥加载时沿跨长方向的实测挠度曲线分布规律与计算值相差过大或实测挠度超过计算值过多时；

5) 发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。 2．结果分析及评定 （1）试验原始资料的内容 1）试验桥梁调查结果； 2) 试验方案及编制说明；

3) 各测试项目的读数记录及结构裂缝分布图； 4) 桥梁结构材料的力学性能试验结果；

5) 荷载试验过程中出现的各种异常情况的记录、照片等。 （2）试验资料的修正 1)测值修正

根据各类仪表的标定结果进行测试数据的修正，如机械式仪表的校正系数、电测仪表的率定系数、灵敏系数，电阻应变观测的导线电阻影响等。当这类因素对测值的影响小于1％时可不予修正。

2)温度影响修正

由于温度影响修正比较困难，一般不进行这项工作，而采取缩短加载时间、选择温度稳定性好的时间进行试验等办法，以尽量减小温度对测试精度的影响。

3)支点沉降影响的修正

当支点沉降量较大时，应修正其对挠度值的影响，修正量C可按下式计算(见图3-5-1)：

ClXXab （3-5-1） ll式中：C—测点的支点沉降影响修正量；

l—A支点到B支点的距离；

X—挠度测点到A支点的距离；

a—A支点沉降量；

b—B支点沉降量。

图3-5-1 支点沉陷修正

（3）各测点变位(挠度、位移、沉降)与应变的计算 根据量测数据作下列计算： 总变位(或总应变) StS1Si 弹性变位(或弹性应变) SeS1Su

残余变位(或残余应变) SpStSeSuSi 式中：Si—加载前测值； S1—加载达到稳定时测值； Su—卸载后达到稳定时测值。

（4）主要测点的校验系数及相对残余变形的计算

对加载试验的主要测点(即控制测点或加载试验频率最大部位测点)进行如下计算：

1)校验系数

Se （3-5-2） Ss式中：Se—试验荷载作用下量测的弹性变位(或应变)值； Ss—试验荷载作用下的理论计算变位(或应变)值。

Se与Ss的比较可用实测的横截面平均值与计算值比较，也可考虑荷载横向不均匀分布而选用实测最大值与考虑横向增大系数的计算值进行比较。横向增大系数最好采用实测值，如无实测值也可采用理论计算值。

2)相对残余变位(或应变)

相对残余变位(或应变)按下式计算： S'pSpSt100% （3-5-3）

'式中： Sp—相对残余变位(或应变)，Sp，St意义同前。

（5）主要测点弹性变位(或应变)与相应的理论计算值的关系。

列出各加载程序时主要测点实测弹性变位(或应变)与相应的理论计算值的对照表，并绘出其关系曲线图。

（6）裂缝发展状况

当裂缝数量较少时，可根据试验前后观测情况及裂缝观测表对裂缝状况进行描述；当裂缝发展较多时，应选择结构有代表性部位描绘裂缝展开图，图上应注明各加载程序裂缝长度和宽度的发展。除以上资料的整理外，还可根据需要整理各加载程序控制截面应变(或挠度)分布图、沿桥纵向挠度分布图等。 （7）静力试验结果的分析与评定

经过荷载试验的桥梁，应根据整理的试验资料，分析结构的工作状况，进一步评定桥梁承载能力。结构性能评定根据如下：一是按结构完工时实际结构尺寸、材料特性和静力边界条件得到的理论计算值，二是规范规定的挠度、强度和裂缝的容许值。 在进行评定时，应选择实测最大挠度和荷载效率最大的控制截面实测应力。 质量合格的混凝土桥梁结构，应满足下述几方面要求：

1)结构实测最大应力、挠度及裂缝宽度不超过设计标准的容许值。

2)校验系数是评定结构工作状况、确定桥梁承载能力的一个重要指标。不同结构型式的桥梁其值常不相同。桥梁校验系数常值见表3-5-1。

一般要求值不大于1，值越小结构的安全储备越大。值过大或过小都应该从多方面分析原因，如值过大可能说明组成结构的材料强度较低，结构各部分联结性较差、刚度较低等；值过小可能说明材料的实际强度及弹性模量较高，梁桥的混凝土桥面铺装及人行道等与梁共同受力，拱桥拱上建筑与拱圈共同作用，支座摩阻力对结构受力的有利影响，计算理论或简化的计算因式偏于安全等。试验时加载的称量误差，仪表的观测误差等也对值有一定影响。

桥梁结构校验系数 表3-5-1

类别 钢桥 项目 应力 挠度 混凝土应力 预应力混凝土桥 钢筋应力 挠度 混凝土应力 钢筋混凝土桥 钢筋应力 挠度 校验系数 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 3)实测值与理论值的关系曲线

由于理论的变位(或应变)一般系按线性关系计算。所以如测点实测弹性变位(或应变)与理论计算值成正比，其关系曲线接近于直线，说明结构处于良好的弹性工作状况。

4)相对残余变位(或应变)

测点在控制加载程序时的相对残余变位(或应变)Sp/St应不大于a1(a10.2)。残余变形(特别是残余挠度)是新建或运营桥跨结构的重要指标。a1是针对新结构施加标淮设计荷载时的控制条件，试验荷载大于标准设计荷载时，a1值应按比例扩大；当逐级递增地循环加载时，a1值应扩大30％。正常运营桥梁，应无残余挠度，突然出现残余挠度，说明该桥受到严重损伤或截面某处进入弹塑性Sp/St越小说明结构越接近弹性工作状况。一般要求Sp/St值应小于20％；当Sp/St大于20％时，应查明原因，如确系桥梁强度不足，应在评定时，酌情降低桥梁的承载能力。

5)裂缝是评定混凝土及预应力混凝土桥跨结构承载力及耐久性的主要指标之一，主要是评定受力裂缝的出现和扩展状态。

预应力桥跨结构在标准设计荷载下，一般不出现裂缝，或按预应力程度的不同，按相应规范查取，普通钢筋混凝土桥，标准设计荷载下，最大裂缝宽度一般不大于0.2mm。其他非受力裂缝如施工、收缩和温度裂缝受载后亦不应超过容许值。 结构出现第一条受力裂缝的试验荷载值应大于理论计算初裂缝荷载的90％。

6)地基与基础

当试验荷载作用下墩台沉降、水平位移及倾角较小，符合上部结构检算要求，卸载后变位基本回复时，认为地基与基础在检算荷载作用下能正常工作。

当试验荷载作用下墩台沉降、水平位移、倾角较大或不稳定，卸载后变位不能回复时，应进一步对地基、基础进行探查、检算，必要时应对地基基础进行加固处理。 静力荷载试验结果不满足上述任何一项条件，则认为桥梁结构不符合要求，必须查明原因，并采取适当的措施(如降低通行载重力或进行必要的加固等，必要时按规定进行定期检验和长期观测)。

第六节 动载试验及分析评定

1．加载试验 （1）跑车

动载试验一般安排标准汽车车列(对小跨径桥也可用单排车)在不同车速时的跑车试验，跑车速度一般定为10、20、40、60、80(km/h)。当车在桥上时为车桥联合振动，当车跨出桥后为自由衰减振动，应测量不同行驶速度下控制断面(一般取跨中或中支点处)的动应变和动挠度，记录时间一般不少于或以波形衰减完为止。测试时需记录轨重、车速，并在时程曲线上标出首车进桥和尾车出桥的对应时间。动载测试一般应试验三组，在临界速度可增跑几趟，全面记录动应变和动位移。

（2）跳车

在预定激振位置设置一块15cm高直角三角木，斜边朝向汽车。一辆满载重车以不同速度行驶，后轮越过三角木由直角边落下后，立即停车。此时桥跨结构的振动是带有一辆满载重车附加质量的衰减振动。在数据处理时，附加质量的影响应给以修正。跳车的动力效应与车速和三角木放置的位置有关。随车速的增加，桥跨结构的动位移、动应力会增加，从而冲击系数也会加大，跳车记录时间与跑车相同。

（3）刹车

刹车试验是测定车辆在桥上紧急制动时所产生的响应，用以测定桥梁承受活载水平力性能。刹车试验是以行进车辆突然停止作为激振源，可以不同车速停在预定位置。刹车可以顺桥向和横桥向。一般横桥向由于桥面较窄，难以加速到预定车速。刹车试验数据同样需要进行附加质量影响的修正。由刹车的位移时程曲线可读取自振特性和阻尼特性数据。不过此时是有车的质量参与衰减振动，阻尼也非单纯桥跨结构的阻尼。刹车记录项目与跑车相同，对记录的信号(包括振幅、应变或挠度等)进行频谱分析，可以得到相应的强迫振动频率等一系列参数。

（4）脉动试验

当桥跨结构无车辆通过时，桥跨结构处于环境激振之下，做振幅微小的振动。脉动测试需记录脉动位移或加速度，将记录的信号在高精度的信号分析仪上进行频谱分析，使得到频谱图；将频谱分析的数据再结合跑车、跳车、刹车等的测试数据，综合分析便可得到精确而真实的桥跨结构自振特性数据。脉动测试要求高灵敏度的传感器和放大器，同时要具备质量较高的信号分析设备及其相应软件。脉动法记录时间不宜少于2h，大跨径桥梁测试断面多，对其可分断面记录，但每次应保证有一个参考点不动。

为了尽可能测出高阶频率，应当预先估算结构振型，以便在结构的敏感点布置拾振器。为了进行动力分析或风、地震响应分析，对不同桥型，测量自振频率的阶数可以不同：悬索桥、斜拉桥不少于15阶；连续梁、刚构、拱桥和简支梁均不少于9阶。

2．结果分析及评定

（1）活载冲击系数(即动力系数)

活载冲击系数(不同速度下)可根据记录的动应变或动挠度，进行分析整理而得，可按下式计算。

1Smax （3-6-1） Smean式中：Smax—动载作用下该测点最大应变(或挠度)值，即最大波峰值；

Smean—相应的静载作用下该测点最大应变(或挠度)值(可取本次波形的振幅中心

轨迹线的顶点值)，Smean1/2(SmaxSmin)。

其中Smin为与Smean相应的最小应变(或挠度)值(即同周期的波谷值)。

不同部位的冲击系数是不同的。一般情况是：梁桥给出跨中和支点部位的冲击系数。

（2）强迫振动(不同车速引起)的频率、振幅、加速度

根据各工况的振动曲线，按下式分析，即可算得桥梁的振动频率。

flN （3-6-2） tS式中：l—两时间符号间的距离，mm； t—时间符号的时间间隔，s； N—波形数；

S—N个波的长度，mm。

如果所分析的曲线段是汽车在桥上时的记录，则所得振动频率为桥梁结构强迫振动频率；如果分析的曲线段是汽车出桥后记录的，则所得频率为桥梁自振频率。

在分析每一测点在动荷载通过时的最大振幅值时，一般是先求得最大振幅处的振动频率，再根据此频率找出系统标定时仪器系统标定灵敏度，即放大倍数，则测点最大振幅值H，可由下式求出：

HA （3-6-3） S式中：A—实测波形最大峰值，mm； S—测振系统标定灵敏度。

振动加速度a是桥梁动力特性中一个很重要的指标，它表示车辆运行的安全程度和司机、旅客的舒适度，可用测振仪直接测得，也可根据实测的强迫振动频率和振幅，由下式计算得出：

a42f2A （3-6-4） 式中：f—强迫振动频率，次/s； A—振幅，cm。

振动加速度应区分部位，给出最大加速度对应的临界速度。 （3）系数与曲线

1) 活载冲击系数与车速的关系曲线

根据不同车速的活载冲击系数绘制活载冲击系数与车速的关系曲线数最大值(应区分桥跨不同部位)。

2）动力系数与受迫振动频率的关系曲线。 3）车速与受迫振动频率的关系曲线。 4）卸载后(车辆出桥后)的结构自振频率。 （4）振型曲线

将桥跨结构分为若干区段，在区段的中间或区段的分界处设置拾振器，测取同一瞬间各测点处的振幅和相位差，即可点绘出振型曲线。一般情况下，实测混凝土桥跨结构前三个振型对桥跨结构动力特征研究较有意义，特别是第一、二振型。 （5）结构的自振特性

结构的自振频率可根据桥梁承受冲击荷载后产生余振的动应力、动挠度或振动曲线分析而得，也可根据桥上无车时的脉动曲线分析而得，两者应能吻合。当激振荷载对结构振动具有附加质量影响(如用汽车跳车或落锤激振)时，应采用下列近似公式求得自振周期。

T0T式中：T0—修正后的自振周期； T—实测有附加质量的周期； M—车辆的附加质量；

M0 （3-6-5）

M0M M0—跳车或刹车处，结构的换算质量。

结构的换算质量，可用装载不同质量M1、M2的重车进行跳车或刹车，分别实测自振周期T1和T2，并按式7-3-7求得M0。

T12M2T22M1 M0 （3-6-6）

T22T12（6）结构的阻尼特性

若实测得汽车出桥后，钢桥结构的自由衰减振波见图7-3-4。由波形上量得的振幅yn、yn1、…、ynm和求得的周期T，即可由下式得出阻尼特性系数。

v平均阻尼比

y1lnn （3-6-7） mTynm

vy1lnn2mynm （3-6-8）

式中；m—振幅yn～ynm之间波形数； T—周期，波形振动一周的时间，s；

yn～ynm—m个波的初始和终结振幅；

—衰减振动圆频率。

与不同振型对应的阻尼比是结构的重要参数，应进行认真分析。产生阻尼的原因有：材料的内阻尼，结构构造及支座型式，环境介质等。阻尼的大小难以计算，只能实测。

（7）结构的振动形式(振动弹性曲线)，表示沿桥跨各测点的振幅和振动相应的关系。

（8）结构各部分的振动速度和加速度的分布图。 （9）桥梁横向振动的资料

对于横向振动，应给出横向有载、无载和强迫振动的自振频率以及强迫振动时的最大横向振幅。横向自振频率对铁路桥梁特别重要，尤其宽跨比小于l/20者，测量时必须给予高度重视。

（10）动力试验结果的分析与评定

1）车辆荷载作用下测定结构的动力系数max应满足下列关系式：

(max1)d1 （3-6-9） 式中：max—动力系数，即1max； d—动力试验荷载效率； —设计取用的动力系数。

根据动力系数与车速的关系曲线，确定动力系数达到最大值的临界车速。 实际测定中，单车试验的动力系数比汽车车列试验的动力系数大，且单车的荷载效率低，因而量测的误差也大，因此应采用与设计荷载相当的试验荷载所引起的动力系数，作为理论动力系数比较的数据。

2）结构控制截面实测最大动应力和动挠度小于标准的容许值。

3）结构的最低自振频率应大于有关标准限值，结构最大振幅应小于相应标准限值。

4）评定桥梁受迫振动特性还必须掌握试验荷载本身的振动特性、桥面行车条件(伸缩缝)和路面局部不平整等的影响。

5）根据结构振动图形，可分析出结构的冲击现象，共振现象和有无缺陷； 6）桥梁本身的动力特性的全面资料，可作为评价结构物抗风力和抗地震力性能的计算参数。复杂结构的桥梁动力性能，还需要借助于模型的动力试验或风洞试验进行研究。

7）定期检验的桥梁，通过前后两次动力结果的比较，可检查结构工作的缺陷，如果结构的刚度降低(单位荷载的振幅增大)及频率显着减小，应查明结构可能产生的损坏。

8）如果结构动力试验结果不满足上述1)项条件，应分析动力系数与车速的关系和车速与受迫振动频率的关系，采取适当的措施(如限制车速和改进结构的动力性能等)。