DB3502∕T 115-2023 桥梁状态快速评定技术规程 影响线法(厦门市).pdf
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1、 ICS 93.040 CCS P28 3502 福建省厦门市地方标准 DB3502/T 1152023 桥梁状态快速评定技术规程 影响线法 Technical specification on influence line test for rapid assessment of bridge condition 2023-09-11 发布 2023-09-11 实施 厦门市市场监督管理局 发 布 DB3502/T 1152023 I 前 言 本技术规程根据厦门市市场监督管理局文件(厦市监标准20224 号)部署进行立项,由厦门大学会同相关单位编制完成。在本规程编制过程中,编制组广泛调查研究
2、和总结了桥梁状态快速评定的经验,参考了国内外有关标准,并在广泛征求意见基础上,对具体内容进行了反复讨论、协调和修改,最后经审查定稿。本规程共分 5 章和 3 个附录,力求先进性、科学性、针对性和可操作性。主要技术内容包括:总则、术语和符号、基本规定、桥梁影响线快速检测、桥梁状态快速评定。请注意本规程的部分内容可能涉及专利,本规程的发布机构不承担识别这些专利的责任。本规程由厦门市交通运输局负责管理,由厦门大学负责具体技术内容的解释。执行过程中如有修改意见或建议,请寄送厦门市交通运输局总工程师办公室(地址:厦门市思明区鹭江 265 号交通大厦 27 楼,邮编:361000)或厦门大学(地址:福建省
3、厦门市思明区大学路182 号,厦门大学建筑与土木工程学院;邮政编码:361005;电子邮箱:)。本文件按照 GB/T 1.12020 标准化工作导则 第 1 部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草,本文件为首次发布。本文件由厦门市交通运输局归口。组 织 单 位:厦门市交通运输局 主 编 单 位:厦门大学、厦门路桥百城建设投资有限公司 参 编 单 位:福建省巨龙建设工程有限公司、厦门市元固建设工程有限公司、中铁三局集团有限公司、健研检测集团有限公司、厦门合诚工程检测有限公司、北京建筑大学、大连理工大学、重庆大学、安徽建筑大学、合肥工业大学、香港理工大学、澳门大学、建发合诚工程咨询股份有限公司
4、、厦门市政交通规划设计院有限公司、中建三局(福建)投资建设有限公司、厦门赛茵泰科工程研究院有限公司、福建怡鹭工程有限公司 主要起草人员:陈志为、陈建峰、张尧、伊廷华、阳洋、赵龙、郑旭、贺文宇、周宇、杨东辉、朱三凡、倪伟龙、朱松晔、颜王吉、蔡亲霖、林连海、王瑛、洪耀斌、熊铭、郑建、邱发强、康明旭、黄叹生、林建辉、陈树辉、黄小兰、陈阿文、杨义欢、卢治松、吴晚霞、王召坤、程棋锋、张华辉 主要审查人员:欧阳永金、黄波、黄伟鹏、王甲春、陈缔欣DB3502/T 1152023 II 目 次 1 总则.1 2 术语与符号.2 2.1 术语.2 2.2 符号.3 3 基本规定.5 4 桥梁影响线快速检测.6
5、4.1 一般规定.6 4.2 检测准备.6 4.3 现场检测.8 4.4 数据预处理.9 4.5 影响线识别.10 5 桥梁状态快速评定.11 5.1 一般规定.11 5.2 基于虚拟加载的桥梁承载力快速评定.11 5.3 基于外观检查的桥梁技术状况评定.13 5.4 桥梁状态综合评定.14 5.5 桥梁状态快速评定报告.15 附 录 A 桥梁影响线识别算法.16 附 录 B 桥梁影响线识别流程.19 附 录 C 报告格式.20 本规程用词说明.23 引用标准名录.24 条文说明.25 DB3502/T 1152023 1 1 总则 1.0.1 为规范和指导在用桥梁影响线快速检测工作,使其做到
6、安全适用、技术先进、快速简便,同时为在用桥梁状态快速评定提供依据,制定本技术规程。1.0.2 本规程适用于单跨跨径不大于 60 m 且不小于 5 m 的在用公路与城市桥梁。1.0.3 基于影响线法的桥梁快速检测与状态评定,除应执行本规程外,还应符合国家现行有关标准的规定。DB3502/T 1152023 2 2 术语与符号 术语 2.1 2.1.1 移动加载车 moving test truck 以桥梁影响线快速检测为目标,以一定的速度通过待测桥梁的配重卡车。2.1.2 桥梁影响线 bridge influence line 单位集中荷载沿桥梁顺桥向移动时,测点响应随荷载位置变化的曲线。2.1
7、.3 桥梁影响线系数 bridge influence coefficient 桥梁影响线上任意荷载位置对应的数值。2.1.4 桥梁影响线形状 bridge influence line shape 由影响线峰值、桥梁支座和桥梁位置的影响线特征点构成的形状。2.1.5 桥梁影响线面积 bridge influence line area 桥梁影响线与桥梁顺桥向坐标轴所围成的区域面积。2.1.6 桥梁影响线识别 bridge influence line identification 利用移动加载车信息和桥梁响应信息识别桥梁影响线的过程。2.1.7 虚拟荷载 virtual load 用于确定桥
8、梁校验系数而施加在桥梁影响线上的荷载。2.1.8 校验系数 verification coefficient 虚拟荷载产生的结构响应与相应设计控制荷载下结构响应的比值。2.1.9 桥梁影响线快速检测 rapid test of bridge influence line 以移动加载车通过桥梁所采集到的车致桥梁响应信号快速识别影响线的过程。2.1.10 桥梁承载力快速评定 rapid evaluation of bridge load-carrying capacity 基于影响线识别结果虚拟加载,对桥梁承载能力快速评级的过程。2.1.11 桥梁技术状况评定 evaluation of brid
9、ge technical condition 基于桥梁外观检查结果,对桥梁技术状况评级的过程。2.1.12 桥梁状态综合评定 comprehensive evaluation of bridge condition 基于承载力评级和技术状况评级综合评定桥梁状态的过程。2.1.13 横向变异系数 coefficient of lateral variation 同一截面横向各测点校验系数的最大值与平均值的比值。2.1.14 上部结构 superstructure 桥梁支座以上或无铰拱起拱线以上跨越桥孔部分的总称。DB3502/T 1152023 3 2.1.15 下部结构 substructur
10、e 支承桥梁上部结构并将其荷载传递至地基的桥墩、桥台和基础的总称。2.1.16 桥面系 bridge decking 上部结构中直接承受车辆、人群等荷载并将其传递到主要承重构件的整个桥面构造系统。2.1.17 顺桥向采样间距 longitudinal sampling distance 移动加载车沿顺桥向匀速行驶的过程中,相邻时间采样点的车辆位置间距。符号 2.2 l 待测试桥梁的总长;L 移动加载车荷载信息矩阵;pN 虚拟加载集中荷载个数;ip 虚拟荷载中的第 i 个集中荷载;R 桥梁响应向量;x t 移动加载车首轴与桥梁基准点的相对位置时程;待识别影响线系数向量;T 正则化矩阵;k 1 p
11、中的依次取值;iA 移动加载车第 i 轴轴重;iC 移动加载车荷载信息矩阵L中iA与1A间零元素的列数;v,id 移动加载车首轴与第 i 轴的轴间距;v,id 移动加载车首轴与第 i 轴的轴间距(v,10d)q 移动加载车荷载信息矩阵列数;p 移动加载车荷载信息矩阵行数;vd 移动加载车首轴与末轴的轴间距;正则化系数;x 响应点分布间距;DB3502/T 1152023 4 d 车辆顺桥向位置采样间距;v 移动加载车速度;数据采样频率;R t 桥梁有效响应时程;0Rt 有效时间段内传感器采集的桥梁响应原始数据;R 无车状态下桥梁响应均值;R x 时空坐标转换后的桥梁响应;q 虚拟加载荷载效率;
12、qS 虚拟荷载作用下,加载控制截面最大内力或位移的计算值;S 设计荷载作用下,加载控制截面最大内力或位移的计算值;冲击系数值;影响线虚拟加载校验系数;mS 控制截面内力或位移的影响线虚拟加载值;sS 控制截面内力或位移的模型计算值;m,i 集中荷载ip作用点的影响线系数;横向变异系数;m,maxS 同一截面横向各测点虚拟加载内力或位移校验系数的最大值;mS 同一截面横向各测点虚拟加载内力或位移校验系数的平均值。DB3502/T 1152023 5 3 基本规定 3.0.1 对于符合行业标准公路桥梁承载能力检测评定规程 JTG/T J21 和城市桥梁检测与评定技术规范 CJJ/T 233 规定,
13、需要开展荷载试验的在用桥梁,可进行桥梁快速检测与状态评定。3.0.2 桥梁状态快速评定频次宜符合下列规定:1 桥梁(交)竣工验收后,宜每年进行一次桥梁状态快速评定。2 桥梁结构的主梁、主墩、主拱等主要受力构件经过大修加固后,应在 1 个月内进行桥梁状态快速评定。3 桥梁遭受特大洪水、地震、滑坡、爆炸、火灾、严重超载、车辆、船舶或漂浮物撞击等自然或人为灾害作用导致桥梁主要构件损伤后,应立即进行桥梁状态快速评定。3.0.3 桥梁状态快速评定宜包含:桥梁影响线快速检测、基于虚拟加载的桥梁承载力快速评定、基于外观检查的桥梁技术状况评定、桥梁状态综合评定及养护建议。3.0.4 桥梁状态快速评定工作宜由长
14、期从事桥梁检测、养护管理、科研或教学工作的技术人员主持完成。3.0.5 桥梁计算模型可依据公路桥梁荷载试验规程 JTG/T J2101 和城市桥梁检测与评定技术规范 CJJ/T 233 建立。3.0.6 桥梁状态快速评定工作流程宜参照图 3.0.6 执行。图图 3.0.6 桥梁状态快速评定工作流程桥梁状态快速评定工作流程 现场调研与资料分析现场调研与资料分析编制评定实施方案编制评定实施方案桥梁影响线快速检测桥梁影响线快速检测桥梁外观检查桥梁外观检查桥梁承载力评定桥梁承载力评定桥梁技术状况评定桥梁技术状况评定桥梁状态综合评定桥梁状态综合评定养护维护建议养护维护建议编制评定报告编制评定报告DB35
15、02/T 1152023 6 4 桥梁影响线快速检测 一般规定 4.1 4.1.1 影响线检测方案应结合桥梁调查、外观检查与结构检算结果制定。4.1.2 桥梁影响线快速检测应包括检测准备、现场检测、数据预处理和影响线识别,宜按照附录 B 的流程进行。4.1.3 影响线检测应选择受力不利的桥跨,宜选择桥面状况良好、便于现场检测实施的桥跨。4.1.4 桥梁影响线检测应综合考虑桥梁类型、桥梁状况、现场条件等因素选择合适的移动加载车辆,加载过程应保证桥梁整体及局部受力安全。4.1.5 影响线检测宜采用单辆移动加载车在指定车道上加载。4.1.6 桥梁影响线快速检测试验宜在封闭交通状态下进行。检测准备 4
16、.2 4.2.1 影响线检测准备宜包含下列内容:1 调查技术资料,掌握桥梁病害、材料性能、几何参数、养护维修等情况;2 编制桥梁影响线检测方案,含检测桥跨、检测截面、检测内容、测点布置、检测荷载、检测仪器、检测工况、组织分工、安全措施;3 影响线检测前,宜通过桥梁计算模型计算分析应变和位移影响线。4.2.2 影响线检测截面可根据桥梁的结构形式按表 4.2.2 选定。表表 4.2.2 不同桥梁形式的影响线检测截面不同桥梁形式的影响线检测截面 结构形式 应变检测 位移检测 简支梁桥 跨中截面 跨中截面 连续梁桥 中跨跨中截面、边跨最大正弯矩截面、支点最大负弯矩截面 中跨跨中截面、边跨最大正弯矩截面
17、 悬臂梁桥 支点最大负弯矩截面、锚固跨最大正弯矩截面 悬臂端截面、锚固跨跨中最大正弯矩截面 T 型刚构 墩顶最大负弯矩截面、锚固跨最大正弯矩截面 悬臂端截面、锚固跨跨中最大正弯矩截面 连续刚构 中跨和边跨最大正弯矩截面,墩顶最大负弯矩截面 中跨跨中和边跨最大正弯矩截面 刚架桥 中跨跨中最大正弯矩截面,固结节点最大负弯矩截面 中跨跨中最大正弯矩截面 拱桥 拱顶截面(三铰拱桥选距拱顶1/2 梁高截面)、拱脚截面 拱顶截面 DB3502/T 1152023 7 4.2.3 影响线检测测点的布设应符合下列规定:1 位移测点布设应能充分反映桥梁横桥向位移分布特征,在测试截面横桥向布置的位移测点数量不宜少
18、于 2 个,对于多片梁式桥,宜每片梁布置 1 个测点;2 应变测点宜布置在检测截面内远离中性轴的位置,在测试截面横桥向布置的应变测点数量不宜少于 3 个,对于多片梁式桥,宜每片梁布置 1 个测点;3 对允许开裂的钢筋混凝土结构的应变检测,宜凿开混凝土保护层直接在钢筋上设置拉应力测点,且测试结束后应对混凝土保护层修复。4.2.4 桥梁影响线检测工况应符合下列规定:1 影响线检测工况应包括中载加载与偏载加载工况;2 宜以桥面指定车道作为加载车道,并根据受载主梁设置加载工况。4.2.5 移动加载车荷载应符合下列规定:1 移动加载车宜采用标准 300 kN 三轴重车;2 桥梁限载通行或桥梁技术状况为
19、D 级或 E 级,可采用两轴重车。4.2.6 影响线检测仪器的选用应符合下列规定:1 检测仪器的精度、量程和动态范围应满足影响线检测要求;2 检测仪器的最高采样频率应满足影响线对于车辆位置精度的要求;3 应变检测可采用电阻应变计或光纤光栅式应变计;4 位移检测可选用基于声(光、电)原理的位移计等接触式传感器,亦可选用基于计算机视觉或高分辨微波雷达的非接触式检测仪器;5 车辆定位可采用机械拖轮式、全球卫星导航、红外线传感式或计算机视觉检测仪器。4.2.7 数据采集设备的选用应符合下列规定:1 设备应能保证响应采集的质量要求;2 设备应具有自检功能;3 设备宜采用开放的数据压缩、编码与加密协议;4
20、 设备宜具有数据备份和恢复功能;5 设备宜具有防水、防尘和防冲击保护。4.2.8 数据传输设备的选用应符合下列规定:1 当采用无线传输方式时,设备应具备数据断点续传功能;2 当采用有线传输方式时,设备应采用电阻值相同的数据传输线缆。4.2.9 数据解调分析设备的选用应符合下列规定:1 设备应具有分通道数据截取、数据定位处理、数据导出和导入功能;2 设备应具有在线和离线显示,以及多通道动态数据分析功能;3 设备应具有时钟同步和断电保护功能。DB3502/T 1152023 8 4.2.10 接触式仪器的安装应符合下列规定:1 安装时不宜影响桥梁正常运营,安装后不应降低结构的安全性、适用性和耐久性
21、;2 应根据现场工作条件,合理选择钻孔埋置、胶结固定、焊接固定、栓接固定、夹具固定或吸附固定方式,使用的基座、支架和夹具应具有足够的强度和刚度;3 安装应定位准确和牢固可靠,不应对传感器的工作性能造成影响,引出线缆应有足够长度。4.2.11 非接触式仪器的安装应符合下列规定:1 位移检测采用计算机视觉仪器时,宜在桥梁测点安装靶标,应确保仪器镜头与靶标间通视条件良好、不易被遮挡;2 位移检测采用高分辨微波雷达仪器时,宜在桥梁测点安装角反射器,角反射器安装测点位置应满足雷达检测分辨率的要求;3 非接触采集仪器宜架设在桥梁以外的不动点,使用三脚架支撑仪器时,应确保支架稳定牢靠,宜避免结构位移和环境振
22、动对测量的干扰。4.2.12 影响线检测仪器的调试应符合下列规定:1 调试非接触式检测仪器时,宜根据检测距离、光照条件等配置合理的采样参数;2 检测过程涉及多台仪器时,应保持多台仪器同步采集;3 初步调试完毕,应采集初值,发现异常应及时解决。现场检测 4.3 4.3.1 现场检测试验的环境应符合下列规定:1 现场检测试验环境应在环境气温较平稳的时间段进行,检测试验环境温差不宜超过 10;2 应避免在强风、大雨、大雾等恶劣天气下进行检测试验;3 应避免在冲击、振动、强磁场等干扰下进行检测试验。4.3.2 现场检测试验的内容应包括车辆位置以及桥梁的应变和位移响应。4.3.3 现场检测正式开始前,应
23、做好以下准备工作:1 当采用接触式传感器时,应根据现场条件检查传感器与桥梁结构是否紧密连接,检查传感器底座与结构是否完全脱离,检查传感器能否正常工作;2 当采用非接触式检测仪器时,应检查支架牢固可靠,检查检测仪器能否正常工作;3 应采用称重设备和测距设备获得移动加载车轴重、轴间距信息;4 宜检查移动检测车装载的重物置放情况和车辆行驶状况;5 宜对移动加载车车道及检测段的起止位置进行标识区别;6 应进行系统调试,宜进行不少于 15 min 的稳定观测。4.3.4 移动加载车应符合下列规定:1 移动加载车应沿各工况对应的检测车道中心线匀速行驶,行驶速度不宜超过 30 km/h;DB3502/T 1
24、152023 9 2 移动加载车停驻点与影响线检测起点的距离不应少于 10 m,且应在车辆完全驶离影响线检测段后制动停车。4.3.5 影响线检测数据的采集记录应符合下列规定:1 宜采集移动加载车位置信息,顺桥向采样间距d应不超过 0.5 m;2 桥梁响应数据最低采样频率应根据移动加载车速度v、顺桥向采样间距d由下式确定:vd(4.3.5)3 桥梁响应数据采集完成后,在现场对数据须检查和判断,以确保采集数据的准确性;4 影响线检测时各测点宜进行同步采集,采集数据宜包含移动加载车进入检测区段前后 3 min 的动态数据;5 应准确记录不同检测工况的检测车道、检测时间、环境温度信息。4.3.6 影响
25、线检测过程中出现下列情况,应暂停检测并查找原因,在确认结构及人员安全后方可继续检测:1 对比测点响应的实测值与理论计算值,实测形状与计算相差较大,或实测的峰值超过计算值 20%以上;2 车辆加载过程中结构出现新裂缝,或少量结构既有裂缝开展宽度大于允许裂缝宽度,裂缝检测应符合城市桥梁检测与评定技术规范 CJJ/T 233 的规定;3 桥体发生异响或发生其他异常情况。4.3.7 影响线检测过程中发生下列情况应终止检测:1 车辆加载过程中结构裂缝的长度或缝宽急剧增加,或新裂缝大量出现,或缝宽超过允许值的裂缝大量增多;2 发生其他结构损坏,影响桥梁结构安全或正常使用;3 控制测点应变值和位移值已达到或
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