東江大橋靜載方案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。東江大橋靜載方案廣清高速公路博羅縣羅浮山東江大橋靜載試驗(yàn)方案廣東交通集團(tuán)檢測(cè)中心二七年十月2目 錄一、橋梁概況及試驗(yàn)?zāi)康?二、試驗(yàn)方案編制依據(jù)3三、測(cè)試內(nèi)容3四、測(cè)點(diǎn)布置3五、試驗(yàn)荷載4六、參加試驗(yàn)人員7七、試驗(yàn)設(shè)備8八、安全措施9九、試驗(yàn)費(fèi)用概算9十、需要委托方提供的協(xié)助工作10博羅縣羅浮山東江大橋靜載試驗(yàn)方案一、橋梁概況及試驗(yàn)?zāi)康牟┝_縣羅浮山東江大橋位于石灣鎮(zhèn)南端，南北向跨越東江，連接石灣鎮(zhèn)和東莞石排鎮(zhèn)，溝通廣汕公路與東惠公路的聯(lián)系，是該區(qū)域重要的交通樞紐。該橋1999年1月竣工通車，按竣工圖文件資

2、料自東莞石排鎮(zhèn)向石灣鎮(zhèn)方向橋跨組合為816m+30m +（60m+100m+60m）+1030m+（60m+100m+60m）+330m+316m+（9m+16m+9m）+1716m，橋梁全長1346m，其中主航道橋220m，輔航道橋220m，引橋906m（圖1）。橋型布置為：主航道橋由一孔100m和二孔60m的系桿拱組成（圖2），輔航道橋由一孔100m和二孔60m的系桿拱組成；中引橋由10孔30m預(yù)應(yīng)力T梁組成，東莞方向和石灣鎮(zhèn)方向引橋分別由8孔16m簡支T梁、一孔30m預(yù)應(yīng)力T梁和二十一孔16m簡支T梁、二孔9m空心板梁、3孔30m預(yù)應(yīng)力T梁組成。由于本次試驗(yàn)對(duì)象為系桿拱橋，下面較為詳細(xì)對(duì)

3、系桿拱橋的概況進(jìn)行介紹：（1）系桿拱橋面全寬為26.0m：2.75（非機(jī)動(dòng)車道）2.0（拱肋）7.95（機(jī)動(dòng)車道）0.6m（中央分隔帶）7.95（機(jī)動(dòng)車道）0.5（防撞護(hù)欄）2.75（非機(jī)動(dòng)車道）；引橋全寬為23.0m：2.75（非機(jī)動(dòng)車道）0.5（防撞護(hù)欄）7.95（機(jī)動(dòng)車道）0.6m（中央分隔帶）7.95（機(jī)動(dòng)車道）2.0（拱肋）2.75（非機(jī)動(dòng)車道）。（2）100m和60m跨系桿拱橋凈矢跨比均為1/6。100m跨系桿拱拱圈為箱形鋼筋混凝土截面，高1.8m，寬1.5m，頂?shù)装搴?0cm，頂?shù)装逶诠澳_附近加厚至40cm，跨中設(shè)兩道一字風(fēng)撐；60m跨系桿拱拱圈為箱形鋼筋混凝土截面，高1.5m，

4、寬1.5m，頂板厚23cm，底板厚20cm不設(shè)風(fēng)撐。系桿梁為預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面，高2.2m，寬1.5m，在端部設(shè)橫系梁將拱肋和系桿梁聯(lián)系成整體。橋面系為現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土梁格體系。吊桿縱向間距為5m，為標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1670MPa、547高強(qiáng)平行鋼絲，吊桿安全系數(shù)為3.0。（3）系桿拱橋下部結(jié)構(gòu)：中墩基礎(chǔ)為6根直徑1.5m的鉆孔灌注樁，交界墩基礎(chǔ)為6根直徑1.5m的鉆孔灌注樁，都是雙排布置，按嵌巖樁設(shè)計(jì)；中墩墩身為大懸臂空心墩；墩身由下向上截面等厚由11.0m逐漸加寬至12.0m。順橋向墩身寬為4.0m，在墩帽頂加寬至4.5m；邊墩采用薄壁實(shí)體墩身，順橋向墩寬為1.0m。2006年7月在對(duì)該橋進(jìn)行日

5、常檢查中發(fā)現(xiàn)系桿拱橋中墩（10#、11#、231#、24#）墩帽蓋梁出現(xiàn)較寬受力裂縫，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)安全。為此業(yè)主委托專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)10#、11#、231#、24#在距離懸臂約6.8m處（墩頂空心變截面處）出現(xiàn)裂縫，裂縫沿墩頂貫通，并沿墩帽蓋梁側(cè)面斜向下（與側(cè)向交角約15）發(fā)展，一直延伸到蓋梁變截面根部（高約2.0m處）；裂縫最大寬度約為4.0mm，裂縫上寬下窄，為受拉裂縫。2007年5月廣東省公路勘察設(shè)計(jì)院對(duì)系桿拱橋中墩墩帽蓋梁進(jìn)行了加固設(shè)計(jì)。為檢驗(yàn)加固竣工后橋梁的承載力是否滿足設(shè)計(jì)要求和檢驗(yàn)施工質(zhì)量，進(jìn)而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力特性現(xiàn)況進(jìn)行充分了解，以確定該橋能否正常使用，有必要對(duì)該橋

6、進(jìn)行荷載加載試驗(yàn)。圖1 東江大橋概貌圖2 東江大橋主航道橋二、試驗(yàn)方案編制依據(jù)1公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ021-89）2公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ004-85）3公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程（報(bào)批稿）4大跨徑混凝土橋的試驗(yàn)方法（交通部公路科學(xué)研究所等1982）5、公路舊橋承載能力鑒定方法（交通部公路局1988）6博羅縣羅浮山東江大橋竣工資料7羅浮山東江大橋檢測(cè)報(bào)告（廣東省公路工程質(zhì)量監(jiān)測(cè)站，2006.7）8博羅縣羅浮山東江大橋維修加固工程施工圖完善設(shè)計(jì)文件（廣東省公路勘察規(guī)劃設(shè)計(jì)院，2007.5）三、測(cè)試內(nèi)容1主要構(gòu)件控制截面在試驗(yàn)荷載下的應(yīng)力測(cè)定；2拱頂、1/4拱跨

7、和3/8拱跨截面以及中墩蓋梁懸臂端部在試驗(yàn)荷載下的撓度測(cè)定；3控制截面裂縫開展情況。四、測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)主要布置在控制截面上。系桿拱的控制截面為拱腳截面、1/4跨截面和拱頂截面；系桿拱橋中墩控制截面為蓋梁懸臂端根部和端部。1 應(yīng)變測(cè)點(diǎn)1） 系桿拱拱肋的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在拱肋上、下緣上；2） 中墩蓋梁懸臂根部的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置在蓋梁頂面和側(cè)面，頂面布置兩個(gè)測(cè)點(diǎn)；每一側(cè)面等間距布置6個(gè)測(cè)點(diǎn)。2 撓度測(cè)點(diǎn)1） 撓度測(cè)點(diǎn)布置在系桿拱拱肋1/4跨截面和拱頂截面上；2） 中墩蓋梁懸臂部分的撓度測(cè)點(diǎn)布置在懸臂端部。測(cè)點(diǎn)布置如圖3所示。圖3 控制截面測(cè)點(diǎn)布置圖五、試驗(yàn)荷載1加載位置為了用最少的加載車輛達(dá)到最大的荷載效率，

8、理論上應(yīng)是對(duì)于每一種測(cè)量項(xiàng)目都要在最不利加載位置上加載，但這樣會(huì)使加載工況太多而試驗(yàn)時(shí)間太長。為縮短試驗(yàn)時(shí)間，應(yīng)對(duì)加載工況進(jìn)行適當(dāng)合并，每一加載工況依某一測(cè)量項(xiàng)目為主，兼顧其他測(cè)量項(xiàng)目，縱向按8種加載位置布置加載測(cè)量：（1）按100m跨系桿拱拱頂截面正彎矩最不利位置偏心布載；（2）按100m跨系桿拱1/4跨截面正彎矩最不利位置偏心布載；（3）按100m跨系桿拱拱腳截面負(fù)彎矩最不利位置偏心布載；（4）按60m跨系桿拱拱頂截面正彎矩最不利位置偏心布載；（5）按60m跨系桿拱1/4跨截面正彎矩最不利位置偏心布載；（6）按60m跨系桿拱拱腳截面負(fù)彎矩最不利位置偏心布載；（7）按中墩懸臂斷根部最大負(fù)彎矩

9、最不利位置偏心布載；（8）按中墩懸臂斷根部最大負(fù)彎矩最不利位置對(duì)稱布載；上述位置的橫向和縱向排列位置見圖4-圖9。圖4 橫向加載載位圖圖5 拱頂截面正彎矩最不利縱向加載載位圖圖6 1/4跨截面正彎矩最不利縱向加載載位圖圖7拱頂截面負(fù)彎矩最不利縱向加載載位圖圖8 中墩懸臂斷根部最大負(fù)彎矩最不利縱向加載載位圖（偏載）圖9 中墩懸臂斷根部最大負(fù)彎矩最不利縱向加載載位圖（對(duì)稱）2荷載分級(jí)試驗(yàn)首先進(jìn)行預(yù)加荷載，以確保各儀器設(shè)備的正常工作。然后將荷載從小到大進(jìn)行施加，試驗(yàn)加載分6級(jí)加載，分三級(jí)卸載。分級(jí)荷載的施加需要在結(jié)構(gòu)變形穩(wěn)定的條件下進(jìn)行，試驗(yàn)擬以結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)的變形為穩(wěn)定控制標(biāo)準(zhǔn)。即在結(jié)構(gòu)變形相對(duì)穩(wěn)定后

10、進(jìn)入下一個(gè)荷載階段，即要求在同一級(jí)荷載內(nèi)，結(jié)構(gòu)在最后5分鐘內(nèi)的變位增量小于前一個(gè)5分鐘內(nèi)變位增量的15%，則認(rèn)為結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。在每級(jí)加載或卸載完成后，數(shù)據(jù)穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)。全部測(cè)點(diǎn)在加載開始前均進(jìn)行零級(jí)荷載的讀數(shù)。以后每次加載或卸載后立即讀數(shù)一次；并在結(jié)構(gòu)變位穩(wěn)定后，進(jìn)入下一級(jí)荷載前再讀數(shù)一次。只有結(jié)構(gòu)變位最大的測(cè)點(diǎn)，需每隔5分鐘讀數(shù)一次，以觀測(cè)結(jié)構(gòu)變位是否達(dá)到穩(wěn)定，以確保結(jié)構(gòu)內(nèi)力的充分調(diào)整和結(jié)構(gòu)變形的充分，最大限度體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力反應(yīng)。3終止試驗(yàn)加載條件為確保試驗(yàn)加載的安全，在試驗(yàn)過程中發(fā)生下列情況時(shí)應(yīng)中途終止加載：（1）控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)力值已達(dá)到或超過用彈性理論按規(guī)范安全條件反算的控制應(yīng)

11、力值時(shí)；（2）控制測(cè)點(diǎn)撓度超過規(guī)范允許值時(shí)；（3）由于加載，使結(jié)構(gòu)裂縫長度、寬度急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)，縫寬超過允許值的裂縫大量增多，對(duì)結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大的影響時(shí)；（4）發(fā)生其他損壞，影響橋梁承載能力或正常使用時(shí)。六、參加試驗(yàn)人員為提高試驗(yàn)工作效率，確保本次檢測(cè)項(xiàng)目按質(zhì)按量完成，根據(jù)我中心的質(zhì)量管理手冊(cè)的有關(guān)規(guī)定，本次試驗(yàn)成立項(xiàng)目組，配備了合理的人員結(jié)構(gòu)，具有一批素質(zhì)高技術(shù)熟練的工程人員現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)負(fù)責(zé)，同時(shí)專項(xiàng)檢測(cè)人員都是經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練和具有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人才。所投入的檢測(cè)工程技術(shù)人員情況見表10。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人王強(qiáng)后勤保障組黎志新計(jì)算分析組王建民檢測(cè)工作組王強(qiáng)許肇峰王利君王賢基鄒孟義趙書

12、成李劍圖10 博羅大橋主橋施工監(jiān)控項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)圖表1 本項(xiàng)目主要人員情況表序號(hào)姓 名學(xué) 歷職 稱本項(xiàng)目擔(dān)任職務(wù)1王 強(qiáng)博士高級(jí)工程師項(xiàng)目負(fù)責(zé)人2王建民博士工程師負(fù)責(zé)計(jì)算分析3王利君碩士工程師負(fù)責(zé)專項(xiàng)檢測(cè)4許肇峰碩士工程師負(fù)責(zé)專項(xiàng)檢測(cè)5王賢基碩士工程師負(fù)責(zé)專項(xiàng)檢測(cè)6趙書成本科工程師負(fù)責(zé)專項(xiàng)檢測(cè)7李 劍本科工程師負(fù)責(zé)專項(xiàng)檢測(cè)8鄒孟義本科工程師電氣安全保障負(fù)責(zé)七、試驗(yàn)設(shè)備表2 擬投入本項(xiàng)目的檢查檢測(cè)設(shè)備儀器清單 序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)數(shù)量主要技術(shù)指標(biāo)用途1千分表01mm10個(gè)精度0.001mm裂縫寬度測(cè)試2振弦式應(yīng)變傳感器（包括數(shù)據(jù)線和采集卡）ROCTECK20個(gè)精度1應(yīng)變測(cè)試3手持式溫度計(jì)-2080

13、1個(gè)分辨率0.1環(huán)境溫度測(cè)試4電子水準(zhǔn)儀天寶1臺(tái)精度0.01mm橋面變形撓度測(cè)試5精密銦鋼尺M(jìn)K-II2把2m橋面變形撓度測(cè)試6刻度放大鏡JC4-10型1個(gè)精度0.005mm結(jié)構(gòu)裂縫寬度測(cè)試7裂縫塞尺STC-0012把0.02mm1mm結(jié)構(gòu)裂縫寬度測(cè)試8卷尺-3把0-3m結(jié)構(gòu)裂縫測(cè)量、放樣9鋼尺-2把0-60cm結(jié)構(gòu)裂縫測(cè)量、放樣10數(shù)碼相機(jī)SONY2臺(tái)102476810筆記本電腦1臺(tái)數(shù)據(jù)整理及結(jié)構(gòu)分析11對(duì)講機(jī)MOTLORA7臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)指揮通訊12手電筒、探照燈等7把試驗(yàn)照明13加速度傳感器5個(gè)動(dòng)載試驗(yàn)14橋檢車1臺(tái)試驗(yàn)布點(diǎn)15人字梯1架梁底布點(diǎn)16撓度測(cè)點(diǎn)錐40個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)17502膠（或AB膠

14、）粘貼應(yīng)變計(jì)18打磨機(jī)八、安全措施由于試驗(yàn)是在夜間進(jìn)行，所以安全工作尤為重要。試驗(yàn)準(zhǔn)備階段和試驗(yàn)期間應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1燈光照明要充分，在需要作業(yè)操作的地方都應(yīng)布置燈光照明。2在用橋梁檢測(cè)車在梁底布點(diǎn)時(shí)，操作人員應(yīng)戴安全帽。3加載過程中，不參與加載指揮的人員應(yīng)靠近非加載側(cè)站立，并注意避開車輛的行駛方向。九、試驗(yàn)費(fèi)用概算表3 橋梁荷載試驗(yàn)費(fèi)用表序號(hào)名稱數(shù)量單價(jià)合計(jì)(萬元)備注1測(cè)試費(fèi)60m+100m（2孔）50m 5萬每增1m 800元19.24拱橋(舊橋加30%)2結(jié)構(gòu)分析費(fèi)/5.03孔連拱整體分析3加載車臺(tái)班費(fèi)32臺(tái)班2500元/臺(tái)8.04汽車臺(tái)班費(fèi)2臺(tái)500元/天0.505天5支架搭設(shè)費(fèi)用2片拱肋6000元/片1.2拱肋最高大19.0m6消耗材料3.0測(cè)點(diǎn)設(shè)置等消耗材料、儀器折