1、 1 广州 经济技术开发区 宏明路跨南岗河桥 加固检测方案 工程名称： 宏明路跨南岗河桥 委托单位： 广州开发区政府投资建设项目管理中心 检测 内容：静动载试验 二一 四 年 十 月 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 2 目 录 1 工程概况 .3 1.1 桥梁概述 .3 1.2 工程背景 .4 2 试验检测依据 .4 3 试验检测方案 .5 3.1 试验目的 .5 3.2 试验内容 .5 4 中幅静载试验实施方案 .5 4.1 静载试验实施方案 .5 4.2 动载试验实施方案 .8 5 左幅静载试验实施方案 . 11 5.1 静载试验实施方案 . 11 5.2 动载试验实施方案
2、 .15 6 右幅静载试验实施方案 .17 6.1 静载试验实施方案 .17 6.2 动载试验实施方案 .21 附件 1 试验计划及工作安排 .24 附件 2：宏明路跨南岗河桥检测项目半封闭作业交通 布置图 .25 附件 3：宏明路跨南岗河桥检测项目全封闭作业交通 布置图 .26 附件 4：工作量清单 及报价 .27 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 3 广州 经济技术开发区 宏明路跨南岗河桥 加固检测方案 1 工程概况 1.1 桥梁概述 宏明路跨南岗河桥 位于广州经济技 术开发区东区，该桥分左中右三幅，全长53.20m，跨径组合 316.00m，桥面宽度为 0.66m（栏杆）
3、+5.06m（人行道） +4.24m（非机动车道） +2.04m（花坛） +16.48m（行车道） +2.06m（花坛） +4.50m（非机动车道） +5.44m（人行道） +0.20m（栏杆） =40.68m。上部结构为钢筋混凝土预制空心板梁（其中每孔左幅 11 片、中幅 16 片、右幅 10 片 +1 水管 ）；下部结构为埋置式桥台、桩柱式墩，板式橡胶支座 。水泥混凝土桥面铺装，伸缩缝为简易伸缩缝和橡胶伸缩缝。 该桥 平、 立面及 主要 断面 见 图 1.1 1.3 所示。 2 13 03x16.00 m宏明路西 开创大道试验跨图 1.1 宏明路跨南岗河桥 立面图 （ 单位： cm） 1#
4、 墩 0# 台人行道东鹏大道非机动车道花坛人行道非机动车道花坛3# 台 2# 墩开创大道424204164820645050666544201600 1600 1600图 1.2 宏明路跨南岗河桥 平面图 （ 单位： cm） 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 4 15#14#13#12#11#10#9#8#7#6#5#4#3#2#1# 16# 9#8#7#6#5#4#3#2#1# 10#水管10#9#8#7#6#5#4#3#2# 11#1#左幅 中幅 右幅5 1.03m=5. 15m 6 1.03m=6. 18m0.60 m16 1.03m=16. 48m 1.60 m 10 1
5、.03= 10.30m线槽图 1.3 宏明路跨南岗河桥 横 断面图 1.2 工程背景 出口加工区内黄埔海关货检场建设工程将年内投入使用， 宏明路跨南岗河桥作为 该货检场最主要的交通通道，根据黄埔海关提供的数据，该货检场主要通行车辆为 40t 60t（含车重），最高载重吨位 的重型车辆 110t，与 桥梁荷载 挂 -120级标准 作用效应相当 ， 目前该桥 设计 荷载标准为 汽车 -20，挂车 -100， 部分荷载作用效应已超出该桥的设计 荷载 作用 效应 ，需对该桥进行加固改造，按照 荷载等级挂 -120 标准对 宏明路跨南岗河桥 进行检测，为加固改造提供依据。 图 1.4 宏明路跨南岗河桥
6、地理位置图 2 试验 检测 依据 （ 1） 广东省标准城市桥梁检测技术标准 （ DBJ/T 15-87-2011） ； （ 2）工程测量规范（ GB50026-2007） ; （ 3） 城市桥梁设计规范 （ CJJ11-2011） 。 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 5 3 试验 检测方案 3.1 试验目的 用科学的方法对该桥进行全面的病害普查，对重点 部位进行无损检测，调查桥梁当前存在的缺陷、病害 及 程度，了解桥梁结 构当前的材质状况 及各技术参数 ，通过动静载试验测定结构的应变、位移、裂缝等技术指标，结合定期检测、无损检测、荷载试验结果， 确定 该桥是否满足货检 场的车辆
7、（ 4060t、最高 载重 110t）的通行要求 ， 为 桥梁改造设置货检场货检车辆专用道提供依据 。 3.2 试验内容 因未能收集该桥 的 设计及 竣工资料， 如只 采用静、动载试验的方式进行验证 ，得到某种荷载作用下桥梁的力学性能， 无 足够 证据 支撑 该桥 是否 能够 提高荷载标准， 需 对桥梁进行全面的数据复原工作 ，以便准确评价桥梁真实的工作状态 ， 其检测工作应 包 含 各部位结构的尺寸、钢筋、预应力 钢筋布置情况、混凝土强度、病害情况和其他技术参数 的检测 ，考虑检测项目的难易程度和检测手段，建议先进行荷载试验，待桥梁是采用加固改造方案或拆除重建方案后，再开展 针对 桥梁其他
8、参数的 检测 。 4 中幅 静载试验实施方案 4.1 静载试验 实施方案 4.1.1 有限元计算 本次试验为 基本 荷载试验，根据 广东省标准城市桥梁检测技术标准 的要求，桥梁的静力试验按荷载效率 来确定试验的最大荷载。静力荷载效率 的计算公式为： d tSS式中： tS 试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值； dS 设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值； 设计取用的 动力 系数。 取值在 0.95 1.05之间。试验时用若干台汽车作为 等效 荷载 ，并 分级加载。 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 6 采用 MIDAS/Civil 2012 通用有限元软件建立
9、宏明路跨南岗河桥 中幅桥 的 空间 有限元模型， 尺寸严格按照实际结构模拟， 模型共划分为 个 557 节点和 814 个空间梁 单元 ，采用该模型进行试验荷载内力、试验荷载反应和自振特性的分析计算 。 有限元模型见 图 4.1，设计 荷载作用下的控制截面弯矩见 表 4.1。 图 4.1 有限元模型 表 4.1 控制截面 内力值及加载效率 控制截面 挂 -120 控制弯矩（ kN.m） 试验荷载弯矩计算值（ kN.m） 城 -A 加载效率 单片梁跨中最大弯矩 484 463 95.6% 4.1.2 加载方案设计 本次试验的具体测试内容 见 表 4.2所示。 本桥需要 4辆重约 350kN的重车
10、，试验荷载各工况载位 的 布置如图 4.2所示，图中 位置 尺寸均以前后轴车轮 的 中线为标注点。 表 4.2 试验工况 工况 试验目的 加载 载位 测试内容 一 使 1#空心板跨中 截面最大正弯矩 达到加载效率 载位 1： 号加载车； 载位 2： +号加载车； 载位 3： + +号加载车； 卸载。 梁体 变形 ； 控制截面应变； 裂缝观测； 残余挠度及应变。 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 7 1#墩 0#台人行道东鹏大道 21跨中31跨中线130 175 175 130 3803805025060250非机动车道花坛人行道非机动车道花坛3#台 2#墩开创大道图 4.2 载位
11、布置图 4.1.3 试验程序控制 1、 加载方式为单次逐级递加，直 至 最大荷载， 分 三 级加载，一级卸载 。 2、 静力试验检测拟选择在气温变化不大、结构温度趋于稳定的夜间进行。 3、 试验加载程序如下： 加载汽车过地磅称重后，在被测试桥跨以外停放 ， 待一切工作安排就绪，各试验量测仪表读数调零，进行第一次空载读数。 正式实施试验加载，试验加载采用分阶段、分级加载程序进行。具体为： 1级加载、 2级加载、 3级加载、卸载 ，见表 4.2所述 。 每级加载车辆停稳后，结构在最后 5分钟内的变形增量小于前一个 5分钟内变位增量的 15%，或小于量测仪器的最小分辨值时，则认为结 构变位达到相对稳
12、定，此时计录仪器读数，然后进入下一个加载阶段，重复以上过程。 若加载过程中，发生下列情况之一时应中途终止加载： （ 1）控制测点应力或内力值超过计算值，并且达到或超过按规范安全条件要求反算的控制应力或内力值时； 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 8 （ 2）控制测点变位，如箱梁竖向挠度等，超过设计允许值时； （ 3）结构构件出现受力损伤或局部发生损坏，影响桥梁承载能力和正常使用时。 4.1.4 挠度测点布置 变形测点布置在测试梁体的跨中 底面及支座处， 在试验桥 跨 梁底跨中 共设置14 个挠度测点 ，具体布置情况见图 4.3。 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 1
13、 0 # 1 1 #1# 1 2 # 1 3 # 1 4 # 1 5 # 1 6 #D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D 1 0 D 1 1 D 1 2 D 1 3 D 1 4 图 4.3 挠 度及变形测点布置图 4.1.5 应变测点布置 应变测点 布置在控制 截面上 ， 采用钢弦应变计，由 DT85G 数据采集系统测量应变 ， 应变测试断面 空心板底面 ，合计共 14 个测点， 具体布置见图 4.4。 2# 3# 4# 5# 6# 7# 8# 9# 1 0 # 1 1 #1# 1 2 # 1 3 # 1 4 # 1 5 # 1 6 #1# 2# 3# 4# 5# 6# 7
14、# 8# 9# 1 0 # 1 1 # 1 2 # 1 3 # 1 4 # 图 4.4 应变测点布置图 4.2 动载试验实施方案 4.2.1 试验 内容 及测点布置 （ 1） 地脉动试验：在 环境 激振情况下，测定桥跨结构微幅振动响应。 （ 2）跳车试验： 用一辆 350kN(专家组长建议采用 200KN)的汽车 从约 15高的 垫块上后轮自由下落进行激励， 使桥梁产生自由振动， 量测桥梁的 固有频率 及冲击系数 。 （ 3）无障碍行车试验：在桥面无任何障碍的情况下，用 1辆重车以 10、 20、30、 40的 速度匀速 通过桥跨结构，测定桥跨结构的 固有频率 。 传 感器测点布置见图 4.1
15、 所示。 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 9 2# 1#3#L/43L/41#墩 0#台人行道东鹏大道跨中跨中线非机动车道花坛人行道非机动车道花坛3#台 2#墩开创大道图 4.1 宏明路跨南岗河桥 中幅 动载试验测点布置图 4.2.2 动载试验 测试方法 （ 1）桥跨结构测点振动 响应 ，采用速度传感器，配 DASP数据采集分析系统、便携计算机记录输出信号，并可实时进行频域、时域处理与分析。 （ 2） 为保证数据的准确性，保证信号完整，测记长度足够。根据该桥的特点，环境随机激振，响应测记时间应不小于 30分钟。 4.2.3 动 力特性计算 表 4.1 自振特性理论计算结果 阶数 一 阶 二 阶 三 阶 自振 频率 (Hz) 6.3736 8.0403 11.7353 振型 对称竖弯 横向扭转 横向 扭转 图 4.2 一阶振型图 广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案 10 图 4.3 二阶振型图 图 4.4 三阶振型图
