浙江省庆元县城东大桥技术状况、荷载试验、承载能力评定

张应迁 2017年7月20日浏览：1780

目录 .......................................................................................................... 2

第1 章桥梁概况 .......................................................................................... 3

1.1 主要技术指标 ................................................................................... 4

第2 章桥梁检测评定目的、意义与依据 ....................................................... 5

2.1 检测目的、意义 ................................................................................ 5

2.2 检测依据 .......................................................................................... 7

第3 章桥梁检测内容及仪器 ......................................................................... 8

3.1 外观检测 .......................................................................................... 8

3.2 静载荷载试验 ................................................................................... 8

3.3 动载荷载试验 ................................................................................... 8

3.4 使用仪器 .......................................................................................... 8

第4 章桥梁外观检查结果 .......................................................................... 10

4.1 桥面线形测量 ................................................................................. 10

4.2 拱轴线形的测量 .............................................................................. 12

4.3 钢管拱检测 ..................................................................................... 13

4.4 吊杆拉力测定 ................................................................................. 15

第5 章荷载试验实施 ................................................................................. 18

5.1 引言 ............................................................................................... 18

5.2 测试方案 ........................................................................................ 19

5.3 荷载试验计算 ................................................................................. 20

5.4 加载工况及试验程序....................................................................... 22

5.5 加载车技术参数 .............................................................................. 23

5.6 车辆详细布载 ................................................................................. 24

5.7 试验结果及分析 .............................................................................. 27

5.8 自振特性测试 ................................................................................. 42

第6 章结论 ............................................................................................ 49

附图：部分现场试验照片 ............................................................................ 50

第1章桥梁概况

庆元县城东大桥位于城区西侧，跨越县松源溪水。主桥为20+80+20 米的中承式钢管混凝土系杆拱桥，计算跨径l=80.0m，计算矢高为20.0m，主跨拱肋矢跨比为1/4，拱肋钢管采用Q345C 钢板，系杆和横梁混凝土标号为30 号，

拱肋钢管内混凝土标号为C40。受浙江庆元县城市建设发展有限责任公司的委托，湖南科技大学（湖南科大工程检测中心）承担庆元县城东大桥的荷载试验检测工作。2013 年1 月26 日进场， 2013 年1 月28 日完成现场测试， 2013 年

2 月28 日完成资料处理和报告编制。庆元县城东大桥照片如图1-1 所示。

图1- 1 桥梁照片

1.1 主要技术指标

1 设计行车速度： 30km/h。

2 设计荷载：公路Ⅱ 级，人群荷载4.0kN/㎡。

3 桥面宽度：行车道宽9.0 米，两侧各设2.5 米宽人行道（不包括拱肋宽度和栏杆），全宽14.5 米。

4 水位标准：50 年一遇洪水位为359.02 米；控制景观水位为354.9 米；桥下无航净空要求。

5 桥梁坡度：桥面纵坡：双向1.05%，竖曲线半径R=4000m， E=0.22m，T=42m；横坡：车行道双向1.5%，人行道单向1.5%。

6 地震烈度：地震基本烈度Ⅵ 度。

7 桥梁设计基准期为100 年，桥梁工作环境为Ⅰ 类，桥梁安全等级：一级。

8 桥梁混凝土耐久性设计要求，根据桥梁所处环境不同，各部位混凝土耐久性基本参数要求见施工图。

9 过桥管线：两根DN500 供水管， 2 根PVC 七孔蜂窝管及8 孔电力电缆管线均设置在两侧人行道板底下，具体详见施工图。

第2章桥梁检测评定目的、意义与依据

2.1 检测目的、意义

1 了解桥梁结构的实际运营状况，判断实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能。

2 了解桥梁墩台冲刷情况，判断墩台的安全性。

3 了解桥梁线形变化情况，砼开裂情况，为桥梁的使用，维修和加固提供必要的依据。

4 了解因桥梁施工引起河道的变迁情况以及净空的变化情况，为管养工作提供技术资料。

5 了解桥头引道的构造及其与桥梁衔接的工作情况。

6 了解桥梁的整体刚度和局部强度情况。

7 通过现场荷载实验得到桥梁在实际荷载作用下的响应，与评估结果进行校验，并根据荷载试验结果重新对桥梁进行系统评定。

图2 - 1 承载能力评定流程

2.2 检测依据

本次检测主要依据现行国家技术标准、部颁标准及相关技术规范、规程及

大桥设计文件中采用的标准进行，同时执行了城东大桥检测方案，具体包括：

1. 《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)；

2. 《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ 2-2008

3. 《公路桥梁养护规范》（JTG H11-2004）；

4. 《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21： 2000）；

5. 《混凝土强度检验评定标准》（GBJ107-87）；

6. 《建筑结构检测技术标准》 GB/T 50344-2004

7. 《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（ JTJ/T23-2001）；

8. 《公路工程质量检验评定标准》（ JTG F80/1-2004）；

9. 《混凝土结构试验方法标准》(GB 50152-1992)；

10. 《大跨径混凝土桥梁试验方法》，公路科学研究所， 1982 年；

11. 《工程测量规范》（ GB50026-2007）

12. 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规》（ JTG D62-2004）；

13. 《公路工程技术标准》（ JTG B01-2003）；

14. 交通部《公路桥涵施工技术规范》（ JTJ041-2000）。

15. 《公路桥梁技术状况评定技术规程》2011 等。

16. 城东大桥施工设计图

第3章桥梁检测内容及仪器

本次检测主要包括三方面的内容：全桥外观检测、静载试验检测和动载试验检测。

3.1 外观检测

1、表观缺陷检查；

2、混凝土强度检测；

3、钢筋保护层厚度检测。

3.2 静载荷载试验

1、检验拱肋结构最大正、负弯矩截面正截面强度；

2、检验拱肋结构最大挠度控制截面竖向刚度；

3、检验拱肋结构最大轴力截面正截面强度；

4、检验横梁结构最大正弯矩截面正截面强度；

3.3 动载荷载试验

（ 1）结构振动的最大振幅值maxA,对数衰减率δ与阻尼比ζ；

（ 2）结构振型的测定，结构的固有频率f0；

（ 3）汽车不同运行速度时的冲击系数μ。

3.4 使用仪器

第4章桥梁外观检查结果

4.1 桥面线形测量

采用精密水准仪对桥面标高进行测量（测点布置如图4-1 所示），分别测得桥面上游、中线和下游靠近路缘石的桥面标高，并绘制桥面线形曲线。

根据桥梁常规检测和结构检测的技术状况，对结构进行合理的刚度、强度折减，建立计算模型，计算在设计荷载作用下的安全性能。结合常规检测和结构检测的结果进行结构承载力评定。

结论：由表4-1 和上图4-2 可以看出桥面位于一个竖曲线线上，桥面的纵坡基本处于±1%之内，两侧桥面横坡明显呈内八字的横坡，而且跟成桥设计标高大致相同。

4.2 拱轴线形的测量

本次桥检测中采用了激光断面仪测量拱轴线形，在测得拱轴线各点坐标后，拟合出各跨悬链线方程或抛物线方程，作为结构分析依据。具体测量结果如下图4-3~图4-5 所示。

4.3 钢管拱检测

根据本桥钢管拱的特点，对钢管拱的检测工作包括以下方面：

（ 1）钢管混凝土拱无损检测和外观检测，重点检测钢管混凝土的密实度。

（ 2）钢管油漆外观检测。

测点布置：城东大桥拱肋均为矩形钢管混凝土结构，钢管外径高为1600mm、宽为800mm。根据《公路桥梁技术状况评定技术规程》本次城东大桥拱脚、拱肋的1/4 跨、拱顶及拱肋的3/4 跨作为超声波抽检区域，拱肋钢管混凝土检测区域位置见图4-6。在每个检测区域，在钢管上相距300mm 与焊缝平行划出a、b、c3 条环带，并在每条环带上径向布置3 对超声测点，及每个抽检区域布置超声波测点9 对。超声波钢管径向测点布置见图4-7。

超声波检测数据的处理结果见表4-2

钢管混凝土拱混凝土密实度检测结果分析：

（ 1）本次共抽检拱肋钢管混凝土10 个部位，共布置测点90 对，大部分测点信号正常。正常信号的超声测点78 对，占全部测点总数的86.7%。在这些测点中，若各项声学参数正常，表面钢管混凝土拱肋里面混凝土密实。

（ 2）在信号非正常测点的钢管混凝土外壁用小锤敲击检验，在拱肋的上部有空壳回声，表明此处钢管混凝土拱肋局部有轻微脱空。

4.4 吊杆拉力测定

城东大桥的吊杆拉力测定工作是在全桥封闭交通的情况下利用外力激振的方法进行测量。吊杆拉力计算值是利用测试分析得到的各吊杆的自振频率、吊杆的刚度以及约束条件来确定每一根吊杆的恒载拉力。由于外界环境与仪器的不确定因素，本次测量得到的吊杆拉力与实际有一定的误差。为了测量方便，对城东大桥的吊杆进行标号，详细见图4-8。