广州经济技术开发区宏明路跨南岗河桥加固检测方案

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目 录1工程概况31.1 桥梁概述31.2 工程背景42 试验检测依据43 试验检测方案53.1 试验目的53.2 试验内容54 中幅静载试验实施方案54.1 静载试验实施方案54.2 动载试验实施方案85 左幅静载试验实施方案115.1 静载试验实施方案115.2 动载试验实施方案156 右幅静载试验实施方案176.1 静载试验实施方案176.2 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）+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1.11.3所示。图1.1 宏明路跨南岗河桥立面图（单位：cm）图1.2 宏明路跨南岗河桥平面图（单位：cm）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40t60t（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）。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（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：式中： 试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；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0.951.05之间。试验时用若干台汽车作为等效荷载，并分级加载。采用MIDAS/Civil 2012通用有限元软件建立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48446395.6%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，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。图4.2 载位布置图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：l 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。l 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。l 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。l 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；（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。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。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所示。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)6.37368.040311.7353振型对称竖弯横向扭转横向扭转图4.2 一阶振型图图4.3 二阶振型图图4.4 三阶振型图5 左幅静载试验实施方案5.1 静载试验实施方案5.1.1 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：式中： 试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；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0.951.05之间。试验时用若干台汽车作为等效荷载，并分级加载。采用MIDAS/Civil 2012通用有限元软件建立宏明路跨南岗河桥左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187节点和346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5.1，设计荷载作用下的控制截面弯矩见表5.1。图5.1 有限元模型表5.1 控制截面内力值及加载效率控制截面控制弯矩（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21520997.2%5.1.2 加载方案设计本次试验的具体测试内容见表5.2所示。本桥需要2辆重约350kN的重车，试验荷载各工况载位的布置如图5.2所示，图中位置尺寸均以前后轴车轮的中线为标注点。表5.2 试验工况工况试验目的加载载位测试内容一使8#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。（a）载位1（b）载位2（c）载位3图5.2 载位布置图5.1.3 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：l 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。l 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5.2所述。l 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。l 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；（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。5.1.4 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11个挠度测点，具体布置情况见图5.3。图5.3 挠度及变形测点布置图5.1.5 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11个测点，具体布置见图5.4。图5.4 应变测点布置图5.2 动载试验实施方案5.2.1 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5.1所示。图5.1 宏明路跨南岗河桥左幅动载试验测点布置图5.2.2 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。5.2.3 动力特性计算表5.1 自振特性理论计算结果阶数一阶二阶三阶自振频率(Hz)6.26458.904712.1996振型对称竖弯横向扭转横向扭转图5.2 一阶振型图图5.3 二阶振型图图5.4 三阶振型图6 右幅静载试验实施方案6.1 静载试验实施方案6.1.1 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：式中： 试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；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0.951.05之间。试验时用若干台汽车作为等效荷载，并分级加载。采用MIDAS/Civil 2012通用有限元软件建立宏明路跨南岗河桥左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180节点和313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6.1，设计荷载作用下的控制截面弯矩见表6.1。图6.1 有限元模型表6.1 控制截面内力值及加载效率控制截面控制弯矩（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23222797.8%6.1.2 加载方案设计本次试验的具体测试内容见表6.2所示。本桥需要2辆重约350kN的重车，试验荷载各工况载位的布置如图6.2所示，图中位置尺寸均以前后轴车轮的中线为标注点。表6.2 试验工况工况试验目的加载载位测试内容一使3#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。（a）载位 1（b）载位 2（c）载位 3图6.2 载位布置图6.1.3 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：l 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。l 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6.2所述。l 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。l 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；（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。6.1.4 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10个挠度测点，具体布置情况见图6.3。图6.3 挠度及变形测点布置图6.1.5 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10个测点，具体布置见图6.4。图6.4 应变测点布置图6.2 动载试验实施方案6.2.1 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6.1所示。图6.1 宏明路跨南岗河桥右幅动载试验测点布置图 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。 动力特性计算表6.1 自振特性理论计算结果阶数一阶二阶三阶自振频率(Hz)6.29779.392513.2065振型对称竖弯横向扭转横向扭转图6.2 一阶振型图图6.3 二阶振型图图6.4 三阶振型图附件1 试验计划及工作安排时间工作内容人员备注第一天上午进场，人员熟悉现场所有人员检查现场准备工作下午外观检查4人挠度、动载测点放样6人第二天上午下午外观检查4人左中右三幅截面应变测点放样、贴片6人晚上温度应变测量4人时间段20:0024:00第三天上午挠度测点布设4人车位放样4人下午加载车辆称重、就位2人17:00前准备好仪器调试、预压所有人员晚上左幅静载试验加载20:0024:00第四天下午加载车辆称重、就位2人仪器调试、预压所有人员晚上右幅静载试验加载20:0024:00第五天上午加载车辆称重、就位2人下午仪器调试、预压所有人员晚上中幅静载试验加载20:0024:00第六天上午/所有人员下午无、有障碍行车试验所有人员晚上脉动试验6人19:0022:00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图中部分标志说明：（1） 附设施工警示灯的护栏，（2）标志牌（3）旗手（执行交通疏导工作）（4）监控项目工作区，（5）可变信息标志牌（6）右道封闭标志（7）锥形交通路标。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图中部分标志说明：（1）可变信息标志牌（2）锥形交通路标。注：两岸桥头各安排2名工作人员进行交通疏导，考虑现场通行情况，可间隔1小时放行5分钟。附件4：工作量清单及报价序号单项名称数量单价费用（元）一桥梁结构外观质量状况检查（梁体、墩台、墩帽、支座普查）费用53.2m50元/m53.2501.8（车道系数）1.3（旧桥系数）=4788二无损检测费用1混凝土强度检测60测区150元/测区60150=90002混凝土碳化深度检测30测区30元/测区3030=9003钢筋保护层厚度检测60测区100元/测区60100=60004钢筋间距检测60测区150元/测区60150=90005钢筋直径检测60测区100元/测区60100=6000三荷载试验费用1空心板静载试验3孔35000元/孔350003=1150002空心板动力特性试验3孔15000元/孔150003=45000四其它费用1交通设施及安全维护费5天400元/天5400=20002辅助工等配合费4天150元/人天3人4150=18003桥梁检测车台班费5台班8000元/台班58000=400004一般工作用车台班费4台班550元/台班4550=2200三小计241868元费用总计小写：￥241868元；大写：贰拾肆万壹仟捌佰陆拾捌元整。收费依据或其它说明 1、第一项“桥梁结构外观质量状况检查”费用预算依据广东省物价局粤价函20121490号省物价局关于交通建设工程现场检测和工程材料试（检）验收费问题的复函附件1，按照其现场检测收费说明： 桥面宽度按单幅两车道计，超过（或不足）两车道的，各项基本费应按每增加（减少）一车道相应加收（减收）20%。 旧桥鉴定试验，各项基本费加收30%。 2、第二项“无损检测费用”依据粤价函20121490号文附件2； 3、第三1项4项“荷载费用”依据粤价函20121490号文附件1； 4、第四1项“交通设施及安全维护费”根据实际成本估算； 第四2项“辅助工等配合费”为现场检测时临时聘用人工费用； 第四3项“桥梁检测车台班费”依据粤价函20121490号文附件1； 第四4项“一般工作用车台班费” 依据粤价函20121490号文附件1；