东江大桥静载方案

博罗县罗浮山东江大桥静载试验方案
广东交通集团检测中心
二○○七年十月
广东交通集团检测中心广珠高速公路广珠段朗尾桥静载试验方案
目录
一、桥梁概况及试验目的 (1)
二、试验方案编制依据 (3)
三、测试内容 (3)
四、测点布置 (3)
五、试验荷载 (4)
六、参加试验人员 (7)
七、试验设备 (8)
八、安全措施 (9)
九、检测费用概算 (9)
十、需要委托方提供的协助工作 (10)
博罗县罗浮山东江大桥静载试验方案
一、桥梁概况及试验目的
博罗县罗浮山东江大桥位于石湾镇南端，南北向跨越东江，连接石湾镇和东莞石排镇，沟通广汕公路与东惠公路的联系，是该区域重要的交通枢纽。

该桥1999年1月竣工通车，按竣工图文件资料自东莞石排镇向石湾镇方向桥跨组合为8×16m+30m +（60m+100m+60m）+10×30m+（60m+100m+60m）+3×30m+3×16m+（9m+16m+9m）+17×16m，桥梁全长1346m，其中主航道桥220m，辅航道桥220m，引桥906m（图1）。

桥型布置为：主航道桥由一孔100m和二孔60m 的系杆拱组成（图2），辅航道桥由一孔100m和二孔60m的系杆拱组成；中引桥由10孔30m预应力T梁组成，东莞方向和石湾镇方向引桥分别由8孔16m简支T梁、一孔30m预应力T梁和二十一孔16m简支T梁、二孔9m空心板梁、3孔30m预应力T 梁组成。

由于本次试验对象为系杆拱桥，下面较为详细对系杆拱桥的概况进行介绍：
（1）系杆拱桥面全宽为26.0m：2.75（非机动车道）＋2.0（拱肋）＋7.95（机动车道）＋0.6m（中央分隔带）＋7.95（机动车道）＋0.5（防撞护栏）＋2.75（非机动车道）；引桥全宽为23.0m：2.75（非机动车道）＋0.5（防撞护栏）＋7.95（机动车道）＋0.6m（中央分隔带）＋7.95（机动车道）＋2.0（拱肋）＋2.75（非机动车道）。

（2）100m和60m跨系杆拱桥净矢跨比均为1/6。

100m跨系杆拱拱圈为箱形钢筋混凝土截面，高1.8m，宽1.5m，顶底板厚30cm，顶底板在拱脚附近加厚至40cm，跨中设两道一字风撑；60m跨系杆拱拱圈为箱形钢筋混凝土截面，高1.5m，宽1.5m，顶板厚23cm，底板厚20cm不设风撑。

系杆梁为预应力混凝土箱形截面，高2.2m，宽1.5m，在端部设横系梁将拱肋和系杆梁联系成整体。

桥面系为现浇预应力混凝土梁格体系。

吊杆纵向间距为5m，为标准强度1670MPa、54φ7高强平行钢丝，吊杆安全系数为3.0。

（3）系杆拱桥下部结构：中墩基础为6根直径1.5m的钻孔灌注桩，交界墩基础为6根直径1.5m的钻孔灌注桩，都是双排布置，按嵌岩桩设计；中墩墩身为大悬臂空心墩；墩身由下向上截面等厚由11.0m逐渐加宽至12.0m。

顺桥向墩身宽为4.0m，在墩帽顶加宽至4.5m；边墩采用薄壁实体墩身，顺桥向墩宽为1.0m。

2006年7月在对该桥进行日常检查中发现系杆拱桥中墩（10#、11#、231#、24#）墩帽盖梁出现较宽受力裂缝，严重影响结构安全。

为此业主委托专业检测机构进行了检测，
发现10#、11#、231#、24#在距离悬臂约6.8m处（墩顶空心变截面处）出现裂缝，裂缝沿墩顶贯通，并沿墩帽盖梁侧面斜向下（与侧向交角约15°）发展，一直延伸到盖梁变截面根部（高约2.0m处）；裂缝最大宽度约为4.0mm，裂缝上宽下窄，为受拉裂缝。

2007年5月广东省公路勘察设计院对系杆拱桥中墩墩帽盖梁进行了加固设计。

为检验加固竣工后桥梁的承载力是否满足设计要求和检验施工质量，进而对桥梁结构的静力特性现况进行充分了解，以确定该桥能否正常使用，有必要对该桥进行荷载加载试验。

图1 东江大桥概貌
图2 东江大桥主航道桥
二、试验方案编制依据
1．《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）
2．《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ004-85）
3．《公路桥梁承载能力检测评定规程》（报批稿）
4．《大跨径混凝土桥的试验方法》（交通部公路科学研究所等1982）
5、《公路旧桥承载能力鉴定方法》（交通部公路局1988）
6．博罗县罗浮山东江大桥竣工资料
7．《罗浮山东江大桥检测报告》（广东省公路工程质量监测站，2006.7）
8．博罗县罗浮山东江大桥维修加固工程施工图完善设计文件（广东省公路勘察规划设计院，2007.5）
三、测试内容
1．主要构件控制截面在试验荷载下的应力测定；
2．拱顶、1/4拱跨和3/8拱跨截面以及中墩盖梁悬臂端部在试验荷载下的挠度测定；
3．控制截面裂缝开展情况。

四、测点布置
测点主要布置在控制截面上。

系杆拱的控制截面为拱脚截面、1/4跨截面和拱顶截面；系杆拱桥中墩控制截面为盖梁悬臂端根部和端部。

1．应变测点
1）系杆拱拱肋的应变测点布置在拱肋上、下缘上；
2）中墩盖梁悬臂根部的应变测点布置在盖梁顶面和侧面，顶面布置两个测点；每一侧面等间距布置6个测点。

2．挠度测点
1）挠度测点布置在系杆拱拱肋1/4跨截面和拱顶截面上；
2）中墩盖梁悬臂部分的挠度测点布置在悬臂端部。

测点布置如图3所示。

挠度测点
应变测点
应变片
拱肋截面
图3 控制截面测点布置图
五、试验荷载
1．加载位置
为了用最少的加载车辆达到最大的荷载效率，理论上应是对于每一种测量项目都要在最不利加载位置上加载，但这样会使加载工况太多而试验时间太长。

为缩短试验时间，应对加载工况进行适当合并，每一加载工况依某一测量项目为主，兼顾其他测量项目，纵向按8种加载位置布置加载测量：
（1）按100m 跨系杆拱拱顶截面正弯矩最不利位置偏心布载； （2）按100m 跨系杆拱1/4跨截面正弯矩最不利位置偏心布载； （3）按100m 跨系杆拱拱脚截面负弯矩最不利位置偏心布载； （4）按60m 跨系杆拱拱顶截面正弯矩最不利位置偏心布载； （5）按60m 跨系杆拱1/4跨截面正弯矩最不利位置偏心布载； （6）按60m 跨系杆拱拱脚截面负弯矩最不利位置偏心布载； （7）按中墩悬臂断根部最大负弯矩最不利位置偏心布载； （8）按中墩悬臂断根部最大负弯矩最不利位置对称布载； 上述位置的横向和纵向排列位置见图4-图9。

横向偏心加载载位
横向对称加载载位
图4 横向加载载位图
L/4L/23L/4图5 拱顶截面正弯矩最不利纵向加载载位图
L/4L/23L/4图6 1/4跨截面正弯矩最不利纵向加载载位图
L/23L/4 L/4
图7拱顶截面负弯矩最不利纵向加载载位图
L/2
3L/4
L/4
L/4
L/2
3L/4图8 中墩悬臂断根部最大负弯矩最不利纵向加载载位图（偏载）
L/2
3L/4
L/4
L/4
L/2
3L/4图9 中墩悬臂断根部最大负弯矩最不利纵向加载载位图（对称）
2．荷载分级
试验首先进行预加荷载，以确保各仪器设备的正常工作。

然后将荷载从小到大进行施加，试验加载分6级加载，分三级卸载。

分级荷载的施加需要在结构变形稳定的条件下进行，试验拟以结构关键点的变形为稳定控制标准。

即在结构变形相对稳定后进入下一个荷载阶段，即要求在同一级荷载内，结构在最后5分钟内的变位增量小于前一个5分钟内变位增量的15%，则认为结构变位达到相对稳定。

在每级加载或卸载完成后，数据稳定后进行读数。

全部测点在加载开始前均进行零级荷载的读数。

以后每次加载或卸载后立即读数一次；并在结构变位稳定后，进入下一级荷载前再读数一次。

只有结构变位最大的测点，需每隔5分钟读数一次，以观测结构变位是否达到稳定，以确保结构内力的充分调整和结构变形的充分，最大限度体现结构的实际受力反应。

3．终止试验加载条件
为确保试验加载的安全，在试验过程中发生下列情况时应中途终止加载：
（1）控制测点应力值已达到或超过用弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时； （2）控制测点挠度超过规范允许值时；
（3）由于加载，使结构裂缝长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，缝宽超过允许
值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成较大的影响时；
（4）发生其他损坏，影响桥梁承载能力或正常使用时。

六、参加试验人员
为提高试验工作效率，确保本次检测项目按质按量完成，根据我中心的《质量管理手册》的有关规定，本次试验成立项目组，配备了合理的人员结构，具有一批素质高技术熟练的工程人员现场技术负责，同时专项检测人员都是经过专业训练和具有一定实践经验的专业技术人才。

所投入的检测工程技术人员情况见表10。

图10 博罗大桥主桥施工监控项目组织机构图
表1 本项目主要人员情况表
七、试验设备
表2 拟投入本项目的检查检测设备仪器清单
八、安全措施
由于试验是在夜间进行，所以安全工作尤为重要。

试验准备阶段和试验期间应注意以下几点：
1．灯光照明要充分，在需要作业操作的地方都应布置灯光照明。

2．在用桥梁检测车在梁底布点时，操作人员应戴安全帽。

3．加载过程中，不参与加载指挥的人员应靠近非加载侧站立，并注意避开车辆的行驶方向。

九、试验费用概算
表3 桥梁荷载试验费用表
十、需要委托方提供的协助工作
1．提供该桥的设计和竣工资料，近期的试验检测资料；
2．负责试验期间桥梁的交通封闭工作；
3．拱肋布点测点布设，需业主搭设攀登设施以拱布点。