简支拱桥荷载试验方案

新建铁路赣州至韶关线

DK132+946.325大水坝大桥88m简支拱桥

荷载试验方案

北京铁科工程检测中心

2011年11月

目录

一、概况 (3)

1.1 桥梁概况 (3)

1.2 加固概况 (4)

二、检测依据 (6)

三、检测思路 (7)

四、外观检查、检测内容 (7)

4.1 外观检查内容 (7)

4.2 无损检测内容 (8)

4.2.1 混凝土强度测试.................................................. 错误!未定义书签。

4.2.2 钢管混凝土密实度检测...................................... 错误!未定义书签。

五、静载试验内容 (8)

5.1 拱肋、系梁的线形测试 (8)

5.2 拱肋、系梁测试 (9)

5.2.1 测试截面 (9)

5.2.2 测点布置 (9)

5.2.3 测试工况 (11)

六、动载试验内容 (11)

七、需配合的工作 (15)

新建铁路赣州至韶关线

DK132+946.325大水坝大桥88m简支拱桥荷载试验方案

一、概况

1.1 桥梁概况

新建铁路赣韶线赣州至韶关铁路工程中DK132+946.325大水坝大桥主桥为88.0m单线简支钢管拱，为跨越在建赣韶高速公路而设。

该桥桥孔布置为1-88m简支拱梁，全长91.2m（含两侧梁端至支座中心各1.60m），挡碴墙内侧净宽4.46m。拱肋采用钢管混凝土哑铃形拱，拱管直径1.0m，管壁厚16mm，拱肋矢高17.6m，矢跨比1/5，拱管内灌注C50补偿收缩混凝土。拱轴线采用二次抛物线，上下拱管之间设置腹腔，腹腔宽0.60m，壁厚20mm，在腹腔内吊杆位置处设置φ800×16mm钢管，其余位置处间隔两米左右设置φ560×12mm钢管。腹腔内不灌注混凝土，两拱肋中心距8.6m，拱肋之间的横向风撑采用φ850×14mm的钢管，斜向风撑采用φ700×14mm的钢管，中间设三道一字形横撑，两端各设两道K形横撑；梁上吊点间距5.5m，全桥共设13对吊杆。系梁按整体箱梁布置，采用单箱双室预应力混凝土箱形截面，顶宽10.2m，梁高2.5m。底板厚度为30cm，顶板厚度为35cm，边腹板厚度为160cm，中腹板厚度为30cm。横桥向，底板在两侧2.4m范围内上抬0.8m。吊点处设横梁，横梁厚度为0.4m。

本桥采用支架现浇施工。施工过程为：搭设支架，进行预压——施工系梁和拱脚——达到强度后张拉第一批预应力——在系梁上搭设支架架设拱肋——对拱肋支架进行脱架——顶升上管混凝土——顶升下管混凝土——安装吊杆并

施加初张力——张拉第二批预应力——拆除系梁支架——二次调整吊杆力——二期恒载——成桥运营。

1.2 加固概况

由于施工单位擅自更改施工顺序，2011年10月22日在没有安装吊杆的前提下开始拆除梁底支架，10月23日下午16时系梁底部支架失稳，梁体最大下沉量达70.1cm，拱肋最大上拱19cm，系梁底板及腹板出现裂缝，裂缝宽度基本在0.75mm以下，四个拱脚均出现多条斜向裂纹，拱脚砼与钢管拱连接处弧形钢板已开裂，裂缝宽度约25mm，纵向支座和活动支座分别移动10cm和6cm。

梁体发生下沉后，业主召开专家会讨论处理方案，按照《大水坝大桥系杆拱系梁变形处理会议纪要》的要求，施工单位于2010年11月14日左右完成了原有支架的加固，临时吊索的安装、预紧，原有支架的更换，梁体的顶升复位，顶升后，系梁留存5～8MPa压应力。系梁裂缝大部分已闭合，跨中处截面裂缝局部不能完全闭合，拱脚宽度小于0.1mm的裂缝闭合后已基本不可见。除在每个拱脚弧形板处存在两条较宽的裂缝（裂缝宽度在0.6mm以内，长度小于50cm 外），拱脚其它裂缝均已闭合，纵向支座和活动支座分别回位7.7cm和7.2cm。在安装完永久吊索后，又进行了该桥的加固工作。整个加固工作包括以下几方面的内容：

1）系梁加固。在系梁底板顶面植筋，绑扎钢筋网，浇筑50cm厚混凝土并张拉10束17-7φ5的钢绞线，设计张拉应力为1302MPa。

2）拱脚加固。加大拱脚结构尺寸，高度方向增加99cm，横桥向外侧加厚50cm，原拱脚圆弧植筋，绑扎钢筋网，张拉横向预应力（φ25mm预应力混凝土

用螺纹钢筋）。拱脚内侧及顶面贴钢板，拱脚外侧包钢板。

3）修补结构表面裂缝。对顶升复位后未闭合的系梁和拱脚裂缝进行处理。

4）钢管与混凝土脱开问题，建议有资质及经验的监测单位对全桥拱肋逐一检测，施工单位根据检测结果须对拱肋脱空部位进行压浆处理，确保拱肋内混凝土密实。

5）对吊杆与钢套管相接触，要求调整吊杆状态，确保原设计减震器能够放置进去。

照片1.1 桥梁概貌（顶梁前）

照片1.2 桥梁概貌（顶梁后）

图1.1 桥型布置示意图

图1.2 典型截面示意图

二、检测依据

本次桥梁检测工作依据或参考以下规范和文件进行：

1）《铁路桥梁检定规范》（铁运函[2004]120号）

2）《大跨径混凝土桥梁的试验方法》

3）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）

4）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）5）《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005）

6）《铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB10415-2003）

7）《铁路桥涵施工规范》（TB 10203-2002）

8）新建铁路赣州至韶关线DK132+946.325大水坝大桥88m简支拱桥设计施工图

9）新建铁路赣州至韶关线DK132+946.325大水坝大桥88m简支拱桥系梁及拱脚加固设计图

三、检测思路

根据该桥施工中出现的病害情况，本次检测思路如下：

1）外观检查、检测：对全桥进行外观检查，调查病害处理后桥梁的外观状况，为后期荷载试验方案的制定提供依据；

2）静载试验：主要对系梁、拱肋、拱脚、吊杆等主要构件的受力及变形进行测试，评价其在后期运营活载作用下的受力状态；

3）动载试验：本次仅进行模态测试，分析评价该桥的整体工作状态；

4）综合评价：通过以上测试工作，分析评价该桥受力是否满足规范要求。

四、外观检查、检测内容

4.1 外观检查内容

本桥的外观检查主要包括以下几方面内容：

1）系梁的外观检查：对加固后系梁箱内、箱外的表观状况进行检查，了解系梁表面裂缝的封闭情况，新增混凝土的表观状况，新增预应力锚头的表观状况等；

2）拱肋的外观检查：对钢管拱肋表观进行检查，检查其表面是否有异常开裂、表面涂装层的状况等；

3）拱脚的检查：检查拱脚加固后的表观状况，是否存在异常变形、开裂等