报告山咀载6月

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《报告山咀载6月》

简介:

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1、本报告每页都应盖有“检测专用章”或“骑缝章”,否则视为无效2、复制报告未重新加盖“检测专用章”或“骑缝章”无效3、报告无检测、审核、批准人签字无效4、报告涂改无效,部分提供和部分复制检测报告无效检测单位:北京中交华联科技发展有限公通信地址:北京市朝阳区大屯路风林西奥中心B15层 话:(010) 真:(010)山咀桥荷载试验报项目成员: 报告执笔: 报告审核: 报告批准北京中交华联科技发展有限公20131215检测单位:北京中交华联科技发展有限公 —1、《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2、《公路桥涵养护规范》(JTG H11-3、《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-4、《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-5、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》(YC4-6、《公路工程技术标准》(JTG B01-2003)。一、荷载试验结论山咀桥为空腹式石拱桥,总长为 128.00m、桥跨组合 5×20.00m,面积43.1%,说明该桥加固后承载能力有大幅度二、建议123456检测 批准TOC \o "1-2" \h \z \u  一、项目背  工程概  加固技术简  加固前荷载试验概  二、荷载试验目  三、荷载试验内  四、荷载试验依  五、试验组织及仪器设  六、静载试验方  计算模  测试工况及测试截面位  测点位置及编  试验荷  加载位  试验加载程序及原  七、静载试验结  工况一:拱顶最大正弯矩试验结果分  工况二:1/4L 最大正弯矩试验结果分  工况三:拱脚最大负弯矩试验结果分  八、结构加固前后试验结果对比及评  九、结论及建  静载试验结  建 山咀桥荷载试验报一、项目背工程概山咀桥为 X223 线在内蒙古松山区境内的一座空腹式石拱桥,中心桩号 k193+948.00。该桥建于上世纪 70 年代,跨径组合为 520m,下部结构为石砌重力式墩台。山咀桥梁总长 128.00mL0=20.00m f0=2.30m,矢跨比 f0L0=1/870,主拱拱圈宽度 8.50m,截面高度为 0.80m,桥面总宽 10.00m,面积 1152.00m², 上跨河道, 双向两车道。山咀桥桥面铺装类型为钢筋混凝土桥面。桥梁地理位置图见图 11, 桥梁立面图见图 12 示, 桥面图见图 13 示。加固技术简2012 年 8 月由北京中交路通科技发展有限公司对该桥进行了加固,加固项目为:主拱圈、拱脚、腹拱用增设碳纤维筋喷涂高强聚合物砂浆的方式进行碳纤维筋加固;对全桥开裂、脱落的砌缝采用低压灌注水泥浆的方法进行在进行封闭,以增强结构的整体性和受力均匀性 ;重做桥面铺装,在拱上填料上部现浇钢筋混凝桥面板,并设置钢筋混凝土防撞护栏,且在桥梁两端安装 C80 型钢伸缩缝。加固前荷载试验概2012 年 7 月由中冶建筑研究总院有限公司建筑工程检测中心对该桥进行了加固前的静载试验,以便与加固后静载试验数据进行对比,验证加固效果。加固前试验结果如下:山咀桥加固前试验跨拱顶及拱脚截面在试验荷载作用下,各测点应变校验系数大于 1,相对残余应变均大于 20%。在挠度测量中, 各测点残余变位均大于 20%,不满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》的要求,分析认为拱顶截面横向贯穿裂缝过大引起截面刚度严重退化,主梁处于非弹性工作。试验加载过程中, 各试验控制截面未观察到肉眼能见新增裂缝。总体评价结构变形规律和应变状态、结构强度、刚度及抗裂性不满足设计荷载标准要求, 不能满足公路— II 级荷载要求。1-1 地理位置1-2 立面1-3 桥面东 西1-4 桥梁立面位0#台、1#墩、2#墩、3#墩、4#墩、5#1跨、2跨、3跨、4跨、51#腹拱、2#腹拱、3#26#腹拱。图1-5 主拱圈横断面 单位二、荷载试验目受赤峰市公路管理处委托,我单位组织人员对 加固后的山咀桥进行了静载试验,以检验该桥结构补强效果,通过荷载试验对比桥梁加固前后的各项指标(裂缝、应变、挠度), 掌握加固后桥梁承载能力的提升幅度,判断其承载能力是否能够满足设计荷载等级要求,为山咀桥的养护管理提供依据。三、荷载试验内桥梁静力荷载试验,主要是通过测量桥梁结构在静力试验荷载作用下的变形和内力,用以确定桥梁在加固后结构的承载能力提升幅度与设计期望值是否相符。它是检验桥梁结构实际工作性能,如结构的强度、刚度等的最直接和最有效的手段和方法。本次试验主要对以下参数进行测试:拱圈挠度变化;控制截面应变变化;拱脚水平位移、关键截面上裂缝观测等。四、荷载试验依1、《公路桥梁技术状况评定标准》 JTGT H21-2011);2、《公路桥涵养护规范》JTG H112004);3、《公路桥梁承载能力检测评定规程》 (JTGT J212011);4、《公路桥涵设计通用规范》 (JTGD602004);5、《公路圬工桥涵设计规范》 JTG D612005;6、《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》 JTG 02285;7、《大跨径混凝土桥梁的试验方法》 (YC41982;8、《公路工程技术标准》JTG B012003)五、试验组织及仪器设1、人员组成为保证荷载试验工作顺利、优质的完成,北京中交华联科技发展有限公司专门组织有经验的工程师和技术人员成立试验小组,具体人员组成见表 5-1。5-1 山咀桥荷载试验工程技术人员组1234567892、仪器设备结合本项目的检测内容, 投入本项目的主要设备如下表 52 示:5-2 试验仪器设备及性能指序仪器设备名型编设备精12—340.01 56—图5-1 裂缝观测 图5-2 钢 图5-3 动静态采集系 图5-4 百分六、静载试验方计算模静载试验加载采用桥梁博士 V3.0”和“MIDAS Civil 2006进行计算,结构计算各项参数如下:截面材料:块 材料容重:25 KN/m弹性模量:6.3KN/m 截面面积:6.8 m26.1-1 石拱拱圈理论计算模6.1-2 拱圈在汽车荷载下最大内力6.1-3 拱圈在汽车荷载下轴力测试工况及测试截面位为能有效的验证加固效果,此次加固后静载试验试验跨的选择与加固前的静载试验跨一致。试验测试跨为东侧第一跨,该跨在加固前拱顶出现横向裂缝,病害相对于其他四跨最为严重,选择该跨做为静载试验测试跨最有代表性。根据本桥结构特点, 本次静载试验主要设置以下工况进行数据测试:工况一:第 1 跨拱顶最大正弯矩工况。顺桥向按跨中位置最大正应变、挠度最不利位置布载, 横桥向对称布载。工况二:第 1 L/4 最大正弯矩工况。顺桥向按 L4 位置最大正应变和挠度最不利位置布载, 横桥向对称布载。工况三:第 1跨拱脚最大负弯矩工况。顺桥向按拱脚最大负弯矩最不利位置布载, 横桥向对称布载。由于该桥较窄, 设计活载下各截面偏载和中载最大内力值相差较小,所以对该桥只进行对称布载测试。各工况的具体测试内容为: 拱顶测试跨中截面处的挠度和应变, L/ 4测试该截面处的挠度和应变,拱脚测试拱脚截面处应变,并观察在试验荷载作用下有无裂缝产生及裂缝开裂情况, 具体位置见图 6.21。1# 0#6.2-1 试验跨及测试截面示意图 单位测点位置及编为了能有效的测试和说明该桥的实际工作性能,有序的对各部位各项指标进行测量及统计分析,需对桥梁各关键截面进行合理的应变及挠度测点布置和对测点进行编号。测点具体位置和编号见图 6.3- 1~6.3-4,见表 6.31。左 右侧6.3-1 各截面应变测点横向布置图 单位0# 1#6.3-2 应变测点纵向布置图 单位左 右侧6.3-3 各截面挠度、位移测点横向布置图 单位0# 1#序测点编测点截面位测点横桥向说1序测点编测点截面位测点横桥向说123L1/4 4L1/4 50#60#试验荷本次试验采用两辆三轴自卸汽车进行试验加载,为使在主要截面产生的效应达到设计荷载在同一截面产生控制效应的 0.95~1.05倍,理论计算确定试验车重, 具体加载试验车辆见下表。6.4-1 加载车辆情况车前中轴a中后轴b后轮总重加载车轴距及轮距如图 6.4-1 所示。bacbac6.4-1 加载汽车轴距、轮距示意图(单位加载位该桥各工况加载车加载平面位置如下图所示:00116.5-1 工况I级加001216.5-2 工况一第Ⅱ级加0012316.5-3 工况一第Ⅲ级加00116.5-4 工况I级加001216.5-5 工况二第Ⅱ级加0011326.5-6 工况二第Ⅲ级加00116.5-7 工况三第Ⅰ级加01216.5-8 工况三第Ⅱ级加0012316.5-9 工况三第Ⅲ级加该桥各工况加载车横桥向加载位置如下图所示:左 右侧桥面中心6.5-10 对称加载工况车辆横桥向布置位试验加载程序及原试验加载程该桥静力荷载加载的试验程序见下表。6.6.1-1 桥梁静载试验加载程序序荷载位测试内12341/4L5671、为了使结构进入正常的工作状态, 在进行正式加载试验前, 用一辆试验车在试验跨跨中部位进行 2~3 次横桥向对称的反复预加载;2、预加载卸至零荷载, 并在结构得到充分的零荷载恢复后, 进入正式加载试验。正式加载试验按加载工况序号进行,完成一个序号的加载工况, 在结构得到充分的零荷载恢复后, 再进入下一个序号的加载工况。静力试验原1、试验时间原则上应选择在气温变化不大于 2℃和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行,本桥选择在夜间进行。正式加载前,用试验最大加载量 50%的荷载对试验孔跨中截面进行预加载,并检验测试组织及仪表是否处于正常工作状态。2、持荷时间主要取决于结构变位达到相对稳定的时间,只有结构变位达到相对稳定,才能进入下一加载阶段。同一级荷载内,当结构在最后五分钟内的变位增量小于前一个五分钟增量的 15%或小于测量仪器的最小分辨率值时,即认为结构变位达到相对稳定。3、数据读取全部测点在加载开始前均应进行零级荷载的读数,以后每级加载或卸载后应立即读数一次; 在结构变位达到相对稳定后、进入下一级荷载前,再读数一次。4、加载的中止⑴ 控制测点应力值已达到或超过弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值时;⑵ 控制测点变位(或挠度超过规范允许值时;⑶ 由于加载使结构裂缝长度、宽度急剧增加, 新裂缝大量出现, 宽度超出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;⑷ 发生其它破坏, 如拱脚处填土拱起、拱圈砌块崩裂、变形过大并超过规范允许值等影响桥梁承载能力或正常使用时。七、静载试验结工况一:拱顶最大正弯矩试验结果分荷载效7.1.1-1 试验加载效应及荷载效率荷载分加载加载弯控制弯荷载效11应变测试结★主要测点应变实测值与计算值关系7.1.2-1 为测试截面各关键测点的实测值与理论值关系曲线。表7.1.21 为测试截面各关键测点的实测值与理论值。001应变实测 应变理论微应微应001应变实测 应变001应变实测 应变理论表7.1.2- 拱顶主要应变测点实测值与理论值对比编初123载位荷载效00中000由图表中可以看到,各主要测点应变实测值线性关系较好,说明拱圈处于弹性变形阶段, 实测值均小于理论值。★主要测点应变测点校验系数7.1.2-3 拱顶主要测点应变测试工正弯矩对称加载工测点编实测值理论值校验系残余值由上述应变测试结果可以看出,在试验荷载作用下,该桥拱圈拱顶实测应变与理论应变相比, 实测应变值小于理论应变值, 校验系数最大为 0.94,残余值均小于实测值 20%,说明结构加固后拱顶截面承载能力满足设计要求。挠度测试结★挠度实测值与计算值关系6.12 为测试截面挠度测点的实测值与理论值关系曲线。表 7.1.3拱顶中拱顶中点挠度随荷载效率变化曲01-----荷载效挠度实测 挠度理论挠度挠挠度拱顶左侧挠度随荷载效率变化曲0拱顶左侧挠度随荷载效率变化曲01-----荷载效挠度实测 挠度理论表 7.1.3-2 拱顶主要挠度测点实测值与理论值对比编初123载位荷载效00中000由图表中可以看到,各主要测点挠度实测值线性关系较好,说明拱圈处于弹性变形阶段, 实测值均小于理论计算值。★主要挠度测点校验系数7.1.3.-3 拱顶主要测点挠度测试工正弯矩中心加载工测点编实测理论校验系残余由以上各挠度图表可以看出,试验荷载下各试验跨挠度变化规律与理论一致,实测挠度与理论挠度相比,实测挠度值均小于理论挠度值,校验系数最大为 0.84,各测点残余值均小于实测值 20%,说明结构加固后拱顶截面结构刚度好于理论状况。工况二:1/4L 最大正弯矩试验结果分荷载效7.2.1-1 试验加载效应及荷载效荷载分加载加载弯控制弯荷载效11213应变测试结★主要测点应变实测值与计算值关系7.2.2-1 为测试截面各关键测点的实测值与理论值关系曲线。表000000应微微应001应变实测 应变理论编初12001应变实测 应变理论编初12300中000由图表中可以看到,各主要测点应变实测值线性关系较好,说明拱圈处于弹性变形阶段, 实测值均小于理论值。★主要应变测点校验系数表7.2.2- 1/4L主要测点应变测试工1/4L 最大正弯矩对称加载工测点编实测理论校验系残余1/4L左侧挠度随荷载效率变化曲1/4L左侧挠度随荷载效率变化曲01-----荷载效挠度实测 挠度理论挠度挠度测试结★挠度实测值与计算值关系7.2.3-1 为测试截面挠度测点的实测值与理论值关系曲线。表1/4L中点挠度随荷1/4L中点挠度随荷载效率变化曲01-----荷载效挠度实测 挠度理论挠度位初123载位荷载效00位初123载位荷载效00中000由图表中可以看到,各主要测点挠度实测值线性关系较好,说明拱圈处于弹性变形阶段, 实测值均小于理论计算值。★主要挠度测点校验系数表7.2.3.- 1/4L主要测点挠度测试工1/4L 最大正弯矩对称加载工测点编实测理论校验系残余由以上各挠度图表可以看出,试验荷载下各试验跨挠度变化规律与理论一致,实测挠度与理论挠度相比,实测挠度值均小于理论挠度值,校验系数最大为 0.64,各测点残余值均小于实测值 20%,说明结构加固后 14L截面结构刚度好于理论状况。工况三:拱脚最大负弯矩试验结果分荷载效7.3.1-1 试验加载效应及荷载效荷载分加载加载弯控制弯荷载效11213微应微应应变微应微应★主要测点应变实测值与计算值关系7.3.2-1 为测试截面各关键测点的实测值与理论值关系曲线。表00001应变实测 应变理论001001应变实测 应变理论表 7.3.2-2 拱脚主要应变测点实测值与理论值对比初123载位00中初123载位0000由图表中可以看到,各主要测点应变实测值线性关系较好,说明拱圈处于弹性变形阶段, 实测值均小于理论值。★主要应变测点校验系数7.3.2-3 拱脚主要测点应变测试工负弯矩中心加载工测点编实测理论校验系残余由上述应变测试结果可以看出,在试验荷载作用下,该桥控制断面实测应变与理论应变相比, 实测应变值小于理论应变值, 校验系数最大为 0.79,各测点残余值均小于实测值 20%,说明该桥结构加固后拱脚截面承载能力满足设计要求。八、结构加固前后试验结果对比及该桥于 2012 7 月进行了加固前的静载试验, 为验证该桥的加固效果, 以下对该桥加固前后的试验数据进行对比与分析。★校验系数评定校验系数即指某一测点的实测值与相应分析值的比值:η=S 实测/S 理论。在同一荷载作用下实测值与分析值应接近;当 η<1 时,表明结构的工作性能较好,满足使用要求;当 η>1 时,表明结构工作性能较差,应根据实际情况降级使用, 限速限载并进行加固或改建。表 8-1 各控制截面加固前后挠度效验系数对比工测项校验系变化幅度加固加固应变挠度1/4L 最

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