金山大桥荷载试验方案

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1、320国道上海金山大桥荷载试验方案中国建筑科学研究院上海分院二○一○年五月金山大桥荷载试验方案1工程概况金山大桥位于320国道上海市境内，跨越黄浦江支流的掘石港河道。主桥为43.4＋66+43.4三跨预应力混凝土变截面连续梁，采用双箱单室结构。桥梁全宽为22.5m，箱梁底宽6.5m，两侧各悬出3.25m，两箱间距3m，顶板厚0.26m，底板厚0.2~0.46m，腹板厚0.34m。其主桥纵向布置图及剖面图如图1-2所示。主桥箱梁仅设置纵向预应力束，但为加强横向刚度，在两箱间设置0.2m厚横隔板，全桥共7处；同时箱内在中墩及边墩处均设置隔墙。连续梁体原设计混凝土强度等级

2、为40号。桥梁侧视图如图1所示。桥面设置双向通行四个机动车道，宽度为2×7.5m；两侧人行道及栏杆宽度各为3.5+0.25=3.75m。桥梁原设计荷载等级为汽车－超20级，挂车－120，人群荷载为3.0kN/m2。该桥建于1990年，由于桥梁使用过程中梁体出现大量裂缝，且主要是腹板出现斜裂缝；2005年至2007年间经多次检测，梁体混凝土强度等级为C30左右，且桥梁超载情况严重，经验算部分截面抗剪不能满足相关规范及使用要求。该桥将于2010年6月初完成加固。主要对该桥腹板内侧进行加厚处理，并在加厚层内设置竖向预应力筋；对腹板斜裂缝进行封闭并在外侧粘贴碳纤维布；对原桥

3、面铺装层凿除后重新铺设添加聚丙烯纤维的混凝土以利受力。为了检验该桥维修加固的效果，受该桥管理部门上海市市管公路署委托进行荷载试验。图1-1金山大桥主桥侧视图-13-金山大桥荷载试验方案图1-2金山大桥主桥剖面图2试验依据此次荷载试验，主要参照的依据为：⑴《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）；⑵《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ023-85）；⑶《公路旧桥承载能力鉴定方法》（试行1988）；⑷《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）；⑸《混凝土结构试验方法标准》(GB50152-92)；⑹《工程测量规范》（GB50026-2007

4、）；⑺委托书、合同及该桥原设计施工图、加固设计施工图等；参考交通部颁发《公路旧桥承载能力鉴定方法》（试行1988）规定的评价指标和有关理论计算资料对试验观测结果进行分析评定。3试验目的通过对该桥的加载试验，得到桥跨结构控制截面应力、挠度及裂缝等指标，以达到以下目的：⑴检验桥跨结构的变形及应力是否满足设计的要求，并结合理论计算分析结果，科学评定桥梁结构目前的技术状态是否满足加固设计要求。⑵寻求桥梁整体结构的变形规律，了解结构的实际受力状况和工作状况，为日后桥梁营运、养护及管理提供科学依据。⑶为评价桥梁加固后的技术状况积累基础资料。4试验内容根据委托方及设计方的意见，试

5、验内容为桥梁静荷载试验及主梁自振测试，拟进行以下内容：⑴静载试验-13-金山大桥荷载试验方案①主桥控制截面在试验荷载作用下的应变（应力）；②主桥控制截面在试验荷载作用下的挠度；③在最大剪力工况下腹板最大主拉应变。⑵主梁自振频率测试5静载试验方案5.1控制截面及测点布置根据桥梁结构形式及活载等方面的因素来确定试验桥跨位置、数量及测点布置。本次荷载试验，选择中跨及一侧边跨进行；由于该桥下箱体人孔位于东边跨近中支座处，如下图5.1-1所示，故选择东边跨进行测试。图5.1-1金山大桥桥下东边跨（近中支座处）根据桥梁的受力特点选择桥梁试验桥跨受力最不利的截面作为控制截面，控制

6、截面具体位置见图5.1-2，分别为中跨跨中截面J1、边跨中部（偏端部）截面J2（具体位置根据计算分析）、中支座截面J3、中跨近支座位置截面J4（最大主拉应力位置，具体位置根据计算分析）。各控制截面的监测内容见表5.2，其对应各截面的测点布置见图5.1-3~图5.1-6。桥梁挠度测点布置见图5.1-2。-13-金山大桥荷载试验方案图5.1-2控制截面位置及挠度测点布置图（单位：cm）-13-金山大桥荷载试验方案图5.1-3J1截面测点布置图图5.1-4J2截面测点布置图图5.1-5J3截面测点布置图图5.1-6J4截面测点布置图说明：1.应变测点，水准挠度测点。2.J

7、4截面应变粘贴注意方向；混凝土表面应变采用应变计与应变片结合测量；碳纤维表面采用应变片测量。在J3截面近支座0.6m处增加6、8两测点。3.图中阴影区域为腹板内侧壁后加混凝土区域；粗线为粘贴碳纤维。-13-金山大桥荷载试验方案5.2试验工况及测试内容由于本桥采用双箱单室结构形式，两箱体间有少量横隔板连接，且顶板连接为一体；考虑两箱体间的横向连接，本次试验将进行横向偏载加载，对两箱体控制截面的测点将以偏载加载侧为主，但两箱体同时进行读数。本次试验将选择南幅箱梁为偏载加载侧，并主要进行应变采集；对J1～J4测试截面分别进行偏载加载各工况试验，各个测试截面试验工况具体