二桥维修工程竣工验收桥梁检测试验投标文件.docx

1、二桥维修工程竣工验收桥梁检测试验投标文件 二桥维修工程竣工验收桥梁检测试验投 标 文 件一、检测方案11桥梁概述11.1 设计概述11.2 维修概述22试验目的73试验依据74静载试验84.1 试验荷载及加载方式84.2 应力测量94.3 位移测试224.4 体外预应力测试234.5 碳纤维布、钢板工作状态监测264.6 静载试验工况265动载试验315.1 脉动试验315.2 强迫振动试验335.3 跳车试验345.4 刹车试验355.5 动载试验系统356荷载试验进度计划357荷载试验组织机构368安全保障体系及环保措施368.1 结构安全保障368.2 试验车辆及人员安全368.3 试验

2、设备的安全368.4 环保措施368.5 试验配合379试验仪器设备38二、投标单位资质证书39三、拟为本项目设立的组织机构52四、本单位从事过的类似工程项目业绩61一、检测方案1. 桥梁概述1.1 设计概述武汉长江二桥位于武汉长江大桥下游约6.8公里处，是武汉市跨越长江连接汉口与武昌的一座特大型城市桥梁。该桥于1995年竣工通车。1997年荣获“鲁班奖”，同时获铁道部科学进步奖特别奖。设计荷载等级汽车超20，挂车120，重车用挂车220验算，人群按3.5KN/m设计。主桥设六车道23m，左右两幅，两侧设1.5m宽人行道。桥面净宽（1.5+23+1.5）m，两侧各设栏杆宽0.25m，全宽26.

3、5m。正桥和武昌侧引桥桥型及跨径组成依次为：（1） （760）m预应力混凝土连续梁（汉口侧连续梁）（2） （83+130+125）m预应力混凝土刚构（汉口侧刚构）（3） （125+130+83）m预应力混凝土刚构（武昌侧刚构）（4） （65+125+65）m预应力混凝土连续梁（南岸跨武北车站）武汉长江二桥正桥连续梁及刚构总宽26.4m，全断面为直腹式双箱单室，按桥梁中心线对称布置，中间有50cm宽的后浇合拢带。两箱室净距6m，箱室底宽6.8m，顶板按双向1.5横坡布置。1）连续梁760m预应力混凝土连续梁，位于汉口岸侧，一端与刚构相邻，一端与桥头建筑0台相邻。除4墩为固定支座外，其余均为活动支

4、座。武汉长江二桥武昌岸（南岸）引桥65+125+65m三跨预应力连续箱梁，一端与正桥83+130+125m刚构相邻，一端在19#墩与831.5m连续梁连接，除18#墩为固定支座外，其余均为活动支座。全断面为两片分离的直腹式单箱单室，按桥梁中心线对称布置。2）连续刚构预应力混凝土刚构为单腿刚构，全桥共两联，以斜拉桥跨为中心对称布置于汉口、武昌两侧。汉口岸刚构跨径组合为83m130m125m，位于710墩间，单腿位于9墩，箱梁在10墩附近支撑于斜拉桥主梁的5m悬臂牛腿上；武昌岸刚构跨径组合为125m130m83m，位于1316墩间，在13墩附近支撑于斜拉桥主梁的5m悬臂牛腿上，单腿位于14墩。正桥

5、桥形及结构图见图1-1，武昌岸引桥桥形及结构图见图1-2。1.2 维修概述 本次维修加固的主要处理措施为：（1）灌浆、封缝；（2）增设体外预应力束；（3）粘贴碳纤维布；（4）粘贴钢板；（5）增设劲性骨架；（6）支座维护；（7）钢筋露筋、钢筋锈蚀及其他施工缺陷处理，其中（1）、（6）和（7）按现场情况处理，（2）全桥布置，（3）、（4）和（5）具体维修方案详见表1-1。表1-1 全桥维修范围桥桥跨(3)粘贴碳纤维布(4)粘贴钢板(5)增设劲性骨架760m连续梁10#台50m范围内底板底部支点20m范围内腹板内外全桥2每跨跨中30m范围内底板底部345677#墩50m范围内底板底部汉口侧刚构83m

6、1、7#支点55m范围内底板底部 2、8#支点16m范围内腹板内外1、7#支点38.25m内腹板内外2、7#支点6m内顶板下缘3、8#支点下游37.45m内腹板内外130m1、8#支点30.2m内腹板内外 2、9#支点39.95m内腹板内外125m1、10#支点80m内底板底部 2、9#支点40m内腹板内侧1、隔板附近35.6m内腹板内外2、10#墩20.3m内腹板内外3、8#、9#墩横隔板两侧125m跨中隔板至梁端（10#墩）武昌侧刚构83m16#支点55m内底板底部16#支点38.25m内腹板内外130m125m13#支点80m内底板底部1、中隔板35.6m内腹板内外 2、13#支点20.

7、3m内腹板内外125m跨中隔板至梁端（13#墩）桥桥跨(3)粘贴碳纤维布(4)粘贴钢板(5)增设劲性骨架武昌岸引桥汉口侧65m跨16#支点9.5m37.5m腹板内外125m跨中78m内底板底部两支点20m36m腹板内外全跨武昌侧65m跨19#支点9.537.5m腹板内外由于武汉二桥交通量较大，建成以来一直超负荷运营使用，使得桥梁刚度和承载能力有不同程度下降，因此于2007年对该桥进行了维修加固。为检验维修效果，需进行全桥荷载试验来检定。本次荷载试验范围包括760m连续梁、2联83+130+125m连续刚构、65+125+65m南岸跨武北车站连续梁。图1-1 正桥结构立面、断面图图1-2 武昌岸

8、引桥立面、断面图2.试验目的（1）检验正桥连续刚构、连续梁及武昌岸连续梁维修设计与施工质量，确定工程的可靠性，为竣工验收提供技术依据。（2）直接了解维修后桥跨结构的实际工作状态，判断实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能。（3）验证维修设计理论、计算方法和维修设计中的各种假定的正确性与合理性，为设计积累科学资料。（4）通过动力试验了解桥跨结构的固有振动特性以及其在长期使用荷载阶段的动力性能。（5）通过荷载试验，建立桥梁“指纹”档案，为将来桥梁养护、维修提供相关资料。3.试验依据（1）大跨径混凝土桥梁的试验方法 （2）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥梁设计规范(JTJ 023-85) （3

9、）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D622004）（4）城市道路设计规范CJJ37-19（5）城市桥梁设计准则CJJll-93（6）城市桥梁设计荷载标准CJJ77-98（7）混凝土结构工程施工质量验收规范(GB50204-2002)（8）公路桥梁承载能力评定规范（报批稿）（9）武汉长江二桥正桥维修工程施工图 中铁大桥勘测设计院有限公司（10）武汉长江二桥引桥维修工程施工图 中铁大桥勘测设计院有限公司4.静载试验4.1 试验荷载及加载方式4.1.1静载试验基本原则静载试验采用三轴载重汽车（重300KN）加载，三轴载重汽车轴重、轴距及平面布置见图4-1（若试验现场不具备上述标准车

10、辆，可用其他载重的汽车进行等效加载），试验各工况下所需加载车辆的数量和轮位布置，将根据设计标准活荷载产生的某工况下的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得：式中，静力试验荷载效率Sstate试验荷载作用下，某工况最大计算效应值S设计标准活荷载不计冲击作用时产生的某试验工况的最不利计算效应值(1+)设计计算取用的动力增大系数试验荷载采用内力等效的原则计算，使试验荷载效率满足上述规定，具体轮位布置按照各断面在最不利荷载作用下的有限元静力分析结果确定。图4-1 加载汽车轴重、轴距及平面图4.1.2 试验荷载试验荷载拟采用的试验汽车在轮距、轴重、轮压方面模拟设计标准荷载，并不致对桥梁结构产生超出设计范

11、围的局部荷载。试验前对每辆加载车进行配重，并对每辆车称重编号。4.1.3 加载方式对试验荷载应分级施加，以测试荷载与结构变形的关系以及防止桥梁结构意外损伤。一般将荷载按加载汽车数量分为34级，具体分级在试验实施细则中确定。荷载逐级递加，达到最大荷载后一次卸载。加载试验每工况重复至少一次。试验前在桥面预先画出轮位，加载时汽车应准确就位，卸载时车辆应退出结构试验影响区，车速不大于5公里/小时。每次加载或卸载的持续时间取决于结构变位达到稳定标准所需的时间。试验时取数个关键测点，监测其测读数，只有该级荷载阶段内结构变位相对稳定后才能进入下一个荷载阶段。全部测点在每次加载或卸载后立即读数一次，并在结构变

12、位稳定后进入下一级荷载前再读数一次。对本试验可选跨中断面挠度测点每2分钟读数一次和关键应力测点连续监测，以观测结构变位是否达到稳定。一旦结构变位达到稳定，测读完各测点读数后即可进入下一级加载。4.1.4 静载试验的终止结构控制断面的变位或应力，如果在未加到预计的最大试验荷载前，提前达到或超过设计标准的容许值，或者，在最大正（负）弯矩断面的顶、底板，在最大剪力断面的腹板上出现开裂现象、体外索转向架出现异常位移等情况应立即停止加载。4.2 应力测量应力测试的目的是通过测试梁体和加固结构在试验荷载作用下应力增量的大小，直接了解结构的实际工作状态。在选定的1/4跨径、跨中及墩顶负弯矩断面布置测点，测试

13、在各工况试验汽车荷载作用下测点应力。在支点旁腹板变厚度断面布置应变花测点，测试在试验汽车荷载作用下腹板剪应力和主拉应力。针对具体维修措施，为检验其对桥梁的加固成果，各工况断面应力测试包括以下内容:(1) 箱梁断面混凝土应力测试，掌握维修加固后断面整体刚度和受力性能，检测裂缝灌浆封闭处理的效果；(2) 断面粘贴钢板应力测试，检验钢板与混凝土结构的结合共同受力情况；(3) 碳纤维布应力测试，检验碳纤维布与混凝土结构的结合共同受力情况；(4) 劲性骨架应力测试，测试劲性骨架杆件受力，检验其参与受力效果。(5) 体外索在活载作用下索力增量的测试。4.2.1应力测试方法影响应力测试的因素很复杂，除荷载作

14、用引起的弹性应力应变外，还与收缩、徐变、温度有关，在试验短期荷载作用时，主要是温度应变，目前国内外应力测试一般通过应变测量换算应力值，即：=E应力 式中：为荷载作用下构件的应力；E为构件弹性模量；应力为荷载作用下构件的应力应变。实际测出的构件应变则是包含其它变形影响的总应变。即：=应力+温 式中：应力为应力应变；温为无应力应变。通过补偿应变应力= -温 应变测试采用在构件各测试部位表面粘贴纸基/胶基电阻应变片和相应温度补偿片组成半桥电路，用高速静态应变仪进行测试。半桥电路如图4-2所示：图4-2 半桥电路示意图输出电压,当两臂电阻应变片的灵敏系数K相等时，则有,由于温度引起工作片和补偿片的应变

15、大小相等符号相同，所以，所以温度引起工作片的应变值可由补偿片进行抵消，直接获得各测点的实际应变。电阻应变片测试应变的优点是：电阻应变片灵敏度高，测试精度达到1；电阻片尺寸小且粘贴牢固；因此可测出更小局部应力。应变测试设备：日本共和UCAM-70A应变仪（300个点）、日本共和UCAM-60A应变仪（200个点）、日本共和UCAM-1A应变仪（150个点）、东华3815应变仪（300个点）。4.2.2 应力测点布置应力断面布置及断面应力测点布置见图4-3图4-33。为补偿构件内部的无应力应变，在各测试断面布置12个温度补偿应力点。外腹板为双层钢板，应变花布置在斜的钢板条上，纵向应变片布置在纵向钢

16、板条上。图4-3 760m连续梁测试断面布置图图4-4 760m连续梁主梁1、11测试断面测点布置图图4-5 760m连续梁主梁2测试断面测点布置图图4-6 760m连续梁主梁4、6、8、9、10、12、13、15测试断面测点布置图图4-7 760m连续梁主梁3、5、7、14测试断面测点布置图图4-8 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁应力测试断面布置图图4-9 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁1、10测试断面测点布置图图4-10 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁2、3、5测试断面测点布置图图4-11 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁4、11测试断面测点布

17、置图图4-12汉口（83+130+125）m连续刚构主梁6、12测试断面测点布置图图4-13 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁7、13测试断面测点布置图图4-14 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁8测试断面测点布置图图4-15 汉口（83+130+125）m连续刚构主梁9测试断面测点布置图图4-16 汉口（83+130+125）m连续刚构10#墩牛腿测点布置图图4-17 武昌侧（83+130+125）m连续刚构主梁应力测试断面布置图图4-18 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁1、13测试断面测点布置图图4-19 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁2测试断面

18、测点布置图图4-20 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁3、8测试断面测点布置图图4-21 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁4、10测试断面测点布置图图4-22 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁5、9测试断面测点布置图图4-23 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁6测试断面测点布置图图4-24 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁7、11测试断面测点布置图图4-25 武昌（83+130+125）m连续刚构主梁12测试断面测点布置图图4-26 汉口（83+130+125）m连续刚构13#墩牛腿测点布置图图4-27 武昌(65+125+65)m三跨预应力连

19、续梁测试断面布置图图4-28 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁测试断面1测点布置图图4-29 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁2、8测试断面测点布置图图4-30 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁3、7测试断面测点布置图图4-31 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁测试断面4测点布置图图4-32 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁5、9测试断面测点布置图图4-33 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁6测试断面测点布置图图4-34 全桥钢桁架应变测点布置示意图4.3 位移测试在进行荷载试验时桥梁各部分的位移值反映了结构的刚度值。挠度

20、、支座位移及梁端转角测点布置见图4-35、4-36和图4-37，挠度测点均在箱梁两侧路缘石上布置。4.3.1 挠度测试方法采用精密水准法进行。试验加载前在桥面左右两侧相应测点布置水准测点标志，并保证每次标尺安放点准确无误。具体而言，将水准仪设在桥梁一个位置，后视一基准控制点，再对准桥上一水准测点，即可测出桥上测点的高程。每一测试工况下的变位即为测试值与初始值的差值，各测点的初始值是在未施加活载且温度稳定的条件下测得。4.3.2 支座位移及梁端转角测试方法在梁端左右两侧安放两只倾角仪，测量试验荷载作用下梁端转角。在梁端盆式橡胶支座底盘与顶板间安装电子百分表，直接测量在试验荷载作用下活动支座位移。

21、图4-35 （83+130+125）m连续刚构挠度、支座位移及梁端转角测点布置图4-36 760m连续梁挠度、支座位移及梁端转角测点布置图4-37 武昌(65+125+65)m三跨预应力连续梁挠度、支座位移及梁端转角测点布置4.4 体外预应力测试4.4.1预拉力的测量本次加固的最主要措施之一就是每跨箱梁均采用张拉体外预应力束进行加固，体外预应力束可以有效的增加结构的预应力，弥补预应力桥梁长期运营累积的预应力损失。为检验体外预应力施工质量和预应力施加后对结构抗裂安全性的提高，本次试验拟对各束体外预应力钢绞线索进行索力测量，索力测试采用频谱分析法。频谱分析法是利用临时紧固在钢绞线索上的高灵敏度传感

22、器拾取钢绞线索在环境激振下的振动信号，经过滤波、放大、谱分析，根据频谱图来确定钢绞线索的自振频率，进而求得索的预拉力。索力与频率的关系，可以推导如下。在钢绞线索上取一微元为研究对象，其动力学平衡方程为： （1）在钢绞线索两端铰支的情况下，（1）式的解为： （2）其中：EI索的弯曲刚度；P 索的张力；m索单位长度的质量；y索的振幅；x沿索方向的座标；t时间；L索的计算索长；k索自振频率的阶数；索的第k阶自振频率。测试分析流程图如下：动态信号放大器A/D转换、计算机分析系统高灵敏传感器分析的结果最后可以反映在频谱图上，各阶频率接近于等间距的，其间距值大小即等于基频fm。在实际测量过程中，可以充分利

23、用这个特性，来判断是否为钢绞线索自振的频谱，凡与钢绞线索振动的频谱特征一致的频谱图，才确认为钢绞线索振动的频谱图，否则要分析原因，检查仪器，重新测量，这样才能确保测试结果的正确性。4.4.2 锚固装置和转向装置工作性能测量体外预应力索通过钢结构锚固块锚固在加强的端横隔板上，由于体外预应力束与梁体无粘结，给梁体施加的所有预应力，均是通过锚固端传递的。因此，锚固端的横梁混凝土必然会产生比较大的局部应力。维修方案中锚固端均粘贴了钢板予以补强。为检验其效果，保证体外预应力装置的正常工作和混凝土结构的安全，在横梁端部布置应变测点，并观测其加载时有否裂缝出现。体外预应力混凝土结构中的转向装置是体外预应力索

24、在跨内唯一与混凝土体有联系的构件，并且担负着体外预应力索转向的重要任务，也是体外预应力混凝土结构中最重要、最关键的结构构造之一。本工程中转向装置为钢桁架，主要起传力到锚固区和准确定位预应力束的作用，转向装置的钢基座用锚栓固定在箱梁肋梗处，基座与底层混凝土之间的缝隙用环氧树脂胶粘贴找平，基座与混凝土结合的质量直接关系着转向装置的工作性能。本次试验在每跨转向支架的上下弦杆分别布置应变测点，通过其实际受力变化来检测工作性能是否良好。对于钢桁架的应力测量，可以运用小标距的应变片来量测其局部应力，其有测量精度高，测量误差小的特点。对于转向基座的固定质量，选取有代表性的位置用千分表测量其相对位移，并选取几

25、个代表性部位观察试验前后是否有开裂和变形发生，以达到检验施工质量的目的。转向装置在桥跨范围内的布置及测点示意见图4-38图4-40。 图4-38体外预应力转向装置示意图图4-39 1-1截面转向支架示意图图4-40 转向装置立面详图4.5 碳纤维布、钢板工作状态监测在各工况试验汽车荷载作用下，选择受力较大的部位观测维修时粘贴的碳纤维布、钢板是否工作正常，是否发生非正常变形（鼓包、翘曲、脱开等），同时观测最大正弯矩、最大负弯矩及最大剪力断面是否有新裂缝产生，如有裂纹产生，记录发现裂纹的时间，观测裂纹宽度和分布。裂纹观测首先用肉眼观察，发现裂纹后立即通知试验指挥人员，并采用读数显微镜测量裂纹宽度，

26、用记号笔沿裂纹走向划出裂纹分布。试验过程中随时监测关键测点的变位、应力（应变），并观察是否有裂纹出现及裂纹发展情况。如果在未加到最大试验荷载前，上述值提前达到或超过设计标准的容许值，或出现任何异常情况，应立即停止加载。4.6 静载试验工况 工况的确定要综合考虑结构类型和维修加固的结构截面，按各截面最不利荷载进行加载。（1）760m连续梁工况1：对1断面最大剪力对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移。工况2：对2、12断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况3：对3断面最大负弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。

27、工况4：对4断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况5：对5断面最大负弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况6：对6断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况7：对7、14断面最大负弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况8：对8、13断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况9：对9断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况10：对10、15断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况11：对11断面最大剪力对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况12：对12断面偏心加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况13：对8、13断面偏心加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况14：对15断面偏心加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。（2）汉口岸（83+130+125）m连续刚构工况1：对1、10断面最大正弯矩对称加载，测试各测点应力、位移、梁端转角、支座位移及体外索索力。工况2：对2断面最大负弯矩对称加载，测试各测点应力、位移