广州地铁节段预制拼装桥梁静挠度试验研究及安全性评价

杨赐坚

摘 要：桥梁静载实验是鉴定桥梁能否安全使用的主要手段。以广州地铁四号线跨环岛西大桥为例，以节段预制拼装桥梁静载为实验方法，介绍静载实验方法、分析实验结果，从而为今后不断完善节段预制拼装桥梁结构的设计和运营维护、维修提供一定的经验。

关键词：静载实验；地铁；安全性；桥梁

中图分类号：U231.94 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0007-02

广州市轨道交通（地铁）四号线位于广州市南拓发展的轴线上，处于沿珠江入海口河道的两岸地带，呈南北走向，跨越天河区、番禺区和南沙区。轨道交通四号线的高架段主要在番禺区的新造、东涌、黄阁三镇和南沙区，全长29.187 km，其中大部分为节段预制拼装新工艺。高架段的线路从四号线新造车辆段附近起，绕经凌边、官涌村，跨市莲路、清河东路、规划中的广州新城、市桥水道和沙湾水道转入市南路省道，并经过东涌和黄阁镇至南沙的冲尾。四号线高架段分别于2006-12（黄阁以北）和2007-05（黄阁以南）正式通车。通过对四号线节段预制拼装梁跨进行静挠度测试，掌握在设计荷载（等效试验列车）作用下桥跨结构的变形情况，判别结构的刚度是否满足设计和规范要求。为今后不断完善节段预制拼装桥梁结构的设计和运营维护、维修提供一定的参考。本文以广州地铁四号线跨环岛西大桥（三跨预应力混凝土悬臂拼装连续梁1 测点布置与测试方法

跨环岛西大桥为（37+65+39）m，三跨预应力混凝土悬臂拼装连续梁，桥面宽9.3 m，边墩墩顶梁高2.4 m，设有长1 m的横隔板。主墩墩顶梁高4.8 m，设有3 m的横隔板。主跨合龙段长度2 m，梁高2.4 m。根据业主安排，并结合现场情况，于2011-07-02晚对该桥三跨（墩台编号：54-12～15）进行了静挠度测试。

在运营期间，对拼装梁体进行静挠度测试，需在地铁停运收车完成后进行试验（作业时间段为1：00～3：00），此时不仅需要清点调度加载列车，还要在高空和夜间环境下作业，因此实际作业比较复杂，试验持续时间也很长。因此，测点布置仅考虑跨中最大值，具体为在边跨跨中、中跨跨中和相邻各支座截面布置挠度测点（支座截面测点用于消除支点位置沉降修正），左右两侧对称布置，测点布置如图1所示。挠度测试主要采用高精密水准仪进行，测试时，在附近桥跨找取不受荷载影响的稳定的后视点。

图1 跨环岛西大桥挠度测点布置示意图

2 加载工况及轮位布置

为了准确分析该桥墩的结构特性，确定最不利轮位布载位置，理论分析主要采用“桥梁博士”系统3.03版及MIDAS大型有限元分析程序分别计算内力影响线和理论挠度值等参数。该桥各控制截面影响线如图2所示。

由于按照设计荷载（实际运营车辆）加载不太现实，因此，采用影响线内力（挠度）等效的原则，采用轨道车（内燃机车共4台，2台串联）对称加载。实际加载工况如图3所示，标准列车轴重示意图如图4所示，实际加载列车轴重、轴距参数如图5所示。

为了保证试验效果，在选择试验荷载大小和加载位置时采用静载试验效率 进行控制。静力荷载试验效率定义为：试验荷载作用下被测部位的内力（或变形）计算值与包括动力扩大效应在内的标准设计荷载作用下同一部位的内力（或变形）的计算值的比值，即：

3.表中位移已扣除支座沉降

4 结束语

综上所述，随着我国国民经济的发展及预制节段拼装施工法的机械设备生产和运用水平的进步，尤其是机械设备摊销费用在工程总投资中比例不断降低，人工费用不断增加，使节段拼装施工的经济性不断提升。我国在结合体外预应力技术的节段拼装施工方法方面的经验有了一定积累，理论工作也有了新的进展。相关规范、指南的陆续出台，使科研工作有了进一步提升的空间，但对既有线路预制节段拼装桥梁的日常检测和评定方法的研究却不多。通过对广州市轨道交通四号线主要节段预制拼装桥跨进行静挠度试验，对试验数据进行处理，可以为日后地铁预制节段拼装桥梁的设计和旧线运营积累原始基础数据，为使用和维修保养提供有效依据。

参考文献

[1]铁道部专业设计院路桥处.TB 10002.3—2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]铁路工程技术标准所.TB 10415—98 铁路桥涵工程质量检验评定标准[S].北京：中国铁道出版社，1998.

[3]中国建筑科学研究院.GB 50204—2002 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]中铁十三局.TB 10426—2004 铁路工程结构混凝土强度检测规程[S].北京：中国铁道出版社，2004.

[5]中国铁道部基建总局.TB J416—87 铁路特大桥工程质量评定验收标准[S].北京：中国铁道出版社，1987.

[6]中国科学研究院会.GB 50152—1992 混凝土结构试验方法标准[S].北京：中国铁道出版社，1992.

〔编辑：王霞〕

Guangzhou Metro Section Assembling Prefabricated Segment Bridge

Static Deflection Experimental Research and Safety Evaluation

Yang Cijian

Abstract： Bridge static load test is the primary means of identification of the bridge can be used safely. Guangzhou Metro Line4 West Bridge across the island， for example， to assemble prefabricated segment bridge static load test method is to introduce static load test methods， analysis of experimental results， so as to continuously improve the design and operation of future segmental precast bridge structure assembly maintenance， repair provide some experience.

Key words： static load test； metro； safety； bridge

摘 要：桥梁静载实验是鉴定桥梁能否安全使用的主要手段。以广州地铁四号线跨环岛西大桥为例，以节段预制拼装桥梁静载为实验方法，介绍静载实验方法、分析实验结果，从而为今后不断完善节段预制拼装桥梁结构的设计和运营维护、维修提供一定的经验。

关键词：静载实验；地铁；安全性；桥梁

中图分类号：U231.94 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0007-02

广州市轨道交通（地铁）四号线位于广州市南拓发展的轴线上，处于沿珠江入海口河道的两岸地带，呈南北走向，跨越天河区、番禺区和南沙区。轨道交通四号线的高架段主要在番禺区的新造、东涌、黄阁三镇和南沙区，全长29.187 km，其中大部分为节段预制拼装新工艺。高架段的线路从四号线新造车辆段附近起，绕经凌边、官涌村，跨市莲路、清河东路、规划中的广州新城、市桥水道和沙湾水道转入市南路省道，并经过东涌和黄阁镇至南沙的冲尾。四号线高架段分别于2006-12（黄阁以北）和2007-05（黄阁以南）正式通车。通过对四号线节段预制拼装梁跨进行静挠度测试，掌握在设计荷载（等效试验列车）作用下桥跨结构的变形情况，判别结构的刚度是否满足设计和规范要求。为今后不断完善节段预制拼装桥梁结构的设计和运营维护、维修提供一定的参考。本文以广州地铁四号线跨环岛西大桥（三跨预应力混凝土悬臂拼装连续梁1 测点布置与测试方法

跨环岛西大桥为（37+65+39）m，三跨预应力混凝土悬臂拼装连续梁，桥面宽9.3 m，边墩墩顶梁高2.4 m，设有长1 m的横隔板。主墩墩顶梁高4.8 m，设有3 m的横隔板。主跨合龙段长度2 m，梁高2.4 m。根据业主安排，并结合现场情况，于2011-07-02晚对该桥三跨（墩台编号：54-12～15）进行了静挠度测试。

在运营期间，对拼装梁体进行静挠度测试，需在地铁停运收车完成后进行试验（作业时间段为1：00～3：00），此时不仅需要清点调度加载列车，还要在高空和夜间环境下作业，因此实际作业比较复杂，试验持续时间也很长。因此，测点布置仅考虑跨中最大值，具体为在边跨跨中、中跨跨中和相邻各支座截面布置挠度测点（支座截面测点用于消除支点位置沉降修正），左右两侧对称布置，测点布置如图1所示。挠度测试主要采用高精密水准仪进行，测试时，在附近桥跨找取不受荷载影响的稳定的后视点。

图1 跨环岛西大桥挠度测点布置示意图

2 加载工况及轮位布置

为了准确分析该桥墩的结构特性，确定最不利轮位布载位置，理论分析主要采用“桥梁博士”系统3.03版及MIDAS大型有限元分析程序分别计算内力影响线和理论挠度值等参数。该桥各控制截面影响线如图2所示。

由于按照设计荷载（实际运营车辆）加载不太现实，因此，采用影响线内力（挠度）等效的原则，采用轨道车（内燃机车共4台，2台串联）对称加载。实际加载工况如图3所示，标准列车轴重示意图如图4所示，实际加载列车轴重、轴距参数如图5所示。

为了保证试验效果，在选择试验荷载大小和加载位置时采用静载试验效率 进行控制。静力荷载试验效率定义为：试验荷载作用下被测部位的内力（或变形）计算值与包括动力扩大效应在内的标准设计荷载作用下同一部位的内力（或变形）的计算值的比值，即：

3.表中位移已扣除支座沉降

4 结束语

综上所述，随着我国国民经济的发展及预制节段拼装施工法的机械设备生产和运用水平的进步，尤其是机械设备摊销费用在工程总投资中比例不断降低，人工费用不断增加，使节段拼装施工的经济性不断提升。我国在结合体外预应力技术的节段拼装施工方法方面的经验有了一定积累，理论工作也有了新的进展。相关规范、指南的陆续出台，使科研工作有了进一步提升的空间，但对既有线路预制节段拼装桥梁的日常检测和评定方法的研究却不多。通过对广州市轨道交通四号线主要节段预制拼装桥跨进行静挠度试验，对试验数据进行处理，可以为日后地铁预制节段拼装桥梁的设计和旧线运营积累原始基础数据，为使用和维修保养提供有效依据。

参考文献

[1]铁道部专业设计院路桥处.TB 10002.3—2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]铁路工程技术标准所.TB 10415—98 铁路桥涵工程质量检验评定标准[S].北京：中国铁道出版社，1998.

[3]中国建筑科学研究院.GB 50204—2002 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]中铁十三局.TB 10426—2004 铁路工程结构混凝土强度检测规程[S].北京：中国铁道出版社，2004.

[5]中国铁道部基建总局.TB J416—87 铁路特大桥工程质量评定验收标准[S].北京：中国铁道出版社，1987.

[6]中国科学研究院会.GB 50152—1992 混凝土结构试验方法标准[S].北京：中国铁道出版社，1992.

〔编辑：王霞〕

Guangzhou Metro Section Assembling Prefabricated Segment Bridge

Static Deflection Experimental Research and Safety Evaluation

Yang Cijian

Abstract： Bridge static load test is the primary means of identification of the bridge can be used safely. Guangzhou Metro Line4 West Bridge across the island， for example， to assemble prefabricated segment bridge static load test method is to introduce static load test methods， analysis of experimental results， so as to continuously improve the design and operation of future segmental precast bridge structure assembly maintenance， repair provide some experience.

Key words： static load test； metro； safety； bridge

摘 要：桥梁静载实验是鉴定桥梁能否安全使用的主要手段。以广州地铁四号线跨环岛西大桥为例，以节段预制拼装桥梁静载为实验方法，介绍静载实验方法、分析实验结果，从而为今后不断完善节段预制拼装桥梁结构的设计和运营维护、维修提供一定的经验。

关键词：静载实验；地铁；安全性；桥梁

中图分类号：U231.94 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）05-0007-02

广州市轨道交通（地铁）四号线位于广州市南拓发展的轴线上，处于沿珠江入海口河道的两岸地带，呈南北走向，跨越天河区、番禺区和南沙区。轨道交通四号线的高架段主要在番禺区的新造、东涌、黄阁三镇和南沙区，全长29.187 km，其中大部分为节段预制拼装新工艺。高架段的线路从四号线新造车辆段附近起，绕经凌边、官涌村，跨市莲路、清河东路、规划中的广州新城、市桥水道和沙湾水道转入市南路省道，并经过东涌和黄阁镇至南沙的冲尾。四号线高架段分别于2006-12（黄阁以北）和2007-05（黄阁以南）正式通车。通过对四号线节段预制拼装梁跨进行静挠度测试，掌握在设计荷载（等效试验列车）作用下桥跨结构的变形情况，判别结构的刚度是否满足设计和规范要求。为今后不断完善节段预制拼装桥梁结构的设计和运营维护、维修提供一定的参考。本文以广州地铁四号线跨环岛西大桥（三跨预应力混凝土悬臂拼装连续梁1 测点布置与测试方法

跨环岛西大桥为（37+65+39）m，三跨预应力混凝土悬臂拼装连续梁，桥面宽9.3 m，边墩墩顶梁高2.4 m，设有长1 m的横隔板。主墩墩顶梁高4.8 m，设有3 m的横隔板。主跨合龙段长度2 m，梁高2.4 m。根据业主安排，并结合现场情况，于2011-07-02晚对该桥三跨（墩台编号：54-12～15）进行了静挠度测试。

在运营期间，对拼装梁体进行静挠度测试，需在地铁停运收车完成后进行试验（作业时间段为1：00～3：00），此时不仅需要清点调度加载列车，还要在高空和夜间环境下作业，因此实际作业比较复杂，试验持续时间也很长。因此，测点布置仅考虑跨中最大值，具体为在边跨跨中、中跨跨中和相邻各支座截面布置挠度测点（支座截面测点用于消除支点位置沉降修正），左右两侧对称布置，测点布置如图1所示。挠度测试主要采用高精密水准仪进行，测试时，在附近桥跨找取不受荷载影响的稳定的后视点。

图1 跨环岛西大桥挠度测点布置示意图

2 加载工况及轮位布置

为了准确分析该桥墩的结构特性，确定最不利轮位布载位置，理论分析主要采用“桥梁博士”系统3.03版及MIDAS大型有限元分析程序分别计算内力影响线和理论挠度值等参数。该桥各控制截面影响线如图2所示。

由于按照设计荷载（实际运营车辆）加载不太现实，因此，采用影响线内力（挠度）等效的原则，采用轨道车（内燃机车共4台，2台串联）对称加载。实际加载工况如图3所示，标准列车轴重示意图如图4所示，实际加载列车轴重、轴距参数如图5所示。

为了保证试验效果，在选择试验荷载大小和加载位置时采用静载试验效率 进行控制。静力荷载试验效率定义为：试验荷载作用下被测部位的内力（或变形）计算值与包括动力扩大效应在内的标准设计荷载作用下同一部位的内力（或变形）的计算值的比值，即：

3.表中位移已扣除支座沉降

4 结束语

综上所述，随着我国国民经济的发展及预制节段拼装施工法的机械设备生产和运用水平的进步，尤其是机械设备摊销费用在工程总投资中比例不断降低，人工费用不断增加，使节段拼装施工的经济性不断提升。我国在结合体外预应力技术的节段拼装施工方法方面的经验有了一定积累，理论工作也有了新的进展。相关规范、指南的陆续出台，使科研工作有了进一步提升的空间，但对既有线路预制节段拼装桥梁的日常检测和评定方法的研究却不多。通过对广州市轨道交通四号线主要节段预制拼装桥跨进行静挠度试验，对试验数据进行处理，可以为日后地铁预制节段拼装桥梁的设计和旧线运营积累原始基础数据，为使用和维修保养提供有效依据。

参考文献

[1]铁道部专业设计院路桥处.TB 10002.3—2005 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2005.

[2]铁路工程技术标准所.TB 10415—98 铁路桥涵工程质量检验评定标准[S].北京：中国铁道出版社，1998.

[3]中国建筑科学研究院.GB 50204—2002 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2002.

[4]中铁十三局.TB 10426—2004 铁路工程结构混凝土强度检测规程[S].北京：中国铁道出版社，2004.

[5]中国铁道部基建总局.TB J416—87 铁路特大桥工程质量评定验收标准[S].北京：中国铁道出版社，1987.

[6]中国科学研究院会.GB 50152—1992 混凝土结构试验方法标准[S].北京：中国铁道出版社，1992.

〔编辑：王霞〕

Guangzhou Metro Section Assembling Prefabricated Segment Bridge

Static Deflection Experimental Research and Safety Evaluation

Yang Cijian

Abstract： Bridge static load test is the primary means of identification of the bridge can be used safely. Guangzhou Metro Line4 West Bridge across the island， for example， to assemble prefabricated segment bridge static load test method is to introduce static load test methods， analysis of experimental results， so as to continuously improve the design and operation of future segmental precast bridge structure assembly maintenance， repair provide some experience.

Key words： static load test； metro； safety； bridge