梁板单板试验报告

1、目 录一、工程概况1二、试验目的及依据22.1试验目的22.2 试验依据2三、静载试验内容与方法23.1 试验内容23.2 测试截面33.3 测点布置33.4 试验荷载43.5 试验荷载效应计算63.6 主要测试仪器7四、试验日期及过程84.1 内业的准备工作84.2 现场的准备工作84.3 试验过程9五、静载试验成果的整理与分析95.1挠度计算方法95.2 应力计算方法95.3 挠度及名义应力测试结果95.4 板梁承载能力及工作情况分析105.4.1 桥梁承载能力的评定方法105.4.2 实测应力数据分析115.4.3 实测挠度数据分析115.4.4 相对残余变形分析12六 主要试验技术结论

2、13附录A：液压千斤顶标定报告14I一、工程概况德清县城东新区东7路桥为4跨20m简支梁桥，桥梁与河道斜交，斜交角为15°。桥梁中心桩号为K0+238.909。东新区东7路桥全长85.042m，桥宽36.0m，桥面布置为3.0m(人行道)4.5m（非机动车道）2.5m(机非分隔带)+15.0m（行车道）+2.5m(机非分隔带)+ 4.5m（非机动车道）+3.0m(人行道)。上部结构采用后张法预应力混凝土空心板梁，梁板高90cm，宽124cm，预制空心板采用C50混凝土。下部结构采用镂空实体墩、柱式台及D120cm孔灌注桩基础。设计荷载：汽车，公路II级，人群3.5KN/m2。图1-1

3、 桥梁立面图图1-2 桥梁横断面受德清县恒达建设发展有限公司委托，我单位于2013年10月21日对20m预制板梁(编号1-2#梁板、编号1-9#梁板)进行静载试验，以检验预制板梁的受力性能和承载能力是否达到设计及规范要求。二、试验目的及依据2.1试验目的通过静载试验验证试验梁（20m预制板梁）的正常使用承载能力是否满足设计和相应规范要求。2.2 试验依据1、公路工程技术标准（JTG B01-2003）；2、公路桥涵设计通用规范（JTJ0 412000）；3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTG D62-2004；4、大跨径混凝土桥梁的试验方法 （交通部公路科研所等 1982.10）。

4、三、静载试验内容与方法3.1 试验内容根据板梁试验的主要试验目的，拟定以下静载试验测试项目：1、板梁控制截面在试验荷载下的应变（应力）：应力是衡量桥梁结构强度的一个重要指标；2、板梁控制载面在试验荷载下的最大挠度：挠度是衡量整体桥梁结构实际刚度的重要指标之一；3.2 测试截面利用桥梁结构分析专用程序桥梁博士对该板梁进行结构静力分析。根据活载作用下弯矩、挠度包络图，确定板梁跨中为测试控制截面。3.3 测点布置1、应变（应力）测点板梁跨中截面应变采用混凝土应变片进行测试，主要测试板梁控制截面的应力分布规律和受力性能。应变测点布设于腹板和底板，同时，应变测点都进行温度补偿，尽可能减小温度对应变测试的

5、影响。如图3-1所示。应变测点布置示意图图3-1 应变测点布置2、挠度测点主梁竖向挠度拟通过在梁底布设百分表进行测量。根据现场的实际情况，结合本次试验控制截面的位置特征，选择跨中截面作为本次静载试验的挠度观测截面，同时对支点沉降进行观测，以便在支点沉降较大时，对跨中截面测量值进行修正。如图3-2所示。 图3-2 挠度测点布置3.4 试验荷载1、加载方式本次静载荷载试验拟采用单点集中加载的方式，试验荷载的大小和加载位置的选择采用静载试验效率系数进行控制。试验荷载采用逐级加载的方式，分2级加载，分别为：预压卸载初平衡40kN100kN卸载。每级加载持荷时间58分钟，待试验梁变形稳定后再采集数据。加

6、载力的大小采用液压千斤顶的油压控制，油压千斤顶在试验前进行了标定，标定结果见附录A。液压千斤顶荷载与油压关系曲线如图3-3所示。 图3-3油压千斤顶的标定曲线（2只千斤顶）图3-4 加载设备2、荷载纵向布置根据相关资料和测试目的确定试验荷载的加载位置。试验荷载加载方式及荷载纵向位置如图3-5所示。图3-5 荷载纵向布置及加载方式示意3、静载试验效率本次静载荷载试验拟采用单点集中加载的方式，试验荷载的大小和加载位置的选择采用静载试验效率系数进行控制。最大加载量要达到设计或所要求的标准荷载，即控制荷载，荷载大小应按照标准荷载产生的控制截面最不利内力或最大变位换算而得。静载试验效率为：式中： 为静载

7、试验荷载作用下控制截面的内力计算值；为控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值；为按规范取用的冲击系数，经计算=0.24； 静力试验荷载的效率系数，一般应满足0.951.05之间。用桥梁博士分析软件对试验梁在二期恒载及使用活载作用下的荷载效应进行分析，得到跨中最不利内力和最大变位。经换算即可确定在跨中单点加载的荷载大小为100kN，此时加载效率为1.03(见表3-1)。表3-1 试验荷载加载效率活载效应(kN·m)试验荷载（单点加载）加载效率试验荷载大小（kN）试验荷载效应(kN·m)=/（1+）3001003861.03 3.5 试验荷载效应计算采用桥梁博士软件对试验荷载作

8、用下跨中截面各应力测点及挠度测点的效应进行计算分析，结果见表3-2。表3-2跨中截面效应理论值测试截面荷载等级应力（MPa）挠度(mm)1#2#3#跨中跨中1-1.450.100.303.102-2.900.210.606.20注：1、拉应力为负，压应力为正，位移向下为正； 2、应力点编号与试验中应力测点编号相同。图3-6 跨中截面下缘应力图3-7 跨中截面挠度3.6 主要测试仪器截面应变采用A、B胶液粘贴阻值为120的混凝土电阻应变片，位移观测采用电阻应变式位移计。应变和位移的信号采集使用静态应变测量仪DH3815N（如图3-8、图3-9所示），所有信号通过电脑自动记录。图3-8 静态应变采

9、集仪（主机）图3-9 静态应变采集仪（采集箱）四、试验日期及过程4.1 内业的准备工作内业主要完成混凝土应变计的标定，导线的编排，仪器设备的调试等项目，为现场试验的顺利进行做好准备。为提高试验加载效应准确性，根据相关资料对试验梁板进行初步计算。4.2 现场的准备工作试验小组于2013年10月21日下午完成试验的准备工作，包括混凝土表面打磨、指定位置应变计粘贴、位移计的安装、导线的连接和仪器的调试工作（图4-1图4-2）。 图4-1 应变片粘帖图4-2 位移计安装4.3 试验过程在现场准备工作完成后，试验小组与2013年10月21日下午开始实施静载试验。利用千斤顶提供等效荷载，利用位移计测出各级

10、荷载作用下的试验梁的测试截面处的位移；利用应变计测量各级荷载作用下试验梁的测试截面处的应变。五、静载试验成果的整理与分析5.1挠度计算方法在梁的支座、跨中处设置位移计，分别测得跨中及支座处截面挠度变化。5.2 应力计算方法梁顶上缘压应力和下缘拉应力由实测的应变按下式求得：式中：实测应变（） E材料弹性模量（MPa），C50混凝土的弹性模量取3.45×10MPa。5.3 挠度及名义应力测试结果1、挠度测试结果各级荷载作用下，跨中截面的挠度实测值如表5-1所示。因试验场地地基有可能发生沉降，故在两个支点处也布置了位移测点，根据跨中位移实测值与两端支点实测值的相对值，推定跨中挠度的真实值。

11、表5-1 跨中截面实测挠度值测试截面荷载等级位移计编号跨中挠度(mm)1#2#3#1-2#梁板跨中10.563.160.542.6120.826.010.805.201-9#梁板跨中10.452.910.472.4520.765.770.785.00注：位移向下为正2、应变测试结果各级荷载作用下，跨中截面各测点的应变实测值如表5-2所示。表5-2跨中截面实测应变值测试截面荷载等级测点编号1#2#3#1-2#梁板跨中1-33272-664141-9#梁板跨中1-34372-68614注：拉应力为负，压应力为正。5.4 板梁承载能力及工作情况分析5.4.1 桥梁承载能力的评定方法桥梁承载能力的评定

12、用实测结构校验系数来评定。实测结构校验系数是试验的实测值与理论计算值的应力或挠度之比，它反应结构的实际工作状态。对于挠度，则：实测结构校验系数是一个重要的评定指标，可以从中判定桥梁结构的承载能力的工作状态。当1时，说明理论计算偏于安全，结构尚有一定的安全储备。这种情况说明桥梁结构的工作状态良好。桥梁结构之所以偏于安全，一般地说是由于从施工方便出发，每根梁的几何尺寸，用钢量都是设计成同一规格的，是按某最大内力值作为设计依据的且配筋量总是偏多一点；在计算时有时不考虑桥面铺装厚度及其它结构造成的“卸载”现象，以及其他一些因素，都会使得理论计算值偏大而实测值偏小。当然，当1太多则说明桥梁设计不太合理、

13、不经济。对于公路用桥梁，实测结构校验系数的常用值如表5-3所示。表5-3 实测结构校验系数的常用值表 梁 别项 目结构校验系数预应力混凝土梁桥混凝土应力0.500.90挠度0.601.00普通混凝土梁桥混凝土应力0.400.80挠度0.500.90钢筋应力0.550.655.4.2 实测应力数据分析试验梁在第2级荷载作用下（等效于设计荷载），跨中截面下缘及腹板中部（中性轴位置）处的应力实测值如表5-4所示。表5-4腹板中部及下缘应力分析截面位置应力（MPa）校验系数残余应力(MPa)实测理论1-2#梁板跨中腹板中部0.480.60.800梁底下缘-2.28-2.90.790.021-9#梁板跨

14、中腹板中部0.480.60.800梁底下缘-2.35-2.90.810.03注：拉应力为负，压应力为正。由上表可以看出，板梁在第2级荷载作用下，预应力空心板梁下缘及腹板中部的应力实测值均满足设计要求。卸载后，各部位的残余应力均较小，表明在试验荷载作用下，板梁处于弹性工作范围，满足设计要求。5.4.3 实测挠度数据分析梁在第2级荷载作用下（等效于设计荷载）的结构刚度分析见表5-5所示。表5-5 结构刚度分析 截面实测挠度（mm）理论计算挠度（mm）挠度校验系数1-2#梁板跨中5.26.20.841-9#梁板跨中5.06.20.81由上表可以看出，板梁在等效设计荷载作用下，主控截面的挠度校验系数小

15、于1.0，表明该梁刚度满足设计要求。根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）知，试验梁跨中截面挠度的规范容许值为L/600=33mm，说明试验梁的刚度满足规范要求。5.4.4 相对残余变形分析试验梁的相对残余变形如表5-6所示。由相对残余变形结果可知，在试验荷载作用下，试验梁相对残余变形在大跨径混凝土桥梁的试验方法规定的25以内，说明结构产生的变形及应变基本能够得到恢复，结构基本处于线弹性工作状态。表5-6 相对残余变形分析截面加载挠度（mm）卸载挠度（mm）相对残余变形1-2#梁板跨中5.600.132.3%1-9#梁板跨中5.780.122.1%六 主要试验技术结论1、试验梁主控截面在试验荷载作用下的挠度校验系数小于1.0，且校验系数在常用