单梁静载试验方案.doc

1 跨黔桂扩能铁路大桥、狮头河跨黔桂扩能铁路大桥、狮头河 1 号中桥、绿荫河中桥号中桥、绿荫河中桥 单梁静载试验方案单梁静载试验方案 1、工程概况 跨黔桂扩能铁路大桥为跨黔桂扩能铁路和地方规划甘塘镇四号路而 设，与路线成 105 度交角。上部构造采用 4-30m 预应力 T 梁、先简支后 结构连续；下部构造采用柱式墩、桩基础，桩柱式桥台、桩基础；设计 荷载公路-I 级；桥面宽度 15.5m。 图 1 跨黔桂扩能铁路大桥立面图 绿荫河中桥跨越甘塘镇十六号规划路及绿荫河，路线与河沟基本正 交，上部结构采用 4-20m 预制空心板；下部结构采用重力式桥台，柱式 墩，基础采用扩大基础和桩基础；设计荷载公路-I 级；桥面宽度 15.5m。 图 2 绿荫河中桥立面图 狮头河 1 号中桥跨越狮头河而设，路线与河沟与 600交角，上部结 构采用 3-16m 预制预应力混凝土空心板；下部结构采用桩基础；设计荷 载公路-I 级；桥面宽度 15.5m。 2 图 3 狮头河 1 号中桥立面图 为保证桥梁施工质量及施工安全，需对这 3 座桥梁的预制单梁进行 静载检测，以明确单梁的实际承载能力是否达到设计标准。 2、检测目的 通过单梁静力荷载试验，测定所检测的单梁在静力试验荷载作用下 控制截面的位移、应变试验数据，并与理论计算值及规范允许值进行对 比，以判定单梁实际承载能力，评估其在试验荷载下的工作性能。 3、 检测依据 本次单梁静载试验主要依据以下规范进行： 1、 公路桥涵设计通用规范 （JTG D60-2004） ； 2、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTG D62-2004)； 3、 公路桥涵养护规范 （JTG H11-2004） ； 4、 公路桥梁承载能力检测评定规程 （JTGT J21-2011） ； 5、跨黔桂扩能铁路大桥、绿荫河中桥、狮头河 1 号中桥施工图纸。 4、 检测仪器设备 本次桥梁检测的的主要仪器设备见下表： 3 表 1 试验仪器设备一览表 序号设备名称规格型号数量 1静态应变测试系统DH38161 台 2电阻应变片BQ120100AA若干 3裂缝观测仪1 台 4百分表0.01mm/30mm7 只 5磁性表座7 套 6笔记本计算机1 台 5、板梁静力荷载试验 静力荷载试验是检验单梁承载能力最直接有效的手段和方法，主要 是通过测量单梁在静力试验荷载作用下的变形及应力，并与理论计算值 及规范允许值相比较，以此来评估和鉴定单梁的实际承载能力。 根据现场条件以及业主的要求，本次静载试验对跨黔桂扩能铁路大 桥选取一片 30m 预制 T 梁为试验对象，对绿荫河中桥选取一片 20m 预 制空心板为试验对象，对狮头河 1 号中桥选取一片 16m 预制空心板为试 验对象，共计三片单梁进行静载试验，板梁选定由业主、监理、施工三 方现场选定，原则上选择具有代表性的或最不利的桥跨进行承载能力的 检测评定。 5.1、试验荷载效率 跨黔桂扩能铁路大桥、绿荫河中桥、狮头河 1 号中桥的设计荷载均 为公路-I 级，通过理论计算得到单梁相应控制截面的设计内力值，根据 内力等效的原理制定具体的加载方案。 静载试验荷载一方面应保证结构的安全性，另一方面又应能充分反 4 映结构的承载能力，规范中规定荷载试验加载应满足： )1 ( S Ss q 式中：静力试验荷载效率，为保证试验效果荷载效率宜介于 q q 0.951.05 之间； 静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制 s S 截面内力或变位的最大计算效应值； 控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效 S 应计算值； 按规范取用的冲击系数值。 5.2、加载方案 本次静力荷载试验初步拟定采用液压千斤顶在跨中施加荷载，为了 防止结构在加载过程中意外损伤，静力试验荷载采用分级加载的方式。 本次荷载试验初步拟定分五级加载，然后分三级卸载。在加载过程中通 过实时监测各测点挠度及应变变化来控制实际加载进度。 采用液压千斤顶在跨中施加荷载，应在千斤顶处参照下图布置分配 梁，不可将千斤顶直接置于梁上加载，以防止梁体局部应力过大发生破 坏。 分配梁 液压千斤顶 施加集中力 跨中 右支座 左支座 图 4 单梁静载加载示意图 5 5.3、测试项目及量测方法 静力荷载试验的主要观测项目见下表 2-4 所示： 表 2 静载试验测试项目 测试对象30mT 梁、20m 空心板、16m 空心板 测试截面跨中截面L/4 截面3L/4 截面支点截面 测试内容挠度、应变挠度挠度沉降 挠度量测方法：各测试截面的挠度采用在梁底架设百分表，人工读 数进行挠度测试； 应变测试方法：在跨中截面的应变测试点处粘贴电阻应变片，通过 静态电阻应变仪测得相应的应变值。 5.4、测点布置 应变测点：布设于各试验对象的跨中截面处，沿截面底板布置 4 个 测试点。 挠度测点：布设于各单梁的跨中截面、L/4 截面、3L/4 截面，其中 跨中布置 3 个，L/4 截面、3L/4 截面各布置 1 个。 支点沉降位移测点：布设于单梁两端的支点处，共 2 个位移测点， 均采用百分表顶支于支座截面测量。 跨中 左支座 右支座 跨中 左支座 右支座 6 图 5 挠度测点布置示意图 跨中 左支座 右支座 跨中 左支座 右支座 图 6 应变测点布置示意图 5.5 分级加载数据 表 3：30m T 梁 30m T 梁 千斤顶加载值（kN）控制挠度（mm） 第 1 级77.12.74 第 2 级154.15.48 第 3 级231.28.23 第 4 级308.210.97 第 5 级385.313.71 卸载 1 级308.210.97 卸载 2 级154.15.48 卸载 3 级 00 分级加载 加载对象 7 表 4：20m 空心板 20m空心板 千斤顶加载值（kN）控制挠度（mm） 第 1 级35.02.52 第 2 级70.15.04 第 3 级105.17.55 第 4 级140.210.07 第 5 级175.212.59 卸载 1 级140.210.07 卸载 2 级70.15.04 卸载 3 级 00 表 5：16m 空心板 16m空心板 千斤顶加载值（kN）控制挠度（mm） 第 1 级31.61.71 第 2 级63.23.41 第 3 级94.75.12 第 4 级126.36.82 第 5 级157.98.53 卸载 1 级126.36.82 卸载 2 级63.23.41 卸载 3 级 00 5.6、静载试验数据分析 根据现场实测结果计算相应的挠度、应力校验系数及相对残余变形、 应变，并与规范限值进行比较，从而评估试验对象的实际承载能力。 分级加载 加载对象 分级加载 加载对象 8 6、相关工作、相关工作 （1）安全措施：在测试现场根据需要划定工作区域，在测试现场 工作区域内设置警戒线，杜绝非检测工作人员、车辆入内，以保证静载 试验的顺利进行。 （2）实验准备：提前组织相应数量的堆载重物及堆载人员、设备， 同时组织现场供电、照明设施等相关工作，检测方应校验检测仪器设备。 （3）时间安排：在各相关工作顺利的情况下，整个试验检测过程 约需 3 天（其中静载实验准备工作 1 天，实测 2 天，实际时间主要由加 载进度决定） ，静载试验的时间宜可能安排在气温较为稳定的时候，或 经双方协商后确定。 （4）荷载试验组织 荷载试验应在现场统一指挥下按计划有秩序进行。 首先检查不同分工的测试人员是否各行其职；交通管理、加载和联 络人员是否到位；加载设备、通讯设备和电源是否准备妥当；加载位置 测点放样和测试仪器安装是否正确。然后调试仪器，使整个测试系统进 行正常工作状态。随后记录气候天气情况和试验开始时间，进行正式试 验。 堆载重物应按预定位置进行分级加载，每级荷载施加后，稳定时间 不少于 5 分钟，待变位稳定后测量挠度及应变，然后进行下一级荷载的 测试，在整个加载过程中，试验人员对整个桥梁的各测试截面、测点密 切观察，实时对试验对象在加载过程中的挠度、应变实测值与理论计算 值进行比较。 （5）桥梁设计资料的获取、现场安全措施及加载实施均由施工单 位配合检测单位完成。 9 （6）在保证桥梁检测准确、科学的前提下，以上方案可根据现场 实际情况进行适当调整。 7 7、特殊情况处理特殊情况处理 试验过程发生下列情况时，应立刻停止加载并查找原因，在确保结 构及人员安全的情况下方可继续试验： （1） 、控制测点实测应力、变位（或挠度）已达到或超过计算的控 制应力值时; (2)、结构裂缝的长度或缝宽急剧增