单片空心板静载试验检测方案.doc

汤阴县信合路北段 汤河桥 简支预制空心板静载试验检测方案 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 2 页 共 14 页 目目 录录 第一章第一章 概概 述述 3 第二章第二章 静力加载试验静力加载试验 8 附录 现场检测照片附录 现场检测照片 12 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 3 页 共 14 页 第一章第一章 概概 述述 一 简一 简 介介 汤河桥位于汤阴县信合路北段 大致走向为南 北方向 规划中为城市主干路 该桥 是汤阴县信合路往北跨汤河后与横一路相接的重要桥梁 信合路桥是信合路跨越汤河的 景观性桥 信合路 k0 320 向北跨越汤河后至设计终点接规划横一路 一 跨径布置 信合路桥跨径布置为 3 25 75m 二 横断面布置 桥梁结构横向分三幅 横断面宽度 48m 布置为 3m 人行道 6m 非机动车道 0 5m 分隔带 29 米 机动车道 0 5m 分隔带 6m 非机动车道 3m 人行道 48 米 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 4 页 共 14 页 三 三 桥面板 在桥长 75 米范围内全宽设置简支预制空心板 板的跨度为 5 m 板宽 1 25m 高度 35 厘米 全幅横断面 宽 48 米 内共设空心板 36 块 桥长范围内 与立柱盖梁及横墙 相对应 共设空心板 15 跨 板底支座处设置调平楔块 使支座表面水平 板间横向设置 铰缝将板连成一体 在支座处的铰缝中设置抗震锚栓 将空心板和盖梁 横墙连接在一 起 以防止落梁 本次抽取 2 片空心板进行静力加载试验 以确定其承载能力是否能够达到设计荷载 的使用要求 二 设计标准及设计规范二 设计标准及设计规范 一 设计标准 1 道路等级 城市主干道 2 设计车速 40km h 3 设计荷载 公路 级 4 设计基准期 100 年 5 结构安全等级 一级 6 桥面铺装 90mm 沥青铺装 100mm 混凝土铺装 防水层 7 设计水位 72 50m 常水位 8 地震基本裂度 为 度地震区 地震动峰值加速度为 0 2g 9 高程系统 西安 1980 高程系统 10 坐标系统 北京 1954 坐标系 11 环境类别 类 二 技术规范 建设部 工程建设标准强制性文件 建标 2002 92 号 城市桥梁设计准则 cjj 11 93 城市道路设计规范 cjj37 90 公路桥涵设计通用规范 jtg d60 2004 公路桥涵地基与基础设计规范 jtj d63 2007 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 jtj d62 2004 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 5 页 共 14 页 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 jtj 025 86 公路工程技术标准 jtg b01 2003 公路工程地质勘察规范 jtj 064 98 公路桥涵施工技术规范 jtg t f50 2011 城市桥梁工程施工与质量验收规范 cjj 2 2008 钢结构设计规范 gb 50017 2003 建筑钢结构焊接技术规程 jgj 81 2002 钢结构工程施工质量验收规范 gb 50205 2001 三 主要材料 混凝土 拱圈 c50 立柱 盖梁 横墙 c40 桥墩 承台 桥台台帽及侧墙 挡块 桥面铺装 c30 承台下垫层混凝土 c15 c30 水下混凝土 钻孔桩 防水材料 路桥用沥青基防水涂料 普通钢筋 r235 级 hrb335 级 钢材 q235c 钢 侧面装饰骨架 装饰预埋件 栏杆预埋件等 四 几何尺寸 预制空心板静载试验板 中板 长 5 0m 板底宽 1 24m 板高 0 35m 具体断面尺寸 详见图 三 检测目的三 检测目的 通过单片梁静力加载试验 测试关键断面的应变及变形 并在整个静载荷试验加载 过程中观察板体是否出现新的开裂 从而检验预制空心板的承载能力能否满足设计要求 四 检测依据四 检测依据 1 施工单位提供的该桥设计图纸 2 交通部标准 公路工程质量检验评定标准 jtg f80 2004 3 公路桥涵设计通用规范 jtg d60 2004 4 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 jtg d62 2004 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 6 页 共 14 页 5 大跨径混凝土桥梁的试验方法 铁组 yc4 4 1978 科研专题 6 交通运输部标准 公路桥梁承载能力检测评定规程 jtg t j21 2011 五 检测主要内容五 检测主要内容 1 测试结构变形 测试各级静力荷载加载后粱体的挠度变形 2 测试结构应力 测试各级静力荷载加载后粱体关键受力部位的应变 3 观测结构抗裂性能 在各级加载工况下观察受力关键部位和施工接合面痕迹是否 存在粱体开裂 如出现裂缝 需注意观察裂缝的开展程度 4 评价结构承载力 通过测试各级加载下的挠度 应变 并与理论值进行比较 从 而评价粱体结构的承载力 六 试验提前终止条件六 试验提前终止条件 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加 或新裂缝大量出现 或缝宽超过允许值的裂缝 大量增加时 3 发生其他影响桥梁承载能力或正常使用的损坏时 七 主要仪器设备七 主要仪器设备 根据本项目单梁静载试验的内容和目的 选配符合测试精度及要求的仪器设备 具 体见表 1 1 所示 主要投入仪器设备一览表 表 1 1 序号仪器 设备名称仪器型号用途数量 1 静态应变传感器 hy 65b3000b 静应变测试1 套 2 屏蔽线 应变数据传输若干 3 机械百分表 读取挠度数据10 个 4 笔记本电脑 dell620 数据采集1 台 5 照相机 canon a480 工作拍照1 个 6 皮尺 盒尺 病害丈量各 1 个 7 回弹仪 ht 225 梁体强度测试1 台 8 裂缝测宽仪 裂缝观测1 台 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 7 页 共 14 页 9 通勤车辆 检测人员用车1 台 八 试验结果评定八 试验结果评定 根据 公路桥梁承载能力检测评定规程 jtg t j21 2011 第 8 3 1 条的规定 当 出现下列情况之一时 应判定桥梁承载能力不满足要求 1 主要测点静力荷载试验校验系数大于 1 2 主要测点相对残余变位或相对残余应变超过 20 3 试验荷载作用下裂缝扩展宽度超过梁体纵向裂缝容许最大缝宽 0 20mm 且卸 载后裂缝闭合宽度小于扩展宽度的 2 3 九 施工方配合工作九 施工方配合工作 1 施工方负责吊运梁体 加载配重 梁体架设如下图所示 图 2 板体架设图 2 支撑点 材料选用枕木 钢板 橡胶支座等承载能力较高的材料 3 地基基础 梁体堆载时基础基础要求沉降稳定 承载能力高 最好在预制梁台座上 进行试验 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 8 页 共 14 页 第二章第二章 静力加载试验静力加载试验 静载试验是通过对试验荷载作用下桥板结构的内力与变形进行测量 从而对桥板工 作状态和工作性能进行检验 桥板结构不仅受到其本身重量即恒载的作用 同时还受到 车辆荷载 人群荷载等活载的作用 静力加载试验是对桥板结构或构件在活载作用下桥 板结构或构件的工作状态与工作性能进行检验 从而确定桥板的承载能力 静载试验时试验板的计算跨径采用板处于简支状态下进行 本次试验板为预制中跨 中板 全长为 34 3m 试验时两支座间的距离为 l 33 3m 由于本次试验板为简支板 经 理论计算分析 箱板最大正弯矩控制断面为跨中位置 为了保证试验过程中箱板最大正 弯矩断面能够尽量与成桥后使用过程中保持一致 因此本次单板静载试验以跨中位置作 为最大正弯矩控制断面 因此 本次试验拟对试验板的支点断面 1 4 跨断面和跨中位置 的挠度值以及 1 4 跨断面 跨中位置的应变值进行测试 测试的内容包括 1 通过实测 l 4 断面及跨中的应变值与理论值比较 分析该构件的正截面强度是 否满足设计要求 2 实测支点断面的沉降 l 4 断面及跨中的挠度值 并计算出 l 4 断面和跨中断 面的挠度值 通过实测挠度值与理论挠度值的比较 分析该构件的竖向刚度是否符合设 计要求 3 对实测各点的残余变位进行计算 通过残余变位的大小 分析该构件是否处于 弹性受力状态并作出评价 4 观测试验过程中构件是否因荷载的增加而出现梁体开裂 以判断该构件的抗裂 性能是否满足设计要求 一 试验荷载计算及试验方法一 试验荷载计算及试验方法 1 试验内力计算 本次静载试验的目的是检验上述试验板的强度 刚度和抗裂性是否满足设计要求 所以在进行荷载试验之前 先进行了结构理论计算 确定加载方案 试验板最大正弯矩 控制断面弯矩的大小是按成桥后使用状态计算 荷载最不利布载位置 顺桥向是根据控 制断面弯矩影响线确定的 横桥向是根据各片板的横向分布影响系数确定的 该片板最 大横向分布系数经桥板博士软件计算 确定为 0 29 该桥设计荷载下跨中最大弯矩为 95kn m 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 9 页 共 14 页 2 试验荷载确定及加载方案 本次考虑使用 4 块预制空心板作为压重荷载 每块 36 7kn 总重量 146 8 kn 板尺 寸为 5 00m 1 24m 0 35m 在该试验荷载作用下 跨中最大弯矩为 95 4 kn m 本次试验的荷载效率系数为 95 4 95 0 1 00 满足规范要求的 0 95 1 05 的范围要求 具体堆载方式见下图 图 2 1 加载工况示意图 3 加载过程 加载之前全部测点处的挠度计均进行零级荷载读数 以后在每一级加载后全部测点 立即读一次数 在结构变位稳定后进入下一级荷载加载前再读一次数 跨中断面处的测 点 每间隔 5min 读一次数 以便观测结构挠度是否达到稳定状态 所谓稳定状态 是指 同一级荷载内 结构在最后 5min 内的挠度增量小于前一个 5min 内挠度增量的 15 或小 于所用量测仪器的最小分辨值 则认为结构变位达到相对稳定 静载试验工况见表 2 2 试验板静载试验工况表 表 2 2 加载工况加载等级及测试内容 00零荷载测点读数 1加载至 36 7kn 01结构变形达到稳定后进行读数 2加载至 73 4 kn 02结构变形达到稳定后进行读数 3加载至 110 1 kn 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 10 页 共 14 页 03结构变形达到稳定后进行读数 4加载至 146 8 kn 04结构变形达到稳定后进行读数 加载完毕 5卸载至 73 4 kn 05结构变形达到稳定后进行读数 6卸载至 0 06结构变形达到稳定后进行读数 试验完毕 4 测量仪器与方法 1 挠度测试 挠度测试所用的仪器为数显百分表 为了绘出试验板在各级荷载下的挠度曲线 在 支点 跨中及 l 4 断面垂直于空心板轴线的板底缘各布置一只百分表 通过各个控制断 面布置的测点 测出分级加载的实际挠度值 2 应变测试 试验板体的及 l 4 跨 3l 4 跨底缘两侧各布置 1 个传感器 跨中上缘及下缘各布置 2 个传感器 共布置 8 个传感器 应变测点布置图见下图 2 2 图 2 2 挠度 应变测点纵向布置 应变测量的传感器采用的是武汉岩海工程技术有限公司生产的 hy 65b3000b 数码静 态应变传感器 该传感器用来测量结构体在静荷载作用下产生的微应变 它是一种采用 磁感位置编码技术研制而成新型应变传感器 内致有霍尔芯片 钐钴合金材料 美国进 口 16 位单片机等当今最前沿电子芯片 hy 65b3000b 数码表面应变传感器由两部分组成 hy 65b3000b 数码表面应变传感器宝石测头 微动测头 其微动测头采用磁性恒力吸附技 术 任意姿势均不受重力影响 无蠕变 它无需接二次仪表 直接以数码方式将测量值 汤河桥预制空心板单梁静载试验检测方案 第 11 页 共 14 页 传送给专门配置的数显表或计算机显示 工作原理 应变传感器的宝石测头与微动测头在接受到结构体表面变形时 其变形 被传递到宝石测头 宝石测头带动内置钐钴合金材料移动 霍尔芯片在永久磁场中移动 产生电压信号 此电压信号通过内置 16 位单片机经过非线性编码调制成 rs48