浅析T梁施工中的静载试验.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除锚桩反力梁装置在铁路T梁静载试验中的应用 摘 要：本文针对简支T梁施工中的静载试验方法、步骤进行了概述，并对静载试验的临时的台座和反力架进行了设计和验算。关键词：T梁 静载试验 反力架 加载方法1 工程概况中铁七局集团第三工程有限公司呈贡制梁场主要负责昆明铁路枢纽东南环线晋城1号双线大桥2（10-32）、晋城2号双线大桥2（12-32）、白云双线特大桥2（26-32）、林塘双线大桥2（7-32）、高新区双线特大桥2（26-32）、横冲1号双线特大桥2(16-32)、横冲2号双线大桥2(10-32)、前卫营双线大桥2(10-32)、缪家营双线大桥2（15-32）共9座大桥520片的施工。32米预制T梁根据通桥（2005）2201施工。预制T梁按梁型分为边梁和中梁两种；其中32米边梁（中梁）梁长32.6米，跨度32米，桥面宽2.338米（中梁桥面宽1.9米），梁高均2.7米； 32米边梁重146.31吨，中梁重146.31吨。2 静载试验简介先说明反力装置的常见种类，再说明选择锚桩反力梁的原由。单片T梁静载试验是通过对梁体直接加载，并利用各种试验仪器来检测梁体的挠度，从而确定梁体在外力作用下所发生的变化和梁体的整体工作状态的试验方法。这种方法作为一种检测手段，无论在检查梁体质量方面，还是在检验设计合理性方面，都是一种比较完善、实用的检验方法。施工现场实施静载试验按照国家规范要求，生产初期，试生产30片（不同跨度的至少10片）T梁进行梁场取证工作，并取其中一片T梁进行静载试验；正常生产期间每60片T梁作一次静载试验。32米T梁静载试验采用地锚连接反力架的形式进行试验加载。32米T梁静载试验反力架和地锚用插销连接，加载千斤顶直接顶升反力架的横梁，顶升产生的反作用力对梁体进行加载。加载千斤顶的受力点由地锚桩基承担，为了施工方便本方案中的桩基设计成扩底桩，扩底桩的安全系数按1.5倍考虑。3 台座、反力架设计及检算4.1、加载点布设根据部颁标准“预应力混凝土简支梁静载试验方法”，对梁体施加五个集中荷载，加载点布置为：跨中处、距跨中4米处、距跨中8米处，共五点。示意图如下：4.2、加载荷载及力传递每个加载点的荷载根据图纸设计计算为800KN。加载的作用原理为：每个加载点上的荷载由放置于加载点上的千斤顶对相应反力架顶升产生的作用力施加，抗拔桩基提供千斤顶顶升反力架时的反作用力，反力架和梁体两侧的抗拔桩基用预埋槽钢组合件进行连接。槽钢组合件在桩基施工时提前预埋在桩基顶部，每个预埋件的标高一样，误差控制在2mm以内。反力架和抗拔桩的连接和具体的受力示意图如下： 4.3、桩基设计及检算1） 桩基设计每个反力架由两根立柱和抗拔桩连接，抗拔桩为圆台型扩底桩，桩顶直径为1.5米，桩底直径为2.0米，桩长为4米。抗拔桩设计为钢筋混凝土桩，钢筋笼采用全笼。主筋采用16根20钢筋，箍筋采用8钢筋，间距20cm。2） 桩基抗拔力组成反力架重量：50KN；加载荷载：800KN；最小抗拔力为：Pmin =（800-50）0.5375KN3） 抗拔力计算 根据铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5-2005中有关桩周土的极限摩擦阻力的取值参数，结合静载试验台座的地质情况，确定抗拔桩桩周土的极限摩擦阻力fi30KPa。 假设抗拔桩的顶面直径为1.5米，底面直径为2.0米，桩长4米。先按照假定计算抗拔桩的抗拔力。 抗拔桩的侧面积为：S=(R+r)l3.14（10.75）4.00822.024m2 抗拔桩的抗拔力为：P1fiS3022.024 660.72 KNP1/Pmin1.76，计算结果中可以看出，假定桩的尺寸满足受力要求。4） 抗拔桩施工要求桩基施工采用人工挖孔形式，开挖前现将原地面进行平整，从实质土层开始开挖。桩顶标高必须进行严格控制，误差在2mm以内。 4.4、试验台座1）静载试验台座设计试验台座采用钢筋混凝土条形基础，为了节省原材料以及充分发挥混凝土的抗压性能，存梁台座设计成台阶状矩形基础。每个台座共有三层，每层均为钢筋混凝土结构，受力主筋为12钢筋，结构箍筋为8钢筋。初步估算台座的结构尺寸如下示意图所示。2）承载力计算 32米T梁自重：1463.1KN 加载荷载：80054000KN 千斤顶重：1.5057.5KN 操作人员及观测人员重：100.757.5KN 每侧试验台座自重：(1.21.20.8220.6+330.6)25=223.8KN每侧台座的最小荷载为：G1=(1463.1+4000+7.57.5)0.5+223.8=2972.9KN静载试验台座经处理地基承载力不小于400kpa，此时地基所提供的承载力为N1。N133400=3600KN N1/G1=3600/2972.9=1.21 根据N1/G1的结果可以看出，试验台做的地基承载力满足要求。3） 静载试验台座施工要求a.静载试验台座基础开挖时每边扩大0.8m，超挖0.6m，分两次换填碎石，使用功率大的平板振动器夯实，经过处理的地基承载力不小于400kpa。每层的夯实标准为填料不再有下沉为止。b.试验台座为钢筋混凝土结构，在放置底层钢筋时必须保证5cm的保护层厚度，钢筋必须用混凝土垫块垫起。浇筑混凝土前模板的必须加固牢固，模板的尺寸误差控制在2cm以内。 4.5、反力架检算5.1计算参数：（1）最不利荷载值：按曲线边梁在终张拉后30天做静载试验计算，每点初步估计施加最大荷载P=800（KN）。（2）加力架基本数据横梁为56c工字钢，两侧采用16mm的钢板进行加强，千斤顶位置采用三角钢板进行局部加强；立柱为25a槽钢，销孔位置采用10mm钢板进行局部加强。门架中心之间距离为：3.1（m） 立柱与横梁材质为Q235，安全系数取1.4。立柱与横梁之间连接采用2个直径45mm的45#钢进行调质处理和4个M20螺栓。（3）截面特性计算横梁截面面积A0=157.85+2*52*1.6=324.25（Cm）横梁惯性矩I0=I+2*bh/12=71439.4+2*1.6*523/12=108934.87（Cm4）横梁抵抗矩W0= I0/yc=108934.87/28=3890.53（Cm）立柱截面面积A=69.820（Cm）销子截面面积A=3180.86（mm）5.2按最不利荷载（上横梁中心受最大荷载P=800KN），横梁按简支梁进行计算。上横梁跨中最大弯矩M=PL/4=800X3.1/4=620（KNm）上横梁弯曲应力=M/W0=620X 1000/3890.53=159.36（Mpa）235/1.4=167.9（Mpa）上横梁抗剪应力=P/A=800000/157.85/100=50.1（Mpa）85（Mpa）立柱抗拉(边梁最不利)=P/A=452903.22/69.820/100=64.87（Mpa）140（Mpa）销子抗剪=Q/2A/2=45