单片空心板静载试验检测方案

1、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 河南省杰翱地球物理工程检测有限公司 2013 年 4 月 1 日 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 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

2、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。 （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

3、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

4、设部工程建设标准强制性文件 （建标200292 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） 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

5、 （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

6、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 f802004） ； 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） ； 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

7、-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

8、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

9、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 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

10、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。 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

11、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

12、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

13、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 95knm。 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 5.00m1.24m0.35m。在该试验荷载作用下，跨中最大弯矩为 95.4 knm。 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 0.951.05 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

14、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 22 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

15、加载至 110.1 kn 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

16、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 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，