桥梁梁(板)静载试验方法

1、.桥梁单梁（板）静载试验剖析一、前言跟着最近几年来公路建设的发展，各样桥梁的建设也日渐增添，而因造价、工期、施工难度等各样要素的影响，大多数桥梁预制、吊装的组合梁（板）桥，而在架设梁（板）前对单梁（板）及在成桥后对全桥做静载试验检测设计能否安全、施工质量能否知足规及设计要求的重要手段，在此，本文仅对架设前单梁（板）静载试验的程序及主要的注意事项作一简单剖析，并以省市洛界公路王三庄桥20M先法预应力钢铰线低高度箱梁静载试验报告为例，并援以一些其余桥梁的单梁静载试验加以对比。示例中的桥梁为低高度预应力组合简支箱梁，采纳先法钢绞线，跨径20M，计算跨径19.5M，设计梁高95CM，每片梁宽244CM

2、，主梁间用现浇湿接缝连系。二、试验前的理论剖析在试验前应依照设计图纸对桥梁进行构造剖析，以便确立试验方法、荷载大小、测点部署等。（一）各梁（板）横向散布系数的计算第一，应依照设计图纸计算出各主梁（板）的截面几荷特点值如面积、截面抗弯（抗扭）惯矩、主梁每延米抗扭惯矩，中性轴地点等。（采纳毛截面或换算截面均可，依照过去经验，由二者计算出的横向散布系数的差别很小，可不予考虑。）.z.而后，依据梁（板）间的组合状况采纳横向散布系数的计算方法，如示例中的桥梁可采纳GM法、刚性横梁法或二者同时采纳，取用最不利的状况，而假如是空心板桥则应采纳铰接板法。在横向散布系数得出后，综合考虑预制梁的状况（中、边梁的预

3、制宽度，截面几何特点值等），取用最大的横向散布系数，留待下一步剖析时采纳。（二）、计算二期恒载活荷载的各项力因为试验时，预制梁已成形且钢束拉完成，即一期恒载已加载达成，所以计算的各项力应是二期恒载活载形成的，此中包含主梁（板）间的湿接缝（铰缝）、桥面系、活载、冲击荷载、温度力、混凝土缩短徐变等，且各项荷载间应进行荷载组合，选用最不利组共计算其控制截面的弯矩、剪力等各项力，但此力值为全桥建成后主梁（板）全截面承受的二期恒载活载力值，而在某些状况下，预制梁比成桥时的截面尺寸要小（如示例中的主梁间有湿接缝），截面几何特点值也要小一些，所以，应将力值依照各有关公式中预制梁与成桥后主梁全截面的截面几何特

4、点值的关系进行修正，而后取用修正当做试验的基础数据。三、试验前的准备工作（一）试验梁的选择：第一，应依据前一步计算结果，综合比较中、边梁（板）的力及换算.z.截面几何特点值，初步确立试验的主梁（板）的类型。其次，应着眼于成桥后营运的安全，会同业主、设计、监理、施工有关方面，依照施工状况及有关资料，采纳施工质量最差，成桥后最不安全的梁（板）做为试验梁（板）。（二）、试验方案依照前面理论剖析中得出的预制梁（板）的控制力值，综合考虑试验现场的实质状况及施工单位的实质配合能力，本着安全、经济、高效的原则，采纳试验中的加载（卸载）方案、测点部署、试验步骤、试验暂时支座设置。1）加载（卸载）方案：可采纳贝

5、雷梁、横系梁加载，也可直接用龙门架吊装另一片预制梁将其一端经过油压千斤顶架设在试验架上，如荷载仍不足，可往上加载梁堆放重物。对比较而言，前二者造价较高，准备时间较长，后者经济性好，准备时间较短而常被采纳，示例中采纳横梁加载，在省县武大桥单梁静载试验中即采纳最后一种方法。2）加载地点及加载力的大小一般可采纳一个（或两个）大吨位油压千斤顶（可量程）进行加载，千斤顶下一般垫有枕木或砼块。一但加载的地点确立，即可由控制力计算加载力的大小，示例中试验采纳两个油压千斤顶均距离跨中1.5M处加载。.z.以以下图：从安全角度考虑，且为使试验数据与理论值的比较更加科学合理，试验荷载应逐级加载。此外因为成桥后可能

6、出现超载现象，在试验中应加载高出控制力得出的荷载20为宜（示例中即计划这样，因故示实行），分级可按20、15、10的增量逐渐设置，卸载时也应逐级减小，但分级可相应减少。（3）各截面在试验荷载下应力、应度、挠度、梁端角位移的计算。在确立试验的加载方案后，即可按加载步骤计算出各级荷载下各控制截面的各项力，而后由力及换算截面几何特点值等计算出各截面的上下缘应力、挠度等，再可由应力应变间的关系计算各点理论应变值（一般近似以为梁（板）的某个截面为均质弹性变形，所以有了截面上、下缘应变值及中性轴地点等可计算出该截面各点应变值）。如示例中的桥梁在未开裂的预应力混凝土构件中各截面的应力计算可由公路钢筋混凝土及

7、预应力混凝土桥涵设计规第条计算，公式以下：=N/A0My/I0(5.2.15-1)式中：N、M计算的纵向力和弯矩A0、I0构件换算截面面积和惯性矩应力计算点到中性轴的距离因为试验中预应力施加的纵向力已加载完成，试验梁无纵向力，则得：=My/I0而由以下公式可计算出各点的混凝土应变：.z.=/E式中：E混凝土弹性模量挠度的计算公式主要参照资料力学中的相应公式：f=ML/12EI0式中各参数同上。主拉应力的最不利斜截面（一般在支点邻近）可由公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规第条进行计算，在计算出该截面地点及相应的弯矩、剪力等力后可计算出该截面的理论值。有了理论挠度值此后，可由几何关系计算梁端角

8、位移。（4）测点地点及暂时支座的设置应变测点：一般1/4跨、跨中、3/4跨截面的控制力为弯矩，而支点邻近处为主拉应力，所以，应变测点在以上各截面上的地点和部署方式有所不一样，前者应测出竖直截面上各点应变，所以应沿竖直方向在梁（板）双侧均匀部署五个（或五个以上）应变测点，后者则应在沿主拉应力最不利截面垂直于截面布设35个应变测点，以检测该斜截面的主拉应力能否在允许围。挠度测点：在检测各控制截面的挠度时，可在截面下缘设置12个挠度测点，因为试验过程中支点处也会有沉降，所以在支点下缘应相同设置沉降测点。梁端角位移可沿梁端面在必定距离上、下部署两个测点。示例中以上各测点部署以下页图：.z.由上图可知，

9、示例中支点处应变测点的部署没法测出支点邻近斜截面的主拉应力值，其余测点的部署则较为合理。试验中暂时支座的设置：暂时支座应在支座中心线处、考虑到试验中荷载较大，应采纳强度较高的资料制成（如砼块），或直接搁置设计支座，且暂时支座顶面应水平、洁净。5）试验器械的采纳试验器械应尽量采纳较成熟靠谱、采买方便或已有的设施。梁（板）各控制截面应变值的检测现多采纳应变片贴附在测点处，用应变计读数仪收集数据。各截面挠度、梁端角位移的测定可用千分表、位移计等。荷载加载力的大小可由有量程的油压千斤顶控制。.z.裂痕的观察用有刻度的放大镜，并记录其裂痕的产生、发展状况。以上仪器中，应变片的应变系数、位移计、油压千斤顶

10、的油压表，应在试验前在室从头标定。四、试验中的注意事项及数据收集（一）试验中应将安全放在第一位，应充分考虑到各样危险可能性，必须使试验在保证参加人员安全的状况下进行，试验荷载一定逐级渐渐递加，严禁忽然增添较大荷载，卸载也是这样。（二）试验中出现以下状况时应实时中断试验试验梁（板）有砼破裂、剥落的状况。试验梁（板）有裂痕超标，或裂痕产生后在荷载未增添的状况下不断增大。试验梁（板）的挠度值超标且在荷载未增添的状况下不停增大。测试仪器出现异样且没法维修。试验梁（板）的支座、基础出现损坏和异样沉降。发生其余威迫人员安全或影响试验正常进行的状况。（三）试验数据的收集在试验中，为保证试验数据的靠谱，每次增

11、添荷载后，一定持荷510分钟后方可读数，且应每隔35分钟读数一次，一般当数据增量小于前一次增量的10时，即可以为数据稳固靠谱。数据记录应采纳仪器记录与人工记录同步进行、互相校核。.z.五、试验后数据分类、汇总及与理论值的比较（一）试验数据的分类、汇总试验中各荷载阶段各测点记录了大批的试验数据，一定科学、合理的进行分类、汇总，以便下一步剖析时使用。应变数据第一，应将各应变测值按各自应变计试验前标定的系数得出砼应变值，而后，将各控制截面在每一荷阶段的各点应变绘制成图。为此可在图上直观的判断截面能否在各荷载阶段都处于弹性变形状态及中性轴的变化状况。其次，将各荷载阶段在梁（板）某一水平面上混凝土应变绘

12、制成图，判断其变化能否与弯矩图的变化相适应（示例报告未做此类剖析）。最后，可将一些控制点（如各控制截面的上、下缘）在各荷载阶段的应变汇总，剖析该点混凝土应变能否与荷载变化相适应（示例报告未做此类剖析）。挠度数据第一，应将1/4跨、跨中、3/4跨等处各荷载阶段的沉降值减去两支点处相应荷载下的均匀沉降值，得出以上各截面每阶段的挠度值。其次，汇总各截面在每个荷载阶段时的挠度值，判断挠度变化能否与荷载的变化相适应。再将各荷载阶段的挠度值汇总，判断该阶段梁（板）整体挠度的散布能否均匀。端角位移由梁端上下测点位移差除以测点距离即可得出。各应变测点的应力可由应力、应变间的关系得出。.z.（二）试验数据与理论

13、值的比较、剖析在各试验数据整理、分类、汇总完成后，应分别与相应的理论数据汇总成表或绘制成图，进行互对比较，假如各测点试验数据小于或等于理论值，则可说明各测点的应力、应变、挠度等知足要求。假如有个别数据高出，则应剖析可能的原由及数据能否靠谱，在剖析时，不单应比较试验数据与理论值的差别能否在允许围，还应剖析能否测试仪器出现异样。如在某个荷载阶段试验数据大多数高出理论值则说明施工质量未满规及设计的有关要求。此外，还应比较试验数据计算值（如中性轴地点、应力等）与理论值之间的差别，并剖析能否在允许围。在报告中，宜将各样数据及其相对应的理论值绘制成图，这样不单可判断各测点应力、应变、挠度、梁端角位移能否高

14、出理论值，且可很直观的判断该试验梁（板）在各荷载阶段的应力、应变、挠度能否均匀，梁（板）能否处于弹性工作状态及在荷载变化时梁（板）的整体工作状态的变化能否与荷载变化相适应。（三）试验现场、施工状况对试验结果的影响及修正试验时，因为试验梁的砼龄期、配合比、梁（板）预制尺寸的偏差等要素的影响，对试验数据及理论值均应进行修正。第一，因为预制梁（板）时各部位尺寸存在必定偏差，应修正各截面几何特点值，且因砼龄期、配合比等要素的影响，也应修正砼的弹性模量，而后按上述值修正应力、应变、挠度的理论值。.z.其次，砼弹性模量的修正将直接致使由试验数据计算出的应力值一定随之修正。在各个数据修正完成后，从头比较试验

15、数据与理论值的差别及其能否高出允许围。此外因为梁（板）预制尺寸偏差及试验加载不行能达到理想状态，且试验仪器也总会存在偏差，会致使荷载地点、荷载大小，测点地点都存在必定偏差，测试数据自己出现不对称、不均匀现象，试验报告中也应注意剖析偏差能否会影响到整个试验数据的判断。（四）试验数据的弃取在试验数据中偶而会出现个别数据忽然不正常的偏大或偏小，此时应剖析其产生的可能原由及对试验整体数据的影响以决定对其的弃取。当数据偏大时，第一应剖析仪器工作能否正常，其次，假如其余有关数据均小于理论值，则可弃用该数据。当数据偏小时，则常常是仪器工作不正常致使，如应变片与砼的粘附有松动，干分表（位移计）与梁体的接触有零

16、落或其支座遇到不测扰乱，可弃用该数据。六、试验报告中的结论在经综合剖析试验数据自己及其与理论值的差别，并剖析试验中梁（板）的应力、应变、挠度等，判断试验梁（板）在各个荷载阶段的工作状态及其变化，裂痕的产生及其发展状况，即可得以下结论：.z.被试验梁知足设计荷载下的使用要求，可在本桥中使用，施工质量基本知足规及设计的有关要求。七、示例中试验及其报告的不足之处（一）未进行全桥的构造剖析，如横向散布系数的计算，各截面控制力、应力、应变、挠度的计算，支点邻近斜截面主拉应力的计算等，而不过简单的依照设计单位供给的一个跨中弯矩作为试验的控制力，这样使该试验的理论依照不足，对试验结论的科学性、谨慎性造成影响。（二）试验中的控制力未按预制梁截面与成桥后主梁全截面的几何特点值在有关公式中的关系进行修正。（三）试验中