哈大客专m预应力混凝土简支箱梁静载弯曲试验方法

PAGE10铁路客运专线32m全预应力混凝土简支箱梁静载弯曲试验方法1、概述静载弯曲试验是检定建筑结构性能的重要手段，也是检验梁体抗裂性及刚度的常用方法。客运专线预制箱梁有着长寿命、高耐久、不易更换的特殊性，要求预制箱梁结构性能必须100%合格，必须对桥梁产品—箱型简支梁进行静载弯曲试验。根据“内力图相似，跨中内力值相等”的荷载布置原则，客运专线全预力梁(一般为32m、24m常用梁型)采用五点十载的加载方法。2、试验条件正常生产条件下，同类别、同跨度达到60片或连续3个月产量（3个月产量不足60片）计一批，每批抽检一片。简支梁静载试验在梁体终张完成30日后进行，不足30日要由设计方进行检算确认后方能进行。3、试验设备及要求3.1、静载弯曲试验主要设备见表3.1表3.1静载弯曲试验主要设备表序号机械设备及工具具名称单位数量备注1静载试验台座座1梁场建设期间自自制2静载试验架套1一般外购3穿心千斤顶台10200t，校验系数不大大于1.05，备用2台4电动油泵台10备用2台540MPa防振振精密油压表表块100.40级，最最小刻度0.2MMpa，备用1块6大量程百分表块60～50mm，最小小分度值≤0.05mm，备用用6块7普通放大镜个4放大倍数10倍倍，直径≮50mmm8刻度放大镜个1放大倍数≮100倍，最小小分度值≯0.022mm950米钢卷尺把2最小分度值≤11mm，悬悬空检定10弹簧拉力测力计计把3200N，示值值误差±1%FF.S，最最小分度≤2%F..S11电子秒表个2控制加载持荷时时间12手持喇叭个2用于统一协调指指挥静载试试验3.2、压力表分级标定，级差不大于加载最大值的10%，加载速度不大于3KN/s，标定荷载不小于加载最大值的1.1倍，且持荷10min。其活塞的外露量约等于试验最大荷载时的外露量。3.3、配套标定数据必须进行线性回归，线性回归相关系数不小于0.999，并根据加载等级计算各级荷载下的表示值。3.4、用于观察裂缝普通放大镜放大倍数为10倍，直径50mm；量测裂缝宽度使用刻度放大镜，其放大倍数不低于10倍，最小分度值不大于0.02mm。3.5、试验所用计量设备、仪表、仪器、钢卷尺等均需要经法定计量检定部门检定合格，且在有效期内，测量跨度用钢卷尺悬空检定。4、试验梁安装及试验前准备工作4.1、梁两端支座安装高差不大于10mm，同一支座两侧高差不大于2mm，箱梁四支点不平整度不大于2mm。支座安装后的实测跨度符合标准要求。并检查制作摆放位置是否正确（要求GD与HX同端、ZX与DX同端、GD与ZX同侧、HX与DX同侧）。4.2、支座设置在试验台座中心线上，且跨距须与待试梁相符。在支座上标划出中心线，以便与梁中心线对正。试验梁移入台座对中后，在梁顶面上标出梁体腹板、跨中及支座中心线，由跨中沿腹板中心线标出跨中、4m、8m共10个点作为梁体的加载中心点（千斤顶和百分表具体布置如图4.2-1所示），在每一加载点铺设砂垫层（找平）及钢垫板（钢垫板由梁场自行设计制作，如图4.2-2所示，设计时注意高度满足千斤顶最大量程满足试验要求），钢垫板用水平尺找平后移入千斤顶。千斤顶中心与梁体加载中心纵横向位置偏差均不大于10mm。图4.2-1千斤顶和百分表平面布置图4.3、在两腹板外侧跨中、4m、8m点处粘贴A4纸做好标志，并做好编号。4.4、各千斤顶中心与加力架横梁中心线纵横向偏差均不大于10mm，加载千斤顶与横梁之间的不得有空隙。4.5、为避免梁体偏载，静载反力架纵横轴线与试验梁纵横轴线偏差不得大于1cm。4.6、在梁体跨中及支座中心两侧分别安装磁吸座百分表进行挠度测量，百分表磁性底座固定支架采用型钢制作（支架自行设计，如图4.6所示，设计安装时特别注意不得在静载试验时梁体下挠支架接触梁体），固定支架必须牢固、稳定，且不受加载时静载试验台座变形的影响。图4.2-2自制的钢垫板图4.6自制的百分表支架4.7、试验梁初始裂纹检查、标识：加载前梁场技术员人员采用10倍放大镜对梁体跨中两侧1/2跨度范围内的下缘和梁底面进行外观检查；并对初始裂缝（表面收缩裂缝和表面损伤裂缝）及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。初始裂纹的标记方法：用蓝色铅笔标记，在加载前仔细观察寻找，并沿着裂缝右侧1mm处，顺其走向画出痕迹，并在裂缝两端打上横杠，封住端头，以辨别加载后裂缝是否延长。严禁用划大圈法标记初始裂缝，因圈内再出现新裂缝将无法辨认，可能造成漏判。4.8、静载试验梁确定后全面进行观测，剔除跨中附近有明显局部外观缺陷或外形尺寸严重超差的样品，确保样品具有更大的代表性。4.9、油压表及千斤顶的标定、校正：油压表标定可在静载试验前4天左右标定完毕，需将顶、表、泵配套标定。标定时注意以下两点：千斤顶与试验工作状态保持同方向运行，因千斤顶正、反向的摩阻不同；标定时先读出油压表示值，再读传感器力值。这样做主要是因为传感器的精度较油压表高得多，以减少视读误差。4.10、箱型简支梁静载弯曲试验平面布置如图4.10所示：图4.10静载试验加载平面图5、加载方法及过程控制5.1、试验梁的加载分两个循环进行，各加载点荷载值根据下面计算公式进行计算后形成计算书进行。静载弯曲抗裂试验加载计算单：5.1.1、等效集中荷载采用五点，跨中设一集中荷载，其余在其左右对称布置，各荷载纵向间距均为4m。图5.1.1加载图示5.1.1.1、根据加载图式计算α值跨中弯矩M为:M=R×i=1P1=P2=P3…=Pi则M=P×α，即α=M/P式中：R——支点反力（kN）；L——计算跨度（m）；P1——各加载点所施加的荷载（kN）；Xi——各加载点至跨中距离（m）；α——等效力臂（m）；5.1.2、计算未完成的预应力损失值△σs=（1-η1）σL6+(1-η2)σL5式中：σL6，σL5——混凝土收缩徐变与钢筋松驰应力损失值（MPa）；η1，η2——收缩徐变与松驰损失完成率，查表；△σs——未完成的预应力损失值（MPa）。5.1.3、计算未完成的预应力损失的补偿弯距△Ms=△σs×（Ay+Ag）（W0/A0+e0）×103式中：△Ms——未完成的预应力损失的补偿弯距（kN.m）；△σs——未完成的预应力损失值（MPa）；Ay——跨中截面预应力钢筋截面面积（m2）；Ag——跨中截面普通钢筋截面面积（全预应力梁取Ag=0）（m2）；W0——对跨中截面下缘换算截面抵抗矩（对后张梁为扣孔换算截面抵抗矩）（m3）；A0——跨中截面换算截面面积（对后张梁为扣孔换算截面抵抗矩）（m2）；e0——跨中截面预应力合力中心至换算截面重心距离（对后张梁为扣孔换算截面）（m）。5.1.4、计算基数级荷载跨中弯矩5.1.4.1、当防水层已铺设时Mka=Md+△Ms-Ms5.1.4.2、当防水层未铺设时Mka=Md+△Ms-Ms+Mf式中：Mka——基数级下跨中弯距（kN.m）；Md——二期恒栽质量对跨中弯距（kN.m）；Ms——加载设备质量对跨中弯距（kN.m）；Mf——防水层质量对跨中弯距（kN.m）；5.1.5、计算基数级加载值PkaPka=Mka/α（kN）5.1.6、计算各加载级下跨中弯矩5.1.6.1、当防水层已铺设时：Mk=K（Mz+Md+Mh+Mf）+△Ms-Mz-Mf-Ms（kN.m）5.1.6.2、当防水层未铺设时：Mk=K（Mz+Md+Mh+Mf）+△Ms-Mz-Ms（kN.m）式中：K——加载等级；Mh——活载对跨中弯距（kN.m）；Mz——梁体质量对跨中弯距（kN.m）；5.1.7、计算各加载级下的加载值(kN)5.1.8、计算静活载级系数KbKb=[Mh/（1+μ）+Mz+Md+Mf]/（Mz+Md+Mh+Mf）式中：1+μ——冲击系数。5.1.9、计算静活载级之跨中弯矩5.1.9.1、Mkb按5.1.6之公式以Kb代替K求之。5.1.9.2、Mkb也按下式求出：Mkb=Mh/（1+μ）+Mka（kN.m）5.1.10、计算静活载级荷载（kN）。静载试验两个循环加、卸载等级与持荷时间，以加载系数K表示加载等级，其加载程序如图5.1.10所示：图5.1.10加载程序5.2、各千斤顶同速、同步达到同一荷载值，加载速度不超过3KN/s。5.3、每级加载后均仔细检查梁体下缘和梁底有无裂缝出现。如出现裂缝或初始裂缝延伸，用红铅笔标注，并注明荷载等级，量测裂缝宽度。5.4、受力裂缝标识：用红色铅笔沿裂缝右侧约1mm处勾描出其走向，并以横杠封端，注明开裂等级。严禁红蓝色铅笔混用或不封端。5.5、每级加载后均测量梁体跨中和各支座中心截面两侧竖向位移变化，以同一截面的两侧平均值分别作为相应截面的竖向位移量或支点沉降量。跨中截面的竖向位移量减去支点沉降影响量即为该级荷载下的实测挠度值。5.6、加载试验过程中设专人监控梁顶加力千斤顶情况，并及时进行纠偏，如若发生较大偏移，及时通知静载技术总负责。5.7、加载过程中必须有专人采用水准仪对反力架线性变化情况进行监控，监控主要点：跨中、反力架主梁接头位置，如有异常情况及时通知静载技术总负责。5.8、对每级加载下的实测挠度值仔细复核，发现异常立即查明原因。6、评定标准6.1、梁体刚度度合格评定定与不合格格评定实测静活载挠度度值为静活活载级下实实测挠度值值减去基数数级下实测测挠度值。实实测静活载载挠度值合合格评定标标准：。为等效荷荷载加载挠挠度修正系系数为:0.99987。由于第一一个阶段各各种设备等等处松弛和和磨合状态态，以第二二加载循环环的挠度值值作为评定定依据。当最后一轮加载载循环时的的实测静活活载挠度值值不满足规规定时，则则梁体刚度度评定不合合格。6.2、全预应力力梁抗裂合合格与不合合格评定在K=1.20加加载等级下下持荷20miin，试验梁梁体下缘底底面未发现现受力裂纹纹或下缘侧侧面(包括倒角角和圆弧过过渡段)的受力裂裂缝未延伸伸至梁底边边，评定全全预应力梁梁抗裂合格格。当在某加载等级级加载至后后一级加载载等级的过过程中，试试验梁体下下缘底面发发现受力裂裂缝或下缘缘侧面受力力裂缝延伸伸至梁底边边，按加载载程序规定定加至后一一加载等级级后，受力力裂缝延长长或在上述述部位又发发现新的受受力