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文档简介
广西地方标准
《预制混凝土静载试验方法及评定规程》
编制说明
一、项目来源
根据《广西壮族自治区市场监督管理局关于下达2021年第二批
广西地方标准制修订项目计划的通知》桂市监函〔2021〕2199号文
精神,由广西壮族自治区交通运输厅提出,广西交通工程检测有限公
司、广西壮族自治区交通运输工程质量监测鉴定中心、广西壮族自治
区高速公路发展中心、广西新发展交通集团有限公司、广西交通设计
集团有限公司、广西交投建筑工业化有限公司共同起草的广西地方标
准《预制混凝土静载试验方法及评定规程》,项目编号为2021-2204。
二、项目背景及目的意义
我国公路建设目前处于三个大的背景环境之中,一是:公路建设
标准化,重点在于促进公路工程技术进步和创新,提升技术和服务质
量;二是:品质工程建设,重点在于引领推进交通基础设施高质量发
展,提高工程耐久性和使用寿命,建立实践性、操作性强的技术研究
机制,引导科研成果落地见效;三是:交通强国建设,从国家战略的
高度提出了对公路工程建设的目标与要求。2021年2月国务院印发
《国家综合立体交通网规划纲要》规划部署了强化西部地区交通基础
设施布局,推进西部陆海新通道建设,打造东西双向互济对外开放通
道网络的战略。
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广西认真贯彻落实习近平总书记关于交通运输工作的重要论述
和指示精神,深入贯彻落实习近平总书记对广西工作的重要指示批示
精神,以“三大定位”新使命和“五个扎实”新要求为主线,以交通
强国建设为指引,围绕“建设壮美广西共圆复兴梦想”的总目标总要
求,加快推进“南向、北联、东融、西合”交通大通道建设。围绕落
实“三大定位”新使命,立足“一湾相挽十一国、良性互动东中西”
的独特区位,全力实施更加积极主动的开放带动战略,初步形成多通
道铁路、高速公路共担的西部陆海新通道,构建面向东盟的国际大通
道,畅通连接黔、渝、川、陕、甘等地的大通道;全面对接粤港澳大
湾区,不断完善连通大湾区的铁、公、水、空“四位一体”综合交通
运输通道,实现陆路3小时到达大湾区交通圈。坚持深化改革,统筹
协调加快交通运输现代化治理体系建设,广西成为全国首批13个交
通强国试点之一。
广西创新实施项目前期工作代办制,两年内完成55个高速公路
规划项目工可和初步设计,使项目达到招商条件,创造交通设施建设
“广西样板”;南宁至玉林高铁项目从立项到开工,仅用了半年多的
时间,创造了前期工作的“广西速度”;近三年新建高速公路项目42
个、里程3086公里,创造了高速公路建设的“广西规模”。2020年
全年建设高速公路项目54个4765公里,创广西区高速公路年度建设
里程史上之最;其中新开工22个项目1726公里,年度新开工项目个
数、里程创广西区高速公路史上之最。“十四五”期,广西计划投资
新建高速公路5000公里以上。2021年是中国共产党成立100周年,
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是两个百年奋斗目标历史交汇之年,是“十四五”开局之年,广西江
全力推进高速公路建设,开工河池(宜州)西过境线、百色市南环线
等33条2334公里高速公路,续建信都至梧州、南丹至下老等41条
3354公里高速公路,建成沙井至吴圩、吴圩机场至隆安、都安至巴
马、桂林至柳城、柳州经合山至南宁、蒙山至象州高速公路一期工程
等6条519公里高速公路,新增忻城县通高速公路。做好桂粤省际通
道的规划对接和同步建设工作,加快推进博白至高州(广西段)高速
公路项目前期工作;力争开工建设广宁经苍梧至昭平(广西段)、北
流—高州高速公路项目。加速建设崇左至爱店口岸、龙州经凭祥至友
谊关口岸等7条高速公路通道,推进国道219沿边公路云南界至那坡
平孟、龙州那花至宁明北山(龙州段)等7个路段约380公里提级改
造项目的前期工作。广西公路建设已然在加速前进!
装配式桥梁具有受力明确、构造简单、施工方便、适合工厂化生
产、施工周期短等优点,在大桥、特大桥的引桥中应用广泛,也是中、
小桥结构形式的首选。因此,公路桥梁建设中预制梁的应用极为广泛,
数量庞大。为保证桥梁工程建设质量,控制好每一片预制梁的质量显
得尤为关键。2018年11月交通运输部办公厅印发《“平安百年品质
工程”建设研究推进方案》强调了重点提升混凝土预制构件质量水平
和研究中小桥梁承载能力和耐久性的快速检测评定技术。预制梁如此
庞大的数量,也为检测评定提出了挑战。如何规范、有效地快速检验
和评定预制梁的承载能力是否满足规范与设计要求,是目前亟待解决
的问题。鉴于预制梁静载试验是检验预制梁承载能力最直接、可靠的
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技术方法和手段,编制一部适用于广西公路工程预制混凝土梁静载试
验方法及评定规程,根据质量控制六要素科学合理的规定试验的相关
程序,能有效的指导和规范广西当前公路桥梁预制梁静载试验工作,
推动提高桥梁工程建设质量,促进广西经济和社会的发展,是一项具
有重要意义的课题和亟需完成任务。
广西地区山岭重丘区比例高,因此在近些年的公路建设高潮中建
设了大量的预制混凝土梁桥,积累了大量的预制混凝土梁施工经验和
数据资料;另一方面,今后随着广西地区公路建设向地形地质条件越
来越复杂的山区挺进的过程中必将建设更多的预制混凝土梁桥。因
此,广西地区需要制定适合广西的公路预制混凝土梁静载试验方法及
评定的配套标准,也具备制定这些配套技术标准的基础和能力。
综上所述,针对广西公路工程建设情况,参考国家及行业现行有
关技术规范,在工程实践经验总结的基础上,开展编制具有地方特色
的公路工程预制混凝土梁静载试验方法及评定规程,可填补我区在此
领域的空白,规范广西公路工程预制值混凝土梁静载试验的方法及评
定的相关内容,并通过预制梁静载试验检测与评定实践指导设计、施
工,对提高广西公路桥梁整体建设质量具有十分重要的现实意义,也
必将带来良好的社会效益和经济效益。该技术标准同时也可推广到本
地区其他行业同类型构件中去,也可被国内其它地区参照使用,必将
产生更加巨大的社会效益和经济效益。
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三、项目编制过程
(一)成立标准编制工作组
广西地方标准《预制混凝土静载试验方法及评定规程》项目任务
下达后,广西交通工程检测有限公司成立了标准编制工作组,制定了
标准编写方案,明确任务职责,确定工作技术路线,开展标准研制工
作,具体标准编制工作由广西交通工程检测有限公司、广西壮族自治
区交通运输工程质量监测鉴定中心、广西壮族自治区高速公路发展中
心、广西新发展交通集团有限公司、广西交通设计集团有限公司、广
西交投建筑工业化有限公司相关人员配合。
本标准负责起草单位:广西交通工程检测有限公司
本标准参与起草单位:广西壮族自治区交通运输工程质量监测鉴
定中心、广西壮族自治区高速公路发展中心、广西新发展交通集团有
限公司、广西交通设计集团有限公司、广西交投建筑工业化有限公司。
本标准主要起草人:毛建平(项目负责人)、李飞林、张武廷、
蓝日彦、韦达洁、韦红亮、罗彦、韦勇克、吴维彬、蒋符发、谭海晖、
黄建伟、潘荣建、陈大勇、周里鸣、唐赓、蒋凌杰、唐丽娟、青志刚、
张广彬、王正、吴志隆、周乾、陈彦羽、覃乐勤。毛建平负责整个项
目的技术及组织协调工作;谭海晖教授级高级工程师负责整个项目的
技术指导;毛建平负责大纲编制,韦达洁常务副总经理负责技术指导;
吴维彬负责整个项目进度管理。本标准的具体内容由毛建平负责编
写,吴维彬协助,其余参与人员根据安排参与标准的编写。
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(二)收集整理文献资料
本标准起草人员的前期研究工作分为资料调查与研究、工程案例
及数据收集检验、总结完善3个步骤进行:1、调研了国内大量的预
制混凝土梁静载试验及评定的实际案例和相关的标准规范、规程及研
究成果;2、搜集了国内及广西地区部分工程项目预制混凝土梁静载
试验及评定的案例及数据资料;3、对搜集到的检测评定资料进行分
类整理和研究,为下一步的规范研究提供必要的指导和技术支撑。标
准编制工作组收集了预制混凝土梁静载试验与评定相关的文献资料。
主要有:
GB/T7551称重传感器
SJ21133称重传感器通用规范
JTGF80/1公路工程质量检验评定标准第一册土建工程
JTG/TJ21-01公路桥梁荷载试验规程
JTG3362公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范
(三)研讨确定标准主体内容
标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究之后,标准编制工
作组召开了标准编制会议,对标准的整体框架结构进行了研究,并对
标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究,标准的主体内容确定
为术语和定义、基本规定、仪器设备、试验加载、试验量测、数据分
析与结果评定、试验记录与试验报告、试验安全。
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(四)调研、形成征求意见稿
为确保本标准的编写工作有序开展,标准编制工作组在前期大量
的研究工作的基础上,于2021年12月中旬完成了《预制混凝土静载
试验方法及评定规程》的编制大纲和工作大纲,并经内部评审讨论后,
于2021年12月29日召开了大纲外部评审会,评审会针对大纲共提
出了17条建议和意见。根据大纲评审专家的意见,以修改完善后的
大纲作为项目的工作指导,标准编制工作组开展了标准正式的编写工
作,并于2022年1月下旬完成了工作组讨论稿。2022年3月16日
召开标准工作组讨论稿讨论会,对工作组讨论稿进行会审,根据会审
意见修改后形成征求意见稿。
四、标准制定原则
本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的
规定。标准编制工作组充分调研了国内及广西地区目前采用预制混凝
土梁静载试验检测评定的实际案例、数据资料及研究成果,研究和分
析了国内及广西地区预制混凝土梁静载试验方法及评定标准建设的
现状,以及国内预制混凝土梁静载试验评定的发展趋势和新技术的应
用状况。经过标准编制工作组成员讨论,确定标准编制遵循以下基本
原则:
(1)科学性原则
本标准分析了国内关于预制混凝土梁静载试验方法及评定标准
的建设现状和特点,结合国内及广西地区公路工程预制混凝土梁静载
试验检测评定的实施现状,在此基础上对已发布的相关标准、规范、
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规程进行整理、归纳和分类,建立了科学、实用、合理的广西地区公
路工程预制混凝土梁静载试验的方法及评定标准。
(2)承接性原则
本标准术语、符号、条文尽量与相应国家、国际、行业和地方标
准的规定内容相一致,条文未出现自相矛盾的地方。标准技术内容与
国家、国际、行业和地方标准兼容,未出现冲突,保证了一致性。标
准技术内容中引用其他标准时,已明确指出所引用标准的内容或名
称,增强了标准的可读性和可操作性。
(3)可操作性原则
本标准的起草充分调研了国内、广西壮族自治区地区公路工程预
制混凝土梁静载试验检测评定的应用现状,征求了高校、公路管理、
设计院、施工单位等领域的专家意见。编写组在此基础上进过反复讨
论和修改,编制此标准。标准内容针对性强,可操作性高,易于推广。
五、标准主要内容及依据来源
广西地方标准《预制混凝土梁静载试验方法及评定规程》主要章
节内容包括:范围、规范性引用文件、术语和定义、符号、基本规定、
仪器设备、试验加载、试验量测、数据分析与结果评定、试验记录与
试验报告、试验安全。
本标准的编制遵循国家、行业和广西壮族自治区现行有关标准的
规定。标准编制工作组充分调研了国内及广西地区目前采用预制混凝
土梁静载试验检测评定的实际案例、数据资料及研究成果,研究和分
析了国内及广西地区预制混凝土梁静载试验方法及评定标准建设的
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现状,以及国内预制混凝土梁静载试验评定的发展趋势和新技术的应
用状况。在此基础上结合广西地区公路工程预制混凝土梁静载试验的
方法及评定工作经验,形成了广西地区公路工程预制混凝土梁静载试
验的方法及评定标准。
1、标准名称
为保证标准的全面性和针对性,计划申请的标准名称为《预制混
凝土梁静载试验方法及评定规程》。本标准名称一方面界定了其应用
对象为预制混凝土梁,另一方面阐明了主要内容为静载试验的方法及
评定。
2、范围
本标准规定了适用对象为广西行政区域内公路工程新建、改扩建
工程中的新预制钢筋混凝土及预应力混凝土梁静载试验。
目前,我国无论是公路工程、市政工程还是铁路工程,已建及在
建项目中均有大量预制混凝土梁的应用,如何规范、有效地快速检验
和评定预制梁的承载能力是否满足规范与设计要求,通过掌握相关质
量情况,对工程的质量进行控制,是亟需解决的课题。鉴于预制梁静
载试验是检验预制梁承载能力最直接、可靠的技术方法和手段,项目
相关单位、质监部门也提出过检测意愿,目前,虽然国内已有较成熟
的检测技术,但受限于国内对该检测项目的程序、方法、抽检频率、
评价标准等尚不明确和统一,目前还没有行业或地方标准,致使该项
目在部分地区没有很好地实施。鉴于此编制了该技术规程,其目的就
是为了使本区的预制混凝土梁静载试验方法及评定有一个比较统一
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的标准,达到符合安全适用、技术先进、经济合理的要求。
3、术语和定义
本标准涵盖了预制混凝土梁静载试验及评定工作的各种术语和
定义。
4、符号
本标准涵盖了预制混凝土梁静载试验及评定工作的需要使用的
各种符号。
5、基本规定
(一)一般规定
第5.1.1条:当前,公路工程预制梁静载试验检测的抽检频率尚
未统一,规定预制梁抽检的频率和抽检规则,能为后续工作的开展提
供基础依据,便于后续工作的开展和实施。并对小范围生产的预制梁
抽检进行了规定。
此条规定同一批预制梁的定义,并明确抽检的数量与方法。通过
规定生产条件、预制场地、同一批数量,从人、机、料、法、环、数
六个方面控制样本的代表性,再明确随机抽样的方法,为预制梁的抽
样检测提供明确的选取依据。抽检数量和龄期是根据广东和贵州的调
研数据,结合四川省的原则,并参考《混凝土结构工程施工质量验收
规范》(GB50204-2015)条文及条文说明选取(充分考虑同材料定义
作为抽检原则对预制梁选取的实际影响)。不同省份对预制梁静载试
验抽检频率的规定如下:
(1)贵州省预制梁静载试验的抽检频率为:对同一预制场大批
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量生产的梁,以不超过300片且不超过3个月的同类型(同材料、同
制作工艺、同结构类型、同跨径)预制梁板为一批,每批采用随机抽
样的方法抽检不少于1片;对小批量生产(总数量不超过30片)的
同类型预制梁板,可现场采用典型抽样方法,直接选择质量相对较差
的梁进行试验,且数量不少于1片。
(2)广东省预制梁静载试验的抽检频率为:对同一预制场大批
量生产的梁,以不超过1000片且不超过6个月的同类型(同材料、
同制作工艺、同结构类型、同跨径)预制梁板为一批,每批采用随机
抽样的方法抽检不少于1片;对小批量生产(总数量不超过500片)
的同类型预制梁板,可现场采用典型抽样方法,直接选择质量相对较
差的梁进行试验,且数量不少于1片。如抽检不合格,应加倍抽检。
(3)四川省预制梁静载试验的抽检频率为:预制构件荷载试验
抽取范围应覆盖不同原材料、不同预制工艺、不同结构类型、不同跨
径预制构件。对主要质量指标验证合格,但未按施工规范制作的预制
构件,应逐一通过静力荷载试验验证其承载能力;对进行质量缺陷处
理后的预制构件,也应通过静力荷载试验验证其承载能力。
(4)《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015)第
9.2.2条第3款检验数量:同一类型预制构件不超过1000个为一批,
每批随机抽取1个构件进行结构性能检验。条文说第9.2.3条第2款
检查数量可根据工程情况由各方商定。一般情况下,可为不超过1000
个同类型预制构件为一批,每批抽取构件数量的2%且不少于5个构
件。
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针对单批抽检数量,编制组采用调研的方法结合与其他省市相关
规定综合拟定,编制组认为500片为1批是合适的,调研数据见下表。
表1预制厂预制梁数量调研汇总表
序号项目名称分部预制厂预制梁类型标准跨径(m)预制总数(片)
1钢筋砼空心板8135
2预应力砼小箱梁16208
31-1分部1号厂预应力砼小箱梁20295
4预应力砼小箱梁3024
5预应力砼小箱梁4052
6预应力砼小箱梁13248
7预应力砼小箱梁16134
1-2分部1号厂
8预应力砼小箱梁20302
9预应力砼小箱梁30161
10钢筋砼空心板642
11预应力砼小箱梁13105
121-3分部1号厂预应力砼小箱梁16208
13预应力砼小箱梁20196
14预应力砼小箱梁4012
15钢筋砼空心板8146
16兰海高速钢筋砼空心板1044
17钦州至北预应力砼小箱梁1364
18海段改扩2-1分部1号厂预应力砼小箱梁16105
19建项目预应力砼小箱梁20249
20预应力砼小箱梁30431
21预应力砼T梁4540
22钢筋砼空心板842
23预应力砼小箱梁16208
242-2分部1号厂预应力砼小箱梁20476
25预应力砼小箱梁30812
26预应力砼小箱梁40434
27钢筋砼空心板842
28预应力砼小箱梁16208
291号厂预应力砼小箱梁2070
30预应力砼小箱梁30273
2-3分部
31预应力砼小箱梁4091
32预应力砼小箱梁20406
332号厂预应力砼小箱梁30539
34预应力砼小箱梁40343
35天峨至北1号厂预应力砼小箱梁30466
36海公路工1分部预应力砼小箱梁30148
2号厂
37程项目预应力砼小箱梁40140
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序号项目名称分部预制厂预制梁类型标准跨径(m)预制总数(片)
38(巴马至3号厂预应力砼小箱梁40186
39平果段)1号厂预应力砼小箱梁40160
402分部2号厂预应力砼小箱梁40340
413号厂预应力砼小箱梁40234
42预应力砼小箱梁30102
3分部1号厂
43预应力砼小箱梁40207
44预应力砼小箱梁3064
1号厂
45预应力砼小箱梁40145
46预应力砼小箱梁30325
4分部2号厂
47预应力砼小箱梁40196
48预应力砼小箱梁30325
3号厂
49预应力砼小箱梁40185
50预应力砼小箱梁30465
5分部1号厂
51预应力砼小箱梁4088
52预应力砼小箱梁20872
53预应力砼小箱梁30256
1分部1号厂
54预应力砼小箱梁4070
55预应力砼T梁4084
56预应力砼小箱梁20496
2分部1号厂
57预应力砼小箱梁3048
58融水至河预应力砼小箱梁20232
3分部1号厂
59池高速公预应力砼小箱梁30316
60路工程预应力砼小箱梁20144
614分部1号厂预应力砼小箱梁30412
62预应力砼小箱梁40130
63预应力砼小箱梁20796
64预应力砼小箱梁3026
5分部1号厂
65预应力砼小箱梁40765
66预应力砼T梁406
67预应力砼小箱梁25996
681分部1号厂预应力砼小箱梁30492
69预应力砼小箱梁401161
70预应力砼小箱梁25634
712分部1号厂预应力砼小箱梁30586
田林至西
72预应力砼小箱梁40724
林(滇桂
73预应力砼小箱梁25488
界)高速
743分部1号厂预应力砼小箱梁30539
公路工程
75预应力砼小箱梁40968
76预应力砼小箱梁251140
774分部1号厂预应力砼小箱梁30216
78预应力砼小箱梁401245
795分部1号厂预应力砼小箱梁301000
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序号项目名称分部预制厂预制梁类型标准跨径(m)预制总数(片)
80预应力砼小箱梁40462
81预应力砼小箱梁30707
6分部1号厂
82预应力砼小箱梁40905
83南宁至宾预应力砼小箱梁1372
84阳至黎塘预应力砼小箱梁20172
1分部1号厂
一级公路
85预应力砼小箱梁3516
工程
86预应力砼小箱梁25184
871分部1号厂预应力砼小箱梁308
88预应力砼小箱梁4068
89预应力砼小箱梁25532
902分部1号厂预应力砼小箱梁30232
上思至防
91预应力砼小箱梁40172
城港公路
92预应力砼小箱梁2524
工程
933分部1号厂预应力砼小箱梁30332
94预应力砼小箱梁40948
95预应力砼小箱梁25960
964分部1号厂预应力砼小箱梁30708
97预应力砼小箱梁40136
98预应力砼小箱梁13144
陆川清湖
99预应力砼小箱梁2077
至浦北石
1001分部1号厂预应力砼小箱梁255
埇一级公
101预应力砼小箱梁30145
路工程
102预应力砼小箱梁405
103贺州至巴预应力砼小箱梁2024
104马高速公2-1分部1号厂预应力砼小箱梁25120
105路(来宾预应力砼小箱梁40286
106至都安2-2分部1号厂预应力砼小箱梁40536
107段)№JC22-3分部1号厂预应力砼小箱梁40632
108标段2-4分部1号厂预应力砼小箱梁401146
同时,本条规定了首批同类型预制梁优先抽检的原则。
该条款规定的主要原因是:每个项目开工生产的首批预制梁均涉
及人员、设备、材料、环境、养护条件、配合比等诸多因素的适应性
问题,对首批预制梁进行抽检,有助于检验项目预制场预制混凝土梁
的能力,有助于提高或控制预制梁施工质量。
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第5.1.2条:规定了需要额外抽检预制梁进行荷载试验检测评定
的情形。主要包括以下内容:
(1)参考《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第
3.1.3条,规定了采用新结构、新材料、新工艺进行试生产的情形;
(2)对预制梁人、机、料等直接关系生产状况的条件发生大的
变化时,预制梁的生产质量与原生产状况下的质量可能不同,需要通
过抽检验证预制梁的质量的情形;
(3)当建设者、管理者、监督者等对工程持怀疑态度时,需要
对被怀疑的预制梁作静载试验以检验其质量的情形;
(4)当项目技术质量基础资料不全,对资料有怀疑时,需要抽
检预制梁以验证其实际承载能力的情形。
第5.1.3条:规定了预制梁静载试验的时间段。
对预制梁静载试验的时间作出具体规定,主要基于以下原因:
(1)规定预制梁作静载试验的时段,主要考虑到试验梁混凝土
收缩徐变、预应力松弛、锚具回缩、预制梁上拱等影响;
(2)预制梁混凝土早期收缩徐变发展较快,同时混凝土收缩徐变
效应与混凝土龄期和加载龄期直接相关,对结构内力和变形影响较
大,因此应充分开裂混凝土收缩徐变对结构内力的影响。当预制梁按
7天张拉预应力计,在张拉后30天,预制梁钢筋松弛损失基本达到
终极值的87%以上(参考《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计
规范》(JTG3362-2018)第C.3.1条),同时混凝土收缩徐变基本能
达到180天龄期的60%~70%左右(参考《公路钢筋混凝土及预应力混
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凝土桥涵设计规范》(JTG3362-2018)第C.2小节);
(3)当存梁在达到可张拉强度并完成张拉后30天,梁体结构材
料强度基本已达到设计强度要求;
(4)对于预应力混凝土预制梁,在完成预应力张拉后,在混凝
土徐变作用下,梁体的向上拱度会随时间增长而逐渐增大,为避免预
制梁上拱度过,一般设计会要求存梁期不宜超过90天;
综上所述,规定该条能较为合理的控制预制梁本身的试验条件,
尽量减少因混凝土强度、钢筋应力损失、收缩徐变等因素差异带来的
结果差异。同时又能防止预制梁上拱度过大以及预制梁与桥面现浇层
因龄期差异而产生过大的收缩差,并根据目前公路工程普遍的施工进
度的实际情况,考虑预制场地利用率及项目周转等实际需求,初拟试
验龄期不宜超过60天是合适的。
另外,铁路规范《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试
验》(TB/T209-2018)第2.4条规定简支梁静载试验宜在终张或放
张30d后进行,不足30d时应由设计单位检算确定。
第5.1.4条,规定了常规的试验目标状态以及不满足要求情况下
的处理办法。
本条主要参考《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB
50204-2015)B.1.6条条文原则,根据产品批量检验合格判断通行做
法,结合公路工程预制梁设计使用状态,规定一般试验状态,并规定
额外抽检原则。当加倍抽样结果均不理想时,可由检测单位提出专项
检测方案,报行业主管部门及相关单位审批后实施。
16
(二)试验程序
第5.2.1条:规定静载试验主要划分的三个阶段。
第5.2.2条:规范试验准备阶段的主要内容。
试验准备阶段的主要工作内容包括:资料准备、方案编制和试验
筹备。以时间为主线,根据不同时段的需要做必要的准备工作。
第5.2.3条:规范现场实施阶段的主要内容。
现场实施阶段的主要工作内容包括:现场准备、预加载试验、正
式加载试验和过程监控。同样以时间为主线,按试验顺序依次进行对
应的工作。其中,过程监控与正式加载试验是同步进行的。
第5.2.4条:规范试验结果分析阶段的主要内容。
试验结果分析阶段的主要工作内容包括:理论计算、数据分析和
报告编制。同样以时间为主线,根据不同阶段需要开展对应的工作。
(三)试验环境
第5.3.1条:规定了试验的不利物理环境条件。
由于静载试验测量设备多为电子传感器及其他电子设备,防止电
磁干扰、避免扰动和冲击等环境因素,有利于试验的正常实施。
第5.3.2条:规定了试验的不利天气条件。
由于静载试验测量设备多为电子设备,强风、大雨、中雨等天气
容易造成设备数据不稳定,同时像大雾这类天气对试验的安全操作不
利,因此均不宜进行荷载试验。对于小雨天气,在做好防护措施,能
保证试验正常进行的情况下也可进行试验。
第5.3.3条:规定了试验的事宜温度范围。
17
本条规定的主要考虑包括以下几个方面:
(1)本条规定的温度范围适用于绝大多数试验情况,具有普遍
的适用性。当温度不在该规定范围内时,应根据仪器设备的工作温度
确定是否能进行试验,因为只有仪器设备在正常的工作环境下才能保
障检测数据的可靠性。
(2)温度变化对试验结果有影响,特别是温差达到一定数值时,
不考虑温度影响将导致错误的结果,因此对温差超过一定数值后需要
进行温度修正。
(3)平稳的温度对试验有显著的优势。一方面是温度修正与实
际温差的影响之间存在差异性,另一方面是影响数据采集与处理的便
利性。
第5.3.4条:设置了避免阳光偏晒的规定。
本条规定主要是为了规避梯度温度产生的附加应力对试验结果
的影响,以及试验梁不均匀升降温,对不同部位传感器的温度修正问
题带来的实际困难和传感器稳定性差异的实际问题。通过条文规定避
免阳光偏晒问题,能从根源上解决该类问题对试验结果的不确定性影
响。
(四)试验工况
第5.4.1条:规定了正常试验条件下的控制截面及试验工况。
6、仪器设备
第6.1条:规定了仪器设备应符合的技术性能、检定校准等基本
要求。
18
第6.2条:规范试验前仪器设备的状态核查。
试验前对仪器设备进行状态核查,确认设备技术性能是否良好,
是否在检定(校准)有效期内,整体使用状况是否满足试验要求等,
是保障试验数据被准确采集的重要手段。防止因设备原因导致的不确
定性。
第6.3条:规定了仪器设备的量程。
合理的使用仪器设备的量程是准确可靠的获取试验数据的重要
保障,本条主要规范仪器量程的合理使用,当设备量程利用率太低,
可能导致精度不足,误差过大;当量程过大或超量程,则容易造成仪
器设备的损坏,同时也存在数据失真的情况。
第6.4条:规定了荷载传感器的最低精度和最大允许误差。
本条规定主要是为了减小因设备精度不够而导致的试验结果不
可靠的问题。根据称重传感器分级原则,C级分度数区间为
[500,10000],即最低精度等级为C0.5,通常静载试验的加载吨位普
遍在30吨~65吨,根据目前称重传感器的吨位分级,当加载吨位为
50吨以上时,传感器量程多为100吨,按最低C0.5级该传感器的最
小分度为200kg,即使采用该传感器做满载为30吨的试验,其最大
分度误差也仅为0.67%。根据工程实际需要,从分度值、量程和加载
物等多方面综合考虑设备测量误差,以1.0%为限值,能满足工程精
度要求,同时又不增加太多设备成本,编制组认为是合理的。
第6.5条:对测量仪器提出防护要求,避免外部环境对其产生直
接影响。
19
第6.6条:规定了应变测量设备的最小分划值。
参考《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)附录A.0.1
条,目前常用的电阻式应变传感器、振弦式应变传感器的普遍最小分
划值均为1µε,同时又存在常规光纤光栅应变计最小分划值要求为
2µε的情况。因此,编制组认为将应变传感器最小分划值定为2µε
是可行的。
表A.0.1应变(或应力)测试设备技术要求。
第6.7条:规定了变形测量设备的最小分划值及精度。
参考《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)附录A.0.2
条,目前预制梁静载试验常用的百分表精度为0.01mm,同时考虑到
目前施工单位常使用水准仪进行测量,故将最小分划值及精度设置为
0.3mm,以增强其适用范围和可操作性。
20
表A.0.2变形测量设备技术要求
第6.8条:规定了裂缝测量设备的最小分划值。
参考《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验》(TB/T
209-2018)第3.2.3条,《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-
2015)附录A.0.3条,按目前常用的裂缝宽度测量设备技术条件,普
遍最小分度值为0.01mm,但考虑到刻度放大镜原理类设备较为普遍
的最小分度为0.02mm的情况,编制组认为按TB/T209-2018的规定
将最小分度值设置为0.02mm是适宜的,在满足精度要求的同时又具
有更强的可操作性。
表A.0.3裂缝测量设备技术要求
7、试验加载
(一)支承方式
(1)试验台座
21
第7.1.1.1条:试验台座是试验梁支承边界的重要组成部分,本
条对台座作出了原则性作用的规定。
第7.1.1.2条:对台座自身的性能作出明确要求。台座在试验中
的作用就是充当基础,为尽量满足计算假定,应保证台座有足够的刚
度、承载力和稳定性,避免因台座刚度不足或承载能力不足导致的压
溃、劈裂,稳定性不足导致的不均匀沉降、沉降过大等问题,避免因
台座问题影响试验梁正常受力和测试精度,进而影响试验的结果。
第7.1.1.3条:规定了台座顶面高差的要求。主要是为了保证试
验梁支承条件满足水平简支梁的受力计算特点,避免预制梁现场安放
时出现较大的纵向倾斜,影响试验结果。
《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验》(TB/T
209-2018)第4.1条规定,简支梁两端支座的相对高程不应大于10mm。
《公路工程质量检验评定标准第一册土建工程》(JTG
F80/1-2017)第8.6节,墩台顶面高程≤±10mm,相邻台座顶面高差
≤±20mm。
结合公路工程预制梁常用跨径(16m、20m、25m、30m、40m)考
虑,设置条件下台座高差常用跨径的允许分布范围为
8mm~20mm较为合理,即使对13m、50m这类标准跨径的梁,分别控制
在6.5mm和25mm范围内,也是可以达到和合理的。
(2)试验支座
第7.1.2.1条:规范支座类型,以满足理论假定。
总体原则是在试验支座体系下,结构受力满足简支梁的受力特
22
点,在理想状况下,采用铰支座能很好的达到预期的目的。当条件受
限时也可采用其他支座,但应仅提供竖向反力,主要是为了避免水平
方向变形受阻而产生水平力,转动受阻而产生附加弯矩。
第7.1.2.2条:规定铰支座的功能要求、尺寸要求和布置要求。
参考了《混凝土结构试验方法标准》(GB/T50152-2012)第5.1.2
条第5项。
(二)加载方式
第7.2.1条:集中力加载方式的规定。
对集中力加载方式作说明,推荐该方式。集中力加载方式主要优
点有:受力明确,试验加载力值测量方便、准确,加载过程相对稳定、
安全、加载效率高。
第7.2.2条:均布加载方式的规定。
均布加载主要通过重物堆载的形式进行,存在加载物称重误差、
堆放存在安全风险、加载过程存在交叉作业、试验周期长等缺点。但
当受试验现场条件制约时,在满足相关要求时可采用此加载方案。本
条主要对均布加载的方式作必要的规定,以保证试验的可靠性和安全
性。
(三)试验荷载
第7.3.1条:规定了正常使用状态试验控制荷载的确定原则。
第7.3.2条:规定了静载试验的加载效率。
《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第5.4.2条规
定对交(竣)工验收荷载试验荷载效率宜介于0.85~1.05之间。编制
23
组在充分考虑预制梁阶段受力与成桥后受力的差异性,将预制梁静载
荷载效率调整为0.90~1.05之间。主要基于两点考虑:1、为了能充
分验证预制梁的承载能力,将荷载效率系数提高到0.90;2、预制梁
单梁受力简明,虽然没有成桥后的桥面铺装参与受力及多梁整体效应
等增益,然而根据目前设计普遍的富余度,沿用行业标准1.05的荷
载效率系数的上限值既能增强试验的可操作性,又不至于对预制梁造
成结构性损伤,还可以充分验证预制梁的质量。
第7.3.3条:明确加载设备自重应计入加载重量。
(四)加载程序
第7.4.1条:规定试验前预加载,消除非弹性变形,检验试验系
统整体性能。
第7.4.2条:规定试验加载时的操作要求。
第7.4.3条:规定正常使用试验的分级加载。
第7.4.4条:规定了加载时间间隔,主要是为保证测量到稳定的
结构响应。
第7.4.5条:规定了试验过程控制分析与中止试验的情况。
参考《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第5.6.7
条规定,明确对加载过程数据的监测要求及异常情况的处理。
8、试验量测
(1)几何尺寸量测
通过尺寸测量,了解预制梁实际尺寸与设计尺寸的差异,评估差
异并指导修正理论计算的结果。
24
(2)荷载量测
控制加载力值的准确测量。包括压力传感器、重物称重的规定。
(3)位移及变形量测
第8.3.1条:测量仪器选用的规定。
第8.3.2条:位移测点布置的规定。
位移测点布设的主要目的在于真实反映结构的变形状况,包括支
点沉降和梁体变形。
第8.3.3条:规定每一级加卸载结构变形测量及数据复核分析。
第8.3.4条:仪器设备系统稳定性保护的规定,以获得准确、可
靠的试验结果。
(4)应变量测
第8.4.1条:测量仪器选用的规定。
第8.4.2条:应变测点布置的规定。
应变测点布置,主要根据截面受力特点布设,测点能充分反映结
构的受力状况,通常布设在最大拉应力或最大压应力区(应保证测点
的有效性)。
为反映沿截面高度方向的受力变化,检验平截面假定,则通常在
腹板方向布设应变测点。但应避免将测点布置在中性轴附近。
对于控制截面存在横隔板的情况,为减小横隔板对结构受力造成
的影响,通常根据圣维南原理,将测试截面偏离30cm~40cm。
(5)裂缝量测
试验前后均进行外观检测检查,并在试验过程中对典型裂缝进行
25
监测,并根据试验结果判断裂缝的性质,试验结束后检查裂缝的闭合
情况。
9、数据分析与结果评定
(1)数据分析
第9.1.1条:规定了试验结果的修正。
第9.1.2条:温度修正的计算,。
单梁荷载试验时,试验结果会受到被测构件表面温度与内部温度
差异、传感器位置与非传感器位置的温度差异、传感器自身的温度差
异等影响,温度影响复杂。单梁试验采用的仪器设备与成桥试验的仪
器设备相同,试验仅是整体试验与局部试验的差异。总体而言,温度
的影响是相似的,故本条直接引用《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T
J21-01-2015)第5.7.2条的规定。
第9.1.3条:支点沉降修正的计算,。
支点沉降修正主要通过几何关系,通过数学的方法将试验梁在不
同位置处由支点沉降引起的挠度扣除,为纯数学理论计算,故本条直
接引用《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第5.7.3条
的规定。
第9.1.4条:主要测点的变位或应变计算。
总变位或应变:
弹性变位或应变:
残余变位或应变:
本条对实测总变位或应变值计算,实测弹性变位或应变值计算,
26
实测残余变位或应变值计算的计算公式做出了规定。本条规定本质上
是对试验数据的提取和分析,为数学理论计算,与《公路桥梁荷载试
验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第5.7.4条的规定本质上相同。
第9.1.5条:相对残余变位或相对残余应变的计算。
本条规定与《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第
5.7.5条的规定相同。
第9.1.6条:结构校验系数的计算。
参考《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第5.7.6
条的规定,同样定义结构校验系数为实测弹性变位或应变值与理论变
位或应变值的比值。
第9.1.7条:规定了试验曲线的绘制。
试验曲线能直观地反映试验结果,处于线弹性阶段的预制梁,主
要测点实测位移(或应变)与荷载(或荷载效率)应呈线性关系,控
制截面应变沿高度分布应符合平截面假定,进而可以简明的判断异常
点和预制梁的实际性能。
(2)结果评定
第9.2.1条:正常试验状态静载试验结果的评定方法。
主要规定了4个方面的内容:
①主要测点的挠度校验系数η≤1.00,应变校验系数η≤1.00;
②主要测点的相对残余变位及相对残余应变≤20%;
③在控制荷载下,要求不出现裂缝的预应力混凝土预制梁未出现
受力裂缝。
27
④在控制荷载下,钢筋混凝土预制梁和允许出现裂缝的预应力混
凝土预制梁最大实测裂缝宽度不大于《公路钢筋混凝土及预应力混凝
土桥涵设计规范》JTG3362规定的容许值。
此条规定正常使用状况下的结果评定方法,主要参考《公路桥梁
荷载试验规程》(JTG/TJ21-01-2015)第5.7.8条,挠度校验系数以
小于等于1.00控制,与行标保持一致,主要考虑到结构刚度能通过
变形直接反映出来,并且变形测量结果容易控制,测量设备及辅助措
施综合抗干扰能力强,测量数据更稳定、可靠;
应变校验系数以小于等于1.00控制,与行标一致,主要考虑到
以下因素:①根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规范》(JTG
5
3362-2018)3.1.5条文说明:Ec=10/(2.2+34.74/fcu,k),混凝土弹
性模量与混凝土强度正相关,而混凝土强度随龄期增长而增长,考虑
到混凝土在自然养护的条件下达到28天与标养28天存在一定差异,
故偏安全的考虑混凝土弹性模量较规范值小;②应变测量容易受温
度、日照、大风、扰动、电磁等环境因素影响,测试结果与真值之间
存在一定偏差;③预制梁静载试验工程实际表明,应变测量结果计算
的校验系数通常较挠度大,变化幅度也较大。综合①~③点考虑,结
合预制梁单梁受力特点,按1.00的校验系数作为应变限值,能满足
预制梁质量控制的要求。
单梁静载试验实际工程项目挠度校验系数和应变校验系数结果
汇总表,见表2。
28
表2单梁静载试验挠度及应变校验系数项目检测结果汇总表
序预制场/预制梁类标准跨径检测数量挠度校验应变校验
项目名称分部
号桥名型(m)(片)系数系数
预应力砼
11320.52~0.700.53~0.78
空心板
预应力砼
21620.77~0.820.34~0.90
K10+200空心板
预制场预应力砼
32020.59~0.770.47~0.72
小箱梁
预应力砼
43020.59~0.760.41~0.86
T梁
K31+550预应力砼
51620.50~0.790.45~0.71
预制场空心板
预应力砼
6
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