预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁静载试验细则

预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁静载实验细则指导老师：2023年4月29日组号成员：

目录前言 2引用文件 2试验目的 2试验件状态 3结构形式 3试验件的边界条件 3试验实施 4试验载荷 4试验测量 4测点布置方案 4试验条件仪器及设备 5试验准备步骤 6加载方法 7安全保证措施 8试验记录和试验报告 8试验记录 8试验报告 9

前言为了填补混凝土过早出现裂缝的现象，在构件使用（加载）以前，预先给混凝土一个预压力，即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢筋进行张拉，运用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承受由外荷载产生拉力时，一方面抵消受拉区混凝土中的预压力，然后随荷载增长，才使混凝土受拉，这就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这就叫做预应力混凝土。预应力混凝土结构与普通混凝土结构相比，其重要优点是：1）提高构件的抗裂度，改善了构件的受力性能。因此合用于对裂缝规定严格的结构；2）由于采用了高强度混凝土和钢筋，从而节省材料和减轻结构自重，因此合用于跨度大或承受重型荷载的构件；3）提高了构件的刚度，减少构件的变型，因此合用于对构件的刚度和变形控制较高的结构构件；4）提高了结构或构件的耐久性、耐疲劳性和抗震能力。后张法预应力混凝土，指的是先浇筑水泥混凝土，待达成设计强度的75%以上后再张拉预应力钢材以形成预应力混凝土构件的施工方法。这种方法在桥梁、大跨度建筑中得到广泛运用。引用文献TB/T2092-2023预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲实验方法及评估标准；TB/T3043-2023预制后张法预应力混凝土铁路桥简支T梁技术条件。实验目的本次实验的重要目的是校核T梁的刚度和预应力度。实验件状态结构形式本次实验的实验件为跨度16m的铁路桥T梁，梁长16m，高1.9m，高跨比8.42。截面形状如图1，具体尺寸如图2所示。实验件的边界条件T梁的边界条件为简支边界条件。图1T梁截面示意图图2T梁截面尺寸（单位/cm）实验实行实验载荷参考中-活载（2023）（表1）中的规定，考虑铁路客货共线，取活载为ZKH活载。考虑人行道板、道砟、线路设备及梁体自重，取恒载为55kN/m。表1铁路列车活载图示实验测量测点布置方案严格按照技术规范进行操作，根据设计规定检测项目进行测点布置。各量测项目测点布设原则如下：⑴梁的挠度测点①梁的挠度测点至少在跨中和支座布设三个测点，支座的测点用来测量支座的下沉；②在设计有规定的情况下，必须按照设计规定进行布设更多的测点；③根据梁体宽度，可在梁的两侧同时布设测点，并取其平均值作为实验结果；④测定平面挠曲的水平位移，按同样原则进行布设测点。⑵梁的应变和应力①拟定梁的弯曲应力和中性轴位置的测点布设梁的弯曲引起的应变，一般选取承受正负弯矩最大的截面或弯矩有突变的梁的抗弯控制截面（截面最弱而弯矩值较大），有时在截面急剧变化处也需设立。测弯矩引起的最大应力时，在该截面最外上下纤维处贴应变片（设在梁的对称轴上，或在对称轴两侧疫一对测点，取其平均值）即可。拟定截面上应力分布和中性轴位置，沿梁高度布设5个或更多的测点，测点可等距布设或外密时时里疏布设。②钢筋的应变测点布设在受拉区的最大弯矩截面预焊标脚，留凹槽或预埋粘贴应变片。⑶梁体裂缝测点布设①对于混凝土梁体，经常是控制弯矩最大的受拉区及剪应力较大且靠近支座部位的斜截面的开裂。一般的垂直裂缝产生在弯矩最大的受拉区段，在这一区段要连续布设测点。②斜截面上的主拉应力裂缝经常出现在剪应力较大的区段内，即支座附近。T型截面梁的腹板的中性轴或与翼缘相交接处沿裂缝预测方向布设，仪器标距方向须与裂缝方向垂直。实验条件仪器及设备实验时需具有实验台座、加力架、千斤顶、油泵、标准油压表或压力传感器等加力设备和计量仪器，其工作能力控制在1.5-2.5倍最大实验荷载之间。实验台座应能保证实验梁跨度、支承方式、加载状态符合实验加载计算图式规定，且有足够的刚度和稳定性，加载点间距4m(8m梁为2m)，且对称布置。加载用千斤顶校验系数应不大于1.05。压力表应采用防振型，其精度等级应不低于0.4级，最小刻度值应不大于0.2MPa，表盘量程应在工作最大油压的1.25-2.0倍之间。压力传感器的精度应不低于c级，显示仪表最小分度值不大于加载最大量值的1%，示值误差应为±1%F.S。挠度测量采用位移计或大量程百分表，位移计精度应不低于1.0级，其显示仪表最小分度值不宜大于所测总挠度值的1.0%，百分表的最小分度值不大于0.05mm。用于观测裂缝的普通放大镜放大倍数不低于10倍，直径不小于50mm;测量裂缝宽度应使用刻度放大镜，其放大倍数应不低于10倍，最小分度值不大于0.02mm。测量跨度用钢卷尺，其最小分度值应不大于1mm。弹簧式拉力测力计的最小分度值不大于2%F.S，示值误差应为±1%F.S。当采用压力表控制实验荷载时，实验前应将千斤顶与压力表配套后在精度不低于三级的实验机上进行标定。当采用压力传感器控制实验荷载时，实验前应将压力传感器与读数仪配套后在精度不低于三级的实验机上进行校正。压力表应分级标定，级差应不大于加载最大值的10%，加载速度应不大于3kN/s，标定的最大荷载宜不小于加载最大值的1.1倍，且持荷10min。千斤顶与压力表配套标定期，应采用千斤顶顶压实验机或压力传感器的标定方式，其活塞的外露量应约等于实验最大荷载时的外露量;各级荷载下应以压力表的表盘整读数相应压力机的表盘读数。配套标定数据应进行线性回归，线性回归相关系数应不小于0.999，并根据加载等级计算各级荷载下的表达值。实验所用计量设备、仪器、仪表、钢卷尺等均需经法定计量检定部门检定合格，且在有效期内使用。测量跨度用钢卷尺应经悬空检定。实验准备环节梁两端支座的相对高差应不大于10mm，同一支座两侧或同一端两支座高差应不大于2mm；箱梁四支点不平整度不大于2mm。支座安装后的实测梁跨度应符合标准规定。实验梁移人台座对中后，在梁顶标出腹板中心线作为梁体的加载中心线，并在每一加载点铺设垫层及钢座板。钢座板用水平尺找平后，移人千斤顶。各千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向位置偏差均应不大于10mm.各千斤顶中心与加力架横梁中心纵横向偏差均应不大于10mm，且应垫实两者之的空隙。加载前用10倍放大镜在梁体跨中两侧1/2跨度范围内的下缘和梁底面进行外观检查;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具体描出。实验梁静载实验前应仔细核查原始资料。梁体挠度测量部位应在跨中及支座中心两侧，测量挠度的支架应牢固、稳定，且不应受加载时实验台座变形的影响。加载方法实验梁的加载分两个循环进行。以加载系数K表达加载等级，加载系数K是加载实验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比。实验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态；基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。第一加载循环：初始状态→基数级（3min）→0.60（3min）→0.8（3min）→静活载级（3min）→1.00（20min）→静活载级（1min）→0.6（1min）→基数级（1min）→初始状态（10min）。第二加载循环：初始状态→基数级（3min）→0.60（3min）→0.8（3min）→静活载级（3min）→1.00（5min）→1.05（5min）→1.10（5min）→1.15（5min）→1.20（20min）→1.10（1min）→静活载级（1min）→0.6（1min）→基数级（1min）→初始状态。当在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载。验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始。验证加载循环：静活载级（5min）→1.00（5min）→1.05（5min）→1.10（5min）→1.15（5min）→1.20（5min）→1.10（1min）→静活载级（1min）→0.6（1min）→基数级（1min）→初始状态。若基数级大于0.6级，则取消0.6级。注意事项：各千斤顶宜同速、同步达成同一荷载值；加载速度不宜超过3kN/s。每级加载后均应仔细检查梁体下缘和梁底有无裂缝出现。如出现裂缝或(和)初始裂缝的延伸，应用红铅笔标注，并注明荷载等级，量测裂缝宽度。每级加载后均应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座沉降影响量即为该级荷载下的实测挠度值。对每级加载下的实测挠度值，应仔细复核，发现异常立即查明因素。安全保证措施吊梁应有专人指挥，按规程操作，注意安全；吊装千斤顶时梁下严禁站人。高压油路和电路应符合有关规定。验梁在必要时应设防风、防倾支护。仪器、仪表和电器应有防雨、防晒条件。实验记录和实验报告实验记录实验记录的重要项目涉及：a)实验梁、支座、实验装备、设备、仪器安装记录；b)千斤顶与油压表配套标定记录；C)各级加载数值及