京港澳高速長沙繞城A1 鋼絞線20米跨度預(yù)制空心板靜載試驗實施方案

1、目 錄1工程概況12檢測目的13檢測依據(jù)14主要儀器設(shè)備25測試內(nèi)容26計算參數(shù)27試驗實施47.1試驗荷載確定原則47.2加載方法47.3測試項目及量測方法57.4應(yīng)變測點布置57.5靜載試驗規(guī)則68控制荷載及試驗效率79加載控制值710安全注意事項8京港澳高速長沙繞城20米跨度預(yù)制空心板靜載試驗實施方案1 工程概況京港澳國家高速公路長沙繞城線A1合同段K3+115.08撈刀河大橋，上部結(jié)構(gòu)為3×20m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)空心板，下部構(gòu)造為柱式墩配樁基礎(chǔ)，肋板式橋臺配樁基礎(chǔ)?？招陌鍣M斷面如下圖所示。本次試驗空心板為左幅內(nèi)側(cè)邊板和右幅內(nèi)側(cè)2#、3#中板。2 檢測目的1) 評定預(yù)制梁片承載

2、力能否滿足預(yù)定荷載等級下的使用要求；2) 通過對預(yù)制梁樣本的靜載試驗，檢驗其實際承載能力，校核其在設(shè)計荷載作用下的實際工作狀態(tài)、強度、剛度及抗裂性能，將靜載試驗的實測結(jié)果與理論計算比較，對該抽取的預(yù)制梁的承載能力作出評估。3) 為預(yù)制梁片質(zhì)量驗收提供依據(jù)。3 檢測依據(jù)(1) 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50204-2002）(2) 公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（JTG D60-2004) (3) 公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范（JTG D62-2004)(4) 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50204-2002）(5) 大跨度橋梁試驗方法（“鐵組”YC4-4/1978）(6)

3、相關(guān)橋梁設(shè)計圖紙4 主要儀器設(shè)備表 41主要儀器設(shè)備一覽儀器名稱型號用途量程精度裂縫觀測儀SW-TW-101裂縫觀測1.0mm0.01mm靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)DH3816靜態(tài)數(shù)據(jù)采集/1電阻式位移傳感器YHD-50位移測量50mm0.005mm鋼弦應(yīng)變計BGK4000構(gòu)件表面應(yīng)變測量±30001鋼弦應(yīng)變計讀數(shù)儀BGK408鋼弦應(yīng)變計數(shù)據(jù)采集/鋼筋銹蝕檢測儀SW-3C鋼筋銹蝕程度1±1999mv1 mv5 測試內(nèi)容1) 跨中截面的應(yīng)變測試；2) 跨中截面的撓度測試；3) 支點截面沉降觀測；4) 抗裂性分析；6 計算參數(shù)單梁靜載試驗現(xiàn)場選擇預(yù)制空心板跨中為試驗截面。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，計

4、算采用橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas/Civil對結(jié)構(gòu)進行彈性階段分析，根據(jù)基頻及04新規(guī)范公式計算得出沖擊系數(shù)，本次結(jié)構(gòu)計算采用理論計算參數(shù)取值見表5-1至表5-3。表 6120 m單梁計算參數(shù)序號參數(shù)名稱參數(shù)值備注1設(shè)計荷載等級公路-I級2混凝土強度等級C50主梁3計算跨徑（m）20計算跨4橋面凈寬（m）及車道數(shù)14.25m，橫向4車道,5沖擊系數(shù)計算方法04規(guī)范新規(guī)范6斜橋/斜交角度斜交15°表 62空心板梁截面特性特性空心板邊板中板面積A(m2)0.6760.555抗彎慣性矩I(m4)0.0750.062抗扭慣性矩It(m4)0.1270.112截面寬W(m)1.751.2

5、5截面高H(m)0.950.95形心至上緣距離HS(m)0.4400.484形心至下緣距離HX(m)0.5100.466表 6320m左幅單梁最大橫向分布系數(shù)（3車道）梁號1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁汽車最大橫向分布系數(shù)0.2920.260.2760.2850.290.2910.301梁號8#梁9#梁10#梁11#梁（試驗梁）-汽車最大橫向分布系數(shù)0.3160.3250.3320.396-表 6420m左幅單梁最大橫向分布系數(shù)（2車道）梁號1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁汽車最大橫向分布系數(shù)0.2350.210.220.2210.2140.2060.213梁號8#梁9#

6、梁10#梁11#梁（試驗梁）-汽車最大橫向分布系數(shù)0.2310.2530.2650.322-表 6520m右幅單梁最大橫向分布系數(shù)（3車道）梁號1#梁2#梁（試驗梁）3#梁（試驗梁）4#梁5#梁6#梁7#梁汽車最大橫向分布系數(shù)0.3260.2640.2520.2310.2130.2060.214梁號8#梁9#梁10#梁11#梁-汽車最大橫向分布系數(shù)0.2210.220.210.235-表 6620m右幅單梁最大橫向分布系數(shù)（2車道）梁號1#梁2#梁（試驗梁）3#梁（試驗梁）4#梁5#梁6#梁7#梁汽車最大橫向分布系數(shù)0.4010.3310.3240.3150.30.2910.29梁號8#梁9#

7、梁10#梁11#梁-汽車最大橫向分布系數(shù)0.2850.2760.260.292-說明：1、 上表所示汽車橫向分布系數(shù)為各單梁的汽車最大橫向分布系數(shù)；2、 對試驗梁來說，3車道的荷載效應(yīng)折減后小于2車道的荷載效應(yīng)，按兩車道計算。表 67 20米單梁沖擊系數(shù)截面位置基頻沖擊系數(shù)跨中截面5.01.277 試驗實施7.1 試驗荷載確定原則試驗荷載根據(jù)設(shè)計標準活荷載（公路I級）與二期恒載共同作用下產(chǎn)生的控制截面內(nèi)力、位移等最不利效應(yīng)值進行等效換算而得，等效換算的原則為靜載試驗效率q滿足：式中：靜載試驗效率；S stat靜載試驗荷載作用下控制截面內(nèi)力計算值；S q二期恒載（橋面瀝青鋪裝）內(nèi)力計算值S控制荷

8、載作用下控制截面最不利內(nèi)力計算值（不計沖擊）；按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)。7.2 加載方法1) 加載時以試驗荷載的0.25倍起，逐步增加到1.0倍；2) 采用成捆鋼筋在跨中區(qū)域縱向加載，并用3根枕木支撐，枕木間距2m；3) 4級加載，1級卸載。加載示意圖見圖 71。圖 71 加載示意圖（邊梁）圖 72 加載示意圖（中梁）7.3 測試項目及量測方法1) 本次靜載試驗的主要觀測項目及量測方法為:2) 控制截面的撓度采用位移傳感器接DH3816進行測量；3) 控制截面的應(yīng)變，采用貼應(yīng)變片，采用DH3816靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)；4) 采用專用裂縫觀測儀對試驗過程中可能出現(xiàn)的裂縫進行觀察。主要測量儀器的技

9、術(shù)指標如表 71所列：表 71測試儀器主要技術(shù)指標表儀器名稱型號用途量程精度裂縫觀測儀SW-TW-101裂縫觀測2.0mm0.02mm靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)DH3816靜態(tài)數(shù)據(jù)采集/1電阻式位移傳感器YHD-50位移測量50mm0.005mm7.4 應(yīng)變測點布置跨中測試截面與測點布置下圖所示。中梁應(yīng)變和撓度測點布置圖圖 73 跨中截面應(yīng)變、撓度測點布置圖（“ ”表示應(yīng)變測點，“中”表示撓度測點）圖 74撓度測點平面布置圖（“中”表示撓度測點，lj為計算跨徑，虛線為底板輪廓線）說明：1、“ ”表示應(yīng)變測點，“中”表示撓度測點。2、圖6-5-1中“l(fā)j”為計算跨徑，虛線表示底板輪廓線。7.5 靜載試驗規(guī)

10、則1) 試驗時間原則上應(yīng)選擇在氣溫變化不大于2和結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的時間間隔內(nèi)進行，本次試驗選擇在氣溫變化不大的白天進行。正式加載前，用試驗最大加載量20%-30%的荷載對預(yù)制梁跨中截面進行預(yù)加載，并檢驗測試組織及儀表是否處于正常工作狀態(tài)。2) 持荷時間主要取決于結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定的時間，只有結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定，才能進入下一加載階段。同一級荷載內(nèi)，當結(jié)構(gòu)在最后五分鐘內(nèi)的變位增量小于前一個五分鐘增量的5%或小于所用測量儀器的最小分辨率值時，即認為結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定。3) 數(shù)據(jù)讀取全部測點在加載開始前均應(yīng)進行零級荷載的讀數(shù)，以后每級加載或卸載后應(yīng)立即讀數(shù)一次；在主梁變位達到相對穩(wěn)定后、進入下一

11、級荷載前，再讀數(shù)一次。4) 加載的中止結(jié)構(gòu)控制截面的變位、應(yīng)力（或應(yīng)變）在未加到最大試驗荷載前提前達到或超過計算值時，或讀數(shù)不穩(wěn)定時，應(yīng)立即中止加載。8 控制荷載及試驗效率試驗荷載根據(jù)設(shè)計標準活荷載（公路I級）與二期恒載（10 cm厚C50防水混凝土+10 cm厚瀝青混凝土以及護欄）共同作用下產(chǎn)生的控制截面內(nèi)力。根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)形式，采用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas/Civil對結(jié)構(gòu)進行彈性階段分析，通過采用鉸接板梁法計算，得出各片主梁最大橫向分布系數(shù)見表5-2，確定邊跨第21號梁控制內(nèi)力值見下表 81。表 81 20米內(nèi)力最大單梁內(nèi)力（內(nèi)力單位：kN·m）截面號梁號活載內(nèi)力(考慮沖擊系

12、數(shù)）恒載內(nèi)力（不含自重）總內(nèi)力1左幅11#6062328382右幅1#4992717703右幅2#485271756根據(jù)上述計算分析結(jié)果，可得到試驗梁的最大控制內(nèi)力，本次荷載試驗擬定試驗荷載作用下的分級內(nèi)力和試驗效率如表 82所示。表 82 20米板試驗荷載的分級內(nèi)力與試驗效率(左幅11#)中板第1級第2級第3級（滿載）備注35kN鋼絞線（捆）246具體位置見布載圖試驗荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)312579800設(shè)計荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)838 試驗效率0.96表 83 20米板試驗荷載的分級內(nèi)力與試驗效率(右幅2#)中板第1級第2級第3級（滿載）備注35kN鋼絞線（捆）2

13、46具體位置見布載圖試驗荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)309565769設(shè)計荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)770 試驗效率1.00表 84 20米板試驗荷載的分級內(nèi)力與試驗效率(右幅3#)中板第1級第2級第3級（滿載）備注35kN鋼絞線（捆）246具體位置見布載圖試驗荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)309565769設(shè)計荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)756 試驗效率1.029 加載控制值各級試驗荷載作用下，各控制截面的測點應(yīng)變及撓度控制值見下表。表 91 20米邊板（左幅11#）加載應(yīng)變控制值（應(yīng)變：10-6）測點號距梁底距離(m)距假定中性軸距離（m）應(yīng)變（）第1級第2級第3級

14、備注A-50.850.384-45 -84 -116 A-40.550.084-5 -10 -14 A-30.250.216-35 -64 -89 A-1、A-20.000.46662 115 159 表 9220米邊梁（左幅11#）加載撓度控制值（單位：mm）中撓度測點號撓度（mm）第1級加載第2級加載第3級加載備注3、44.007.8011.2表 93 20米中板(右幅2#、3#)加載應(yīng)變控制值（應(yīng)變：10-6）測點號距梁底距離(m)距假定中性軸距離（m）應(yīng)變（）第1級第2級第3級備注A-50.850.384-55-101-137A-40.550.084-12-22-30A-30.250.216315777A-1、A-20.000.46667123167表 9420米中梁(右幅2#、3#)加載撓度控制值（單位：mm）中撓度測點號撓度（mm）第1級加載第2級加載第3級加載備注3、44.799.2413.10說明：1、應(yīng)變符號定義：正值（+）表示拉應(yīng)變，負值（-）表示壓應(yīng)變；應(yīng)變量