哈大客專m預應(yīng)力混凝土簡支箱梁靜載彎曲試驗方法

PAGE10鐵路客運專線32m全預應(yīng)力混凝土簡支箱梁靜載彎曲試驗方法1、概述靜載彎曲試驗是檢定建筑結(jié)構(gòu)性能的重要手段，也是檢驗梁體抗裂性及剛度的常用方法?？瓦\專線預制箱梁有著長壽命、高耐久、不易更換的特殊性，要求預制箱梁結(jié)構(gòu)性能必須100%合格，必須對橋梁產(chǎn)品—箱型簡支梁進行靜載彎曲試驗。根據(jù)“內(nèi)力圖相似，跨中內(nèi)力值相等”的荷載布置原則，客運專線全預力梁(一般為32m、24m常用梁型)采用五點十載的加載方法。2、試驗條件正常生產(chǎn)條件下，同類別、同跨度達到60片或連續(xù)3個月產(chǎn)量（3個月產(chǎn)量不足60片）計一批，每批抽檢一片。簡支梁靜載試驗在梁體終張完成30日后進行，不足30日要由設(shè)計方進行檢算確認后方能進行。3、試驗設(shè)備及要求3.1、靜載彎曲試驗主要設(shè)備見表3.1表3.1靜載彎曲試驗主要設(shè)備表序號機械設(shè)備及工具具名稱單位數(shù)量備注1靜載試驗臺座座1梁場建設(shè)期間自自制2靜載試驗架套1一般外購3穿心千斤頂臺10200t，校驗系數(shù)不大大于1.05，備用2臺4電動油泵臺10備用2臺540MPa防振振精密油壓表表塊100.40級，最最小刻度0.2MMpa，備用1塊6大量程百分表塊60～50mm，最小小分度值≤0.05mm，備用用6塊7普通放大鏡個4放大倍數(shù)10倍倍，直徑≮50mmm8刻度放大鏡個1放大倍數(shù)≮100倍，最小小分度值≯0.022mm950米鋼卷尺把2最小分度值≤11mm，懸懸空檢定10彈簧拉力測力計計把3200N，示值值誤差±1%FF.S，最最小分度≤2%F..S11電子秒表個2控制加載持荷時時間12手持喇叭個2用于統(tǒng)一協(xié)調(diào)指指揮靜載試試驗3.2、壓力表分級標定，級差不大于加載最大值的10%，加載速度不大于3KN/s，標定荷載不小于加載最大值的1.1倍，且持荷10min。其活塞的外露量約等于試驗最大荷載時的外露量。3.3、配套標定數(shù)據(jù)必須進行線性回歸，線性回歸相關(guān)系數(shù)不小于0.999，并根據(jù)加載等級計算各級荷載下的表示值。3.4、用于觀察裂縫普通放大鏡放大倍數(shù)為10倍，直徑50mm；量測裂縫寬度使用刻度放大鏡，其放大倍數(shù)不低于10倍，最小分度值不大于0.02mm。3.5、試驗所用計量設(shè)備、儀表、儀器、鋼卷尺等均需要經(jīng)法定計量檢定部門檢定合格，且在有效期內(nèi)，測量跨度用鋼卷尺懸空檢定。4、試驗梁安裝及試驗前準備工作4.1、梁兩端支座安裝高差不大于10mm，同一支座兩側(cè)高差不大于2mm，箱梁四支點不平整度不大于2mm。支座安裝后的實測跨度符合標準要求。并檢查制作擺放位置是否正確（要求GD與HX同端、ZX與DX同端、GD與ZX同側(cè)、HX與DX同側(cè)）。4.2、支座設(shè)置在試驗臺座中心線上，且跨距須與待試梁相符。在支座上標劃出中心線，以便與梁中心線對正。試驗梁移入臺座對中后，在梁頂面上標出梁體腹板、跨中及支座中心線，由跨中沿腹板中心線標出跨中、4m、8m共10個點作為梁體的加載中心點（千斤頂和百分表具體布置如圖4.2-1所示），在每一加載點鋪設(shè)砂墊層（找平）及鋼墊板（鋼墊板由梁場自行設(shè)計制作，如圖4.2-2所示，設(shè)計時注意高度滿足千斤頂最大量程滿足試驗要求），鋼墊板用水平尺找平后移入千斤頂。千斤頂中心與梁體加載中心縱橫向位置偏差均不大于10mm。圖4.2-1千斤頂和百分表平面布置圖4.3、在兩腹板外側(cè)跨中、4m、8m點處粘貼A4紙做好標志，并做好編號。4.4、各千斤頂中心與加力架橫梁中心線縱橫向偏差均不大于10mm，加載千斤頂與橫梁之間的不得有空隙。4.5、為避免梁體偏載，靜載反力架縱橫軸線與試驗梁縱橫軸線偏差不得大于1cm。4.6、在梁體跨中及支座中心兩側(cè)分別安裝磁吸座百分表進行撓度測量，百分表磁性底座固定支架采用型鋼制作（支架自行設(shè)計，如圖4.6所示，設(shè)計安裝時特別注意不得在靜載試驗時梁體下?lián)现Ъ芙佑|梁體），固定支架必須牢固、穩(wěn)定，且不受加載時靜載試驗臺座變形的影響。圖4.2-2自制的鋼墊板圖4.6自制的百分表支架4.7、試驗梁初始裂紋檢查、標識：加載前梁場技術(shù)員人員采用10倍放大鏡對梁體跨中兩側(cè)1/2跨度范圍內(nèi)的下緣和梁底面進行外觀檢查；并對初始裂縫（表面收縮裂縫和表面損傷裂縫）及局部缺陷用藍色鉛筆詳細描出。初始裂紋的標記方法：用藍色鉛筆標記，在加載前仔細觀察尋找，并沿著裂縫右側(cè)1mm處，順其走向畫出痕跡，并在裂縫兩端打上橫杠，封住端頭，以辨別加載后裂縫是否延長。嚴禁用劃大圈法標記初始裂縫，因圈內(nèi)再出現(xiàn)新裂縫將無法辨認，可能造成漏判。4.8、靜載試驗梁確定后全面進行觀測，剔除跨中附近有明顯局部外觀缺陷或外形尺寸嚴重超差的樣品，確保樣品具有更大的代表性。4.9、油壓表及千斤頂?shù)臉硕?、校正：油壓表標定可在靜載試驗前4天左右標定完畢，需將頂、表、泵配套標定。標定時注意以下兩點：千斤頂與試驗工作狀態(tài)保持同方向運行，因千斤頂正、反向的摩阻不同；標定時先讀出油壓表示值，再讀傳感器力值。這樣做主要是因為傳感器的精度較油壓表高得多，以減少視讀誤差。4.10、箱型簡支梁靜載彎曲試驗平面布置如圖4.10所示：圖4.10靜載試驗加載平面圖5、加載方法及過程控制5.1、試驗梁的加載分兩個循環(huán)進行，各加載點荷載值根據(jù)下面計算公式進行計算后形成計算書進行。靜載彎曲抗裂試驗加載計算單：5.1.1、等效集中荷載采用五點，跨中設(shè)一集中荷載，其余在其左右對稱布置，各荷載縱向間距均為4m。圖5.1.1加載圖示5.1.1.1、根據(jù)加載圖式計算α值跨中彎矩M為:M=R×i=1P1=P2=P3…=Pi則M=P×α，即α=M/P式中：R——支點反力（kN）；L——計算跨度（m）；P1——各加載點所施加的荷載（kN）；Xi——各加載點至跨中距離（m）；α——等效力臂（m）；5.1.2、計算未完成的預應(yīng)力損失值△σs=（1-η1）σL6+(1-η2)σL5式中：σL6，σL5——混凝土收縮徐變與鋼筋松馳應(yīng)力損失值（MPa）；η1，η2——收縮徐變與松馳損失完成率，查表；△σs——未完成的預應(yīng)力損失值（MPa）。5.1.3、計算未完成的預應(yīng)力損失的補償彎距△Ms=△σs×（Ay+Ag）（W0/A0+e0）×103式中：△Ms——未完成的預應(yīng)力損失的補償彎距（kN.m）；△σs——未完成的預應(yīng)力損失值（MPa）；Ay——跨中截面預應(yīng)力鋼筋截面面積（m2）；Ag——跨中截面普通鋼筋截面面積（全預應(yīng)力梁取Ag=0）（m2）；W0——對跨中截面下緣換算截面抵抗矩（對后張梁為扣孔換算截面抵抗矩）（m3）；A0——跨中截面換算截面面積（對后張梁為扣孔換算截面抵抗矩）（m2）；e0——跨中截面預應(yīng)力合力中心至換算截面重心距離（對后張梁為扣孔換算截面）（m）。5.1.4、計算基數(shù)級荷載跨中彎矩5.1.4.1、當防水層已鋪設(shè)時Mka=Md+△Ms-Ms5.1.4.2、當防水層未鋪設(shè)時Mka=Md+△Ms-Ms+Mf式中：Mka——基數(shù)級下跨中彎距（kN.m）；Md——二期恒栽質(zhì)量對跨中彎距（kN.m）；Ms——加載設(shè)備質(zhì)量對跨中彎距（kN.m）；Mf——防水層質(zhì)量對跨中彎距（kN.m）；5.1.5、計算基數(shù)級加載值PkaPka=Mka/α（kN）5.1.6、計算各加載級下跨中彎矩5.1.6.1、當防水層已鋪設(shè)時：Mk=K（Mz+Md+Mh+Mf）+△Ms-Mz-Mf-Ms（kN.m）5.1.6.2、當防水層未鋪設(shè)時：Mk=K（Mz+Md+Mh+Mf）+△Ms-Mz-Ms（kN.m）式中：K——加載等級；Mh——活載對跨中彎距（kN.m）；Mz——梁體質(zhì)量對跨中彎距（kN.m）；5.1.7、計算各加載級下的加載值(kN)5.1.8、計算靜活載級系數(shù)KbKb=[Mh/（1+μ）+Mz+Md+Mf]/（Mz+Md+Mh+Mf）式中：1+μ——沖擊系數(shù)。5.1.9、計算靜活載級之跨中彎矩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、計算靜活載級荷載（kN）。靜載試驗兩個循環(huán)加、卸載等級與持荷時間，以加載系數(shù)K表示加載等級，其加載程序如圖5.1.10所示：圖5.1.10加載程序5.2、各千斤頂同速、同步達到同一荷載值，加載速度不超過3KN/s。5.3、每級加載后均仔細檢查梁體下緣和梁底有無裂縫出現(xiàn)。如出現(xiàn)裂縫或初始裂縫延伸，用紅鉛筆標注，并注明荷載等級，量測裂縫寬度。5.4、受力裂縫標識：用紅色鉛筆沿裂縫右側(cè)約1mm處勾描出其走向，并以橫杠封端，注明開裂等級。嚴禁紅藍色鉛筆混用或不封端。5.5、每級加載后均測量梁體跨中和各支座中心截面兩側(cè)豎向位移變化，以同一截面的兩側(cè)平均值分別作為相應(yīng)截面的豎向位移量或支點沉降量?？缰薪孛娴呢Q向位移量減去支點沉降影響量即為該級荷載下的實測撓度值。5.6、加載試驗過程中設(shè)專人監(jiān)控梁頂加力千斤頂情況，并及時進行糾偏，如若發(fā)生較大偏移，及時通知靜載技術(shù)總負責。5.7、加載過程中必須有專人采用水準儀對反力架線性變化情況進行監(jiān)控，監(jiān)控主要點：跨中、反力架主梁接頭位置，如有異常情況及時通知靜載技術(shù)總負責。5.8、對每級加載下的實測撓度值仔細復核，發(fā)現(xiàn)異常立即查明原因。6、評定標準6.1、梁體剛度度合格評定定與不合格格評定實測靜活載撓度度值為靜活活載級下實實測撓度值值減去基數(shù)數(shù)級下實測測撓度值。實實測靜活載載撓度值合合格評定標標準：。為等效荷荷載加載撓撓度修正系系數(shù)為:0.99987。由于第一一個階段各各種設(shè)備等等處松弛和和磨合狀態(tài)態(tài)，以第二二加載循環(huán)環(huán)的撓度值值作為評定定依據(jù)。當最后一輪加載載循環(huán)時的的實測靜活活載撓度值值不滿足規(guī)規(guī)定時，則則梁體剛度度評定不合合格。6.2、全預應(yīng)力力梁抗裂合合格與不合合格評定在K=1.20加加載等級下下持荷20miin，試驗梁梁體下緣底底面未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)受力裂紋紋或下緣側(cè)側(cè)面(包括倒角角和圓弧過過渡段)的受力裂裂縫未延伸伸至梁底邊邊，評定全全預應(yīng)力梁梁抗裂合格格。當在某加載等級級加載至后后一級加載載等級的過過程中，試試驗梁體下下緣底面發(fā)發(fā)現(xiàn)受力裂裂縫或下緣緣側(cè)面受力力裂縫延伸伸至梁底邊邊，按加載載程序規(guī)定定加至后一一加載等級級后，受力力裂縫延長長或在上述述部位又發(fā)發(fā)現(xiàn)新的受受力