20m預(yù)應(yīng)力小箱梁靜載試驗(yàn)方案

20m預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支連續(xù)箱梁?jiǎn)瘟簷z測(cè)試驗(yàn)方案深圳高速工程檢測(cè)有限公司2020年8月目錄一、工程概況 一、工程概況本工程橋梁跨徑組合形式為6×20m+5×20m×32+6×20m，全橋共34聯(lián)，上部結(jié)構(gòu)為后張預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)小箱梁。設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為公路-Ⅰ級(jí)，每片小箱梁高1.2m。橫向布置為0.5m（防撞護(hù)欄）+11m（行車(chē)道）+0.5m（防撞護(hù)欄）=12m，橫橋向布置4片小箱梁，梁間距3.05m，濕接縫寬0.65m。橋跨斷面如圖1-1所示。圖1-1橋梁跨中橫斷面示意圖（單位：m）箱梁斷面如圖1-2、1-3所示。圖1-2邊梁端部斷面（單位：cm）圖1-3邊梁跨中斷面（單位：cm）技術(shù)參數(shù)：設(shè)計(jì)車(chē)道：?jiǎn)畏鶚颍?車(chē)道；橋面寬度：?jiǎn)畏鶚驅(qū)?2m，行車(chē)道寬11m；設(shè)計(jì)荷載：公路-Ⅰ級(jí)。材料規(guī)格：預(yù)制主梁、端橫梁、中支點(diǎn)橫梁、現(xiàn)澆接頭、濕接縫、橋面現(xiàn)澆層混凝土均采用C50,重力密度γ=26kN/m3，彈性模量為3.45×104MPa；橋面鋪裝采用瀝青混凝土，重力密度γ=24kN/m3。目前有7片小箱梁在翼緣板局部出現(xiàn)細(xì)小裂紋，為檢驗(yàn)裂紋的發(fā)展情況及在設(shè)計(jì)荷載作用下，裂紋是否出現(xiàn)擴(kuò)展，需要對(duì)箱梁進(jìn)行裂縫發(fā)展觀測(cè)及整梁檢測(cè)。二、檢測(cè)目的(1)通過(guò)檢測(cè)及荷載試驗(yàn)，了解單片梁的技術(shù)狀態(tài)和實(shí)際工作狀態(tài)，評(píng)價(jià)其在設(shè)計(jì)荷載下的工作性能；(2)檢測(cè)翼緣板局部細(xì)小裂紋在荷載作用下擴(kuò)展情況。三、檢測(cè)依據(jù)(1)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》JTGD62-2004；(2)《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》JTGF80/1-2004；(3)《大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法》1982.10；(4)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004；(5)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》JTGB01-2003；(6)《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》JTG/TJ21-2011；(7)《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）；(8)橋梁設(shè)計(jì)圖紙四、檢測(cè)內(nèi)容1、裂縫觀測(cè)階段對(duì)發(fā)現(xiàn)的裂縫進(jìn)行標(biāo)記，用裂縫觀測(cè)儀繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，記錄裂縫的寬度變化情況，每天早晨、中午、晚上記錄三次，并記錄觀測(cè)時(shí)的大氣溫度。監(jiān)測(cè)持續(xù)時(shí)間1~2個(gè)月。2、試驗(yàn)檢測(cè)階段結(jié)合前期裂縫監(jiān)測(cè)階段的數(shù)據(jù)情況，如果裂縫沒(méi)有擴(kuò)展變化，可以選擇部分或者全部單梁進(jìn)行靜載試驗(yàn)，檢測(cè)裂縫在荷載作用下的變化情況。檢測(cè)內(nèi)容如下：（1）通過(guò)測(cè)試在試驗(yàn)荷載作用下主梁控制截面的應(yīng)變值，了解控制截面的應(yīng)變分布情況，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。（2）通過(guò)測(cè)試在試驗(yàn)荷載作用下主梁控制截面的撓度值，了解控制截面的撓度分布情況，評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)整體剛度。（3）測(cè)試支座沉降，消除其對(duì)跨中撓度的影響。（4）測(cè)定殘余值，試驗(yàn)荷載卸載后，測(cè)定梁撓度值、應(yīng)變值與卸載后相對(duì)應(yīng)的殘余值比值，利于梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定。（5）試驗(yàn)過(guò)程中，記錄裂縫發(fā)展觀測(cè)，描述在不同荷載等級(jí)下新裂縫出現(xiàn)的位置及所有裂縫的發(fā)展趨勢(shì)和寬度。3、裂縫處理階段如果在靜載荷載作用下，裂縫沒(méi)有新的發(fā)展變化，說(shuō)明裂縫不是受力裂縫，為了提高箱梁的耐久性，需要用高強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理。如果在靜載荷載作用下，裂縫出現(xiàn)新的發(fā)展變化，則用高強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)裂縫進(jìn)行封閉處理后再進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)情況確定該箱梁是否使用。五、儀器設(shè)備本次靜載試驗(yàn)的主要儀器設(shè)備見(jiàn)表5-1。表5-1主要儀器設(shè)備表序號(hào)儀器名稱(chēng)規(guī)格型號(hào)精度數(shù)量1百分表0-50MM0.01mm6個(gè)2筆記本電腦聯(lián)想/1臺(tái)3振弦傳感器北京BGK40000.01HZ8個(gè)4振弦測(cè)試儀北京基康0.01HZ1臺(tái)5裂縫觀測(cè)儀//1臺(tái)六、確定試驗(yàn)小箱梁橫向分布系數(shù)本橋?yàn)楹?jiǎn)支轉(zhuǎn)連續(xù)小箱梁，橫向布置4片預(yù)制箱梁（2車(chē)道），橫向分布的計(jì)算按照等剛度的原則，將連續(xù)梁其中一個(gè)跨度通過(guò)剛度修正等代為等跨徑等截面的簡(jiǎn)支梁，分別計(jì)算各片梁的橫向分布系數(shù)。七、控制截面及測(cè)點(diǎn)布置本次試驗(yàn)工況為小箱梁梁跨中截面最大彎矩加載。7.1應(yīng)力控制截面及測(cè)點(diǎn)布置按照《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》（JTG/TJ21-2011），依據(jù)對(duì)單梁荷載試驗(yàn)內(nèi)力控制截面的要求，本次試驗(yàn)選取的控制截面（J1）為跨中截面最大正彎矩處,如圖7-1-1所示。圖7-1-1應(yīng)力控制截面示意圖應(yīng)力測(cè)試采用振弦式傳感器測(cè)量，測(cè)點(diǎn)布置充分考慮小箱梁受力特點(diǎn)及試驗(yàn)?zāi)康牡男枰谛∠淞旱装宀贾?個(gè)應(yīng)變計(jì)，距離結(jié)構(gòu)中心線均為0.4m。為獲得箱梁應(yīng)力與梁高的關(guān)系，在小箱梁兩側(cè)腹板外側(cè)布置應(yīng)變計(jì)，每道腹板3個(gè)。7.2撓度測(cè)點(diǎn)布置為反映試驗(yàn)梁的變形狀態(tài)，在加載工況下布置百分表進(jìn)行測(cè)量。主梁撓度測(cè)點(diǎn)縱向布置為支點(diǎn)截面（測(cè)量支點(diǎn)沉降）、跨中截面。每個(gè)截面底板橫向布置2個(gè)百分表，取其讀數(shù)平均值，具體測(cè)點(diǎn)布置如圖7-2-1所示。圖7-2-1控制截面撓度測(cè)點(diǎn)縱向布置示意圖圖7-2-1控制截面位移測(cè)點(diǎn)橫向布置示意圖說(shuō)明：圖7-2-2中，“”標(biāo)記為主梁撓度測(cè)點(diǎn)八、加載方案8.1試驗(yàn)荷載確定原則為確定單梁的承載能力，需要根據(jù)其能承受的最大荷載及具體的試驗(yàn)加載方法確定加載噸位。在計(jì)算時(shí)必須成橋荷載反算每一片梁后，根據(jù)橫向分布系數(shù)確定最不利梁及最大控制彎矩值，并確立試驗(yàn)控制荷載。試驗(yàn)所需荷載，將根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載產(chǎn)生的最不利效應(yīng)值按下式所定原則等效換算而得：0.85≤≤1.05式中：—靜力試驗(yàn)荷載效率系數(shù)；—試驗(yàn)荷載作用下，檢測(cè)部位變位或力的計(jì)算值；S—設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載作用下，檢測(cè)部位變位或力的計(jì)算值（不計(jì)沖擊作用時(shí)）；—通過(guò)動(dòng)力計(jì)算并依據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》JTGD60-2004設(shè)計(jì)取用的沖擊系數(shù)。8.2計(jì)算控制內(nèi)力及試驗(yàn)加載荷載箱梁控制彎矩由二期恒載彎矩及活載彎矩組成，活載作用彎矩應(yīng)計(jì)入沖擊系數(shù)及橫向分布系數(shù)。8.3加載方法加載可用配重直接進(jìn)行加載。方木底部放置一塊600×600×10的鋼板，鋼板底鋪平一層砂。單梁試驗(yàn)示意如圖8-3-1所示。圖8-3-1小箱梁加載示意圖8.4加載分級(jí)與控制正式加載前要進(jìn)行預(yù)加載，消除試驗(yàn)裝置和梁體的非彈性形變，檢驗(yàn)整個(gè)試驗(yàn)裝置的可靠性、安全性。預(yù)加載重量為正式加載的第一級(jí)，并持荷15min。在預(yù)加載期間對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。1）加載分級(jí)正式加載前對(duì)所有儀器進(jìn)行讀數(shù)。正式加載應(yīng)分級(jí)進(jìn)行加載。卸載分級(jí)與加載相同。2）持荷時(shí)間為了讓結(jié)構(gòu)充分變形，施加荷載后需持續(xù)一段時(shí)間才能進(jìn)行讀數(shù)。加載和卸載的持續(xù)時(shí)間以結(jié)構(gòu)的變形達(dá)到穩(wěn)定為原則，同時(shí)考慮溫度變化對(duì)試驗(yàn)造成的影響，一般不少于10分鐘。當(dāng)最后一級(jí)荷載加載完畢，讀數(shù)完成后，分級(jí)卸去所有荷載，讓結(jié)構(gòu)變形恢復(fù)約15分鐘，再讀一次數(shù)作為結(jié)構(gòu)的殘余變形值。8.5試驗(yàn)終止條件當(dāng)試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生下列情況之一時(shí)，應(yīng)停止加載，查清原因，采取措施后再確定是否進(jìn)行試驗(yàn)：1）控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值已達(dá)到或超過(guò)計(jì)算值；2）控制測(cè)