京港澳高速長(zhǎng)沙繞城A1 鋼絞線20米跨度預(yù)制空心板靜載試驗(yàn)實(shí)施方案

1、目 錄1工程概況12檢測(cè)目的13檢測(cè)依據(jù)14主要儀器設(shè)備25測(cè)試內(nèi)容26計(jì)算參數(shù)27試驗(yàn)實(shí)施47.1試驗(yàn)荷載確定原則47.2加載方法47.3測(cè)試項(xiàng)目及量測(cè)方法57.4應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置57.5靜載試驗(yàn)規(guī)則68控制荷載及試驗(yàn)效率79加載控制值710安全注意事項(xiàng)8京港澳高速長(zhǎng)沙繞城20米跨度預(yù)制空心板靜載試驗(yàn)實(shí)施方案1 工程概況京港澳國(guó)家高速公路長(zhǎng)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(tái)配樁基礎(chǔ)?？招陌鍣M斷面如下圖所示。本次試驗(yàn)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(cè)目的1) 評(píng)定預(yù)制梁片承載

2、力能否滿足預(yù)定荷載等級(jí)下的使用要求；2) 通過對(duì)預(yù)制梁樣本的靜載試驗(yàn)，檢驗(yàn)其實(shí)際承載能力，校核其在設(shè)計(jì)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)、強(qiáng)度、剛度及抗裂性能，將靜載試驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果與理論計(jì)算比較，對(duì)該抽取的預(yù)制梁的承載能力作出評(píng)估。3) 為預(yù)制梁片質(zhì)量驗(yàn)收提供依據(jù)。3 檢測(cè)依據(jù)(1) 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）(2) 公路橋涵設(shè)計(jì)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(jì)規(guī)范（JTG D62-2004)(4) 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）(5) 大跨度橋梁試驗(yàn)方法（“鐵組”YC4-4/1978）(6)

3、相關(guān)橋梁設(shè)計(jì)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(hào)用途量程精度裂縫觀測(cè)儀SW-TW-101裂縫觀測(cè)1.0mm0.01mm靜態(tài)應(yīng)變測(cè)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(cè)量50mm0.005mm鋼弦應(yīng)變計(jì)BGK4000構(gòu)件表面應(yīng)變測(cè)量±30001鋼弦應(yīng)變計(jì)讀數(shù)儀BGK408鋼弦應(yīng)變計(jì)數(shù)據(jù)采集/鋼筋銹蝕檢測(cè)儀SW-3C鋼筋銹蝕程度1±1999mv1 mv5 測(cè)試內(nèi)容1) 跨中截面的應(yīng)變測(cè)試；2) 跨中截面的撓度測(cè)試；3) 支點(diǎn)截面沉降觀測(cè)；4) 抗裂性分析；6 計(jì)算參數(shù)單梁靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)選擇預(yù)制空心板跨中為試驗(yàn)截面。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，計(jì)

4、算采用橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析軟件Midas/Civil對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性階段分析，根據(jù)基頻及04新規(guī)范公式計(jì)算得出沖擊系數(shù)，本次結(jié)構(gòu)計(jì)算采用理論計(jì)算參數(shù)取值見表5-1至表5-3。表 6120 m單梁計(jì)算參數(shù)序號(hào)參數(shù)名稱參數(shù)值備注1設(shè)計(jì)荷載等級(jí)公路-I級(jí)2混凝土強(qiáng)度等級(jí)C50主梁3計(jì)算跨徑（m）20計(jì)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(jì)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(hào)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(hào)8#梁9#梁10#梁11#梁（試驗(yàn)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(hào)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(hào)8#梁9#

6、梁10#梁11#梁（試驗(yàn)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(hào)1#梁2#梁（試驗(yàn)梁）3#梁（試驗(yàn)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(hào)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(hào)1#梁2#梁（試驗(yàn)梁）3#梁（試驗(yàn)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(hào)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(duì)試驗(yàn)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(jì)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(yàn)實(shí)施7.1 試驗(yàn)荷載確定原則試驗(yàn)荷載根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載（公路I級(jí)）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(jìn)行等效換算而得，等效換算的原則為靜載試驗(yàn)效率q滿足：式中：靜載試驗(yàn)效率；S stat靜載試驗(yàn)荷載作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算值；S q二期恒載（橋面瀝青鋪裝）內(nèi)力計(jì)算值S控制荷

8、載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值（不計(jì)沖擊）；按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)。7.2 加載方法1) 加載時(shí)以試驗(yàn)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(jí)加載，1級(jí)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(cè)試項(xiàng)目及量測(cè)方法1) 本次靜載試驗(yàn)的主要觀測(cè)項(xiàng)目及量測(cè)方法為:2) 控制截面的撓度采用位移傳感器接DH3816進(jìn)行測(cè)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(cè)試系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)；4) 采用專用裂縫觀測(cè)儀對(duì)試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行觀察。主要測(cè)量?jī)x器的技

9、術(shù)指標(biāo)如表 71所列：表 71測(cè)試儀器主要技術(shù)指標(biāo)表儀器名稱型號(hào)用途量程精度裂縫觀測(cè)儀SW-TW-101裂縫觀測(cè)2.0mm0.02mm靜態(tài)應(yīng)變測(cè)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(cè)量50mm0.005mm7.4 應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置跨中測(cè)試截面與測(cè)點(diǎn)布置下圖所示。中梁應(yīng)變和撓度測(cè)點(diǎn)布置圖圖 73 跨中截面應(yīng)變、撓度測(cè)點(diǎn)布置圖（“ ”表示應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，“中”表示撓度測(cè)點(diǎn)）圖 74撓度測(cè)點(diǎn)平面布置圖（“中”表示撓度測(cè)點(diǎn)，lj為計(jì)算跨徑，虛線為底板輪廓線）說明：1、“ ”表示應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，“中”表示撓度測(cè)點(diǎn)。2、圖6-5-1中“l(fā)j”為計(jì)算跨徑，虛線表示底板輪廓線。7.5 靜載試驗(yàn)規(guī)

10、則1) 試驗(yàn)時(shí)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(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行，本次試驗(yàn)選擇在氣溫變化不大的白天進(jìn)行。正式加載前，用試驗(yàn)最大加載量20%-30%的荷載對(duì)預(yù)制梁跨中截面進(jìn)行預(yù)加載，并檢驗(yàn)測(cè)試組織及儀表是否處于正常工作狀態(tài)。2) 持荷時(shí)間主要取決于結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)間，只有結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，才能進(jìn)入下一加載階段。同一級(jí)荷載內(nèi)，當(dāng)結(jié)構(gòu)在最后五分鐘內(nèi)的變位增量小于前一個(gè)五分鐘增量的5%或小于所用測(cè)量?jī)x器的最小分辨率值時(shí)，即認(rèn)為結(jié)構(gòu)變位達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。3) 數(shù)據(jù)讀取全部測(cè)點(diǎn)在加載開始前均應(yīng)進(jìn)行零級(jí)荷載的讀數(shù)，以后每級(jí)加載或卸載后應(yīng)立即讀數(shù)一次；在主梁變位達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定后、進(jìn)入下一

11、級(jí)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(yàn)荷載前提前達(dá)到或超過計(jì)算值時(shí)，或讀數(shù)不穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)立即中止加載。8 控制荷載及試驗(yàn)效率試驗(yàn)荷載根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)活荷載（公路I級(jí)）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(hù)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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈性階段分析，通過采用鉸接板梁法計(jì)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(hào)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(hào)梁號(hào)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(jì)算分析結(jié)果，可得到試驗(yàn)梁的最大控制內(nèi)力，本次荷載試驗(yàn)擬定試驗(yàn)荷載作用下的分級(jí)內(nèi)力和試驗(yàn)效率如表 82所示。表 82 20米板試驗(yàn)荷載的分級(jí)內(nèi)力與試驗(yàn)效率(左幅11#)中板第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)（滿載）備注35kN鋼絞線（捆）246具體位置見布載圖試驗(yàn)荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)312579800設(shè)計(jì)荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)838 試驗(yàn)效率0.96表 83 20米板試驗(yàn)荷載的分級(jí)內(nèi)力與試驗(yàn)效率(右幅2#)中板第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)（滿載）備注35kN鋼絞線（捆）2

13、46具體位置見布載圖試驗(yàn)荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)309565769設(shè)計(jì)荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)770 試驗(yàn)效率1.00表 84 20米板試驗(yàn)荷載的分級(jí)內(nèi)力與試驗(yàn)效率(右幅3#)中板第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)（滿載）備注35kN鋼絞線（捆）246具體位置見布載圖試驗(yàn)荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)309565769設(shè)計(jì)荷載作用下跨中截面彎矩(kN.m)756 試驗(yàn)效率1.029 加載控制值各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下，各控制截面的測(cè)點(diǎn)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(cè)點(diǎn)號(hào)距梁底距離(m)距假定中性軸距離（m）應(yīng)變（）第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)

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(cè)點(diǎn)號(hào)撓度（mm）第1級(jí)加載第2級(jí)加載第3級(jí)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(cè)點(diǎn)號(hào)距梁底距離(m)距假定中性軸距離（m）應(yīng)變（）第1級(jí)第2級(jí)第3級(jí)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(cè)點(diǎn)號(hào)撓度（mm）第1級(jí)加載第2級(jí)加載第3級(jí)加載備注3、44.799.2413.10說明：1、應(yīng)變符號(hào)定義：正值（+）表示拉應(yīng)變，負(fù)值（-）表示壓應(yīng)變；應(yīng)變量