秦沈客運專線簡支梁靜載試驗方法

秦沈客運專線簡支梁靜載試驗方法

1橋梁的概況和試驗標準1.12梁型、梁型梁式設(shè)計負荷為zk標準活載，適用于200km客運列車和100km低速列車，適用最小曲線半徑為800m。梁體靜活載下豎向撓度限值L/1800,水平撓度≤L/4000,抗裂安全系數(shù)Kf≥1.2,強度安全系數(shù)K≥2.0。梁型設(shè)計為單箱單室截面形式,箱梁端截面底板寬度3.5m,跨中截面3.0m,頂板橋面寬度6.15m。設(shè)計梁跨24m,梁高2.0m,梁長24.6m。采用C50混凝土,彈性模量35.5GPa,每榀梁圬工數(shù)量100.7m3,梁質(zhì)量251.6t。梁體預施應(yīng)力設(shè)計采用OVM錨固體系,預應(yīng)力筋為7?j5標準型強度鋼絞線,鋼絞線強度標準值為1860MPa,設(shè)計錨外控制應(yīng)力分別為0.78Ryj、0.72Ryj、0.66Ryj。1.2試驗方法及原則鐵道部科技教育司頒發(fā)的科教技89號文《秦沈客運專線預制后張法預應(yīng)力混凝土簡支梁靜載試驗及評定標準》,規(guī)定了關(guān)于靜載試驗的檢驗項目、試驗設(shè)備、加載方式、裂縫判定、撓度測量、評定標準、加倍試驗等14項內(nèi)容。該試驗方法及標準規(guī)定了箱梁靜載抗裂系數(shù)Kf≥1.20,靜活載作用下的梁體豎向撓度限值f≤1.05f設(shè)。試驗原理及原則:荷載效應(yīng)等效的原則,用等效集中力加載模擬均布荷載;內(nèi)力圖相似內(nèi)力值相等的原則;跨中截面首先達到彎曲抗裂極限的原則。2準備考試2.1試驗設(shè)備和機器的選擇靜載試驗時選用能夠滿足試驗要求的試驗裝備、加載設(shè)備和計量器具,各項性能指標應(yīng)符合89號文的有關(guān)規(guī)定。2.2加載值的確定根據(jù)加載圖示、試驗梁基本數(shù)據(jù)、設(shè)計院提供的有關(guān)參數(shù)以及加載設(shè)備的重量和試驗梁預施應(yīng)力期限,計算靜載試驗各級加載值,計算過程如下。(1)相關(guān)系數(shù)的計算根據(jù)箱梁的垂直側(cè)加載，如圖1所示支座反力R=5P/2跨中彎矩M=R×L/2-∑PiXi=36P=αP得α=36(2)凝土簡支梁靜載試驗根據(jù)梁體基本數(shù)據(jù)表中終張-加載時間,查《秦沈客運專線預制后張法預應(yīng)力混凝土簡支梁靜載試驗方法及評定標準》附錄,得η1、η2,并按下列公式計算Δσs、ΔMsΔσs=(1-η1)σs1+(1-η2)σs2ΔMs=Δσs×Ay×(W0/A0+e0)×103計算參數(shù)及結(jié)果如表1所示。(3)加載設(shè)備連接中的彎曲現(xiàn)場稱量千斤頂及找平鋼板等加載設(shè)備,每加載點重力按3.984822kN計算,得出:Ms=143.45kN·m。(4)計算每個加載數(shù)據(jù)的中曲線和加載值表22.3等設(shè)備進行標定安裝加載設(shè)備前,首先對傳感器、百分表等設(shè)備進行標定;其精度和偏差應(yīng)滿足試驗標準有關(guān)規(guī)定;采用精密千斤頂和油壓表控制加載值時,還應(yīng)對油壓表和千斤頂進行標定。2.4千斤頂及鋼板安裝千斤頂橫移箱梁至試驗臺位置,利用4臺手動千斤頂或者采用每端2臺內(nèi)平衡千斤頂(利用三通管)緩緩將梁頂起;頂梁過程中,嚴格控制4個支座點高差。安裝靜載試驗架下橫梁和支座,然后落梁至下橫梁。在試驗梁上畫出腹板中心線并標出千斤頂加載位置,安裝千斤頂、上橫梁、桁梁架以及傳感器,同時在千斤頂?shù)鬃落伾白诱移胶髩|60cm×60cm×16mm的鋼板,保證千斤頂?shù)鬃角遗c試驗臺反力梁接觸密實。調(diào)正試驗梁與試驗架的位置后,穿上拉力桿,安裝墊板及專用螺帽等。2.5初始裂紋標記按試驗標準規(guī)定,在試驗梁上標記初始裂紋。3壓力和損傷監(jiān)測各項準備工作就緒以后,全體試驗人員就位,試驗人員共計27人。其中試驗總指揮1名,負責指揮協(xié)調(diào)試驗按步驟有序進行;司泵10名,負責開油泵掌握加載進度;傳感器讀數(shù)人員5名,每人負責讀2臺傳感器讀數(shù),隨時指揮控制千斤頂加載;百分表讀數(shù)人員6名,負責記錄各級荷載下箱梁撓度變形值;觀察人員3人～4人,負責觀察箱梁受力裂紋;撓度總記錄1人,負責應(yīng)用各級加載后測得的撓度數(shù)據(jù),隨時跟蹤描繪出荷載-撓度曲線圖。3.1靜載試驗過程(1)靜載試驗加載程序應(yīng)分階段進行預加載(第1循環(huán))和正式加載(第2循環(huán))。預加載值不宜超過梁體開裂試驗荷載計算值的80%。(2)第1循環(huán)預加載的最大試驗荷載加至使用狀態(tài)短期荷載值即Kf=1.00級;第2循環(huán)正式加載的最大試驗荷載加至抗裂檢驗荷載,即Kf=1.20。(3)分級加載與卸載的級差及級數(shù)(圖2)(4)靜載試驗2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2所示。(5)試驗過程中,撓度測量方法和試驗操作方法應(yīng)嚴格按照靜載試驗標準執(zhí)行。(6)撓度測量結(jié)果的計算及評定參照靜載試驗方法及評定標準。(7)試驗合格判定及裂紋判定參照靜載試驗方法及評定標準。3.2試驗臺的吊裝(1)加載及卸載速度不宜過快。加載速度應(yīng)不超過3kN/s。各千斤頂應(yīng)同速、同步、同時達到同一荷載值。(2)試驗梁及試驗臺吊裝時要專人指揮,按規(guī)程操作,注意安全。(3)吊裝千斤頂時梁下嚴禁站人;對梁下觀察裂縫者應(yīng)有防護措施。(4)高壓油路、電路要符合要求,避免發(fā)生人身傷亡事故。(5)試驗梁在必要時應(yīng)加設(shè)防風、防傾支護措施;試驗儀表、電器應(yīng)設(shè)有防雨、防摔保護措施。靜載試驗架安裝完后,檢查試驗架所有螺栓安放是否齊全、牢固,傳感器、千斤頂、百分表等安放是否正確。4采用內(nèi)力框架自平衡式靜載試驗來減少受裂紋(1)箱梁預制時,箱梁梁底與腹板交角處宜設(shè)為圓角過渡或者一導角過渡,這樣可更有效防止受