梁板單板試驗(yàn)報(bào)告

1、目 錄一、工程概況1二、試驗(yàn)?zāi)康募耙罁?jù)22.1試驗(yàn)?zāi)康?2.2 試驗(yàn)依據(jù)2三、靜載試驗(yàn)內(nèi)容與方法23.1 試驗(yàn)內(nèi)容23.2 測試截面33.3 測點(diǎn)布置33.4 試驗(yàn)荷載43.5 試驗(yàn)荷載效應(yīng)計(jì)算63.6 主要測試儀器7四、試驗(yàn)日期及過程84.1 內(nèi)業(yè)的準(zhǔn)備工作84.2 現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作84.3 試驗(yàn)過程9五、靜載試驗(yàn)成果的整理與分析95.1撓度計(jì)算方法95.2 應(yīng)力計(jì)算方法95.3 撓度及名義應(yīng)力測試結(jié)果95.4 板梁承載能力及工作情況分析105.4.1 橋梁承載能力的評定方法105.4.2 實(shí)測應(yīng)力數(shù)據(jù)分析115.4.3 實(shí)測撓度數(shù)據(jù)分析115.4.4 相對殘余變形分析12六 主要試驗(yàn)技術(shù)結(jié)論

2、13附錄A：液壓千斤頂標(biāo)定報(bào)告14I一、工程概況德清縣城東新區(qū)東7路橋?yàn)?跨20m簡支梁橋，橋梁與河道斜交，斜交角為15°。橋梁中心樁號為K0+238.909。東新區(qū)東7路橋全長85.042m，橋?qū)?6.0m，橋面布置為3.0m(人行道)4.5m（非機(jī)動車道）2.5m(機(jī)非分隔帶)+15.0m（行車道）+2.5m(機(jī)非分隔帶)+ 4.5m（非機(jī)動車道）+3.0m(人行道)。上部結(jié)構(gòu)采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁，梁板高90cm，寬124cm，預(yù)制空心板采用C50混凝土。下部結(jié)構(gòu)采用鏤空實(shí)體墩、柱式臺及D120cm孔灌注樁基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)荷載：汽車，公路II級，人群3.5KN/m2。圖1-1

3、 橋梁立面圖圖1-2 橋梁橫斷面受德清縣恒達(dá)建設(shè)發(fā)展有限公司委托，我單位于2013年10月21日對20m預(yù)制板梁(編號1-2#梁板、編號1-9#梁板)進(jìn)行靜載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)預(yù)制板梁的受力性能和承載能力是否達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。二、試驗(yàn)?zāi)康募耙罁?jù)2.1試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^靜載試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)梁（20m預(yù)制板梁）的正常使用承載能力是否滿足設(shè)計(jì)和相應(yīng)規(guī)范要求。2.2 試驗(yàn)依據(jù)1、公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（JTG B01-2003）；2、公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTJ0 412000）；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、大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法 （交通部公路科研所等 1982.10）。

4、三、靜載試驗(yàn)內(nèi)容與方法3.1 試驗(yàn)內(nèi)容根據(jù)板梁試驗(yàn)的主要試驗(yàn)?zāi)康?，擬定以下靜載試驗(yàn)測試項(xiàng)目：1、板梁控制截面在試驗(yàn)荷載下的應(yīng)變（應(yīng)力）：應(yīng)力是衡量橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的一個(gè)重要指標(biāo)；2、板梁控制載面在試驗(yàn)荷載下的最大撓度：撓度是衡量整體橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際剛度的重要指標(biāo)之一；3.2 測試截面利用橋梁結(jié)構(gòu)分析專用程序橋梁博士對該板梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析。根據(jù)活載作用下彎矩、撓度包絡(luò)圖，確定板梁跨中為測試控制截面。3.3 測點(diǎn)布置1、應(yīng)變（應(yīng)力）測點(diǎn)板梁跨中截面應(yīng)變采用混凝土應(yīng)變片進(jìn)行測試，主要測試板梁控制截面的應(yīng)力分布規(guī)律和受力性能。應(yīng)變測點(diǎn)布設(shè)于腹板和底板，同時(shí)，應(yīng)變測點(diǎn)都進(jìn)行溫度補(bǔ)償，盡可能減小溫度對應(yīng)變測試的

5、影響。如圖3-1所示。應(yīng)變測點(diǎn)布置示意圖圖3-1 應(yīng)變測點(diǎn)布置2、撓度測點(diǎn)主梁豎向撓度擬通過在梁底布設(shè)百分表進(jìn)行測量。根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，結(jié)合本次試驗(yàn)控制截面的位置特征，選擇跨中截面作為本次靜載試驗(yàn)的撓度觀測截面，同時(shí)對支點(diǎn)沉降進(jìn)行觀測，以便在支點(diǎn)沉降較大時(shí)，對跨中截面測量值進(jìn)行修正。如圖3-2所示。 圖3-2 撓度測點(diǎn)布置3.4 試驗(yàn)荷載1、加載方式本次靜載荷載試驗(yàn)擬采用單點(diǎn)集中加載的方式，試驗(yàn)荷載的大小和加載位置的選擇采用靜載試驗(yàn)效率系數(shù)進(jìn)行控制。試驗(yàn)荷載采用逐級加載的方式，分2級加載，分別為：預(yù)壓卸載初平衡40kN100kN卸載。每級加載持荷時(shí)間58分鐘，待試驗(yàn)梁變形穩(wěn)定后再采集數(shù)據(jù)。加

6、載力的大小采用液壓千斤頂?shù)挠蛪嚎刂?，油壓千斤頂在試?yàn)前進(jìn)行了標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果見附錄A。液壓千斤頂荷載與油壓關(guān)系曲線如圖3-3所示。 圖3-3油壓千斤頂?shù)臉?biāo)定曲線（2只千斤頂）圖3-4 加載設(shè)備2、荷載縱向布置根據(jù)相關(guān)資料和測試目的確定試驗(yàn)荷載的加載位置。試驗(yàn)荷載加載方式及荷載縱向位置如圖3-5所示。圖3-5 荷載縱向布置及加載方式示意3、靜載試驗(yàn)效率本次靜載荷載試驗(yàn)擬采用單點(diǎn)集中加載的方式，試驗(yàn)荷載的大小和加載位置的選擇采用靜載試驗(yàn)效率系數(shù)進(jìn)行控制。最大加載量要達(dá)到設(shè)計(jì)或所要求的標(biāo)準(zhǔn)荷載，即控制荷載，荷載大小應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)荷載產(chǎn)生的控制截面最不利內(nèi)力或最大變位換算而得。靜載試驗(yàn)效率為：式中： 為靜載

7、試驗(yàn)荷載作用下控制截面的內(nèi)力計(jì)算值；為控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值；為按規(guī)范取用的沖擊系數(shù)，經(jīng)計(jì)算=0.24； 靜力試驗(yàn)荷載的效率系數(shù)，一般應(yīng)滿足0.951.05之間。用橋梁博士分析軟件對試驗(yàn)梁在二期恒載及使用活載作用下的荷載效應(yīng)進(jìn)行分析，得到跨中最不利內(nèi)力和最大變位。經(jīng)換算即可確定在跨中單點(diǎn)加載的荷載大小為100kN，此時(shí)加載效率為1.03(見表3-1)。表3-1 試驗(yàn)荷載加載效率活載效應(yīng)(kN·m)試驗(yàn)荷載（單點(diǎn)加載）加載效率試驗(yàn)荷載大?。╧N）試驗(yàn)荷載效應(yīng)(kN·m)=/（1+）3001003861.03 3.5 試驗(yàn)荷載效應(yīng)計(jì)算采用橋梁博士軟件對試驗(yàn)荷載作

8、用下跨中截面各應(yīng)力測點(diǎn)及撓度測點(diǎn)的效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算分析，結(jié)果見表3-2。表3-2跨中截面效應(yīng)理論值測試截面荷載等級應(yīng)力（MPa）撓度(mm)1#2#3#跨中跨中1-1.450.100.303.102-2.900.210.606.20注：1、拉應(yīng)力為負(fù)，壓應(yīng)力為正，位移向下為正； 2、應(yīng)力點(diǎn)編號與試驗(yàn)中應(yīng)力測點(diǎn)編號相同。圖3-6 跨中截面下緣應(yīng)力圖3-7 跨中截面撓度3.6 主要測試儀器截面應(yīng)變采用A、B膠液粘貼阻值為120的混凝土電阻應(yīng)變片，位移觀測采用電阻應(yīng)變式位移計(jì)。應(yīng)變和位移的信號采集使用靜態(tài)應(yīng)變測量儀DH3815N（如圖3-8、圖3-9所示），所有信號通過電腦自動記錄。圖3-8 靜態(tài)應(yīng)變采

9、集儀（主機(jī)）圖3-9 靜態(tài)應(yīng)變采集儀（采集箱）四、試驗(yàn)日期及過程4.1 內(nèi)業(yè)的準(zhǔn)備工作內(nèi)業(yè)主要完成混凝土應(yīng)變計(jì)的標(biāo)定，導(dǎo)線的編排，儀器設(shè)備的調(diào)試等項(xiàng)目，為現(xiàn)場試驗(yàn)的順利進(jìn)行做好準(zhǔn)備。為提高試驗(yàn)加載效應(yīng)準(zhǔn)確性，根據(jù)相關(guān)資料對試驗(yàn)梁板進(jìn)行初步計(jì)算。4.2 現(xiàn)場的準(zhǔn)備工作試驗(yàn)小組于2013年10月21日下午完成試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作，包括混凝土表面打磨、指定位置應(yīng)變計(jì)粘貼、位移計(jì)的安裝、導(dǎo)線的連接和儀器的調(diào)試工作（圖4-1圖4-2）。 圖4-1 應(yīng)變片粘帖圖4-2 位移計(jì)安裝4.3 試驗(yàn)過程在現(xiàn)場準(zhǔn)備工作完成后，試驗(yàn)小組與2013年10月21日下午開始實(shí)施靜載試驗(yàn)。利用千斤頂提供等效荷載，利用位移計(jì)測出各級

10、荷載作用下的試驗(yàn)梁的測試截面處的位移；利用應(yīng)變計(jì)測量各級荷載作用下試驗(yàn)梁的測試截面處的應(yīng)變。五、靜載試驗(yàn)成果的整理與分析5.1撓度計(jì)算方法在梁的支座、跨中處設(shè)置位移計(jì)，分別測得跨中及支座處截面撓度變化。5.2 應(yīng)力計(jì)算方法梁頂上緣壓應(yīng)力和下緣拉應(yīng)力由實(shí)測的應(yīng)變按下式求得：式中：實(shí)測應(yīng)變（） E材料彈性模量（MPa），C50混凝土的彈性模量取3.45×10MPa。5.3 撓度及名義應(yīng)力測試結(jié)果1、撓度測試結(jié)果各級荷載作用下，跨中截面的撓度實(shí)測值如表5-1所示。因試驗(yàn)場地地基有可能發(fā)生沉降，故在兩個(gè)支點(diǎn)處也布置了位移測點(diǎn)，根據(jù)跨中位移實(shí)測值與兩端支點(diǎn)實(shí)測值的相對值，推定跨中撓度的真實(shí)值。

11、表5-1 跨中截面實(shí)測撓度值測試截面荷載等級位移計(jì)編號跨中撓度(mm)1#2#3#1-2#梁板跨中10.563.160.542.6120.826.010.805.201-9#梁板跨中10.452.910.472.4520.765.770.785.00注：位移向下為正2、應(yīng)變測試結(jié)果各級荷載作用下，跨中截面各測點(diǎn)的應(yīng)變實(shí)測值如表5-2所示。表5-2跨中截面實(shí)測應(yīng)變值測試截面荷載等級測點(diǎn)編號1#2#3#1-2#梁板跨中1-33272-664141-9#梁板跨中1-34372-68614注：拉應(yīng)力為負(fù)，壓應(yīng)力為正。5.4 板梁承載能力及工作情況分析5.4.1 橋梁承載能力的評定方法橋梁承載能力的評定

12、用實(shí)測結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)來評定。實(shí)測結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)是試驗(yàn)的實(shí)測值與理論計(jì)算值的應(yīng)力或撓度之比，它反應(yīng)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)。對于撓度，則：實(shí)測結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)是一個(gè)重要的評定指標(biāo)，可以從中判定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力的工作狀態(tài)。當(dāng)1時(shí)，說明理論計(jì)算偏于安全，結(jié)構(gòu)尚有一定的安全儲備。這種情況說明橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)良好。橋梁結(jié)構(gòu)之所以偏于安全，一般地說是由于從施工方便出發(fā)，每根梁的幾何尺寸，用鋼量都是設(shè)計(jì)成同一規(guī)格的，是按某最大內(nèi)力值作為設(shè)計(jì)依據(jù)的且配筋量總是偏多一點(diǎn)；在計(jì)算時(shí)有時(shí)不考慮橋面鋪裝厚度及其它結(jié)構(gòu)造成的“卸載”現(xiàn)象，以及其他一些因素，都會使得理論計(jì)算值偏大而實(shí)測值偏小。當(dāng)然，當(dāng)1太多則說明橋梁設(shè)計(jì)不太合理、

13、不經(jīng)濟(jì)。對于公路用橋梁，實(shí)測結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)的常用值如表5-3所示。表5-3 實(shí)測結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)的常用值表 梁 別項(xiàng) 目結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋混凝土應(yīng)力0.500.90撓度0.601.00普通混凝土梁橋混凝土應(yīng)力0.400.80撓度0.500.90鋼筋應(yīng)力0.550.655.4.2 實(shí)測應(yīng)力數(shù)據(jù)分析試驗(yàn)梁在第2級荷載作用下（等效于設(shè)計(jì)荷載），跨中截面下緣及腹板中部（中性軸位置）處的應(yīng)力實(shí)測值如表5-4所示。表5-4腹板中部及下緣應(yīng)力分析截面位置應(yīng)力（MPa）校驗(yàn)系數(shù)殘余應(yīng)力(MPa)實(shí)測理論1-2#梁板跨中腹板中部0.480.60.800梁底下緣-2.28-2.90.790.021-9#梁板跨

14、中腹板中部0.480.60.800梁底下緣-2.35-2.90.810.03注：拉應(yīng)力為負(fù)，壓應(yīng)力為正。由上表可以看出，板梁在第2級荷載作用下，預(yù)應(yīng)力空心板梁下緣及腹板中部的應(yīng)力實(shí)測值均滿足設(shè)計(jì)要求。卸載后，各部位的殘余應(yīng)力均較小，表明在試驗(yàn)荷載作用下，板梁處于彈性工作范圍，滿足設(shè)計(jì)要求。5.4.3 實(shí)測撓度數(shù)據(jù)分析梁在第2級荷載作用下（等效于設(shè)計(jì)荷載）的結(jié)構(gòu)剛度分析見表5-5所示。表5-5 結(jié)構(gòu)剛度分析 截面實(shí)測撓度（mm）理論計(jì)算撓度（mm）撓度校驗(yàn)系數(shù)1-2#梁板跨中5.26.20.841-9#梁板跨中5.06.20.81由上表可以看出，板梁在等效設(shè)計(jì)荷載作用下，主控截面的撓度校驗(yàn)系數(shù)小

15、于1.0，表明該梁剛度滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)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）知，試驗(yàn)梁跨中截面撓度的規(guī)范容許值為L/600=33mm，說明試驗(yàn)梁的剛度滿足規(guī)范要求。5.4.4 相對殘余變形分析試驗(yàn)梁的相對殘余變形如表5-6所示。由相對殘余變形結(jié)果可知，在試驗(yàn)荷載作用下，試驗(yàn)梁相對殘余變形在大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法規(guī)定的25以內(nèi)，說明結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形及應(yīng)變基本能夠得到恢復(fù)，結(jié)構(gòu)基本處于線彈性工作狀態(tài)。表5-6 相對殘余變形分析截面加載撓度（mm）卸載撓度（mm）相對殘余變形1-2#梁板跨中5.600.132.3%1-9#梁板跨中5.780.122.1%六 主要試驗(yàn)技術(shù)結(jié)論1、試驗(yàn)梁主控截面在試驗(yàn)荷載作用下的撓度校驗(yàn)系數(shù)小于1.0，且校驗(yàn)系數(shù)在常用