静载试验培训课件

预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验二00九年十月1/52

箱梁静载试验现场2/52

箱梁静载试验现场3/52箱梁静载试验现场4/52试验梁安装及试验前准备1、梁两端支座相对高差应不大于10mm，同一支座两侧或同一端两支座高差应不大于2mm；箱梁四支点不平整度不大于2mm。制作安装后实测梁跨度应符合标准要求。2、试验梁移入台座对中后，在梁顶标出腹板中心线作为梁体加载中心线，并在每一加载点铺设垫层及钢座板。钢座板用水平尺找平后，移入千斤顶。3、各千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向位置偏差均应不大于10mm。5/52

4、各千斤顶中心与加力架横梁中心纵横向偏差均应不大于10mm，且应垫实二者之间空隙。5、加载前用10倍放大镜在梁体跨中两侧1/2跨度范围内下缘和梁底面进行外观检查；对初始裂缝（表面收缩裂缝和表面损伤裂缝）及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。6、试验梁静载试验前应认真核查原始资料，加载计算单按要求详细列出。7、梁体挠度测量部位应在跨中及支座中心两侧，测量挠度支架应牢靠、稳定，且不应受加载时试验台座变形影响。6/52一、静载试验参数1梁跨度：L2动力系数：1+ｕ3道碴线路产生力矩：Md+Mf（含防水层）4活载力矩：Mh5梁体自重力矩：Mz6预应力钢筋面积：Ap7跨中截面换算面积：A08梁下缘换算截面抵抗矩：W07/52静载试验参数9预应力协力中心至换算截面重心轴距离：e010松弛应力损失值：σL511收缩徐变应力损失值：σL612跨中截面抗裂安全系数：Kf13挠跨比：f/l14实测挠度修正系数ψ15跨中截面综合剪力滞系数Kq16跨中截面集中剪力滞系数Kp

8/52二、计算力臂a值

跨中弯矩M:M=R*L/2-ΣPiXiM=P*a即a=M/PR------支点反力L------计算跨度Pi------各加载点荷载xi------各加载点至跨中距离a-------等效力臂9/52三、计算未完成预应力损失值△σs=(1-η1)σL6+(1-η2)σL5

σL6、σL5：混凝土收缩徐变与钢筋松弛应力损失值η1、η2：收缩徐变与松弛损失完成率△σs：未完成预应力损失值10/52三、计算未完成预应力损失值附件之附录D未完成应力损失计算用表表D1未完成应力Δδs损失计算用表时间（d）砼收缩、徐变应力损失δL6完成率η1钢筋松弛应力损失δL5未完成率η22—0.50100.33（用内插法计算）200.37（用内插法计算）300.40（用内插法计算）400.431.00600.501.00900.601.001800.751.001年0.851.00注：表中“时间”为所有施加预应力之静载试验天数11/52四、计算未完成预应力损失赔偿弯矩△Ms=△σs×Ap×(W0/A0+e0)×103

△Ms未完成预应力损失赔偿弯矩△σs未完成预应力损失值Ap跨中截面预应力钢筋截面面积W0对跨中截面下缘换算截面抵抗矩A0跨中截面换算截面面积e0跨中截面预应力协力中心至换算截面重心距离12/52五、加载设备对跨中产生弯矩Ms本弯矩主要考虑是加载中千斤顶、垫板等因在静载试验中在梁上增加重量Ms计算：荷载按照在每加载点处平均计算，来求加载设备对跨中产生弯矩。Ms=R支*L/2-ΣPi*LiR支:支座反力-Pi*LiL:跨度Pi:加载设备重量Li:加载设备距跨中距离13/52六、计算基数级下跨中弯矩5.1当防水层已铺设时KpMka=Md*Kq-KpMs+ΔMs5.2当防水层未铺设时KpMka=(Md+Mf)*Kq-KpMs+ΔMsMka：基数级下跨中弯矩Md：二期恒载质量对跨中弯矩Ms：加载设备对跨中弯矩Mf：防水层质量对跨中弯矩14/52七、计算基数级加载值

Pka=Mka/aMka：基数级下跨中弯矩a：等效力臂15/52八、计算各加载级下跨中弯矩1、当防水层已铺设时KpMk=Kq*K*(Mz+Md+Mh+Mf)+ΔMs-Kq*Mz-Kp*Ms-KqMf2、当防水层未铺设时KpMk=Kq*K*(Mz+Md+Mh+Mf)+ΔMs-Kq*Mz-Kp*MsMz：梁体质量对跨中弯矩Mh：活载对跨中弯矩Md+Mf：道碴线路产生力矩K:加载等级16/52九、计算各级加载等级下加载值

Pk=Mk/aK：加载等级如下：基数级Ka0.60.80静活载级Kb1.001.051.101.151.2017/52十、计算静活载级下荷载等级Mh/(1+μ)+Mz+Md+Mf

Mh+Mz+Md+Mf1+μ：动力系数

Kb=十一、计算静活载下跨中弯矩

Mkb按照各加载级下跨中弯矩之公式以Kb替代K求得或Mkb=Mh/(1+μ)+Mka18/52十二、计算静活载级下荷载

Pkb=Mkb/aMkb：静活载级下跨中弯矩a：等效力臂19/52剪力滞计算铁道部质检中心发证检查时用计算公式1.防水层已铺：KpMka=KqMd+△Ms-KpMsKpMk=Kqk(Mz+Md+Mh+Mf)+△Ms-KqMz-KqMf-KpMs2.防水层未铺：KpMka=KqMd+△Ms-KpMs+KqMfKpMk=Kqk(Mz+Md+Mh+Mf)+△Ms-KqMz-KpMs20/52剪力滞计算二.铁道专业设计院确认计算公式防水层已铺：防水层未铺：KpMka=KqMd+Kp△Ms-KpMs+KqMfKpMk=Kqk(Mz+Md+Mh+Mf)+Kp△Ms-KqMz-KpMs产品名称：31.5m、23.5m时速350km客运专线预制后张法预应力混凝土铁路桥箱型简支梁设计图号：通桥（2023）2322-Ⅱ通桥(2023)2322-Ⅴ专桥郑西（2023）2322－Ⅱ专桥郑西（2023）2322－Ⅴ其中：跨中截面综合剪力滞系数Kq=1.0170跨中截面集中剪力滞系数Kp=1.0319

铁道部质检中心2023.6.2921/52静载试验主要设备表序号设备名称型号单位数量1静载试验架32/24套12压力千斤顶100T台103加压油泵ZB-500台104配套压力表0-60MPa个205挠度观测仪0—50mm套66放大镜10倍个107放大镜20倍个18秒表30min个222/52加载办法1、试验梁加载分两个循环进行。以加载系数K表达加载等级，加载系数K是加载试验中梁体跨中承受弯矩与设计弯矩之比。试验准备工作结束后梁体承受荷载状态为初始状态；基数级下梁体跨中承受弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。(1)全预应力梁各循环加载等级（见下列图）：

23/52静活载级3min0.803min基数等级3min1.0020min静活载级1min0.601min基数级1min初始状态(10min)0.603min第一加载循环24/520.603min初始状态0.803min静活载级3min1.005min1.055min1.105min1.155min1.2020min1.101min1.101min静活载级1min0.601min基数级1min第二加载循环25/52第二加载循环基数级3min基数级1min初始状态0.603min0.803min静活载级3min1.005min1.055min1.105min1.155min1.2020min1.101min静活载级1min0.601min26/52

当在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载。验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始（见下列图）。注：若基数级大于0.60级，则取消0.60级。27/52验证加载1.005min初始状态静活载级5min1.055min1.105min1.155min1.205min1.101min静活载级1min0.601min基数级1min28/522、各千斤顶宜同速、同步达成同一荷载值；加载速度不宜超出3KN/s。3、每级加载后均应认真检查梁体下缘和梁底有没有裂缝出现。如出现裂缝或（和）初始裂缝延伸，应用红铅笔标注，并注明荷载等级，测量裂缝宽度。29/524、对于允许出现裂缝但裂缝宽度受到限制预应力梁，如第一或第二加载循环时梁体出现受力裂缝，应在后一加载循环时采取千分表或振弦式应变仪测试，并统计各级加载等级下裂缝宽度或裂缝处变形。第三加载循环加载办法与第二相同。30/525、每级加载后均应测量梁体跨中和各支座中心界面两侧竖向位移变化，以同一截面两侧平均值分别作为对应截面竖向位移量或支点沉降量。跨中截面竖向位移量减去支座沉降影响量即为该级荷载下实测挠度值。6、对每级加载下实测挠度值，应认真复核，发觉异常立即查明原因。31/52评定标准1、梁体刚度合格评定实测静活载挠度值（f实测）为静活载级下实测挠度值减去基数级下实测挠度值。实测静活载挠度值合格评定标准：f实测≤1.05（f设计/Ψ）。等效荷载加载挠度修正系数Ψ见附录E（规范性附录）。2、全预应力梁抗裂合格和允许出现有限拉应力预应力梁预应力度合格评定（1）在K=1.20加载等级下持荷20min，梁体下缘底面未发觉受力裂缝或下缘侧面（包括倒角、圆弧过渡段）受力裂缝未延伸至梁底边，评定全预应力梁抗裂合格。32/52（2）在K=1.00加载等级下持荷20min，梁体下缘底面未发觉受力裂缝或下缘侧面（包括倒角、圆弧过渡段）受力裂缝未延伸至梁底边，评定允许出现有限拉应力预应力梁预应力度合格。3、允许出现裂缝但限制裂缝宽度预应力梁预应力度合格评定（1）在K=1.00加载等级下持荷20min，梁体下缘底面未发觉受力裂缝或下缘侧面（包括倒角、圆弧过渡段）受力裂缝未延伸至梁底边，评定预应力度和裂缝宽度合格。33/52（2）在K=1.00加载等级下持荷20min，裂缝宽度δf≤0.07mm（对采取钢丝、钢绞线梁）或δf≤0.13mm（对采取Ⅳ级精轧螺旋钢筋梁）；裂缝重新张开时加载荷载等级大于等于0.90倍设计消压荷载等级，且裂缝重新张开时加载荷载等级大于0.70级；评定预应力度和裂缝宽度合格。34/524、梁体刚度不合格评定当最后一轮加载循环时实测静活载挠度值不满足5.1要求，则梁体刚度不合格。5、全预应力梁抗裂和允许出现有限拉应力预应力梁预应力度不合格评定35/52（1）当在某加载等级下（最大加载等级除外）持荷时间内，梁体下缘底面发觉受力裂缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按加载程序要求加至后一级荷载后，受力裂缝延长或在上述部位又发觉新受力裂缝，即评定在该加载等级与前一级加载等级平均加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗裂不合格或允许出现有限拉应力预应力梁预应力度不合格。（2）当在某加载等级加载至最后一级加载等级过程中，梁体下缘底面发觉受力裂缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按加载程序要求加至后一级荷载后，受力裂缝36/52延长或在上述部位又发觉新受力裂缝，即评定该加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗裂不合格或允许出现有限拉应力预应力梁预应力度不合格。

（3）当在最大加载等级持荷时间内，梁体下缘底面发觉受力裂缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，应在持荷20min后，对全预应力梁分级卸载至静活载级，对允许出现有限拉应力梁分级卸载至K=0.60级，按加载程序要求重新加载至最大加载等级。重新加载至最大加载等级过程中裂缝张开，受力裂缝延长或在上述部位又发觉新受力裂缝，即评定该加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗裂不合格或允许出现37/52

有限拉应力预应力梁预应力度不合格。6、允许出现裂缝但限制裂缝宽度预应力梁预应力度和裂缝宽度不合格评定（1）根据各级加载等级下裂缝宽度或裂缝处变形关系图，确定裂缝张开时加载等级。当在最后一次加载循环最大加载等级下持荷20min，裂缝宽度或裂缝张开时加载等级不满足5.3要求，即