静载实验方案

中铁四局集团第四工程下塘制梁场后张法预应力砼双线简支箱梁静载实验方案编制：复核：审核中铁四局集团第四工程下塘制梁场二ΟΟ九年十二月静载弯曲抗裂性实验是查验简支梁梁体质量最直接、最全然的方式。实验预备、实施均必需严格依照中华人民共和国铁道部部标《预应力砼铁路简支梁静载弯曲实验方式及评定标准》（TB/T2092-2003）执行。一、成立领导小组组长：王豫副组长：孙伟强、殷世刚、王志杰、陈良金组员：尹标、方磊、叶云、徐超、徐继芳、刘方亮、王晨辉、张礼明、张学磊、刘伟、王迪、梁小庆、李浩然、高利巍、张腾有、徐海东、徐露平、徐海峰、尹海龙、张亚宝、吴客希、黄昌霞、黄宇、（少两人开泵）人员分工：王豫：总和谐，总负责；孙伟强：静载实验总指挥，负责现场人员的组织；王志杰：负责张拉设备、静载实验架的检查、校验、安装、拆除；技术李彩龙、刘伟配合；殷世刚、尹标：负责静载实验加载计算，负责百分表支架的制作交底及梁体裂纹观测；张学磊：负责张拉班对油顶对位，负责张拉设备的检查、校验，静载实验进程操纵及结果整理；王迪、胡闯：负责加载点位和支座线的确信，负责支座安装、找平；台座沉降观测及裂纹观测；陈良金、梁小庆：负责现场平安及防护；李浩然：负责加载分派梁、上锚梁、支座、钢板等的预备；徐洪斌：负责搬运机、静载实验架的状态查验及维修保养；高利巍、刘方亮：负责检测量设备的校验、预备，方磊、叶云、徐超、徐继芳、刘方亮、王晨辉、张礼明、张学磊、李彩龙、张腾有：负责挠度观测、记录；徐海东、徐露平、徐海峰、尹海龙、张亚宝、吴客希、黄昌霞、黄宇、（少两人）：负责油泵操作；二、简支梁在以下情形下应进行静载弯曲实验采纳新结构、新材料、新工艺进行试生产时；生产条件有较大变更时；显现阻碍承载能力的缺点时；交库资料不全或对资料发生疑心时；在正常生产条件下，同类型、同跨度的简支箱梁60孔或持续三个月（三个月产量不足60孔时）抽验一片。发放生产许可证或产品质量认证查验时，应付不同类别的简支梁各抽验一孔。三、实验所需设备、仪器及要求实验时需具有实验台座、加力架、千斤顶、油泵、标准油压表等加力设备和计量仪器，其工作能力操纵在～倍最大实验荷载之间。实验台座应能保证实验梁跨度、支承方式、加载状态符合实验加载计算图式要求，且有足够的刚度和稳固性，加载点间距4m，且对称布置。加载用千斤顶校验系数应不大于，11台千斤顶经安徽计量科学研究院标定合格。压力表应采纳防振型，其精度品级不得低于级，最小刻度值应不大于，表盘量程应在工作最大油压的～倍之间。压力表为防震型，精度品级为级别，最小刻度值，表盘直径150mm量程60MPa。挠度测量采纳位移计或大量程百分表，位移计精度应不低于级，其显示仪表最小分度值不宜大于所测总挠度值的%，百分表的最小分度值不大于0.05mm。现场挠度测量采纳50mm和30m用于观看裂痕的一般放大镜放大倍数不低于5倍、直径不小于50mm；量测裂痕宽度应利用刻度放大镜，其放大倍数应不低于10倍，最小分度值不大于0.02一般放大镜放大倍数10倍、直径不小于50mm；量测裂痕宽度利用刻度放大镜和裂痕宽度测定仪，其中刻度放大镜放大倍数为8倍，最小分度值不大于0.05mm。加力架的加载间距、千斤顶、油泵、压力表利用数量依照梁的跨度由计算确信。加载计算按部颁标准《预应力砼铁路简支梁静载弯曲实验方式及评定标准》（TB/T2092-2003）进行。加载数据由中铁咨询桥梁工程设计研究院提供。实验梁体所用的支座与设计相符，梁两头支座高差不大于10mm，同一支座双侧，高差不该大于2mm。实验所需设备、仪器表1序号项目使用数量备注1静载试验架1套自平衡式2加载千斤顶YDT2000（200t）11台1台备用3油泵（YBZ2×2－50A）11台1台备用4油表（耐震级）11块1块备用5钢卷尺(50m)2把分度值1mm6测力计(200N)2把分度值4N7记录文件夹16个8百分表(量程50mm)0.01mm5块备用3块百分表(量程30mm)0.01mm4块9磁性表座6个10普通放大镜(10倍)6块直径50mm11刻度放大镜(30倍)1块块最小分度值0.02mm12红蓝铅笔10支13喊话器1个14秒表4块2块备用15梯子2把四、简支梁静载实验时刻及千斤顶、主油表的校正在梁体砼经受全数预应力30天后进行，以使实验时外加荷载在跨中最基层预应力筋中所产生的最大应力不超过弹性极限。不足30天时由设计方检算确信。实验前必需将千斤顶和油表匹配，并在不低于三级的实验机上进行。其校正方式是：将实验机油门封锁，然后向千斤顶充油，用千斤顶顶压力机的方式分级加载进行校正，重复三次，取匹配油压表上的读数平均值，按规定格式记录，并计算出千斤顶的校验回归方程。线性回归系数不小于,并依照加载品级计算各级荷载下的表示值,各级荷载下应以压力表的表盘整读数（MPa）对应压力机的表盘读数（kN）。分级加载的吨位不得大于最大操纵荷载的10%，加载速度3kN/s，标定荷载不小于加载最大值的倍，且持荷10min。千斤顶与油表匹配后的最大测读误差不得超过最大操纵荷载的%。千斤顶的校正系数不得大于。五、实验前的预备工作梁两头支座的相对高差不大于10mm，同一支座双侧或同一端支座高差不大于2mm；箱梁四支点不平整度不大于2mm。在实验台中心线上，标出与待实验梁支座中心线相符的位置，通过在静载实验台座墩柱上垫薄钢板确保两头墩柱顶高差符合要求，再安装底横梁，粱底橡胶支座在存梁台座提早装好，直接将梁体放置在底横梁上。实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，并依照加载点的布置要求标出加载点位置，安装加力架。每一个加载点下垫用500*500*10mm钢板，用水平尺量靠水平后，再安放千斤顶千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向位置误差均不大于10mm,各千斤顶中心与加力架横梁中心纵横向误差均不大于10mm。实验梁加载前将梁体表面清理干净，专门是梁体下翼缘，必要时以清水洗净。然后采纳10倍放大镜对梁体跨中双侧1/2跨度范围内的下缘和梁底面进行外观检查，对初始裂痕（表面收缩裂纹和表面损伤裂痕）及局部缺点用蓝色铅笔详细描出。现在如发觉梁体已存在裂纹，确以为许诺裂纹且在许诺宽度之内，并以红色铅笔标出，以便区别。在支座中心、跨中设置挠度观测点。观测点位于梁底圆弧外缘处，先用50×50mm玻璃用502胶水粘贴在观测点，用磁性表座将百分表固定在专用支架上，保证百分表测杆与观测点垂直接触。六、加载计算方式荷载采纳对称布置，依照加载图式计算a值：关于32m、24m梁等效集中荷载采纳五点加载，跨中设一集中荷载，其余在其左右对称布置，各荷载纵向间距均为4m，如图1。图1加载图式跨中弯矩：M=R×L/2-ΣP×XiＭ=P*a得出a＝Ｍ／Ｐi=1式中：R－支点反力，kN；L－计算跨度，m；P－各加载点所施加的荷载，箱梁加载为双排加载，P=2P/kN；Xi－各加载点至跨中距离，m；a－相关系数（等效劳臂），m。计算未完成的应力损失值：△σs=(1-η1)σL6+(1-η2)σL5式中：σL6、σL5－别离为砼收缩徐变与钢筋松弛应力损失值，MPa；η1、η2－别离为砼收缩徐变与钢筋松弛应力损失完成率。计算未完成应力损失的补偿弯矩△Ms：（kN·m)△Ms=△σs*Ay(Wo/Ao+eo)*1000式中：Ay－跨中截面预应力钢筋截面面积，m2；Wo－对跨中截面下边缘换算截面抗击矩，m3；Ao－跨中换算截面面积，m2；eo－预应力合力中心至换算截面重心轴的距离，m。计算基数级荷载跨中弯矩：当防水层未铺设时：Mka=Md*kq/kp+△Ms-Ms+Mf*kq/kp式中：Md－道碴线路设备质量对跨中弯矩，kN·m；Ms－加载设备质量对跨中弯矩，kN·m；Mf－防水层质量对跨中弯矩，kN·m。计算基数级荷载：Pka=Mka/a（kN）计算各加载级下跨中弯矩：当防水层未铺设时：Mk=k(Mz+Md+Mh+Mf)*kq/kp+△Ms-Mz*kq/kp-Ms式中：Mh－活载对跨中弯矩，kN·m；Mz－梁体质量对跨中弯矩，kN·m；k－加载系数。计算各加载级之荷载值：Pk=Mk/a（kN）计算静活载系数：kb=[Mh/(1+u)+Mz+Md+Mf]/(Mz+Md+Mh+Mf)式中：1+u－动力系数。计算静活载级下的跨中弯矩：Mkb按第6条之公式以kb代替k求之，或用下式求出：Mkb=Mh/(1+u)+Mka计算静活载级荷载：Pkb=Mkb/a七、加载程序(以无声屏障32m直线梁为例)、静载实验的加载分两个循环进行。以加载系数K表示加载品级，加载系数K是加载实验中梁体跨中经受的弯矩与设计弯矩之比。实验预备工作终止后梁体经受的荷载状态为初始状态；基数级下梁体经受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。全预应力梁各循环的加载品级：①、第一加载循环初始状态→基数级(3min)→(3min)→静活载级(3min)→(20min)→静活载级(1min)→基数级(1min)→初始状态（10min）。②、第二加载循环初始状态→基数级(3min)→(3min)→静活载级(3min)→(5min)→(5min)→(5min)→(5min)→(20min)→(1min)→静活载级(1min)→基数级(1min)→初始状态。当在第二加载循环中不能判定是不是已显现受力裂痕时，应进行受力裂痕验证加载。验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始。验证加载：静活载级(5min)→(5min)→(5min)→(5min)→(5min)→(5min)→(1min)→静活载级(1min)→基数级(1min)→初始状态。加荷和卸载均不宜过快。加载速度应不超过3kN/s。在规定持荷时刻内，加载人员应紧密注意油压转变，并随时予以调整。千斤顶加载时，只许诺由低向高加压达到加载值。不许诺以油压超过某规定加载值后再减少油压方法达到规定加载值进行实验，因油压千斤顶有反向摩阻，会产生虚假加载值。加载进程中，假设发生油顶漏油，迫使停止加载或需要改换设备，均须按上述卸载程序分级卸载到零，然后进行处置。再按上述加载程序要求，从头进行实验。梁体不宜在荷载情形下维持太长时刻，加载程序应一次持续完成。在规定持荷时刻内，负责加载及油压测读人员不得离开职位，应紧密注意油压转变，精心操作。加载或卸载时，千斤顶维持同步。实验中应详细作好各项资料记录。对实验中显现的异样情形，更要认真记录，以便分析处置。八、实验结果的计算、验证及评定每级加载后均应测量梁体双侧各点竖向位移转变，以同一截面的双侧平均值作为相应截面的竖向位移量或支座沉降量。以跨中截面的竖向位移量减去支座沉降量即为该级荷载下的跨中实测竖向挠度值。实测静活载挠度值为静活载级下实测挠度减去基数级下实测挠度（f实测），修正后的实测静活载挠度为实际静活载挠度（f实际）。第二循环静活载作用下，实际静活载挠度合格评定标准：f实际=ψf实测≤f设计×。受力裂痕的验证及开裂荷载品级的判定当梁体在某级荷载下或加载进程中，由梁体下翼缘侧面延至底部边角或直接在梁底部边角、梁底面上显现的受力裂痕（即判定裂痕），应通过验证，才能判定梁体是不是开裂。8.2.1当在某荷载品级下（最大荷载品级除外）的持荷时刻内，梁体在下缘侧面、底部边角、梁底面发觉受力裂痕，按加载程序规定加至后一级荷载后，受力裂痕延长扩展或在上述区域又发觉新的受力裂痕，即判定该加载品级与前一级加载品级的平均加载品级为抗裂品级，全预应力梁抗裂不合格。8.2.2当在某荷载品级加载至后一级荷载品级的进程中，梁体在下缘侧面、底部边角、梁底面发觉受力裂痕，按加载程序规定加至后一级荷载品级后，受力裂痕延长扩展或在上述区域又发觉新的受力裂痕，即判定该加载品级为抗裂品级，全预应力梁抗裂不合格。8.2.3当在最大加载品级的持荷时刻内，梁体下缘底面发觉受力裂痕或下缘侧面受力裂痕延伸至梁底边，在持荷20min后，对全预应力梁分级卸载至静活载级，按重复开裂验证循环从头加载至K=级，如裂痕在卸载至静活载级后闭合，从头加载至最大加载品级级进程中裂痕张开，即评定该加载品级为抗裂品级,全预应力梁抗裂不合格。合蚌客运专线铁路无碴轨道双线简支箱梁静载实验数据图号通桥(2008)2322A-跨度L=31.5m梁别直线无声屏障直线有声屏障曲线无声屏障曲线有声屏障抗裂安全系数Kf/挠跨比f/L1/52691/52781/5277/挠度(mm)实验结果评定标准8.3.1梁体在K=级荷载作用下，梁体下缘底面未发觉受力裂痕或下缘侧面(包括倒角、圆弧过渡段)的受力裂痕未延伸至梁底边，且在静活载作用下的挠度合格，那么判定为静载实验合格。8.3.2假设静载实验不合格，许诺加倍实验。两孔实验梁抗裂、挠度实验结果均合格，仍可判定静载实验合格（首孔梁除外）；假设实验结果仍有不合格项，那么对本批梁逐孔实验，其中合格者可出场铺架。九、静载实验记录和实验报告、实验记录(附表2)的要紧项目包括：a.实验梁、支座、实验装备、设备、仪器安装记录;b.千斤顶与油压表配套标定记录；c.各级加载数据及加载时刻记录；d.支座沉降和跨中竖向位移测量及挠度记录；e.裂痕部位、裂痕宽度与荷载品级关系的记录。、静载弯曲实验报告(附表3)。、静载弯曲实验报告要紧内容包括：a.查验单位和受检企业名称；d.受检产品型号和规格；c.查验类别；d.查验日期；e.查验项目和查验依据；f.抽样方法和抽样数量；g.实验设备和器具、仪表；h.加载图式和加载程序；i.查验结果、评定标准和查验结论；j.查验报告审批签章。、平安及防护方法9.4.1、吊梁设专人指挥，按标准操作，注意平安；吊装千斤顶时梁下严禁站人。9.4.2、高压油路和电路符合相关要求。9.4.3、仪器、仪表和电器有防雨、防晒条件。附表.1未完成的应力损失Δσs计算用系数η1和η2时间（d）混凝土收缩、徐变应力损失σL6的完成率η1（％）钢筋松弛应力损失σL5的完成率η2（％）2－10（用内插法计算）20（用内插法计算）30（用内插法计算）4060901803651095注：表中“时间”为力筋与混凝土同时（后张梁）施加预应力至静载试验的天数。附表.2静载试验挠度记录表试验梁号设计图号通桥(2008)2322A-梁跨(m)梁别试验日期仪表3030mm、50mm梁内外侧西/东加

载

情

况阶段第一循环第二循环加载级别初始状态KaKb初始状态KaKb加载值(kN)各

测

点

读

数支点△0跨中fL/2支点△L挠度值附注1.每个循环每侧挠度计算：静活载级挠度值减基数级挠度值再减去两端支座沉陷量的平均值；

2.静活载及基数级的挠度测量值为持荷3min的测量值；制造工厂中铁四局集团第四工程有限公司下塘制梁场操作记录计算复核附表3预应力混凝土梁静载试验报告表梁号灌注日期设计混凝土强度(MPa)设计图号通桥(2008)2322A-Ⅱ张拉日期终张混凝土强度(MPa)设计安全抗裂系数Kf试验日期梁体混凝土28天强度(MPa)设计挠跨比f/L1/5269检验类别出厂检验梁体混凝土28天弹模(GPa)静

载

试

验

情

况第

一

循

环加载级别初始状态KaKb荷载P(kN)跨中挠度值(mm)挠跨比f1×ψ/L=梁体出现裂纹情况第

二

循

环加载级别初始状态KaKb荷载P(kN)跨中挠度值(mm)挠跨比f1×ψ/L=梁体出现裂纹情况加

载

图

式裂纹示意图试验结论生产企业名称中铁四局集团第四工程有限公司下塘制梁场试验负责人企业主管检验单位名称中铁四局集团有限公司技术负责人检验主管附表4合蚌客运专线铁路无碴轨道32m简支梁静载实验数据(无声屏障)符号单位通桥(2008)2322A-Ⅱ跨度Lm梁别直线曲线梁自重力矩MZkN·m道碴、线路产生的力矩（含防水层、保护层）MdkN·m活载力矩（含动力系数）MhkN·m动力系数1+μ梁跨中截面换算面积AOm2梁下缘换算截面抵抗矩W0m3预应力钢筋面积Aym2预应力合力中心到换算截面重心轴的距离eom收缩、徐变应力损失值σL6MPa松驰应力损失值σL5MPa挠跨比f/L1/52691/5278抗裂安全系数Kf跨中截面综合剪力滞系数跨中截面集中力剪力滞系数十、静载实验数据计算二、试验梁基本数据表1试验梁号2设计图号通桥（2008）2322A-Ⅱ3跨度(m)4设计混凝土强度(MPa)C505设计弹性模量(GPa)6R287R终张8E289E终张10混凝土灌注时间2009-3-1411终张拉时间2009-4-1312静载试验时间2009-4-2813终张－静载试验的天数15三、设计院提供静