京港澳高速长沙绕城A1 钢绞线20米跨度预制空心板静载试验实施方案.doc

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1、目 录1工程概况12检测目的13检测依据14主要仪器设备25测试内容26计算参数27试验实施47.1试验荷载确定原则47.2加载方法47.3测试项目及量测方法57.4应变测点布置57.5静载试验规则68控制荷载及试验效率79加载控制值710安全注意事项8京港澳高速长沙绕城20米跨度预制空心板静载试验实施方案1 工程概况京港澳国家高速公路长沙绕城线A1合同段K3+115.08捞刀河大桥，上部结构为320m预应力混凝土连续空心板，下部构造为柱式墩配桩基础，肋板式桥台配桩基础。空心板横断面如下图所示。本次试验空心板为左幅内侧边板和右幅内侧2#、3#中板。2 检测目的1) 评定预制梁片承载力能否满足预

2、定荷载等级下的使用要求；2) 通过对预制梁样本的静载试验，检验其实际承载能力，校核其在设计荷载作用下的实际工作状态、强度、刚度及抗裂性能，将静载试验的实测结果与理论计算比较，对该抽取的预制梁的承载能力作出评估。3) 为预制梁片质量验收提供依据。3 检测依据(1) 混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）(2) 公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004) (3) 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004)(4) 混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）(5) 大跨度桥梁试验方法（“铁组”YC4-4/1978）(6) 相关桥梁设计

3、图纸4 主要仪器设备表 41主要仪器设备一览仪器名称型号用途量程精度裂缝观测仪SW-TW-101裂缝观测1.0mm0.01mm静态应变测试系统DH3816静态数据采集/1电阻式位移传感器YHD-50位移测量50mm0.005mm钢弦应变计BGK4000构件表面应变测量30001钢弦应变计读数仪BGK408钢弦应变计数据采集/钢筋锈蚀检测仪SW-3C钢筋锈蚀程度11999mv1 mv5 测试内容1) 跨中截面的应变测试；2) 跨中截面的挠度测试；3) 支点截面沉降观测；4) 抗裂性分析；6 计算参数单梁静载试验现场选择预制空心板跨中为试验截面。根据结构特点，计算采用桥梁结构有限元分析软件Mida

4、s/Civil对结构进行弹性阶段分析，根据基频及04新规范公式计算得出冲击系数，本次结构计算采用理论计算参数取值见表5-1至表5-3。表 6120 m单梁计算参数序号参数名称参数值备注1设计荷载等级公路-I级2混凝土强度等级C50主梁3计算跨径（m）20计算跨4桥面净宽（m）及车道数14.25m，横向4车道,5冲击系数计算方法04规范新规范6斜桥/斜交角度斜交15表 62空心板梁截面特性特性空心板边板中板面积A(m2)0.6760.555抗弯惯性矩I(m4)0.0750.062抗扭惯性矩It(m4)0.1270.112截面宽W(m)1.751.25截面高H(m)0.950.95形心至上缘距离H

5、S(m)0.4400.484形心至下缘距离HX(m)0.5100.466表 6320m左幅单梁最大横向分布系数（3车道）梁号1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁汽车最大横向分布系数0.2920.260.2760.2850.290.2910.301梁号8#梁9#梁10#梁11#梁（试验梁）-汽车最大横向分布系数0.3160.3250.3320.396-表 6420m左幅单梁最大横向分布系数（2车道）梁号1#梁2#梁3#梁4#梁5#梁6#梁7#梁汽车最大横向分布系数0.2350.210.220.2210.2140.2060.213梁号8#梁9#梁10#梁11#梁（试验梁）-汽车最大横向分布系

6、数0.2310.2530.2650.322-表 6520m右幅单梁最大横向分布系数（3车道）梁号1#梁2#梁（试验梁）3#梁（试验梁）4#梁5#梁6#梁7#梁汽车最大横向分布系数0.3260.2640.2520.2310.2130.2060.214梁号8#梁9#梁10#梁11#梁-汽车最大横向分布系数0.2210.220.210.235-表 6620m右幅单梁最大横向分布系数（2车道）梁号1#梁2#梁（试验梁）3#梁（试验梁）4#梁5#梁6#梁7#梁汽车最大横向分布系数0.4010.3310.3240.3150.30.2910.29梁号8#梁9#梁10#梁11#梁-汽车最大横向分布系数0.28

7、50.2760.260.292-说明：1、 上表所示汽车横向分布系数为各单梁的汽车最大横向分布系数；2、 对试验梁来说，3车道的荷载效应折减后小于2车道的荷载效应，按两车道计算。表 67 20米单梁冲击系数截面位置基频冲击系数跨中截面5.01.277 试验实施7.1 试验荷载确定原则试验荷载根据设计标准活荷载（公路I级）与二期恒载共同作用下产生的控制截面内力、位移等最不利效应值进行等效换算而得，等效换算的原则为静载试验效率q满足：式中：静载试验效率；S stat静载试验荷载作用下控制截面内力计算值；S q二期恒载（桥面沥青铺装）内力计算值S控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值（不计冲击）；按

8、规范取用的冲击系数。7.2 加载方法1) 加载时以试验荷载的0.25倍起，逐步增加到1.0倍；2) 采用成捆钢筋在跨中区域纵向加载，并用3根枕木支撑，枕木间距2m；3) 4级加载，1级卸载。加载示意图见Error! Reference source not found.。图 71 加载示意图（边梁）图 72 加载示意图（中梁）7.3 测试项目及量测方法1) 本次静载试验的主要观测项目及量测方法为:2) 控制截面的挠度采用位移传感器接DH3816进行测量；3) 控制截面的应变，采用贴应变片，采用DH3816静态应变测试系统采集数据；4) 采用专用裂缝观测仪对试验过程中可能出现的裂缝进行观察。主要

9、测量仪器的技术指标如Error! Reference source not found.所列：表 71测试仪器主要技术指标表仪器名称型号用途量程精度裂缝观测仪SW-TW-101裂缝观测2.0mm0.02mm静态应变测试系统DH3816静态数据采集/1电阻式位移传感器YHD-50位移测量50mm0.005mm7.4 应变测点布置跨中测试截面与测点布置下图所示。中梁应变和挠度测点布置图图 73 跨中截面应变、挠度测点布置图（“ ”表示应变测点，“中”表示挠度测点）图 74挠度测点平面布置图（“中”表示挠度测点，lj为计算跨径，虚线为底板轮廓线）说明：1、“ ”表示应变测点，“中”表示挠度测点。2、

10、图6-5-1中“lj”为计算跨径，虚线表示底板轮廓线。7.5 静载试验规则1) 试验时间原则上应选择在气温变化不大于2和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行，本次试验选择在气温变化不大的白天进行。正式加载前，用试验最大加载量20%-30%的荷载对预制梁跨中截面进行预加载，并检验测试组织及仪表是否处于正常工作状态。2) 持荷时间主要取决于结构变位达到相对稳定的时间，只有结构变位达到相对稳定，才能进入下一加载阶段。同一级荷载内，当结构在最后五分钟内的变位增量小于前一个五分钟增量的5%或小于所用测量仪器的最小分辨率值时，即认为结构变位达到相对稳定。3) 数据读取全部测点在加载开始前均应进行零级荷载的读数

11、，以后每级加载或卸载后应立即读数一次；在主梁变位达到相对稳定后、进入下一级荷载前，再读数一次。4) 加载的中止结构控制截面的变位、应力（或应变）在未加到最大试验荷载前提前达到或超过计算值时，或读数不稳定时，应立即中止加载。8 控制荷载及试验效率试验荷载根据设计标准活荷载（公路I级）与二期恒载（10 cm厚C50防水混凝土+10 cm厚沥青混凝土以及护栏）共同作用下产生的控制截面内力。根据桥梁结构形式，采用结构有限元分析软件Midas/Civil对结构进行弹性阶段分析，通过采用铰接板梁法计算，得出各片主梁最大横向分布系数见表5-2，确定边跨第21号梁控制内力值见下Error! Reference

12、 source not found.。表 81 20米内力最大单梁内力（内力单位：kNm）截面号梁号活载内力(考虑冲击系数）恒载内力（不含自重）总内力1左幅11#6062328382右幅1#4992717703右幅2#485271756根据上述计算分析结果，可得到试验梁的最大控制内力，本次荷载试验拟定试验荷载作用下的分级内力和试验效率如Error! Reference source not found.所示。表 82 20米板试验荷载的分级内力与试验效率(左幅11#)中板第1级第2级第3级（满载）备注35kN钢绞线（捆）246具体位置见布载图试验荷载作用下跨中截面弯矩(kN.m)3125798

13、00设计荷载作用下跨中截面弯矩(kN.m)838 试验效率0.96表 83 20米板试验荷载的分级内力与试验效率(右幅2#)中板第1级第2级第3级（满载）备注35kN钢绞线（捆）246具体位置见布载图试验荷载作用下跨中截面弯矩(kN.m)309565769设计荷载作用下跨中截面弯矩(kN.m)770 试验效率1.00表 84 20米板试验荷载的分级内力与试验效率(右幅3#)中板第1级第2级第3级（满载）备注35kN钢绞线（捆）246具体位置见布载图试验荷载作用下跨中截面弯矩(kN.m)309565769设计荷载作用下跨中截面弯矩(kN.m)756 试验效率1.029 加载控制值各级试验荷载作用

14、下，各控制截面的测点应变及挠度控制值见下表。表 91 20米边板（左幅11#）加载应变控制值（应变：10-6）测点号距梁底距离(m)距假定中性轴距离（m）应变（）第1级第2级第3级备注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米边梁（左幅11#）加载挠度控制值（单位：mm）中挠度测点号挠度（mm）第1级加载第2级加载第3级加载备注3、44.007.8011.2表 93 20米中板(右幅2#、3#)加载应变控制值（应变：10-6）

15、测点号距梁底距离(m)距假定中性轴距离（m）应变（）第1级第2级第3级备注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#)加载挠度控制值（单位：mm）中挠度测点号挠度（mm）第1级加载第2级加载第3级加载备注3、44.799.2413.10说明：1、应变符号定义：正值（+）表示拉应变，负值（-）表示压应变；应变量以微应变表示，1微应变=10-6；2、挠度符号定义：下挠为（+），上拱为（-）。10 安全注意事项本项目为负荷加载试验，为保障项目安全开展作业，以及提高作业质量，将采取以下几方面措施：(1) 严格对加载现场进行检查和核对，防止加载设施不合格或加载方式不安全引起事故。(2) 对梁片支点进行检查和核对，防止支座垫板不够压溃而导致事故。(3) 现场工作人员在现场作业着制服，并配带安全帽。(4) 在加载试验阶段严格控制，预防梁片因质量不够等原因破坏而引起事故。