南水北調(diào)單片梁檢測(cè)方案9m混凝土試塊

1、南水北調(diào)中線一期工程總干渠潮河段京港澳高速 I 跨南水北調(diào)大橋預(yù)制小箱梁?jiǎn)瘟红o載試驗(yàn)檢測(cè)方案河南省杰翱地球物理工程檢測(cè)2021年2月25日第一早第二章靜力加載試驗(yàn)AVV*第二章錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽附錄：現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)照片11第一章概述一、簡(jiǎn) 介南水北調(diào)中線一期工程總干渠潮河段京港澳高速I(mǎi)跨南水北調(diào)大橋位于河南省新鄭市龍王鄉(xiāng)趙郭李村東南大約300m處，橋梁跨越南水北調(diào)總干渠，總干渠中線與橋軸線交叉 樁號(hào)為SH3144+795.2。該橋上部結(jié)構(gòu)采用3X 35m裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁。由于 該橋第三跨3號(hào)梁梁端位置錨墊板位置張拉后出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。本次擬對(duì)該片箱梁進(jìn)行靜力 加載試驗(yàn)，以確定其承載能力是否能夠到

2、達(dá)設(shè)計(jì)荷載的使用要求。本次加載擬采用等代荷 載換算法，用均布荷載代替設(shè)計(jì)使用的車道荷載。二、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)1、公路等級(jí)：一級(jí)公路；2、設(shè)計(jì)荷載：公路-I級(jí)；3、 橋面寬度：0.5米墻式護(hù)欄+20米橋面凈寬+0.5米墻式護(hù)欄。二、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、?公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JTG B01 2003;2、?公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)?JTG D60-2004;3、 ?公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?JTG D62-2004;4、?公路橋涵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)?JTJ 041-2000。三、主要材料1、 混凝土：上部結(jié)構(gòu)預(yù)制箱梁、現(xiàn)澆濕接縫等均采用C50級(jí)混凝土。2、 預(yù)應(yīng)力鋼筋：低松弛高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力

3、鋼絞線應(yīng)符合?預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線?GB/T 5224-2003的規(guī)定，單根鋼絞線直徑15.20mm,標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度f(wàn)pk=1860MPa,彈性模量Ep=1.95 X 105MPa。3、普通鋼筋：采用的 HRB335鋼筋及 R235鋼筋應(yīng)分別符合 GB1499-1998和 GB13013-1991的規(guī)定，且焊接鋼筋應(yīng)滿足可焊要求。4、鋼板：應(yīng)采用符合 GB700-88規(guī)定的Q235B鋼板。四、幾何尺寸試驗(yàn)梁為邊跨中梁，預(yù)制梁長(zhǎng) 34.3m，梁寬2.4m，梁高1.8m。具體斷面尺寸詳見(jiàn)圖12012034,2P1J16,72033,32015,8*it1jf718圖i-i箱梁跨中斷面圖(單位：cm三、檢

4、測(cè)目的通過(guò)單片梁靜力加載試驗(yàn)，測(cè)試關(guān)鍵斷面的應(yīng)變及變形，并在整個(gè)靜載荷試驗(yàn)加載過(guò) 程中觀察梁體是否出現(xiàn)新的開(kāi)裂，原有裂縫裂縫寬度是否在加載作用下超限，從而檢驗(yàn)該 片小箱梁梁體的承載能力能否滿足設(shè)計(jì)要求。四、檢測(cè)依據(jù)1、施工單位提供的該橋設(shè)計(jì)圖紙;2、交通部標(biāo)準(zhǔn)?公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)?(JTG F80- 2004)；3、?公路橋涵設(shè)計(jì)通用標(biāo)準(zhǔn)?(JTG D60-2004)；4、?公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?(JTG D62-2004)；5、?大跨徑混凝土橋梁的試驗(yàn)方法?(“鐵組 YC4-4/1978科研專題)；6、交通運(yùn)輸部標(biāo)準(zhǔn)?公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程?(JTG/T J2

5、1-2021；。五、檢測(cè)主要內(nèi)容本試驗(yàn)主要對(duì)試驗(yàn)梁在各級(jí)荷載作用下的變形、混凝土應(yīng)變，同時(shí)對(duì)施工中梁體出現(xiàn) 的施工接合面部位重點(diǎn)觀測(cè)梁體抗裂性。(一)、靜力加載試驗(yàn)1、測(cè)試結(jié)構(gòu)變形：測(cè)試各級(jí)靜力荷載加載后粱體的撓度變形。2、測(cè)試結(jié)構(gòu)應(yīng)力：測(cè)試各級(jí)靜力荷載加載后粱體關(guān)鍵受力部位的應(yīng)變。3、觀測(cè)結(jié)構(gòu)抗裂性能：在各級(jí)加載工況下觀察受力關(guān)鍵部位和施工接合面痕跡是否 存在粱體開(kāi)裂，如出現(xiàn)裂縫，需注意觀察裂縫的開(kāi)展程度。4、評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)承載力：通過(guò)測(cè)試各級(jí)加載下的撓度、應(yīng)變，并與理論值進(jìn)行比擬，從 而評(píng)價(jià)粱體結(jié)構(gòu)的承載力。二、無(wú)損檢測(cè)1混凝土梁體強(qiáng)度測(cè)試：使用回彈法測(cè)試梁體混凝土強(qiáng)度，判斷梁體混凝土強(qiáng)度能 否

6、到達(dá)設(shè)計(jì)要求。六、試驗(yàn)提前終止條件試驗(yàn)過(guò)程發(fā)生以下情況時(shí)，應(yīng)立刻停止加載并查找原因，在確保結(jié)構(gòu)及人員平安的情 況下方可繼續(xù)試驗(yàn)：1控制測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)應(yīng)力、變位或撓度已到達(dá)或超過(guò)計(jì)算的控制應(yīng)力值時(shí)；2、結(jié)構(gòu)裂縫的長(zhǎng)度或縫寬急劇增加，或新裂縫大量出現(xiàn)，或縫寬超過(guò)允許值的裂縫 大量增加時(shí)；3、發(fā)生其他影響橋梁承載能力或正常使用的損壞時(shí)。七、主要儀器設(shè)備根據(jù)本工程單梁靜載試驗(yàn)的內(nèi)容和目的，選配符合測(cè)試精度及要求的儀器設(shè)備，具體 見(jiàn)表1-1所示。主要投入儀器設(shè)備一覽表表1-1序號(hào)儀器、設(shè)備名稱儀器型號(hào)用途數(shù)量1靜態(tài)應(yīng)變傳感器HY-65B3000B靜應(yīng)變測(cè)試1套2屏敝線/應(yīng)變數(shù)據(jù)傳輸假設(shè)干3機(jī)械百分表/讀取撓度

7、數(shù)據(jù)10個(gè)4筆記本電腦DELL620數(shù)據(jù)采集1臺(tái)5照相機(jī)Ca non A480工作拍照1個(gè)6皮尺、盒尺/病害丈量各1個(gè)7回彈儀HT-225梁體強(qiáng)度測(cè)試1臺(tái)8裂縫測(cè)寬儀/裂縫觀測(cè)1臺(tái)9通勤車輛/檢測(cè)人員用車1臺(tái)八、試驗(yàn)結(jié)果評(píng)定根據(jù)?公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程?JTG/T J21-2021第條的規(guī)定，當(dāng)出 現(xiàn)以下情況之一時(shí)，應(yīng)判定橋梁承載能力不滿足要求。1、主要測(cè)點(diǎn)靜力荷載試驗(yàn)校驗(yàn)系數(shù)大于 1。2、 主要測(cè)點(diǎn)相對(duì)剩余變位或相對(duì)剩余應(yīng)變超過(guò)20%。3、 試驗(yàn)荷載作用下裂縫擴(kuò)展寬度超過(guò)梁體縱向裂縫容許最大縫寬0.20mm，且卸載 后裂縫閉合寬度小于擴(kuò)展寬度的2/3。十、施工方配合工作1、施工方負(fù)責(zé)吊

8、運(yùn)梁體、加載配重。梁體架設(shè)如以下圖所示：50 !3400_ |50丁一111T、- 圖2梁體架設(shè)圖圖中尺寸均以cm計(jì)支撐點(diǎn)：材料選用枕木、鋼板、橡膠支座等承載能力較高的材料。地基根底：梁體堆載時(shí)根底根底要求沉降穩(wěn)定、承載能力高，最好在預(yù)制梁臺(tái)座上進(jìn)行 試驗(yàn)。2、本次加載物考慮使用均布荷載形式預(yù)制混凝土堆載塊進(jìn)行加載。具體加載噸 位經(jīng)計(jì)算為總計(jì)45噸，具體加載形式見(jiàn)以下圖。50 £10第二章靜力加載試驗(yàn)靜載試驗(yàn)是通過(guò)對(duì)試驗(yàn)荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)橋梁工作 狀態(tài)和工作性能進(jìn)行檢驗(yàn)。橋梁結(jié)構(gòu)不僅受到其本身重量即恒載的作用，同時(shí)還受到車輛 荷載、人群荷載等活載的作用。靜

9、力加載試驗(yàn)是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在活載作用下橋梁結(jié)構(gòu) 或構(gòu)件的工作狀態(tài)與工作性能進(jìn)行檢驗(yàn)，從而確定橋梁的承載能力。靜載試驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)梁的計(jì)算跨徑采用梁處于簡(jiǎn)支狀態(tài)下進(jìn)行，本次試驗(yàn)梁為預(yù)制中跨中 梁，全長(zhǎng)為34.3m，試驗(yàn)時(shí)兩支座間的距離為 L=33.3m。由于本次試驗(yàn)梁為簡(jiǎn)支梁，經(jīng)理 論計(jì)算分析，箱梁最大正彎矩控制斷面為跨中位置，為了保證試驗(yàn)過(guò)程中箱梁最大正彎矩 斷面能夠盡量與成橋后使用過(guò)程中保持一致，因此本次單梁靜載試驗(yàn)以跨中位置作為最大 正彎矩控制斷面。因此，本次試驗(yàn)擬對(duì)試驗(yàn)梁的支點(diǎn)斷面、1/4跨斷面和跨中位置的撓度值以及1/4跨斷面、跨中位置的應(yīng)變值進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試的內(nèi)容包括：1通過(guò)實(shí)測(cè)L/4斷面

10、及跨中的應(yīng)變值與理論值比擬，分析該構(gòu)件的正截面強(qiáng)度是否 滿足設(shè)計(jì)要求。2 實(shí)測(cè)支點(diǎn)斷面的沉降，L/4斷面及跨中的撓度值，并計(jì)算出 L/4斷面和跨中斷面 的撓度值。通過(guò)實(shí)測(cè)撓度值與理論撓度值的比擬，分析該構(gòu)件的豎向剛度是否符合設(shè)計(jì)要求。3對(duì)實(shí)測(cè)各點(diǎn)的剩余變位進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)剩余變位的大小，分析該構(gòu)件是否處于 彈性受力狀態(tài)并作出評(píng)價(jià)。4觀測(cè)試驗(yàn)過(guò)程中構(gòu)件是否因荷載的增加而出現(xiàn)梁體開(kāi)裂，以判斷該構(gòu)件的抗裂 性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。一、試驗(yàn)荷載計(jì)算及試驗(yàn)方法1、試驗(yàn)內(nèi)力計(jì)算本次靜載試驗(yàn)的目的是檢驗(yàn)上述試驗(yàn)梁的強(qiáng)度、剛度和抗裂性是否滿足設(shè)計(jì)要求，所 以在進(jìn)行荷載試驗(yàn)之前，先進(jìn)行了結(jié)構(gòu)理論計(jì)算，確定加載方案。

11、試驗(yàn)梁最大正彎矩控制 斷面彎矩的大小是按成橋后使用狀態(tài)計(jì)算。荷載最不利布載位置，順橋向是根據(jù)控制斷面 彎矩影響線確定的，橫橋向是根據(jù)各片梁的橫向分布影響系數(shù)確定的。該片梁最大橫向分 布系數(shù)經(jīng)橋梁博士軟件計(jì)算，確定為 0.448。該橋設(shè)計(jì)荷載下跨中最大彎矩為 3241kN?m<2、試驗(yàn)荷載確定及加載方案本次考慮使用45噸均布等代荷載，預(yù)制混凝土堆載塊，每塊 25kN，尺寸為1mx 1m x1m進(jìn)行堆載實(shí)驗(yàn)，具體堆載方式為跨中兩側(cè)9m范圍內(nèi)縱向布置9排混凝土塊，橫向上 布置2列混凝土塊，共計(jì)18個(gè)加載塊，在該試驗(yàn)荷載作用下，跨中最大彎矩為 3318.5 kN ?m。本次試驗(yàn)的荷載效率系數(shù)為

12、3318.5/324仁1.02,滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的0.951.05的范圍要求。3、加載過(guò)程加載之前全部測(cè)點(diǎn)處的撓度計(jì)均進(jìn)行零級(jí)荷載讀數(shù)，以后在每一級(jí)加載后全部測(cè)點(diǎn)立 即讀一次數(shù)，在結(jié)構(gòu)變位穩(wěn)定后進(jìn)入下一級(jí)荷載加載前再讀一次數(shù)。跨中斷面處的測(cè)點(diǎn)， 每間隔5min讀一次數(shù)，以便觀測(cè)結(jié)構(gòu)撓度是否到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)。所謂穩(wěn)定狀態(tài)，是指同一 級(jí)荷載內(nèi)，結(jié)構(gòu)在最后5min內(nèi)的撓度增量小于前一個(gè)5min內(nèi)撓度增量的15%或小于所用 量測(cè)儀器的最小分辨值，那么認(rèn)為結(jié)構(gòu)變位到達(dá)相對(duì)穩(wěn)定。靜載試驗(yàn)工況見(jiàn)表2-2。試驗(yàn)梁靜載試驗(yàn)工況表表2 2加載工況加載等級(jí)及測(cè)試內(nèi)容00零荷載測(cè)點(diǎn)讀數(shù)1加載至7.5t01結(jié)構(gòu)變形到達(dá)穩(wěn)定后進(jìn)

13、行讀數(shù)2加載至15.0t02結(jié)構(gòu)變形到達(dá)穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)3加載至22.5t03結(jié)構(gòu)變形到達(dá)穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)4加載至30.0t04結(jié)構(gòu)變形到達(dá)穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)5加載至37.5t05結(jié)構(gòu)變形到達(dá)穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)，加載完畢6加載至45t06結(jié)構(gòu)變形到達(dá)穩(wěn)定后進(jìn)行讀數(shù)，加載完畢3、測(cè)量?jī)x器與方法(1) 撓度測(cè)試撓度測(cè)試所用的儀器為數(shù)顯百分表。為了繪出試驗(yàn)梁在各級(jí)荷載下的撓度曲線，在支 點(diǎn)、跨中及L/4斷面垂直于小箱梁軸線的梁底兩側(cè)邊緣各布置一只百分表。通過(guò)各個(gè)控制 斷面布置的測(cè)點(diǎn)，測(cè)出分級(jí)加載的實(shí)際撓度值。為方便描述梁體情況，現(xiàn)規(guī)定梁體西側(cè)為 0#支點(diǎn)，另一端為1#支點(diǎn)。試驗(yàn)梁撓度測(cè)點(diǎn)布置圖見(jiàn)圖 2-2圖2-

14、5。2應(yīng)變測(cè)試試驗(yàn)梁體的跨中兩側(cè)腹板沿高度方向 4等分，各等分點(diǎn)處各布置1個(gè)傳感器，共布置 10個(gè)傳感器，跨中及L/4梁底各布置2個(gè)傳感器。另選擇兩條裂縫寬度較大的，粘貼傳感 器。應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置圖見(jiàn)圖2-3圖2-5。梁端0#支點(diǎn)梁端1#支點(diǎn)1/4L截面J跨中截面3/4L截面jt廠ff1BB1a1h11 1 J3rt(I1%f應(yīng)變測(cè)點(diǎn)©撓度測(cè)點(diǎn)圖2-3撓度、應(yīng)變測(cè)點(diǎn)縱向布置單位：cm* Vr /*丄A 詞20 20 應(yīng)變測(cè)點(diǎn)1> 撓度測(cè)點(diǎn)圖2-4 跨中撓度、應(yīng)變測(cè)點(diǎn)橫向布置單位：cmJ20 |6020丄-樣麼測(cè)占圖2-5梁端支點(diǎn)斷面撓度測(cè)點(diǎn)橫向布置單位：cm應(yīng)變測(cè)量的傳感器采用的是

15、武漢巖海工程技術(shù)生產(chǎn)的HY-65B3000B數(shù)碼靜態(tài)應(yīng)變傳感器。該傳感器用來(lái)測(cè)量結(jié)構(gòu)體在靜荷載作用下產(chǎn)生的微應(yīng)變。它是一種采用磁 感位置編碼技術(shù)研制而成新型應(yīng)變傳感器。內(nèi)致有霍爾芯片、釤鉆合金材料、美國(guó)進(jìn)口16位單片機(jī)等當(dāng)今最前沿電子芯片。HY-65B3000B數(shù)碼外表應(yīng)變傳感器由兩局部組成：HY-65B3000B數(shù)碼外表應(yīng)變傳感器寶石測(cè)頭+微動(dòng)測(cè)頭。其微動(dòng)測(cè)頭采用磁性恒力吸附技 術(shù)，任意姿勢(shì)均不受重力影響，無(wú)蠕變。它無(wú)需接二次儀表，直接以數(shù)碼方式將測(cè)量值傳 送給專門(mén)配置的數(shù)顯表或計(jì)算機(jī)顯示。工作原理：應(yīng)變傳感器的寶石測(cè)頭與微動(dòng)測(cè)頭在接受到結(jié)構(gòu)體外表變形時(shí)，其變形被 傳遞到寶石測(cè)頭，寶石測(cè)頭帶動(dòng)內(nèi)置釤鉆合金材料移動(dòng)，霍爾芯片在永久磁場(chǎng)中移動(dòng)產(chǎn)生 電壓信號(hào)。此電壓信號(hào)通過(guò)內(nèi)置 16位單片機(jī)經(jīng)過(guò)非線性編碼調(diào)制成 RS485標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字信號(hào) 輸出。A/D轉(zhuǎn)換在傳感器內(nèi)部完成，從傳感器出來(lái)的數(shù)字信號(hào)通過(guò)電腦中的采樣分析軟件 自動(dòng)記錄、顯示和存儲(chǔ)。3、粱體抗裂性能在各級(jí)加