簡支梁靜載試驗答案

1、簡支梁靜載試驗方案靜載彎曲抗裂性試驗是檢驗簡支梁梁體質量最直接、最根本的方法。試驗準備、實施均必須嚴格按照中華人民共和國鐵道部部標預應力砼鐵路簡支梁靜載彎曲抗裂試驗方法及評定標準(TB/T2092-2003)執(zhí)行。一、簡支梁在下列情況下應進行靜載彎曲試驗1.1 采用新結構、新材料、新工藝進行試生產(chǎn)時；1.2 生產(chǎn)條件有較大變動時；1.3 出現(xiàn)影響承載能力的缺陷時；1.4 交庫資料不全或對資料發(fā)生懷疑時；1.5 在正常生產(chǎn)條件下，每批60孔或連續(xù)三個月(三個月產(chǎn)量不足60孔時)抽驗一片。1.6 發(fā)放生產(chǎn)許可證或產(chǎn)品質量認證檢驗時，應對不同類別的簡支梁各抽驗一孔。抽樣原則：按最不利原則一次抽取3孔

2、(一孔為首次試驗梁，兩孔為加倍試驗備用梁)。二、試驗所需設備、儀器及要求2.1 靜載試驗在固定的試驗臺座上進行。2.2 試驗所用的試驗臺座、反力架、千斤頂、油泵、標準油壓表等加力設備和計量儀器，？其工作能力控制在1.52.5倍最大試驗荷載之間。2.3 試驗所用的計量設備、儀器、儀表、鋼卷尺等均經(jīng)法定計量檢定部門檢定合格,且在有效期限內使用。2.4 反力架的加載間距、千斤頂、油泵、壓力表使用數(shù)量根據(jù)梁的跨度經(jīng)計算確定。加載計算按部頒標準預應力砼鐵路簡支梁靜載彎曲抗裂試驗方法及評定標準(TB/T2092-2003)進行。加載數(shù)據(jù)由設計院提供。2.5 壓力表精度0.4級，最小刻度值0.2MPa,最小

3、表盤直徑150mm其表盤最大讀數(shù)60MPa2.6 試驗梁體所用的支座與設計相符，梁兩端支座高差不大于10mm同一支座兩側，高差不應大于2mm箱梁四支點不平整度不大于2mm試驗所需設備、儀器表1在舁廳P項目使用數(shù)量備注1加力架5副2加載千斤頂（300t）16臺1臺備用3油泵（ZB4-500）16臺1臺備用4油表（0.4級）16塊1塊備用5油表（0.4級）16塊1塊備用6鋼卷尺（50m）2把分度值1mm7測力計（200N）2把分度值4N8記錄文件夾6個9百分表（里程30mm）6塊最小分度值0.05mm10磁性表座6個11普通放大鏡（10倍）6塊直徑50mm12刻度放大鏡（10倍）2塊最小分度值0.

4、02mm13紅藍鉛筆10支14喊話器1個15秒表2塊16梯子2把三、簡支梁靜載試驗時間：在梁體硅承受全部預應力30天后進行，以使試驗時外加荷載在跨中最下層預應力筋中所產(chǎn)生的最大應力不超過彈性極限。不足30天時由設計方檢算確定。四、千斤頂、主油表的校驗4.1 試驗前必須將千斤頂和油表匹配，并在不低于三級的試驗機上i進行標定。其校驗方法是：將試驗機油門封閉，然后向千斤頂充油，用千斤頂頂壓力機的方式分級加載進行校正，重復三次，取匹配油壓表上的讀數(shù)平均值，按規(guī)定格式記錄，并計算出千斤頂?shù)男ｒ灮貧w方程。線性回歸系數(shù)不小于0.999,并根據(jù)加載等級計算各級荷載下的表示值,各級荷載下應以壓力表的表盤整讀數(shù)（

5、MPa對應壓力機白表盤讀數(shù)（kN）。4.2 分級加載的噸位不得大于最大控制荷載的10%，加載速度不大于3kN/s，標定荷載不小于加載最大值的1.1倍，且持荷10min。4.3 千斤頂與油表匹配后的最大測讀誤差不得超過最大控制荷載的0.5%。千斤頂?shù)男Ｕ禂?shù)不得大于1.05?。五、試驗前的準備工作5.1 梁兩端支座的相對高差不大于10mm同一支座兩側或同一端支座高差不大于2mm箱梁四支點不平整度不大于2mm5.2 在試驗臺縱向中心線上，標出與待試驗梁支座中心線相符的位置，再安裝支座，支座底下用砂墊平。5.3 試驗梁移入臺座對中后，在梁頂標出腹板中心線作為梁體加載中心線，并根據(jù)加載點的布置要求標出

6、加載點位置，安裝加力架。5.4 每一個加載點用砂墊平，上蓋鋼板，用水平尺量靠水平后，再安放千斤頂，千斤頂與加力橫梁底的接觸面加墊石棉墊。5.5 千斤頂中心與梁頂加載中心線縱橫向位置偏差均不大于10mm#千斤頂中心與加力架橫梁中心縱橫向偏差均不大于10mm。5.6 試驗梁加載前應將梁體表面清理干凈，特別是梁體下翼緣，必要時應以清水洗凈。然后采用10倍放大鏡對梁體跨中兩側1/2跨度范圍內的下緣和梁底面進行外觀檢查，對初始裂縫（表面收縮裂紋和表面損傷裂縫）及局部缺陷用藍色鉛筆詳細描出。此時如發(fā)現(xiàn)梁體已存在裂紋，應經(jīng)研究，確認為允許裂紋且在允許寬度以內，并以藍色鉛筆標出，以便區(qū)別。5.7 在支座中心、

7、跨中設置撓度觀測點。六、加載計算方法6.1 荷載采用對稱布置，根據(jù)加載圖式計算a值：對于32m梁等效集中荷載采用五點加載，跨中設一集中荷載，其余在其左右對稱布置，各荷載縱向間距均為4nl橫向每排采用3點加載如圖1。圖1加載圖式10nM=P*a 得出 a=M/P跨中彎矩：M=R<L/2-EPXXi=1式中：R支點反力，kN;L計算跨度，m；P各加載點所施加的荷載，kN；Xi各加載點至跨中距離，m；a相關系數(shù)(等效力臂)，m。6.2 計算未完成的應力損失值：(Ts=(1-T1)(TL6+(1-T2)(TL5式中：(TL6、(TL5分別為硅收縮徐變與鋼筋松弛應力損失值，MPa小、刀2分別為硅收

8、縮徐變與鋼筋松弛應力損失完成率。6.3 計算未完成應力損失的補償彎矩M:(kNm)M=Abs*Ay(WO/Ao+eo)*1000式中：Ay跨中截面預應力鋼筋截面面積，m2；Wo-對跨中截面下邊緣換算截面抵抗矩，m；Ao跨中換算截面面積，m2;eo-預應力合力中心至換算截面重心軸的距離，mi6.4 計算基數(shù)級荷載跨中彎矩：當防水層已鋪設時：Mka=Md*kq/kp+Ms-Ms當防水層未鋪設時：Mka=Md*kq/kp+Ms-Ms+Mf*kq/kp式中：Md-道硝線路設備質量對跨中彎矩，kNm;Ms-加載設備質量對跨中彎矩，kN-m;Mf-防水層質量對跨中彎矩，kN-nr6.5 計算基數(shù)級荷載：P

9、ka=Mka/a(kN)6.6 計算各加載級下跨中彎矩：當防水層已鋪設時：Mk=k(Mz+M+M+M)*kq/kp+AM-Mz*kq/kp-Mf*kq/kp-Ms當防水層未鋪設時：M=k(Mz+M+M+M)*kq/kp+AMS-Mz*kq/kp-Ms式中：M活載對跨中彎矩，kNI-miMz-梁體質量對跨中彎矩，kNmik加載系數(shù)。6.7 計算各加載級之荷載值：Pk=Mk/a(kN)6.8 計算靜活載系數(shù)：kb=Mh/(1+u)+Mz+Md+Mf/(Mz+Md+Mh+Mf)式中：1+u動力系數(shù)。6.9 計算靜活載級下的跨中彎矩：Mkb按第6條之公式以kb代替k求之，或用下式求出：Mkb=Mh/(

10、1+u)+Mka6.10 計算靜活載級荷載：Pkb=Mkb/a七、加載程序(以無聲屏障32m直線梁為例)7.1 、靜載試驗的加載分兩個循環(huán)進行。以加載系數(shù)K表示加載等級，加載系數(shù)K是加載試驗中梁體跨中承受的彎矩與設計彎矩之比。試驗準備工作結束后梁體承受的荷載狀態(tài)為初始狀態(tài)；基數(shù)級下梁體承受的彎矩指梁體質量與二期恒載質量對跨中彎矩之和。全預應力梁各循環(huán)的加載等級：、第一加載循環(huán)初始狀態(tài)基數(shù)級(3min)0.80(3min)-靜活載級(3min)一1.0(20min)-靜活載級(1min)基數(shù)級(1min)-初始狀態(tài)(10min)。?、第二加載循環(huán)初始狀態(tài)基數(shù)級(3min)0.80(3min)-靜

11、活載級(3min)一1.0(5min)71.05(5min)71.10(5min)71.15(5min)71.20(20min)一1.10(1min)-靜活載級(1min)基數(shù)級(1min)-初始狀態(tài)。當在第二加載循環(huán)中不能判斷是否已出現(xiàn)受力裂縫時，應進行受力裂縫驗證加載。驗證加載從第二加載循環(huán)卸載至靜活載級后開始。驗證加載：靜活載級(5min)-1.0(5min)-1.05(5min)-1.10(5min)-1.15(5min)-1.20(5min)-1.10(1min)-靜活載級(1min)基數(shù)級(1min)-初始狀態(tài)。7.2 加荷和卸載均不宜過快。加載速度應不超過3kN/s。7.3 在規(guī)

12、定持荷時間內，加載人員應密切注意油壓變化，并隨時予以調整。7.4 千斤頂加載時，只允許由低向高加壓達到加載值。不允許以油壓超過某規(guī)定加載值后再減少油壓辦法達到規(guī)定加載值進行試驗，因油壓千斤頂有反向摩阻，會產(chǎn)生虛假加載值。7.5 加載過程中，若發(fā)生油頂漏油，迫使停止加載或需要更換設備，均須按上述卸載程序分級卸載到零，然后進行處理。再按上述加載程序要求，重新進行試驗。7.6 梁體不宜在荷載情況下保持過長時間，加載程序應一次連續(xù)完成。在規(guī)定持荷時間內，負責加載及油壓測讀人員不得離開崗位，應密切注意油壓變化，精心操作。7.7 加載或卸載時，千斤頂保持同步。7.8 試驗中應詳細作好各項資料記錄。對試驗中

13、出現(xiàn)的異常情況，更要仔細記錄，以便分析處理。八、試驗結果的計算、驗證及評定8.1每級加載后均應測量梁體兩側各點豎向位移變化，以同一截面的兩側平均值作為相應截面的豎向位移量或支座沉降量。以跨中截面的豎向位移量減去支座沉降量即為該級荷載下的跨中實測豎向撓度值。實測靜活載撓度值為靜活載級下實測撓度減去基數(shù)級下實測撓度(f實測)，修正后的實測靜活載撓度為實際靜活載撓度(f實際)。第二循環(huán)靜活載作用下，實際靜活載撓度合格評定標準：f實際=少f實測f設計x1.05。等效荷載加載圖示及撓度修正系數(shù)8.2受力裂縫的驗證及開裂荷載等級的判定當梁體在某級荷載下或加載過程中，由梁體下翼緣側面延至底部邊角或直接在梁底

14、部邊角、梁底面上出現(xiàn)的受力裂縫（即判定裂縫），應經(jīng)過驗證，才能判定梁體是否開裂。8.2.1 當在某荷載等級下（最大荷載等級除外）的持荷時間內，梁體在下緣側面、底部邊角、梁底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫，按加載程序規(guī)定加至后一級荷載后，受力裂縫延長擴展或在上述區(qū)域又發(fā)現(xiàn)新的受力裂縫，即判定該加載等級與前一級加載等級的平均加載等級為抗裂等級，全預應力梁抗裂不合格。8.2.2 當在某荷載等級加載至后一級荷載等級的過程中，梁體在下緣側面、底部邊角、梁底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫，按加載程序規(guī)定加至后一級荷載等級后，受力裂縫延長擴展或在上述區(qū)域又發(fā)現(xiàn)新的受力裂縫，即判定該加載等級為抗裂等級，全預應力梁抗裂不合格。8.2.3 當在

15、最大加載等級的持荷時間內，梁體下緣底面發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側面受力裂縫延伸至梁底邊，在持荷20min后，對全預應力梁分級卸載至靜活載級，按重復開裂驗證循環(huán)重新加載至K=1.20級，如裂縫在卸載至靜活載級后閉合，重新加載至最大加載等級級過程中裂縫張開，即評定該加載等級為抗裂等級，全預應力梁抗裂不合格。昌九城際鐵路鐵路有硝軌道雙線簡支箱梁靜載試驗數(shù)據(jù)圖號通橋(2007)2224-I跨度L=31.5m后無聲屏障無聲屏障有聲屏障梁別曲線直線曲線直線抗裂安全系數(shù)Kf1.351.371.321.35靜活載撓跨比f/L1/37061/37061/37061/3706撓度8.3試驗結果評定標準8.3.1 梁體在

16、K=1.20級荷載作用下，梁體下緣底面未發(fā)現(xiàn)受力裂縫或下緣側面（包括倒角、圓弧過渡段）的受力裂縫未延伸至梁底邊，且在靜活載作用下的撓度合格，則判定為靜載試驗合格。8.3.2 若靜載試驗不合格，允許加倍試驗。兩孔試驗梁抗裂、撓度試驗結果均合格，仍可判定靜載試驗合格（首孔梁除外）；若試驗結果仍有不合格項，則應對本批梁逐孔試驗，其中合格者可出場鋪架。九、靜載試驗記錄和試驗報告9.1、 試驗記錄（附表2）的主要項目包括：a.試驗梁、支座、試驗裝備、設備、儀器安裝記錄；b.千斤頂與油壓表配套標定記錄；c.各級加載數(shù)據(jù)及加載時間記錄；d.支座沉降和跨中豎向位移測量及撓度記錄；e.裂縫部位、裂縫寬度與荷載等

17、級關系的記錄。9.2、 靜載彎曲試驗報告（附表3）。9.3、 靜載彎曲試驗報告主要內容包括：a.檢驗單位和受檢企業(yè)名稱；d.受檢產(chǎn)品型號和規(guī)格；c.檢驗類別；d.檢驗日期；e.檢驗項目和檢驗依據(jù)；f.抽樣辦法和抽樣數(shù)量；g.試驗設備和器具、儀表；h.加載圖式和加載程序；1 .檢驗結果、評定標準和檢驗結論；j.檢驗報告審批簽章。9.4、 安全及防護措施9.4.1、 吊梁應有專人指揮，按規(guī)范操作，注意安全；吊裝千斤頂時梁下嚴禁站人。9.4.2、 高壓油路和電路應符合有關要求。9.4.3、 試驗梁在必要時應設防風、防傾支護。9.4.4、 儀器、儀表和電器應有防雨、防曬條件。附表.1未完成的應力損失（

18、Ts計算用系數(shù)刀1和刀2時間（d）混凝土收縮、徐變應力損失（TL6的完成率（%）鋼筋松弛應力損失（7L5的完成率42（%）2一0.50100.33（用內插法計算）200.37（用內插法計算）300.40（用內插法計算）400.431.00600.501.00900.601.001800.751.003650.851.0010951.001.00注：表中“時間”為力筋與混凝土同時（后張梁）施加預應力至靜載試驗的天數(shù)。附表2靜載試驗撓度記錄表14試驗梁號設計圖號通橋(2007)2224-I跨度31.5梁別曲線試驗日期量測儀表百分表梁內外側南加載情況階段第一循環(huán)第二循環(huán)加載級別初始狀態(tài)0.60Ka0

19、.80Kb1.00初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.001.051.101.151.20加載值(kN)0.00865.051007.771376.511788.781887.960.00865.051007.771376.511788.781887.962015.832143.692271.552399.4各測占八、讀數(shù)九江端支點0跨中乙南昌端支點l撓度值附注1 .每個循環(huán)每側撓度計算：靜活載級撓度值減基數(shù)級撓度值再減去兩端支座沉陷量的平均值；2 .靜活載及基數(shù)級的撓度測量值為持荷3min的測量值；制造工廠中鐵四局集團有限公司昌九城際鐵路永修制梁場操作記錄計算復核附表3預應力混凝土梁靜載試驗

20、報告表試驗梁號1灌注日期設計混凝土強度(MPa)C50設計圖號通橋(2007)2224-I張拉日期終張混凝土強度(MPa)設計安全抗裂系數(shù)Kf1.35試驗日期梁體混凝土28天強度(MPa)設計撓跨比f/LL/1500檢驗類別出廠檢驗梁體混凝土28天彈模(GPa)靜載試驗情況第循環(huán)加載級別初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.00荷載P(kN)0.00865.051007.771376.511788.781887.96跨中撓度值(mm)撓跨比f1X。/L=0.9957(fkb-fka)/31500梁體出現(xiàn)裂紋情況無第循環(huán)加載級別初始狀態(tài)0.60Ka0.80Kb1.001.051.101.151.2

21、0荷載P(kN)0.00865.051007.771376.511788.781887.962015.832143.692271.552399.4跨中撓度值(mm)撓跨比f1X。/L=0.9957(fkb-fka)/31500梁體出現(xiàn)裂紋情況無加載圖式裂紋示意圖試驗結論C)A111J1Jr<<4rL,L7.754447.75431.5生產(chǎn)企業(yè)名稱中鐵四局集團第五工程有限公司永修制梁場試驗負責人企業(yè)主管檢驗單位名稱中鐵四局集團有限公司技術負責人檢驗主管十、靜載試驗數(shù)據(jù)計算1、 計算依據(jù)TB/T2092-2003預應力混凝土鐵路簡支梁靜載彎曲試驗方法及評定標準2、 試驗梁基本數(shù)據(jù)表1試

22、驗梁號12設計圖號通橋（2007）2224-I3跨度(m)31.54設計混凝土強度(MPa)C505設計彈卜模量(GPa)35.56R2860.77R終張60.08E2839.49E終張38.710混凝土灌注時間2008-6-1211終張拉時間2008-10-112靜載試驗時間13終張-靜載試驗的天數(shù)323、 設計院提供靜載試驗參數(shù)1跨度L(m)31.52預應力鋼束面積Ay(m2)0.04033跨中換算截面面積A0(m2)7.6394對跨中截面下邊緣換算截面抵抗矩W0(m3)4.5615預應力合力中心至換算截面重心軸的距離e0(m)1.326沖擊系數(shù)1十V1.12707二期恒載對跨中彎矩Md(kN.m)200718防水層質量對跨中的彎矩Mf(kN.m)15399活載對跨中的彎矩Mh(kN.m)24095.210梁體質量對跨中的彎矩Mz(kN.m)2430011收縮、徐變損失bL6(MPa)126.612鋼束松弛損失(rL5(MPa)32.913跨中截面均布荷載剪力滯系數(shù)Kq1.01714跨中截面集中荷載剪力滯系數(shù)Kp1.031915設計抗裂安全系數(shù)kf1.3516設計撓跨比f/LL/1500四、加載圖式7.75m4m4m4m4m7.75