靜載試驗(yàn)培訓(xùn)課件

預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋簡(jiǎn)支梁靜載彎曲試驗(yàn)二00九年十月1/52

箱梁靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)2/52

箱梁靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)3/52箱梁靜載試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)4/52試驗(yàn)梁安裝及試驗(yàn)前準(zhǔn)備1、梁兩端支座相對(duì)高差應(yīng)不大于10mm，同一支座兩側(cè)或同一端兩支座高差應(yīng)不大于2mm；箱梁四支點(diǎn)不平整度不大于2mm。制作安裝后實(shí)測(cè)梁跨度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2、試驗(yàn)梁移入臺(tái)座對(duì)中后，在梁頂標(biāo)出腹板中心線作為梁體加載中心線，并在每一加載點(diǎn)鋪設(shè)墊層及鋼座板。鋼座板用水平尺找平后，移入千斤頂。3、各千斤頂中心與梁頂加載中心線縱橫向位置偏差均應(yīng)不大于10mm。5/52

4、各千斤頂中心與加力架橫梁中心縱橫向偏差均應(yīng)不大于10mm，且應(yīng)墊實(shí)二者之間空隙。5、加載前用10倍放大鏡在梁體跨中兩側(cè)1/2跨度范圍內(nèi)下緣和梁底面進(jìn)行外觀檢查；對(duì)初始裂縫（表面收縮裂縫和表面損傷裂縫）及局部缺陷用藍(lán)色鉛筆詳細(xì)描出。6、試驗(yàn)梁靜載試驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真核查原始資料，加載計(jì)算單按要求詳細(xì)列出。7、梁體撓度測(cè)量部位應(yīng)在跨中及支座中心兩側(cè)，測(cè)量撓度支架應(yīng)牢靠、穩(wěn)定，且不應(yīng)受加載時(shí)試驗(yàn)臺(tái)座變形影響。6/52一、靜載試驗(yàn)參數(shù)1梁跨度：L2動(dòng)力系數(shù)：1+ｕ3道碴線路產(chǎn)生力矩：Md+Mf（含防水層）4活載力矩：Mh5梁體自重力矩：Mz6預(yù)應(yīng)力鋼筋面積：Ap7跨中截面換算面積：A08梁下緣換算截面抵抗矩：W07/52靜載試驗(yàn)參數(shù)9預(yù)應(yīng)力協(xié)力中心至換算截面重心軸距離：e010松弛應(yīng)力損失值：σL511收縮徐變應(yīng)力損失值：σL612跨中截面抗裂安全系數(shù)：Kf13撓跨比：f/l14實(shí)測(cè)撓度修正系數(shù)ψ15跨中截面綜合剪力滯系數(shù)Kq16跨中截面集中剪力滯系數(shù)Kp

8/52二、計(jì)算力臂a值

跨中彎矩M:M=R*L/2-ΣPiXiM=P*a即a=M/PR------支點(diǎn)反力L------計(jì)算跨度Pi------各加載點(diǎn)荷載xi------各加載點(diǎn)至跨中距離a-------等效力臂9/52三、計(jì)算未完成預(yù)應(yīng)力損失值△σs=(1-η1)σL6+(1-η2)σL5

σL6、σL5：混凝土收縮徐變與鋼筋松弛應(yīng)力損失值η1、η2：收縮徐變與松弛損失完成率△σs：未完成預(yù)應(yīng)力損失值10/52三、計(jì)算未完成預(yù)應(yīng)力損失值附件之附錄D未完成應(yīng)力損失計(jì)算用表表D1未完成應(yīng)力Δδs損失計(jì)算用表時(shí)間（d）砼收縮、徐變應(yīng)力損失δL6完成率η1鋼筋松弛應(yīng)力損失δL5未完成率η22—0.50100.33（用內(nèi)插法計(jì)算）200.37（用內(nèi)插法計(jì)算）300.40（用內(nèi)插法計(jì)算）400.431.00600.501.00900.601.001800.751.001年0.851.00注：表中“時(shí)間”為所有施加預(yù)應(yīng)力之靜載試驗(yàn)天數(shù)11/52四、計(jì)算未完成預(yù)應(yīng)力損失賠償彎矩△Ms=△σs×Ap×(W0/A0+e0)×103

△Ms未完成預(yù)應(yīng)力損失賠償彎矩△σs未完成預(yù)應(yīng)力損失值A(chǔ)p跨中截面預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積W0對(duì)跨中截面下緣換算截面抵抗矩A0跨中截面換算截面面積e0跨中截面預(yù)應(yīng)力協(xié)力中心至換算截面重心距離12/52五、加載設(shè)備對(duì)跨中產(chǎn)生彎矩Ms本彎矩主要考慮是加載中千斤頂、墊板等因在靜載試驗(yàn)中在梁上增加重量Ms計(jì)算：荷載按照在每加載點(diǎn)處平均計(jì)算，來求加載設(shè)備對(duì)跨中產(chǎn)生彎矩。Ms=R支*L/2-ΣPi*LiR支:支座反力-Pi*LiL:跨度Pi:加載設(shè)備重量Li:加載設(shè)備距跨中距離13/52六、計(jì)算基數(shù)級(jí)下跨中彎矩5.1當(dāng)防水層已鋪設(shè)時(shí)KpMka=Md*Kq-KpMs+ΔMs5.2當(dāng)防水層未鋪設(shè)時(shí)KpMka=(Md+Mf)*Kq-KpMs+ΔMsMka：基數(shù)級(jí)下跨中彎矩Md：二期恒載質(zhì)量對(duì)跨中彎矩Ms：加載設(shè)備對(duì)跨中彎矩Mf：防水層質(zhì)量對(duì)跨中彎矩14/52七、計(jì)算基數(shù)級(jí)加載值

Pka=Mka/aMka：基數(shù)級(jí)下跨中彎矩a：等效力臂15/52八、計(jì)算各加載級(jí)下跨中彎矩1、當(dāng)防水層已鋪設(shè)時(shí)KpMk=Kq*K*(Mz+Md+Mh+Mf)+ΔMs-Kq*Mz-Kp*Ms-KqMf2、當(dāng)防水層未鋪設(shè)時(shí)KpMk=Kq*K*(Mz+Md+Mh+Mf)+ΔMs-Kq*Mz-Kp*MsMz：梁體質(zhì)量對(duì)跨中彎矩Mh：活載對(duì)跨中彎矩Md+Mf：道碴線路產(chǎn)生力矩K:加載等級(jí)16/52九、計(jì)算各級(jí)加載等級(jí)下加載值

Pk=Mk/aK：加載等級(jí)如下：基數(shù)級(jí)Ka0.60.80靜活載級(jí)Kb1.001.051.101.151.2017/52十、計(jì)算靜活載級(jí)下荷載等級(jí)Mh/(1+μ)+Mz+Md+Mf

Mh+Mz+Md+Mf1+μ：動(dòng)力系數(shù)

Kb=十一、計(jì)算靜活載下跨中彎矩

Mkb按照各加載級(jí)下跨中彎矩之公式以Kb替代K求得或Mkb=Mh/(1+μ)+Mka18/52十二、計(jì)算靜活載級(jí)下荷載

Pkb=Mkb/aMkb：靜活載級(jí)下跨中彎矩a：等效力臂19/52剪力滯計(jì)算鐵道部質(zhì)檢中心發(fā)證檢查時(shí)用計(jì)算公式1.防水層已鋪：KpMka=KqMd+△Ms-KpMsKpMk=Kqk(Mz+Md+Mh+Mf)+△Ms-KqMz-KqMf-KpMs2.防水層未鋪：KpMka=KqMd+△Ms-KpMs+KqMfKpMk=Kqk(Mz+Md+Mh+Mf)+△Ms-KqMz-KpMs20/52剪力滯計(jì)算二.鐵道專業(yè)設(shè)計(jì)院確認(rèn)計(jì)算公式防水層已鋪：防水層未鋪：KpMka=KqMd+Kp△Ms-KpMs+KqMfKpMk=Kqk(Mz+Md+Mh+Mf)+Kp△Ms-KqMz-KpMs產(chǎn)品名稱：31.5m、23.5m時(shí)速350km客運(yùn)專線預(yù)制后張法預(yù)應(yīng)力混凝土鐵路橋箱型簡(jiǎn)支梁設(shè)計(jì)圖號(hào)：通橋（2023）2322-Ⅱ通橋(2023)2322-Ⅴ專橋鄭西（2023）2322－Ⅱ?qū)蜞嵨鳎?023）2322－Ⅴ其中：跨中截面綜合剪力滯系數(shù)Kq=1.0170跨中截面集中剪力滯系數(shù)Kp=1.0319

鐵道部質(zhì)檢中心2023.6.2921/52靜載試驗(yàn)主要設(shè)備表序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量1靜載試驗(yàn)架32/24套12壓力千斤頂100T臺(tái)103加壓油泵ZB-500臺(tái)104配套壓力表0-60MPa個(gè)205撓度觀測(cè)儀0—50mm套66放大鏡10倍個(gè)107放大鏡20倍個(gè)18秒表30min個(gè)222/52加載辦法1、試驗(yàn)梁加載分兩個(gè)循環(huán)進(jìn)行。以加載系數(shù)K表達(dá)加載等級(jí)，加載系數(shù)K是加載試驗(yàn)中梁體跨中承受彎矩與設(shè)計(jì)彎矩之比。試驗(yàn)準(zhǔn)備工作結(jié)束后梁體承受荷載狀態(tài)為初始狀態(tài)；基數(shù)級(jí)下梁體跨中承受彎矩指梁體質(zhì)量與二期恒載質(zhì)量對(duì)跨中彎矩之和。(1)全預(yù)應(yīng)力梁各循環(huán)加載等級(jí)（見下列圖）：

23/52靜活載級(jí)3min0.803min基數(shù)等級(jí)3min1.0020min靜活載級(jí)1min0.601min基數(shù)級(jí)1min初始狀態(tài)(10min)0.603min第一加載循環(huán)24/520.603min初始狀態(tài)0.803min靜活載級(jí)3min1.005min1.055min1.105min1.155min1.2020min1.101min1.101min靜活載級(jí)1min0.601min基數(shù)級(jí)1min第二加載循環(huán)25/52第二加載循環(huán)基數(shù)級(jí)3min基數(shù)級(jí)1min初始狀態(tài)0.603min0.803min靜活載級(jí)3min1.005min1.055min1.105min1.155min1.2020min1.101min靜活載級(jí)1min0.601min26/52

當(dāng)在第二加載循環(huán)中不能判斷是否已出現(xiàn)受力裂縫時(shí)，應(yīng)進(jìn)行受力裂縫驗(yàn)證加載。驗(yàn)證加載從第二加載循環(huán)卸載至靜活載級(jí)后開始（見下列圖）。注：若基數(shù)級(jí)大于0.60級(jí)，則取消0.60級(jí)。27/52驗(yàn)證加載1.005min初始狀態(tài)靜活載級(jí)5min1.055min1.105min1.155min1.205min1.101min靜活載級(jí)1min0.601min基數(shù)級(jí)1min28/522、各千斤頂宜同速、同步達(dá)成同一荷載值；加載速度不宜超出3KN/s。3、每級(jí)加載后均應(yīng)認(rèn)真檢查梁體下緣和梁底有沒有裂縫出現(xiàn)。如出現(xiàn)裂縫或（和）初始裂縫延伸，應(yīng)用紅鉛筆標(biāo)注，并注明荷載等級(jí)，測(cè)量裂縫寬度。29/524、對(duì)于允許出現(xiàn)裂縫但裂縫寬度受到限制預(yù)應(yīng)力梁，如第一或第二加載循環(huán)時(shí)梁體出現(xiàn)受力裂縫，應(yīng)在后一加載循環(huán)時(shí)采取千分表或振弦式應(yīng)變儀測(cè)試，并統(tǒng)計(jì)各級(jí)加載等級(jí)下裂縫寬度或裂縫處變形。第三加載循環(huán)加載辦法與第二相同。30/525、每級(jí)加載后均應(yīng)測(cè)量梁體跨中和各支座中心界面兩側(cè)豎向位移變化，以同一截面兩側(cè)平均值分別作為對(duì)應(yīng)截面豎向位移量或支點(diǎn)沉降量。跨中截面豎向位移量減去支座沉降影響量即為該級(jí)荷載下實(shí)測(cè)撓度值。6、對(duì)每級(jí)加載下實(shí)測(cè)撓度值，應(yīng)認(rèn)真復(fù)核，發(fā)覺異常立即查明原因。31/52評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)1、梁體剛度合格評(píng)定實(shí)測(cè)靜活載撓度值（f實(shí)測(cè)）為靜活載級(jí)下實(shí)測(cè)撓度值減去基數(shù)級(jí)下實(shí)測(cè)撓度值。實(shí)測(cè)靜活載撓度值合格評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)：f實(shí)測(cè)≤1.05（f設(shè)計(jì)/Ψ）。等效荷載加載撓度修正系數(shù)Ψ見附錄E（規(guī)范性附錄）。2、全預(yù)應(yīng)力梁抗裂合格和允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度合格評(píng)定（1）在K=1.20加載等級(jí)下持荷20min，梁體下緣底面未發(fā)覺受力裂縫或下緣側(cè)面（包括倒角、圓弧過渡段）受力裂縫未延伸至梁底邊，評(píng)定全預(yù)應(yīng)力梁抗裂合格。32/52（2）在K=1.00加載等級(jí)下持荷20min，梁體下緣底面未發(fā)覺受力裂縫或下緣側(cè)面（包括倒角、圓弧過渡段）受力裂縫未延伸至梁底邊，評(píng)定允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度合格。3、允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度合格評(píng)定（1）在K=1.00加載等級(jí)下持荷20min，梁體下緣底面未發(fā)覺受力裂縫或下緣側(cè)面（包括倒角、圓弧過渡段）受力裂縫未延伸至梁底邊，評(píng)定預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度合格。33/52（2）在K=1.00加載等級(jí)下持荷20min，裂縫寬度δf≤0.07mm（對(duì)采取鋼絲、鋼絞線梁）或δf≤0.13mm（對(duì)采?、艏?jí)精軋螺旋鋼筋梁）；裂縫重新張開時(shí)加載荷載等級(jí)大于等于0.90倍設(shè)計(jì)消壓荷載等級(jí)，且裂縫重新張開時(shí)加載荷載等級(jí)大于0.70級(jí)；評(píng)定預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度合格。34/524、梁體剛度不合格評(píng)定當(dāng)最后一輪加載循環(huán)時(shí)實(shí)測(cè)靜活載撓度值不滿足5.1要求，則梁體剛度不合格。5、全預(yù)應(yīng)力梁抗裂和允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格評(píng)定35/52（1）當(dāng)在某加載等級(jí)下（最大加載等級(jí)除外）持荷時(shí)間內(nèi)，梁體下緣底面發(fā)覺受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊，按加載程序要求加至后一級(jí)荷載后，受力裂縫延長或在上述部位又發(fā)覺新受力裂縫，即評(píng)定在該加載等級(jí)與前一級(jí)加載等級(jí)平均加載等級(jí)為抗裂等級(jí)，全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格或允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格。（2）當(dāng)在某加載等級(jí)加載至最后一級(jí)加載等級(jí)過程中，梁體下緣底面發(fā)覺受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊，按加載程序要求加至后一級(jí)荷載后，受力裂縫36/52延長或在上述部位又發(fā)覺新受力裂縫，即評(píng)定該加載等級(jí)為抗裂等級(jí)，全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格或允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格。

（3）當(dāng)在最大加載等級(jí)持荷時(shí)間內(nèi)，梁體下緣底面發(fā)覺受力裂縫或下緣側(cè)面受力裂縫延伸至梁底邊，應(yīng)在持荷20min后，對(duì)全預(yù)應(yīng)力梁分級(jí)卸載至靜活載級(jí)，對(duì)允許出現(xiàn)有限拉應(yīng)力梁分級(jí)卸載至K=0.60級(jí)，按加載程序要求重新加載至最大加載等級(jí)。重新加載至最大加載等級(jí)過程中裂縫張開，受力裂縫延長或在上述部位又發(fā)覺新受力裂縫，即評(píng)定該加載等級(jí)為抗裂等級(jí)，全預(yù)應(yīng)力梁抗裂不合格或允許出現(xiàn)37/52

有限拉應(yīng)力預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度不合格。6、允許出現(xiàn)裂縫但限制裂縫寬度預(yù)應(yīng)力梁預(yù)應(yīng)力度和裂縫寬度不合格評(píng)定（1）根據(jù)各級(jí)加載等級(jí)下裂縫寬度或裂縫處變形關(guān)系圖，確定裂縫張開時(shí)加載等級(jí)。當(dāng)在最后一次加載循環(huán)最大加載等級(jí)下持荷20min，裂縫寬度或裂縫張開時(shí)加載等級(jí)不滿足5.3要求，即