20m預應力小箱梁靜載試驗方案

20m預應力混凝土簡支連續(xù)箱梁單梁檢測試驗方案深圳高速工程檢測有限公司2020年8月目錄一、工程概況 一、工程概況本工程橋梁跨徑組合形式為6×20m+5×20m×32+6×20m，全橋共34聯，上部結構為后張預應力混凝土簡支轉連續(xù)小箱梁。設計荷載等級為公路-Ⅰ級，每片小箱梁高1.2m。橫向布置為0.5m（防撞護欄）+11m（行車道）+0.5m（防撞護欄）=12m，橫橋向布置4片小箱梁，梁間距3.05m，濕接縫寬0.65m。橋跨斷面如圖1-1所示。圖1-1橋梁跨中橫斷面示意圖（單位：m）箱梁斷面如圖1-2、1-3所示。圖1-2邊梁端部斷面（單位：cm）圖1-3邊梁跨中斷面（單位：cm）技術參數：設計車道：單幅橋，2車道；橋面寬度：單幅橋寬12m，行車道寬11m；設計荷載：公路-Ⅰ級。材料規(guī)格：預制主梁、端橫梁、中支點橫梁、現澆接頭、濕接縫、橋面現澆層混凝土均采用C50,重力密度γ=26kN/m3，彈性模量為3.45×104MPa；橋面鋪裝采用瀝青混凝土，重力密度γ=24kN/m3。目前有7片小箱梁在翼緣板局部出現細小裂紋，為檢驗裂紋的發(fā)展情況及在設計荷載作用下，裂紋是否出現擴展，需要對箱梁進行裂縫發(fā)展觀測及整梁檢測。二、檢測目的(1)通過檢測及荷載試驗，了解單片梁的技術狀態(tài)和實際工作狀態(tài)，評價其在設計荷載下的工作性能；(2)檢測翼緣板局部細小裂紋在荷載作用下擴展情況。三、檢測依據(1)《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》JTGD62-2004；(2)《公路工程質量檢驗評定標準》JTGF80/1-2004；(3)《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》1982.10；(4)《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTGD60-2004；(5)《公路工程技術標準》JTGB01-2003；(6)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》JTG/TJ21-2011；(7)《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）；(8)橋梁設計圖紙四、檢測內容1、裂縫觀測階段對發(fā)現的裂縫進行標記，用裂縫觀測儀繼續(xù)進行監(jiān)測，記錄裂縫的寬度變化情況，每天早晨、中午、晚上記錄三次，并記錄觀測時的大氣溫度。監(jiān)測持續(xù)時間1~2個月。2、試驗檢測階段結合前期裂縫監(jiān)測階段的數據情況，如果裂縫沒有擴展變化，可以選擇部分或者全部單梁進行靜載試驗，檢測裂縫在荷載作用下的變化情況。檢測內容如下：（1）通過測試在試驗荷載作用下主梁控制截面的應變值，了解控制截面的應變分布情況，評價結構強度。（2）通過測試在試驗荷載作用下主梁控制截面的撓度值，了解控制截面的撓度分布情況，評價結構整體剛度。（3）測試支座沉降，消除其對跨中撓度的影響。（4）測定殘余值，試驗荷載卸載后，測定梁撓度值、應變值與卸載后相對應的殘余值比值，利于梁結構試驗結果評定。（5）試驗過程中，記錄裂縫發(fā)展觀測，描述在不同荷載等級下新裂縫出現的位置及所有裂縫的發(fā)展趨勢和寬度。3、裂縫處理階段如果在靜載荷載作用下，裂縫沒有新的發(fā)展變化，說明裂縫不是受力裂縫，為了提高箱梁的耐久性，需要用高強環(huán)氧樹脂對裂縫進行封閉處理。如果在靜載荷載作用下，裂縫出現新的發(fā)展變化，則用高強環(huán)氧樹脂對裂縫進行封閉處理后再進行試驗檢測，根據檢測情況確定該箱梁是否使用。五、儀器設備本次靜載試驗的主要儀器設備見表5-1。表5-1主要儀器設備表序號儀器名稱規(guī)格型號精度數量1百分表0-50MM0.01mm6個2筆記本電腦聯想/1臺3振弦傳感器北京BGK40000.01HZ8個4振弦測試儀北京基康0.01HZ1臺5裂縫觀測儀//1臺六、確定試驗小箱梁橫向分布系數本橋為簡支轉連續(xù)小箱梁，橫向布置4片預制箱梁（2車道），橫向分布的計算按照等剛度的原則，將連續(xù)梁其中一個跨度通過剛度修正等代為等跨徑等截面的簡支梁，分別計算各片梁的橫向分布系數。七、控制截面及測點布置本次試驗工況為小箱梁梁跨中截面最大彎矩加載。7.1應力控制截面及測點布置按照《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/TJ21-2011），依據對單梁荷載試驗內力控制截面的要求，本次試驗選取的控制截面（J1）為跨中截面最大正彎矩處,如圖7-1-1所示。圖7-1-1應力控制截面示意圖應力測試采用振弦式傳感器測量，測點布置充分考慮小箱梁受力特點及試驗目的的需要，在小箱梁底板布置2個應變計，距離結構中心線均為0.4m。為獲得箱梁應力與梁高的關系，在小箱梁兩側腹板外側布置應變計，每道腹板3個。7.2撓度測點布置為反映試驗梁的變形狀態(tài)，在加載工況下布置百分表進行測量。主梁撓度測點縱向布置為支點截面（測量支點沉降）、跨中截面。每個截面底板橫向布置2個百分表，取其讀數平均值，具體測點布置如圖7-2-1所示。圖7-2-1控制截面撓度測點縱向布置示意圖圖7-2-1控制截面位移測點橫向布置示意圖說明：圖7-2-2中，“”標記為主梁撓度測點八、加載方案8.1試驗荷載確定原則為確定單梁的承載能力，需要根據其能承受的最大荷載及具體的試驗加載方法確定加載噸位。在計算時必須成橋荷載反算每一片梁后，根據橫向分布系數確定最不利梁及最大控制彎矩值，并確立試驗控制荷載。試驗所需荷載，將根據設計標準活荷載產生的最不利效應值按下式所定原則等效換算而得：0.85≤≤1.05式中：—靜力試驗荷載效率系數；—試驗荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值；S—設計標準活荷載作用下，檢測部位變位或力的計算值（不計沖擊作用時）；—通過動力計算并依據《公路橋涵設計通用規(guī)范》JTGD60-2004設計取用的沖擊系數。8.2計算控制內力及試驗加載荷載箱梁控制彎矩由二期恒載彎矩及活載彎矩組成，活載作用彎矩應計入沖擊系數及橫向分布系數。8.3加載方法加載可用配重直接進行加載。方木底部放置一塊600×600×10的鋼板，鋼板底鋪平一層砂。單梁試驗示意如圖8-3-1所示。圖8-3-1小箱梁加載示意圖8.4加載分級與控制正式加載前要進行預加載，消除試驗裝置和梁體的非彈性形變，檢驗整個試驗裝置的可靠性、安全性。預加載重量為正式加載的第一級，并持荷15min。在預加載期間對整個測試系統(tǒng)進行全面檢查，發(fā)現問題及時處理。1）加載分級正式加載前對所有儀器進行讀數。正式加載應分級進行加載。卸載分級與加載相同。2）持荷時間為了讓結構充分變形，施加荷載后需持續(xù)一段時間才能進行讀數。加載和卸載的持續(xù)時間以結構的變形達到穩(wěn)定為原則，同時考慮溫度變化對試驗造成的影響，一般不少于10分鐘。當最后一級荷載加載完畢，讀數完成后，分級卸去所有荷載，讓結構變形恢復約15分鐘，再讀一次數作為結構的殘余變形值。8.5試驗終止條件當試驗過程中發(fā)生下列情況之一時，應停止加載，查清原因，采取措施后再確定是否進行試驗：1）控制測點應變值已達到或超過計算值；2）控制測