2011J078漣水橋空心板靜載試驗報告

2011J078漣水橋空心板靜載試驗報告.doc惠州市天堃道路橋梁工程檢測有限公司鹽洲跨海大橋預(yù)制梁板荷載試驗報告PAGE1-報告編號：CCTC－2011J078漣源市樹亭路漣水橋預(yù)應(yīng)力砼空心板靜載試驗報告湖南城市學院土木工程檢測中心2011年7月漣源市樹亭路漣水橋預(yù)應(yīng)力砼空心板靜載試驗報告湖南城市學院土木工程檢測中心漣源市樹亭路漣水橋預(yù)應(yīng)力砼空心板靜載試驗報告委托單位：婁底市佳苑房地產(chǎn)開發(fā)有限公司檢測單位：湖南城市學院土木工程檢測中心項目組成：曹國輝賀冉劉小芳葉永明汪子鵬宋建義王志宏報告撰寫：技術(shù)負責：項目負責：審核：批準：湘檢資質(zhì)編號：湘GJC乙031本報告共12頁（不含本頁、封面、目錄）聲明：1．本報告涂改、錯頁、換頁、漏頁無效；2．檢測單位名稱與檢測報告專用章名稱不符者無效；3．本報告無檢測、審核、技術(shù)負責人簽字無效；4．本報告未經(jīng)書面同意不得復(fù)制或作為他用；5．如對本檢測報告有異議或需要說明之處，可在報告發(fā)出后15天內(nèi)向本檢測中心書面提出，本檢測中心將于7日內(nèi)給予答復(fù)。漣源市樹亭路漣水橋預(yù)應(yīng)力砼空心板靜載試驗報告湖南城市學院土木工程檢測中心PAGE第9頁，共12頁目錄1工程概述 12試驗依據(jù) 13試驗?zāi)康募皟?nèi)容 24加載方案 24.1試驗板選擇 24.2控制截面選擇 24.3測點布置 24.4加載重物 34.5加載位置 34.6荷載試驗效率 44.7加載程序 44.8試驗安全控制 55試驗結(jié)果 55.1板外觀檢查 55.2試驗數(shù)據(jù)處理 65.3試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析 85.4試驗結(jié)果評定 10附圖：檢測工作照片 121工程概述漣水橋位于樹亭路延伸線，橫跨漣水河，全長56.54m，上部結(jié)構(gòu)采用2×20m預(yù)應(yīng)力砼空心板，每跨由14片預(yù)應(yīng)力砼空心板組成，板高0.95m，橋面寬14+2×2m。主要技術(shù)指標：（1）設(shè)計荷載：城市-B級；（2）橋面橫坡：采用雙向2%；（3）地震動峰值加速度：0.05g；（4）設(shè)計洪水頻率：1/100。受婁底市佳苑房地產(chǎn)開發(fā)有限公司委托，湖南城市學院土木工程檢測中心于2011年7月4日對該橋的中板（2011年5月30日預(yù)制）進行了靜力荷載試驗，對預(yù)應(yīng)力空心板承載能力和施工質(zhì)量進行技術(shù)評估，檢驗預(yù)應(yīng)力空心板是否滿足設(shè)計荷載標準及使用要求。2試驗依據(jù)本次靜載試驗主要依據(jù)的技術(shù)規(guī)范及文件如下：（1）交通部公路科學研究所等單位編，《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》，人民交通出版社，1982年；（2）中華人民共和國行業(yè)標準，《公路工程技術(shù)標準》（JTGB01-2003）；（3）中華人民共和國行業(yè)標準，《公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）；（4）中華人民共和國行業(yè)標準，《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD62-2004）；（5）中華人民共和國行業(yè)標準，《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》（JTGF80-2004）；（6）中華人民共和國行業(yè)標準，《公路橋涵養(yǎng)護規(guī)范》（JTGH11-2004）；（7）漣源市樹亭路漣水橋二階段施工圖設(shè)計圖紙，2008年。3試驗?zāi)康募皟?nèi)容通過靜載試驗，確定預(yù)應(yīng)力砼空心板的靜應(yīng)變、靜撓度和裂縫狀態(tài)。綜合分析，為了對預(yù)應(yīng)力砼空心板施工質(zhì)量進行可靠的評價，決定對預(yù)應(yīng)力砼空心板中板進行靜載試驗。靜載試驗的主要內(nèi)容有：（1）預(yù)應(yīng)力砼空心板跨中控制截面的最大靜應(yīng)變；（2）預(yù)應(yīng)力砼空心板跨中控制截面的最大靜撓度；（3）預(yù)應(yīng)力砼空心板試驗過程中的裂縫狀態(tài)。4加載方案4.1試驗板選擇根據(jù)現(xiàn)場條件，選擇澆筑齡期滿28天，加載方便的預(yù)應(yīng)力砼空心板中板進行試驗。4.2控制截面選擇試驗板為20m預(yù)應(yīng)力砼空心板，選擇L/4、L/2、3L/4截面作為主要控制截面，靜載試驗時測量控制截面每級的應(yīng)變和撓度。預(yù)應(yīng)力砼中板的截面特性如下：橫截面積為0.6624m2；抗彎慣性矩為0.0687m4；抗扭慣性矩為0.1426m4；采用鉸接板法計算可知中板荷載最大橫向分布系數(shù)為m汽=0.210，按最大橫向分布系數(shù)進行計算。4.3測點布置在預(yù)應(yīng)力砼空心板的L/4、L/2、3L/4截面布置電阻應(yīng)變片，L/4截面2片、L/2截面8片、3/4截面2片，共計12片，應(yīng)變測點布置如圖4.1。圖4.1應(yīng)變測點布置（單位：m）在預(yù)應(yīng)力砼空心板兩側(cè)梁肋對稱布置數(shù)顯位移計（共計8個，其中兩端支座位置各安裝1個）測試撓度，撓度測點布置如圖4.2。圖4.2撓度測點布置（單位：m）4.4加載重物采用7捆鋼筋加載，加載重物重量見表4.1。表4.1加載重物重量類別鋼筋序號ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ重量（kg）31303350256024682430243824804.5加載位置根據(jù)現(xiàn)場情況，對該板采用分級加載。加載分級見表4.2；加載布置見圖4.3。表4.2加載分級表級數(shù)加載物序號加載物重量（kg）一級Ⅰ3130二級Ⅱ3350三級Ⅲ2560四級Ⅳ、Ⅴ2468、2430五級Ⅵ、Ⅶ2438、2480圖4.3加載布置圖（單位：m）4.6荷載試驗效率本靜載試驗的目的是檢驗該預(yù)制板在設(shè)計荷載作用下的變形與應(yīng)力狀態(tài)，屬基本荷載試驗。參考《大跨徑混凝土橋梁荷載試驗方法》建議，取靜力荷載試驗的效率系數(shù)為：1.05≥≥0.8。式中：－靜力試驗荷載效率系數(shù)；－試驗荷載作用下檢驗項目計算效應(yīng)值；－設(shè)計控制荷載作用下檢驗項目的最不利計算效應(yīng)值；－規(guī)范采用的沖擊系數(shù)（=0.243）。本試驗的荷載效率系數(shù)見表4.3。表4.3荷載效率系數(shù)控制截面檢測項目設(shè)計荷載試驗荷載效率系數(shù)（%）跨中截面彎矩（）656.1641.897.8應(yīng)力（MPa）4.5494.45097.8注：表中設(shè)計荷載已經(jīng)考慮了汽車沖擊系數(shù)的影響。4.7加載程序各級加載工作程序如下：（1）儀器調(diào)試，各測試小組調(diào)試儀器工作是否正常；（2）空載，根據(jù)總指揮的指令，各測試小組讀取板在空載下的初始讀數(shù)，吊車待命；（3）各測量組讀取完初始數(shù)據(jù)后，向總指揮匯報，然后總指揮向吊車調(diào)度組下指令，采用重物逐級加載；（4）各級加載重物到位后，向總指揮報告?？傊笓]下達指令，各個測量小組開始測量；（5）各個測量小組完成本工況各自的測量任務(wù)后，向總指揮報告；（6）根據(jù)各個測量小組匯報的測量結(jié)果，總指揮判斷試驗是否正常。如果測量結(jié)果有異樣，則要求相應(yīng)的小組重新測量。如果一切正常，則將加載重物撤離，本次試驗結(jié)束。4.8試驗安全控制為了保證荷載試驗的加載安全，對該板采用分級加載的方法，每級加載均測量結(jié)構(gòu)的應(yīng)變和位移。靜載試驗加載過程中，出現(xiàn)下列情況之一，應(yīng)立即停止加載：（1）控制測點應(yīng)力值已達到或超過按彈性理論計算的控制應(yīng)力值時；（2）控制測點變位（或撓度）超過規(guī)范允許值時；（3）加載過程中新裂縫大量出現(xiàn)，縫寬超過允許值的裂縫大量增多，對結(jié)構(gòu)使用壽命造成較大的影響時；（4）加載時沿跨長方向的實測撓度曲線分布規(guī)律與計算值相差過大或?qū)崪y撓度超過計算值過多時；（5）施加試驗荷載過程中，板發(fā)生異常響聲時；（6）發(fā)生其他損壞，影響板承載能力或正常使用時。對各方面數(shù)據(jù)進行分析和主要結(jié)構(gòu)部位進行檢查后，認為結(jié)構(gòu)處于正常狀況后，方可繼續(xù)進行試驗。5試驗結(jié)果5.1板外觀檢查（1）加載前外觀檢查加載前檢查是否存在裂縫，加載過程中采用刻度放大鏡觀測在各級荷載作用下是否出現(xiàn)新裂縫。裂縫寬度采用精度為0.02mm的刻度放大鏡進行觀測。對正截面裂縫，量測受拉主筋處的最大裂縫寬度；對斜截面裂縫，量測斜裂縫的最大裂縫寬度。板外觀檢查結(jié)果見表5.1。表5.1板外觀檢驗結(jié)果項目部位檢驗方法板體現(xiàn)狀質(zhì)量評價露筋受力主筋觀察、用尺量測未發(fā)現(xiàn)符合“標準”要求。構(gòu)造鋼筋未發(fā)現(xiàn)孔洞所有部位觀察、用尺量測未發(fā)現(xiàn)蜂窩、麻面底板觀察、方格網(wǎng)量測無明顯蜂窩、麻面腹板頂板裂縫底板觀察、刻度放大鏡量測未發(fā)現(xiàn)腹板未發(fā)現(xiàn)頂板未發(fā)現(xiàn)其他連接部位觀察板端封頭混凝土密實，板體外伸預(yù)埋鋼筋未發(fā)現(xiàn)松動現(xiàn)象。注：表中“標準”是指試驗依據(jù)(5)，即《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》。（2）加載過程中裂縫情況評述在加載過程中，該板未發(fā)現(xiàn)裂縫的出現(xiàn)。5.2試驗數(shù)據(jù)處理（1）校驗系數(shù)根據(jù)交通部《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》，引入校驗系數(shù)來描述試驗值與理論值比較結(jié)果，評定結(jié)構(gòu)的整體受力性能?！囼灪奢d作用下量測的彈性變位（或應(yīng)變）值；——試驗荷載作用下的理論計算變位（或應(yīng)變）值。值常見的參考范圍見表5.2。表5.2橋梁校驗系數(shù)常值表橋梁類型應(yīng)變（或應(yīng)力校驗系數(shù)）撓度校驗系數(shù)鋼筋混凝土板橋0.2～0.40.2～0.5鋼筋混凝土梁橋0.4～0.80.5～0.9預(yù)應(yīng)力混凝土橋0.6～0.90.7～1.0圬工拱橋0.7～1.00.8～1.0（2）測值修正根據(jù)各類儀表的標定結(jié)果進行測試數(shù)據(jù)的修正，如考慮機械式儀表校正系數(shù)、電測儀表率定系數(shù)、靈敏系數(shù)、電阻應(yīng)變片的導(dǎo)線電阻影響等。這些因素對測值的影響小于1%時可不予修正。（3）溫度影響修正溫度對測試的影響比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部位不同的溫度變化、結(jié)構(gòu)受力特性、測試儀表或元件的溫度變化、電阻元件的溫度敏感性、自補性等均對測試精度造成一定的影響。逐項分析這些影響是困難的。一般可采用綜合分析的方法來進行溫度影響修正，即利用加載試驗前進行的溫度穩(wěn)定觀測數(shù)據(jù)，建立溫度變化（應(yīng)變采用構(gòu)件表面溫度，撓度采用空氣溫度）和測點值（應(yīng)變和撓度）變化的線性關(guān)系，然后按下式進行溫度修正計算：式中：—溫度修正后的測點加載測值變化；—溫度修正前的測點加載測值變化；—相應(yīng)于觀測時間段內(nèi)的溫度變化（℃）；—空載時溫度上升1℃時測點值變化量。式中：—空載時某一時間區(qū)段內(nèi)測點測值變化量；—相應(yīng)于同一時間區(qū)段內(nèi)溫度變化量。（4）支點沉降影響的修正當支點沉降量較大時，應(yīng)修正其對撓度值的影響，修正量C可按下式計算：式中：C—測點和支點沉降影響修正量；l—A支點到B支點的距離；x—撓度測點到A支點的距離；a—A支點沉降量；b—B支點沉降量。（5）各測點變位（撓度、撓度、沉降）與應(yīng)變的計算根據(jù)量測數(shù)據(jù)作下列計算：總變位（或總應(yīng)變）彈性變位（或彈性應(yīng)變）殘余變位（或殘余應(yīng)變）式中：—加載前測值（各試驗工況的值均調(diào)為0）；—加載達到穩(wěn)定時測值；—卸載達到穩(wěn)定時測值。引入相對殘余變位（或撓度）的概念描述結(jié)構(gòu)整體或局部進入塑性工作狀態(tài)的程度。相對殘余變位（或應(yīng)變）按下計算：式中：—相對殘余變位（或應(yīng)變），、意義同前。5.3試驗結(jié)果及數(shù)據(jù)分析（1）撓度測試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析最大試驗荷載作用下?lián)隙葴y試結(jié)果見表5.3。分級荷載作用下該板各測點撓度實測值與理論值對比見圖5.1。表5.3撓度測試結(jié)果（單位：mm）項目測點位置L/4L/23L總變位實測值5.9358.1635.778彈性變位實測值5.8578.2345.778理論值6.89510.1056.895校驗系數(shù)0.850.810.84殘余變位實測值0.078-0.0710.000相對殘余變位/%1.3-0.90.0《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中規(guī)定：預(yù)應(yīng)力混凝土橋撓度校驗系數(shù)應(yīng)滿足在0.70～1.00之間的要求。在最大試驗荷載作用下，該板控制截面實測撓度校驗系數(shù)在0.81～0.85之間。撓度校驗系數(shù)均小于1.0，表明橋梁結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范要求。相對殘余變位最大為1.3%，符合《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》所規(guī)定的容許值20%的要求。（1）L/4處撓度理論值與實測值對比（2）L/2處撓度理論值與實測值對比（3）3L/4處撓度理論值與實測值對比圖5.1撓度理論值與實測值對比圖由圖5.1可知：撓度實測值與理論值變化規(guī)律吻合較好。（2）應(yīng)變測試結(jié)果及數(shù)據(jù)分析最大試驗荷載作用下應(yīng)變測試結(jié)果見表5.4。分級荷載作用下該板各測點應(yīng)變實測值與理論值對比見圖5.2。表5.4應(yīng)變測試結(jié)果（單位：）項目測點位置L/4L/23L總變位實測值629366彈性變位實測值639161理論值9212992校驗系數(shù)0.690.700.66殘余變位實測值-235相對殘余變位/%-2.42.77.6《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中規(guī)定：預(yù)應(yīng)力混凝土橋應(yīng)變校驗系數(shù)應(yīng)滿足在0.60～0.90之間的要求。在最大試驗荷載作用下，該板控制截面實測應(yīng)變校驗系數(shù)在0.66～0.70之間。校驗系數(shù)均小于0.90，表明橋梁結(jié)構(gòu)剛度滿足規(guī)范要求。相對殘余變位最大為7.6%，符合《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》所規(guī)定的容許值20%的要求。（1）L/4處應(yīng)變理論值與實測值對比（2）L/2處應(yīng)變理論值與實測值對比（3）3L/4處應(yīng)變理論值與實測值對比圖5.2應(yīng)變理論值與實測值對比由圖5.2可知：應(yīng)變實測值與理論值變化規(guī)律吻合較好。5.4試驗結(jié)果評定通過靜力荷載試驗，可得如下結(jié)論：（1）該板荷載效率系數(shù)在0.80～1.05之間，滿足《大跨徑混凝土橋梁的試驗方法》中有關(guān)規(guī)定要求。（2）在最大試驗荷載作用下，該板控制截面實測撓度校驗系數(shù)在0.81～0.85之間。該板控制截面撓度校驗系數(shù)均小于1.0，表明該板的剛度滿足規(guī)范要求。相對殘余變位均小于20%，說明該板處于彈性工作狀態(tài)。（3）在最大試驗荷載作用下，該板控制截面實測應(yīng)變校驗系數(shù)在0.66～0.70之間。該板控制截面應(yīng)變校驗系