客运专线预应力混凝土简支箱梁静载试验方法详解.docx

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客运专线预应力混凝土简支箱梁静载试验方法详解

客运专线预应力混凝土简支箱梁

静载试验方法详解

客运专线预应力混凝土简支箱梁静载试验是评定梁体刚度是否合格的方法，是铁路生产许可证认证工作的一项关键指标，目前已经被广泛应用到了各个施工现场并得到了相关单位的重视。

下面结合中铁十三局甬台温铁路客运专线河头梁场（自平衡反力架）就静载试验的整个过程做一个详细的说明。

1、工程概况

由中铁十三局集团公司承建的甬台温铁路河头梁场位于浙江省奉化市河头村，占地面积160余亩，承担了宁波特大桥、芝山大桥、河头特大桥、西邬特大桥、中横村大桥、东山特大桥共371孔梁体的预制工作，其中32米箱梁358片，24米箱梁13片。

2、静载试验方法

2.1试验依据和策划

2.1.1试验依据

TB/T2092-2003«预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准»

2.1.2试验策划

试验前对参与试验的全部人员进行试验培训，对各定点岗位的人员（尤其是油泵操作人员）进行专项岗位职责培训，各岗位职责及试验策划表的内容如下：

表1静载试验策划表

表2静载试验各岗位职责

2.2试验用设备、仪器的要求

2.2.1简支梁静载试验在终拉或放张30d后进行，不足30d时应由设计方检算确定。

2.2.2试验时需具有试验台座、加力架、千斤顶、油泵、标准保油压表或压力传感器等加力设备和计量仪器，其工作能力控制在1.5～2.5倍最大试验荷载之间。

2.2.3试验台座应能保证试验梁跨度、支承方式、加载状态符合试验加载计算图式要求，且有足够的刚度和稳定性，加载点间距4m，且对称布置。

2.2.4加载用千斤顶校验系数应不大于1.05。

2.2.5压力表应采用防振型，其精度等级应不低于0.4级（最好采用0.25级），最小刻度值应不大于0.2MPa，表盘量程就在工作最大油压的1.25～2.0倍之间。

2.2.6挠度测量采用位移计或大量程百分表，位移计精度应不低于1.0级，其显示仪表最小分度值不宜大于所测总挠度值的1.0%，百分表的最小分度值不大于0.02mm。

2.2.7弹簧式拉力测力计的最小分度值应不大于10F.S，示值误差应为±1%F.S。

2.2.8采用压力表控制试验荷载，试验前应将千斤顶与压表配套后在精度不低于三级的试验机上进行标定。

2.2.8.1压力表应分级标定，级差应不大于加载最大值的10%，加载速度应不大于3KN/S，标定的最大荷载宜不小于加载最大值的1.1倍，且持荷1min。

2.2.8.2千斤顶与压力表配套标定时，应采用千斤顶顶压试验机或压力传感器的标定方式，其活塞的外露量应约等于试验最大荷载时的外露量；各级荷载下应以压力表的表盘整读数对应压力机的表盘读数。

2.2.8.3配套标定数据应进行线性回归，线性回归相关系数应不小于0.999，并根据加载等级计算各级荷载下的表示值。

2.2.8.4试验所用计量设备、仪器、仪表、钢卷尺等均需经法定计量检定部门检定合格，且在有效期内使用，测量跨度用钢卷尺应悬空检定。

2.2.9由于是自制的反力架系统，因此首先计算反力架在1.2倍的基数级荷载作用下的挠度值，防止超过千斤顶顶缸的行程。

2.3试验前的准备工作

2.3.1梁两端支座的相对高差应不大于10mm，同一支座两侧或同一端两支座高差应不大于2mm。

支座安装后的实测梁跨度应符合标准要求。

2.3.2试验梁移入台座对中后，在梁顶标出腹板中心作为梁体的加载中心线，并在每一加载点铺设垫层及钢座板。

钢座板用水平尺找平后，移入千顶。

2.3.3各千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向位置偏差均应不大于10mm。

2.3.4各千斤顶中心与反力架横梁中心纵横向偏差均不大于10mm，且应垫实两者之间的空隙。

2.3.5加载前用10倍放大镜在梁体跨中两侧1/2跨度范围内的下缘和梁底面进行外观检查；对初始裂缝（表面收缩裂缝和表面损伤裂缝）及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。

见图一、图二

2.3.6试验梁静载试验前应仔细核查原始资料，加载计算单按附录A（规范性附录）要求详细列出。

见表3

图一图二

2.3.7梁体挠度测量部位应在跨中及支座中心两侧，测量挠度的支架应牢固、且不应受加载时试验台座变形的影响。

见图三、图四

图三图四

2.4加载方法

2.4.1试验梁的加载分两个循环进行。

以加载系数K表示加载等级，加载系数K是加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比。

试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态；基数级下梁体跨中承受的弯矩是指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。

表3静载试验计算书

2.4.2加载等级：

根据各级加载的荷载值和千斤顶的较顶报告计算千斤顶油表读数。

见表4。

第一加载循环：

初始状态—基数级（3min）—0.60（3min）—0.80（3min）—静活载级（3min）—1.0（20min）—静活载级（1min）—0.6（1min）—基数级（1min）—初始状态（10min）。

第二加载循环：

初始状态—基数级（3min）—0.60（3min）—0.80（3min）—静活载级（3min）—1.00（5min）—1.05（5min）—1.10（5min）—1.15（5min）—1.20（20min）—1.10（1min）—静活载级（1min）—0.60（1min）—基数级（1min）—初始状态。

表4静载试验千斤顶、油表、油泵加载一览表

注：

1、若基数级大于0.60级，则取消0.6级，可增加0.7级。

2、千斤顶数量要比设计多1-2台，防止试验中有千斤顶损坏。

3、百分表读数时一定要在持荷时间结束后再读。

4、（3min）表示加载时间持续3分钟。

2.4.3各千斤顶宜同速、同步达到同一荷载值；加载速度不宜超过3KN/S。

2.4.4每次加载后，均应仔细检查梁体下翼缘和梁底有无裂缝出现。

如出现裂缝或（和）初始裂缝的延伸，应用红铅笔标注，并注明荷载等级，量测裂缝宽度。

2.4.5每级加载后均应测量梁体跨中和各支座中心截面两侧竖向位移变化,以同一截面的两侧平均值分别作为相应截面的竖向位移量可支点沉降量跨中。

跨中截面的竖向位移量减去支座沉降影响量即该级荷载下的实测挠度值。

2.4.6对每级加载下的实测挠度值，应仔细复核，发现异常立即查明原因。

2.4.7挠度计算

根据规范性附录（表三）记录对应荷载下的挠度值（南、北侧或东、西侧）。

汇总后计算平均挠度值。

最后根据规范性附录（表四）计算实测静活载挠度值。

注：

fkb、fka分别为静活载级和基数级荷载下的挠度值。

Ψ根据附录E取值，本处取1.0409。

2.5评定标准

2.5.1梁体刚度合格的评定

实测静活载挠度值（f实测）为静活载级下实测挠度值减去基数级下实测挠度值。

实测静活载挠度值合格评定标准：

f实测≤1.05（f设计／Ψ）。

等效荷载加载挠度修正系数Ψ见附录Ｅ（规范性附录）。

报告中采用的是挠跨比的形式。

2.5.2梁体抗裂合格的评定

2.5.2.1在Ｋ＝1.2０加载等级下持荷20min，梁体下缘底面未发现受力裂缝，评定全预应力梁抗裂合格。

2.5.2.2在Ｋ＝1.00加载等级下持荷２０min，梁体下缘底面未发现受力裂缝，评定全预应力梁抗裂合格。

2.5.3梁体刚度不合格的评定

当最后一轮加载循环时的实测静活载挠度值不满足2.5.1规定，则梁体刚度不合格。

2.5.4全预应力梁抗裂不合格的评定

2.5.5.1当在某加载等级下（最大加载等级除外）的持荷时间内，梁体下缘底面发现受力裂缝，全预应力梁抗裂不合格。

2.5.5.2当在某加载等级加载至后一级加载等级的过程中，梁体下缘底面发现受力裂缝，全预应力梁抗裂不合格。

2.5.6对全预应力混凝土梁，梁体竖向刚度和抗裂合格，评定该梁静载弯曲试验合格，否则为不合格。

2.5.7若该梁静在弯曲试验评定不合格，应对备用梁进行静在弯曲试验。

两件备用梁静载弯曲试验均合格，仍可评定为该批梁静载弯曲试验合格（该静载弯曲试验不合格梁除外）。

若加倍抽样静载弯曲试验仍有不合格，则应对本批梁逐片进行静载弯曲试验。

3结束语

中铁十三局集团第一工程公司奉化金桥制梁场（中铁十三局甬台温铁路梁场）在2007.7.5由铁道部质检站专家主持的静载试验过程中，梁体实测静活载挠度值（挠跨比）为：

1/5589<1.05*1/3939，加载和持荷过程中未出现裂缝，在其它方面均合格的情况下一次通过了认证工作，为后期梁场的阶段性生产奠定了基础。

参考文献

[1]TB/T2092-2003«预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准»北京：

中国铁道出版社，2003

[2]中铁十三局甬台温铁路梁场静载试验策划书。

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