工程建设施工之单梁静载试验方案.docx
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工程建设施工之单梁静载试验方案
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跨黔桂扩能铁路大桥、狮头河1号中桥、绿荫河中桥
单梁静载试验方案
1、工程概况
跨黔桂扩能铁路大桥为跨黔桂扩能铁路和地方规划甘塘镇四号路而设，与路线成105度交角。
上部构造采用4-30m预应力T梁、先简支后结构连续；下部构造采用柱式墩、桩基础，桩柱式桥台、桩基础；设计荷载公路-I级；桥面宽度15.5m。
图1跨黔桂扩能铁路大桥立面图
绿荫河中桥跨越甘塘镇十六号规划路及绿荫河，路线与河沟基本正交，上部结构采用4-20m预制空心板；下部结构采用重力式桥台，柱式墩，基础采用扩大基础和桩基础；设计荷载公路-I级；桥面宽度15.5m。
图2绿荫河中桥立面图
狮头河1号中桥跨越狮头河而设，路线与河沟与600交角，上部结构采用3-16m预制预应力混凝土空心板；下部结构采用桩基础；设计荷载公路-I级；桥面宽度15.5m。
图3狮头河1号中桥立面图
为保证桥梁施工质量及施工安全，需对这3座桥梁的预制单梁进行静载检测，以明确单梁的实际承载能力是否达到设计标准。
2、检测目的
通过单梁静力荷载试验，测定所检测的单梁在静力试验荷载作用下控制截面的位移、应变试验数据，并与理论计算值及规范允许值进行对比，以判定单梁实际承载能力，评估其在试验荷载下的工作性能。
3、检测依据
本次单梁静载试验主要依据以下规范进行：
1、《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）；
2、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；
3、《公路桥涵养护规范》（JTGH11-2004）；
4、《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTGTJ21-2011）；
5、跨黔桂扩能铁路大桥、绿荫河中桥、狮头河1号中桥施工图纸。
4、检测仪器设备
本次桥梁检测的的主要仪器设备见下表：
表1试验仪器设备一览表
序号
设备名称
规格型号
数量
1
静态应变测试系统
DH3816
1台
2
电阻应变片
BQ120—100AA
若干
3
裂缝观测仪
——
1台
4
百分表
0.01mm/30mm
7只
5
磁性表座
——
7套
6
笔记本计算机
——
1台
5、板梁静力荷载试验
静力荷载试验是检验单梁承载能力最直接有效的手段和方法，主要是通过测量单梁在静力试验荷载作用下的变形及应力，并与理论计算值及规范允许值相比较，以此来评估和鉴定单梁的实际承载能力。
根据现场条件以及业主的要求，本次静载试验对跨黔桂扩能铁路大桥选取一片30m预制T梁为试验对象，对绿荫河中桥选取一片20m预制空心板为试验对象，对狮头河1号中桥选取一片16m预制空心板为试验对象，共计三片单梁进行静载试验，板梁选定由业主、监理、施工三方现场选定，原则上选择具有代表性的或最不利的桥跨进行承载能力的检测评定。
5.1、试验荷载效率
跨黔桂扩能铁路大桥、绿荫河中桥、狮头河1号中桥的设计荷载均为公路-I级，通过理论计算得到单梁相应控制截面的设计内力值，根据内力等效的原理制定具体的加载方案。
静载试验荷载一方面应保证结构的安全性，另一方面又应能充分反映结构的承载能力，规范中规定荷载试验加载应满足：
式中：
——静力试验荷载效率，为保证试验效果荷载效率
宜介于0.95~1.05之间；
——静力试验荷载作用下，某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或变位的最大计算效应值；
——控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值；
——按规范取用的冲击系数值。
5.2、加载方案
本次静力荷载试验初步拟定采用液压千斤顶在跨中施加荷载，为了防止结构在加载过程中意外损伤，静力试验荷载采用分级加载的方式。
本次荷载试验初步拟定分五级加载，然后分三级卸载。
在加载过程中通过实时监测各测点挠度及应变变化来控制实际加载进度。
采用液压千斤顶在跨中施加荷载，应在千斤顶处参照下图布置分配梁，不可将千斤顶直接置于梁上加载，以防止梁体局部应力过大发生破坏。
图4单梁静载加载示意图
5.3、测试项目及量测方法
静力荷载试验的主要观测项目见下表2-4所示：
表2静载试验测试项目
测试对象
30mT梁、20m空心板、16m空心板
测试截面
跨中截面
L/4截面
3L/4截面
支点截面
测试内容
挠度、应变
挠度
挠度
沉降
挠度量测方法：
各测试截面的挠度采用在梁底架设百分表，人工读数进行挠度测试；
应变测试方法：
在跨中截面的应变测试点处粘贴电阻应变片，通过静态电阻应变仪测得相应的应变值。
5.4、测点布置
应变测点：
布设于各试验对象的跨中截面处，沿截面底板布置4个测试点。
挠度测点：
布设于各单梁的跨中截面、L/4截面、3L/4截面，其中跨中布置3个，L/4截面、3L/4截面各布置1个。
支点沉降位移测点：
布设于单梁两端的支点处，共2个位移测点，均采用百分表顶支于支座截面测量。
图5挠度测点布置示意图
图6应变测点布置示意图
5.5分级加载数据
表3：
30mt梁
分级加载
加载对象
30mt梁
千斤顶加载值（kN）
控制挠度（mm）
第1级
77.1
2.74
第2级
154.1
5.48
第3级
231.2
8.23
第4级
308.2
10.97
第5级
385.3
13.71
卸载1级
308.2
10.97
卸载2级
154.1
5.48
卸载3级
0
0
表4：
20m空心板
分级加载
加载对象
20m空心板
千斤顶加载值（kN）
控制挠度（mm）
第1级
35.0
2.52
第2级
70.1
5.04
第3级
105.1
7.55
第4级
140.2
10.07
第5级
175.2
12.59
卸载1级
140.2
10.07
卸载2级
70.1
5.04
卸载3级
0
0
表5：
16m空心板
分级加载
加载对象
16m空心板
千斤顶加载值（kN）
控制挠度（mm）
第1级
31.6
1.71
第2级
63.2
3.41
第3级
94.7
5.12
第4级
126.3
6.82
第5级
157.9
8.53
卸载1级
126.3
6.82
卸载2级
63.2
3.41
卸载3级
0
0
5.6、静载试验数据分析
根据现场实测结果计算相应的挠度、应力校验系数及相对残余变形、应变，并与规范限值进行比较，从而评估试验对象的实际承载能力。
6、相关工作
（1）安全措施：
在测试现场根据需要划定工作区域，在测试现场工作区域内设置警戒线，杜绝非检测工作人员、车辆入内，以保证静载试验的顺利进行。
（2）实验准备：
提前组织相应数量的堆载重物及堆载人员、设备，同时组织现场供电、照明设施等相关工作，检测方应校验检测仪器设备。
（3）时间安排：
在各相关工作顺利的情况下，整个试验检测过程约需3天（其中静载实验准备工作1天，实测2天，实际时间主要由加载进度决定），静载试验的时间宜可能安排在气温较为稳定的时候，或经双方协商后确定。
（4）荷载试验组织
荷载试验应在现场统一指挥下按计划有秩序进行。
首先检查不同分工的测试人员是否各行其职；交通管理、加载和联络人员是否到位；加载设备、通讯设备和电源是否准备妥当；加载位置测点放样和测试仪器安装是否正确。
然后调试仪器，使整个测试系统进行正常工作状态。
随后记录气候天气情况和试验开始时间，进行正式试验。
堆载重物应按预定位置进行分级加载，每级荷载施加后，稳定时间不少于5分钟，待变位稳定后测量挠度及应变，然后进行下一级荷载的测试，在整个加载过程中，试验人员对整个桥梁的各测试截面、测点密切观察，实时对试验对象在加载过程中的挠度、应变实测值与理论计算值进行比较。
（5）桥梁设计资料的获取、现场安全措施及加载实施均由施工单位配合检测单位完成。
（6）在保证桥梁检测准确、科学的前提下，以上方案可根据现场实际情况进行适当调整。
7、特殊情况处理
试验过程发生下列情况时，应立刻停止加载并查找原因，在确保结构及人员安全的情况下方可继续试验：
（1）、控制测点实测应力、变位（或挠度）已达到或超过计算的控制应力值时;
（2）、结构裂缝的长度或缝宽急剧增加，或新裂缝大量出现，或缝宽超过允许值的裂缝大量增多时;
（3）、拱桥沿跨长方向的实测挠度曲线分布规律与计算结果相差过大时;
（4）、发生其他影响桥梁承载能力或正常使用的损坏时。
8、检测单位及检测报告
单梁静载检测委托贵州道兴建设工程检测有限责任公司检测，现场检测完成后，一个星期内把检测结果报告邮寄到委托单位，由委托单位转交结监理及业主。
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