桥梁用预应力混凝土空心板荷载试验

第9卷　第10期　2009年5月167121819(2009)1022812205　

科　学　技　术　与　工　程

ScienceTechnologyandEngineering

　Vol19　No110　May2009

Ζ　2009　Sci1Tech1Engng1

交通运输

桥梁用预应力混凝土空心板荷载试验

徐有刚　冯加权　吴连军

(中国工程物理研究院总体工程研究所,绵阳621900)

摘　要　对某桥梁用预应力混凝土空心板进行了静力有限元分行及荷载试验,结果表明在设计使用荷载作用下该空心板具有较高的安全裕度。同时该空心板满足《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范JTGD62—2004》和《公路旧桥承载能力鉴定方法(试行)1988)》要求,可以用于指定桥梁的建设或维修。使用的荷载试验方法简单易行,可供类似试验借鉴。关键词　　预应力混凝土空心板　　荷载试验　　强度　　挠度中图法分类号　U44112;　　　　文献标志码　

B

　　桥梁用预应力混凝土空心板是广泛用于桥梁建设的材料之一,,保养完成后,到建桥的现场量好坏、建桥梁的质量、。因此对预制件厂生产的预应力混凝土空心板进行随机抽检,以确保预应力混凝土空心板在强度、弹性状态都满足设计规范。受某公路规划勘测设计有限公司的委托,采用便携式模态试验系统

[1]

。在荷载试验,荷载试验完成后,根据实际荷。荷载试验与理论计算的依据是:

a)《公路桥涵设计通用规范》,JTGD60—2004;

b)《公路钢筋混凝土及预应力混凝土设计规

[2]

范》.JTGD62—2004;

c)《公路旧桥承载能力鉴定方法》(试

[3]

行)

[4]

,1988;

,对即将使用的预

d)《××公路规划勘测设计有限公司预应力混

制件厂生产的桥梁用预应力混凝土空心板(参见图

1)进行荷载试验,其目的是获得该预应力混凝土空心板在分级加载的前提下其空心板的挠度和应变响应,为评估该预应力混凝土空心板是否满足设计承载能力提供实测数据,也是检验该产品是否合格的有效检验方法之一。

凝土荷载试验委托书》;

e)《桥梁用20m预应力混凝土空心板荷载试

验实施大纲》

。

1　试验依据

本次抽检的是预制件厂生产的“20m预应力混凝土空心板”,使用荷载试验方法检验,荷载方式完

2009年1月13日收到

中国工程物理研究院军民两用技术开发

项目(JM200603)资助

第一作者简介:徐有刚(1955—),男,高级技师,研究方向:模态试验技术、微振动测试技术。E2mial:XYG0714@http://doc.guandang.net。

图1　20m预应力混凝土空心板施工现场与空心板外貌

10期徐有刚,等:桥梁用预应力混凝土空心板荷载试验28　13

移测试则使用数字式千分表,W2号增加一数字式高

2　试验内容及测点布局

桥梁用20m预应力混凝土空心板是由某公路规划勘测设计有限公司为九环线的过境大桥建设而设计生产的。试验在该公司预制板生产厂进行,20m预应力混凝土空心板试验状态为简支。

度尺,与数字式千分表互作校准

。

根据惯例,应变测试截面分别选在1/2跨和1/4跨处,每个截面三个测点,共布置九个测点。试验前先做理论计算。根据计算结果,最大应变与最大εε挠度均出现在1/2跨,故选取ε4、5、6号点为应变控制点,测点布局如图2所示。每个测点应变片粘贴方向沿空心板的长度方向

。

图3　挠度测点布局

3　理论计算

311　集中力(车辆载荷)

根据计算,桥梁用20m6.,66m),根据《公路桥涵设计通JTGD60—2004》4.3.2中“汽车载荷冲击力应按下列规定计算”要求,汽车荷载冲击系数为

μ=0.176ln6.23-0.0157=0.31

(1)

[2]

极限载荷在荷载试验中由预制件自重和两个

图2　应变测点布局

集中载荷(相距6m)产生。当自重和两个集中载荷产生这种荷载效应时,由计算可知集中载荷极限值为460kN。此时结构最大绕度为53.7mm,最大轴ε,计算结果如图4、向拉应变为567μ图5所示

。

挠度测试则选取1/2跨的截面和两端作简支状态的支点处,共布置三个测点,其中W2号点为控制点,测点布局如图3所示,测量竖直方向的位移,位

图4　460kN时最大绕度

作为荷载的配重。试验荷载为两点加载,两点间距

4　试验荷载实现方法

荷载的施加在预制件厂很容易实现,如7m～8m的水泥空心板、钢板、钢轨、配重块、盘园等都可以

为6m,根据试验大纲的约定,按图6方式分三个等级加载荷,最大荷载控制在460kN

[5]

。荷载效率为

[4]

1.004,满足《公路旧桥承载能力鉴定方法》试验

规范的0.80～1.05范围要求。为了保证试验安全,

2814科　学　技　术　与　工　程9卷

图5　460kN时最大轴向拉应变

分三级方式加载,三级荷载分别为280kN,360kN和460kN,每级加载误差不大于10kN

[5]

变片损坏,与规划勘探设计有限公司的技术员协商后,放弃9点的测试,其余测点工作正常。

整个荷载试验加/7/。从,载荷值达到ε

2,268μ。

#

。在整个

加载或卸载过程中均进行应变数据采集,在每级加载或卸载完成稳定十分钟后进行位移数据采集,实际加卸载情况如表1所示。实际加载与设计荷载相比最大相差9kN,满足荷载试验要求足《公路旧桥承载能力鉴定方法,此,是有效的

。

[3]

图6　荷载试验加载方式表1　实际加载和卸载情况

加卸载序号

1234567

图7　空心板应变实测结果

单位:kN

实际载荷值

0274.6356.5274.6451.2275.60

ε表2　对应每个加载和卸载的应变实测值单位:μ

加卸载序号1#点

123456

011115212619213838

2#点011014912018612721

3#点011215312519113533

4#点016021617826418540

5#点016221817523216526

6#点015922218026818539

7#点011014912319313736

8#点011715812820313925

加载或卸载

初始状态加载到加载到卸载到加载到卸载到卸载到

5　荷载试验

511　应变测试

残余应变

　　根据荷载试验中的实际荷载,重新计算理论荷载下的拉应变,得出控制点的应变校验系数和相对残余应变如表3所示。从表中可看出,控制点最大校验系数为0.59,表明空心板整体有足够的强度。预应力混凝土空心板在自重和荷载的联合作用下,

#

试验在预制板生产厂现场进行。试验前进行系统联试时发现9测点应变无信号,经检查与调查发现,由于预制件厂施工人员不小心,将9点的应

#

10期徐有刚,等:桥梁用预应力混凝土空心板荷载试验28　15

经有限元分析计算出的1/2跨空心板下缘混凝土的ε,而451.2kN试验载荷下的最大压应变为-402μ

ε,这表明,空心板下缘混凝土仍处于拉应变为268μ

受压状态。控制点的相对残余应变介于11.2%～15.1%之间,小于规范规定的20%,满足设计要求。

表3　控制点的应变校验系数和相对残余应变

控制点ε)计算值(με)451.2kN载荷(με)残余应变(μ控制点校验系数控制点相对残余应变

4#455264400.5815.1%

5#455232260.5111.2%

6#455268390.5914.5%

明空心板整体有足够的刚度。控制点的相对残余挠度为0.04,表明空心板整体在设计使用荷载作用下,处于良好的弹性状态。513　裂缝观测结果

在整个试验过程中,严密对预应力混凝土空心板在加载过程中空心 …… 此处隐藏：5285字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……