40米T梁试验方案

泰和至井冈山高速公路新建工程

40米预应力T梁单梁静载试验方案

江西省高等级公路管理局质量监督站

二OO四年二月

设计资料

泰井高速公路上大跨径梁桥的上部构造采用30米、40米先简支后连续的预应力混凝土T梁，在体系上分为四孔一联与五孔一联，桥跨每孔由9片T梁组成。梁间横向横隔板上钢板与翼缘板的湿接缝联结成为整体。 一、技术标准及设计规范

1、 中华人民共和国交通部部颁《公路工程技术标准》JTJ001-97 2、 中华人民共和国交通部部颁《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-89

3、 中华人民共和国交通部部颁《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85 二、主要技术指标

1、 设计荷栽：汽超20级、挂120；

2、 桥面宽度：0.5米（护栏）+11.0米（行车道）+0.5米（护栏）+0.5米（中央分隔带）

+0.5米（护栏）+11.0米（行车道）+0.5米（护栏）； 3、 桥面横坡2%； 三、材料规格

1、混凝土：梁板及铰缝均采用50#碎石混凝土；桥面铺装分为三层：上面层为4cm细粒式沥青混凝土，中面层为4cm中粒式沥青混凝土，底层采用10cm40#防水碎石混凝土。 2、钢筋及钢绞线：普通钢筋采用I级钢筋与II级螺纹钢筋，符合GB1499-84规定；预应力钢绞线采用公称直径15.24mm的高强低松弛预应力钢绞线，抗拉强度1860MPa。 3、其他：支座采用IJZ400×450×92mm及IJZF250×350×52mm。

试验说明

一、试验目的：

根据针对理论极限状态的计算结果，对单梁进行加栽试验，确定单梁的承载能力是否满足设计要求，从而确保整桥的承载能力。

二、理论极限状态的计算

为签定单板的承载能力，需要根据某一T梁可能承受的最大荷载及具体的试验加载方法确定加载吨位。

首先计算出一片T梁断面的实际几何参数，见下：

根据先简支后连续的设计，在计算时必须成桥载荷反算每一片梁后，找出最不利梁，并确立试验控制荷载。先对整桥进行分析，发现其第一跨跨中为最大荷栽位置。使用铰接板法对简支跨中截面各种不同工况组合荷载进行横向分配，根据分布情况确定最不利位置及最大控制弯矩值。通过比较得出最不利位置出现在挂-120作用下的2号位梁，故以挂-120及桥梁二期恒载为控制荷载进行计算。计算内容包括：

1、 在控制荷载作用下的跨中最大弯矩； 2、 弯矩的横向分布及最不利梁板的确定；

3、 考虑效率系数后，荷载试验时单板跨中应达到弯矩值； 4、 考虑加载时分配梁的作用情况下，千斤顶应施加的力值； 5、 施加控制荷载后，单板的理论跨中挠度； 6、 对于斜桥，考虑折减后的相应上述计算。 结果见下：

试验方法

一、测试项目和测点布置

1、测试预应力混凝土应变：测试跨中应变能较好地反映设计和施工质量情况，预应力梁（板）以混凝土应变为主。分别在梁跨中侧面、腹板布置两个应变检测点及四分点布置一个。

2、测试跨中挠度：满足正常使用对结构的刚度要求，体现在跨中挠度应小于设计计算值或规范规定的允许值。梁跨中、梁端支座位置各布置一个挠度测点。 如图4：应变计主要布置在跨中、1/4跨的梁底和腹板处，

T梁断面图 T梁侧面图

3、测试支座变形（沉陷）：测定支座沉陷量是消除其对跨中挠度的影响。两端支座处分别布置一个测点检测支座变形（沉陷）。

4、测定残余值：试验荷载卸载后，测定梁挠度值、应变值与卸载后相对应的残余值比值，利于梁结构试验结果评定。

二、静载试验测试方法

试验加载分五级（1/3、1/2、2/3、5/6、100%）、卸载分二级（1/2、0）进行，试验前先进行了80%加载量的预压。每级加载，观测应变值读数稳定后，记录应变，挠度值，同步观察空心板梁,梁底是否出现裂缝。

根据实验现场条件，加载方式可采用以下方式之一；

1、在试验梁跨中顶面放置枕木，再在枕木上放置千斤顶及荷载传感器，反顶加载横主梁（由工字钢、钢轨或贝雷架等组成），并用钢丝绳栓住配载梁端吊钩（无

吊钩可兜梁底），两片梁重量不够时可补堆其它重物，形成扁担式加载装置。本方式可在预制场进行，亦可在已架好一孔以上的桥梁上进行，加载装置见图三。

需准备的辅助材料：6m长刚性主梁1根（由三根50或60型钢轨组成，或由2根25型以上的工字钢组成；若现场有贝雷架，则由四片贝雷架组拼而成）；支承架二个，由脚手架钢管拼装组成；2m长枕木6根，橡胶支座4块。

2、对采用龙门吊吊梁的桥，可用龙门吊吊配载梁加载，一片梁自重不够可用两片梁。加载示意图如图五。

需准备的辅助材料：2m长的枕木8根，橡胶支座4块

3、对采用双导梁架设的桥，可得用导梁的自重来配载，加载方式与第一种加载方式基本相同。加载示意图见图四。

需准备的辅助材料：6m长刚性主梁1根（由三根50或60型钢轨组成，或由2根25型以上的工字钢组成）；短钢轨两根；2m长枕木6根，橡胶支座4块，支承刚性主梁的垫块若干。

4、对现场有足够重量且较准确、容易估计重量的堆载物（如水泥、钢筋、钢铰线、预制盖板、边沟板等）的桥，可采用堆载法加载，加载装置示意图如图二。

需准备的辅助材料：2m长枕木8根，6m长刚性主梁4根（50或60型的钢轨或25#以上的工字钢），2m长次梁30根（脚手架钢管），堆载重物（如预制砼块、水泥、砂、定型钢筋等，重量约为最大试验荷载的1.2倍），橡胶支座4块。

由于该方法试验时间长，需准备的辅助材料等，安全性不高，建议尽量不采用本方法进行实验。

图二

5、对现场有贝雷片的桥，用贝雷片拼成与试验梁同长的桁架，用钢丝绳将桁架与试验梁端栓牢，用千斤顶在跨中加载，形成自锚式加载装置，加载装置示意图如图六。

需准备的辅助材料：贝雷架若干（拼装后的长度需大于试验梁的梁长），2m长50或60型钢轨2根，2m长枕木6根，橡胶支座4块，支承贝雷架的垫块若干。

该试验方法因施加的荷载为贝雷架与试验梁间的张力（弓箭式张力），试验不安全，建议尽量少采用。

试验结果分析

根据试验得出的原始数据，计算出试验梁（板）跨中截面梁底砼应力及跨中挠度，并观测实验过程中梁（板）的裂缝产生及发展的状况，根据试验技术标准及依据，判断试验梁（板）是否满足设计及使用要求（试验梁跨中截面砼应变校验系数不大于1.05，挠度校验系数不大于1.05），并出具检测报告。