單片預(yù)應(yīng)力混凝土空心板梁靜載試驗(yàn)及分析

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1、簡(jiǎn)支預(yù)應(yīng)力混凝土空心板單梁靜載試驗(yàn)分析周術(shù)明（湖南城市學(xué)院益陽(yáng)413000）摘要：通過對(duì)某市城際干道梁場(chǎng)內(nèi)20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板簡(jiǎn)支單梁靜載試驗(yàn)過程的介紹，試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析表明該試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單有效，能夠充分評(píng)估存在麻面、尺寸缺陷梁體的整體抗彎性能，并能反映梁體頂?shù)装宄叽缛毕?，可以為同類橋梁檢測(cè)評(píng)估工作提供有益借鑒。關(guān)鍵詞：麻面尺寸缺陷空心板靜載試驗(yàn)1工程概況某市**簡(jiǎn)支2×20m預(yù)應(yīng)力混凝土空心板橋位于的城際干道上，橋梁全長(zhǎng)46.84m，橋梁寬度：2×（凈10.75+2×0.5m欄桿+0.25m空隙），全寬24米，每幅橫向由9塊空心板組成，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)：公路Ⅰ級(jí)。在目前己

2、預(yù)制完成的部分空心板梁腹板外表（特別是倒角位置）存在麻面及起鱗現(xiàn)象（見圖1），經(jīng)施工單位排查，初步判斷為脫模油劑成酸性所致，另外業(yè)主發(fā)現(xiàn)個(gè)別梁體頂板厚度低于設(shè)計(jì)值。為了判斷上述缺陷是否會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)整體抗彎性能產(chǎn)生影響，特選取比較嚴(yán)重的一片梁進(jìn)行單梁靜載試驗(yàn)。圖1腹板混凝土麻面、起鱗2試驗(yàn)方案2.1試驗(yàn)荷載依據(jù)建設(shè)單位提供的施工圖紙，按標(biāo)準(zhǔn)加載車輛軸重及軸距等參數(shù)進(jìn)行布載，采用鉸接板法按兩車道計(jì)算荷載橫向分布系數(shù)；按04《橋規(guī)》設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)，在跨中截面的彎矩內(nèi)力影響線（見圖2）上按最不利位置布置集中力237kN，計(jì)入沖擊系數(shù)1.26后考慮荷載橫向分布系數(shù)及汽車荷載分項(xiàng)系數(shù)確定承載

3、力極限時(shí)的設(shè)計(jì)彎矩效應(yīng)；最后考慮《大跨徑混凝土橋梁試驗(yàn)方法》中有關(guān)荷載效率定為：0.8≤η≤1.05的建議，確定配重的加載數(shù)量和位置。本次試驗(yàn)加載采用混凝土塊配重，混凝土塊尺寸為1m×1m×1.5m，重3.75噸，試驗(yàn)共加載4個(gè)混凝土塊，分3級(jí)加載到位，效率系數(shù)見表2-1。圖2跨中最大正彎矩影響線表1跨中最大正彎矩工況荷載效率系數(shù)表工況名稱設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)kN.m等效荷載效應(yīng)kN.m效率系數(shù)%跨中最大正彎矩76968689.22.2測(cè)點(diǎn)布置及加載方法撓度測(cè)試：將試驗(yàn)梁、枕木及支座安裝就位，在支點(diǎn)、四分點(diǎn)及跨中截面通過支架安裝百分表，測(cè)量加載前后各測(cè)點(diǎn)撓度的變化量，研究梁體整體抗

4、彎剛度。應(yīng)變測(cè)試：在四分跨截面上下緣及跨中截面沿梁高四等分點(diǎn)位置安裝弦式應(yīng)變計(jì)作傳感元件，將弦式應(yīng)變計(jì)通過強(qiáng)力膠固定在被測(cè)構(gòu)件的測(cè)點(diǎn)位置，采用振弦檢測(cè)儀進(jìn)行應(yīng)變測(cè)試，獲得應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)及截面中性軸高度。加載方法：試驗(yàn)采用吊車將混凝土塊吊至板梁跨中部位，分3級(jí)加載到位，一次性卸載。測(cè)點(diǎn)布置及加載方式如圖3所示（編號(hào)①～⑤為百分表；編號(hào)1～9為弦式應(yīng)變計(jì)）。圖3跨中最大正彎矩工況加載及測(cè)點(diǎn)布置示意圖2.3試驗(yàn)程序試驗(yàn)開始前及加載過程中須對(duì)梁體進(jìn)行檢查，看有沒有裂縫產(chǎn)生及其發(fā)展情況，還是否存在其他缺陷。（1）初始值采集完畢后，按工況-1級(jí)加載到2個(gè)混凝土塊，測(cè)試數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定15分鐘

5、后讀數(shù)。（2）按工況-2級(jí)加載到3個(gè)混凝土塊，測(cè)試數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定10分鐘后讀數(shù)。（3）按工況-3級(jí)加載到4個(gè)混凝土塊，測(cè)試數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定10分鐘后讀數(shù)。（4）按工況-4級(jí)卸載全部混凝土塊，測(cè)試數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定30分鐘后讀數(shù)。試驗(yàn)人員應(yīng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的變化情況，如有數(shù)據(jù)突變、數(shù)值過小或過大等異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行分析判斷，找出問題原因，決定是否進(jìn)行下一步加載。3試驗(yàn)結(jié)果及分析3.1梁體豎向變形情況跨中最大正彎矩工況梁體撓度值隨荷載變化分別見表1、圖4～5。表1跨中最大正彎矩工況控制截面撓度值（單位：mm）測(cè)點(diǎn)加載等級(jí)L/4L/23L/4理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值75kN3.222.

6、794.823.693.221.87112.5kN4.833.927.245.474.833.14150kN6.454.799.676.536.454.68卸載00.1000.4600.70圖4各控制截面撓度隨荷載變化曲線圖5跨中截面撓度隨荷載變化曲線由表1及圖4～5可知，梁體在最大試驗(yàn)荷載作用下，跨中撓度隨荷載基本成線性變化，最大彈性撓度值為6.07mm，小于規(guī)范容許值L/600=32.1mm，且校驗(yàn)系數(shù)為0.63，說明梁體抗彎剛度滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)具備一定的安全儲(chǔ)備。3.2應(yīng)變情況跨中最大正彎矩工況梁體應(yīng)變值隨荷載變化分別見表2、圖4～5。表2跨中最大正彎矩工況控制截面

7、應(yīng)變值（單位：）測(cè)點(diǎn)加載等級(jí)測(cè)點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)7測(cè)點(diǎn)8測(cè)點(diǎn)9理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值理論值實(shí)測(cè)值13817-34-167449-67-373823-34-1425637-51-3311286-101-605636-51-3437545-68-47150109-135-777550-68-40卸載020-50-70-30500圖6跨中截面應(yīng)變沿梁高變化曲線圖7跨中截面上下側(cè)應(yīng)變-荷載變化曲線由表2及圖6～7可知，跨中截面應(yīng)變直線分布，基本符合平截面假定，中性軸高度為40cm，多