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铁路桥静载检测

  • 挠度
  • 变位

铁路桥T梁静载试验工作存在一定的不足之处,因此,当前T梁静载试验工作一定要更加重视试验的各项环节的质量,进而提高T梁静载试验的准确性,为后期施工工作提供数据基础。大型桥梁的上作性态一般采用静动载试验方式进行,其主要目的是检验桥梁结构的承载能力,了解桥梁结构在各种作用力下的实际受力状态和工作状况,评价结构的力学特性和在设计荷载作用下的工作性能,判别已建桥梁是否符合设计标准或能否满足使用要求。同时,通...

铁路桥静载检测

铁路桥T梁静载试验工作存在一定的不足之处,因此,当前T梁静载试验工作一定要更加重视试验的各项环节的质量,进而提高T梁静载试验的准确性,为后期施工工作提供数据基础。

大型桥梁的上作性态一般采用静动载试验方式进行,其主要目的是检验桥梁结构的承载能力,了解桥梁结构在各种作用力下的实际受力状态和工作状况,评价结构的力学特性和在设计荷载作用下的工作性能,判别已建桥梁是否符合设计标准或能否满足使用要求。同时,通过对静动载试验数据的分析,可以验证桥梁承载设计的合理性,以丰富设计经验,为其它类似工程提供依据。

试验步骤

1、试验准备

(一)试验梁安装

进行试验梁和加载架的就位和安装,并采用水准仪测量支座高差。要求:梁两端支座的相对高差不大于10mm,同一端两侧高差不应大于2mm,T梁两支点不平整度不大于2mm。试验梁安装后的实测梁跨度应符合试验梁设计跨度要求。并注意对试验梁和配重梁进行安全防护,防止意外情况发生时确保人员、仪器设备和结构的安全。

(二)千斤顶安装

在加载点铺设砂垫层及钢垫板,钢垫板用水平尺找平后移入千斤顶。要求:千斤顶中心与梁顶加载中心线(梁顶腹板中心线)纵横偏差均应不大于10mm,与加载架横梁中心纵横偏差也应不大于10mm。

(三)位移计安装  

按照试验要求进行位移计支架搭设,要求支架牢固、稳定,且不受加载试验台座变形的影响;然后,测试方按照测试方案进行位移计安装和调试,并读初始读数。

(四)梁体初始裂缝检查  

加载之前用裂纹宽度测试仪在梁体跨中两侧1/4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。

2、加载试验

严格按照试验加载程序进行加载和持荷。每级加载后,仔细检查梁体下缘和梁底有无裂缝出现。如出现裂缝或初始裂缝延伸,用红铅笔标注,并注明荷载等级和裂缝宽度。同时,测量梁体跨中挠度和支座沉降。

(一)试验加载控制

加载设备采用机械千斤顶手工进行加载卸载,荷载大小采用压力传感器测量,便于加载各方控制加载和测试方进行测量。

(二)测试方法  

应变测量采用电阻应变计;位移测量采用WHD30型机电百分表,所有试验数据的采集均静态电阻应变仪和计算机完成。

静载试验相关内容

本文主要论述铁路预制后张法32m简支T梁静载试验技术。静载试验计算采用通桥(2005)2201-32m 曲线梁为例,进行如下计算。其余型号铁路桥梁可参照此类方法进行计算。

1、 计算依据  

(一)TB2092-2003《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲抗裂试验方法》

(二)参数选择:根据设计院提供的静载试验参数、试验梁基本资料参数

2、静载试验工作准备

(一)按设计要求安装固定支座,对中、抄平,误差控制在2mm内

(二)按设计要求在梁顶面上标记出梁体腹板、跨中及支座中心线,由跨中沿腹板两侧标出0m、4m、8m共5个点作为T梁的加载中心点。在每一个加载点铺设砂垫层及钢垫板,用水平尺找平后移入千斤顶。千斤顶中心与梁体加载中心纵、横向位置偏差不大于10mm。

(三)配合静载试验人员检查千斤顶、油泵、油表的匹配、安装位置及稳固情况,在梁体两端支座处及跨中分别安防百分表进行挠度测量。

(四)加载前,技术人员用放大镜仔细观察梁体加载前的原始裂纹,可采取向梁体浇水的方式检查,并用蓝色铅笔认真标准。

(五)反力架安装,在试验台座摆放底座和下横梁,使横梁在同一水平面。将桥梁支座的下摆放在下横梁上,然后将待检测梁移入就位。将拉力杆和拉力杆垫板分别放在相应安装孔位内,并拼装防护罩在拉力杆上。将整拼好的桁架采用2台80吨龙门吊安放在检测梁上,将千斤顶微调上横梁和桁架的水平,以保证试验台各部受力均匀。

3、测试目的和方法

(一)测试目的:结构控制界面的最大挠度和变位;裂缝的出现和扩展,其中包括初始裂缝的出现,裂缝的宽度、长度、间距、位置、方向和性状,以及卸载后的闭合情况。

(二)测试方法:结构变形采用百分表进行测试。 裂缝采用刻度放大镜进行观测。

4、试验过程

加载方法: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距与设计弯距之比。试验准备工作结束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距指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯距之和。

5、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: ψf实测/L≤1.05f设计/L。

6、全预应力梁抗裂合格的评定

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或下缘截面(包括倒角、圆弧过渡段)的受力裂缝未延伸至梁底边,评定允许全预应力梁抗裂合格。

试验结果与分析

试验分5级加载,每级40kN,每级荷载施加完毕后,持荷5min左右采集应变和位移数据。

从应变实测结果可知,T梁3分点截面腹板顶部最大压应变为38LE,跨中截面腹板顶部最大压应变为56LE,表明受压混凝土仍处于弹性工作状态,且卸载后残余应变较小;T梁3分点截面腹板底部最大拉应变为424LE,跨中截面腹板顶部最大拉应变为345LE,表明底部混凝土已处于开裂状态,钢筋混凝土T梁使用荷载作用下混凝土开裂是正常现象。

最大试验荷载(P=184.2kN)作用下,T梁跨中截面产生的最大弯矩Mmax=1197.3kN#m,由此计算出跨中板底的最大裂缝宽度:D=0.170mm,试验实测梁底最大裂缝宽度:D=0.090mm,且卸载后裂缝基本能回复到原状态,满足规范要求(容许值0.25mm);按静载试验实际加载大小计算,跨中最大挠度计算值f=13.3mm,实测最大挠度f=17.52mm,且卸载后残余挠度变形较小,挠度变形能满足规范要求(容许值为:L/600=33mm)。

注意事项

静载试验支座不得使用盆式橡胶等支座,必须采用铸钢支座。同时铸钢支座与检测T梁连接牢固后,将支座连接螺栓松开。

千斤顶安装必须在T梁腹板中心,避免偏向受压。测量挠度、固定百分表的支架必须安放牢固、稳定且不受试验台座变形影响。在梁体加载前用蓝色铅笔将非结构受力裂缝仔细标示。挠度测量百分表应在持荷即将结束前读数,且在同一时间内完成。当持荷期间油压下降时,应及时进行补油持压。

试验结束后,应对梁体进行一次全面检查,并做好详细的试验记录。所有千斤顶缓慢均匀同步加载,加载速度不宜大于0.05MPa/s。



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