某預(yù)應(yīng)力混凝土t梁靜載試驗研究

1、<p>　　某預(yù)應(yīng)力混凝土T梁靜載試驗研究</p><p>　　摘要：本文介紹了某預(yù)應(yīng)力混凝土T梁理論分析和靜載試驗的方法和結(jié)果，并將試驗結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)行比較。結(jié)果表明，該橋理論分析和設(shè)計計算方法可靠，橋梁剛度和承載能力滿足要求。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，靜載試驗，承載能力 </p><p>　　中圖分類號：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼

2、： A </p><p><b>　　0 引言 </b></p><p>　　十房高速公路橋梁結(jié)構(gòu)上部構(gòu)造采用雙幅裝配式40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，先簡支后連續(xù)。橋梁單幅全寬12m，凈寬為11m，單向兩車道，汽車荷載為公路Ⅰ級。下部結(jié)構(gòu)橋臺采用樁接蓋梁臺、樁基礎(chǔ)，橋墩采用柱式墩、樁基礎(chǔ)。為了驗證預(yù)應(yīng)力混凝土40mT梁的承載能力，依據(jù)《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》JTG/

3、T J21-2011對其進(jìn)行靜載試驗。 </p><p><b>　　1 理論分析 </b></p><p>　　采用橋梁通用軟件Midas/Civil 2010對40m先簡支后連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土T梁建立有限元模型（如圖1所示），分別計算結(jié)構(gòu)在活荷載下各工況的內(nèi)力、應(yīng)力和撓度。 </p><p>　　圖1 40mT梁有限元模型 </p&g

4、t;<p><b>　　2 靜載試驗 </b></p><p><b>　　2.1 控制截面 </b></p><p>　　按照交通部公路科學(xué)研究所編制的《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011），依據(jù)對單梁荷載試驗內(nèi)力控制截面的要求，本次試驗選取的控制截面為跨中截面最大正彎矩A處,，如圖2所示。 </p

5、><p>　　圖2 控制截面示意圖(單位：cm) </p><p><b>　　2.2 試驗工況 </b></p><p>　　靜載試驗時，采用結(jié)構(gòu)計算得出的各控制截面的內(nèi)力影響線，以實際加載按最不利荷載位置布載，以獲得較大荷載效率，根據(jù)加載鋼絞線的實際自重，選定了1個加載載位作為此次靜載試驗的試驗工況，試驗荷載效率系數(shù)見表1。 </p>

6、;<p>　　表1荷載效率系數(shù)一覽表 </p><p>　　靜載工況 控制截面 控制項目 加載鋼絞線數(shù) 效率系數(shù) 加載方式 </p><p>　　1 A 正彎矩 15 4210.2/4208.2=1.000 對稱 </p><p>　　注：彎矩單位：kN?m。 </p><p>　　2.3 載位布置及加載程序 </p>

7、;<p>　　為達(dá)到試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定和安全之目的，根據(jù)經(jīng)驗對加載程序作如下安排： </p><p>　　(1)本試驗采用12捆3.8t鋼絞線（共46t）進(jìn)行加載，為保證試驗安全，避免過載引起橋梁損壞，試驗噸位逐級施加且對稱均勻布置。試驗加載分三級（5/12、10/12、100%），卸載分一級，試驗前先進(jìn)行80%加載量的預(yù)壓。每級加載，觀測應(yīng)變值讀數(shù)穩(wěn)定后，記錄應(yīng)變，撓度值，同步觀察梁底是否出現(xiàn)裂縫。單梁

8、試驗示意如圖3所示。 </p><p>　　圖3鋼絞線縱向布置示意圖(單位：cm) </p><p><b>　　2.4 試驗項目 </b></p><p>　　2.4.1 主梁線形 </p><p><b>　　(1) 測點布置 </b></p><p>　　于主梁橫隔板位

9、置和支座處用精密水準(zhǔn)儀測量測點撓度，測點編號依次Z1、D1~D5和Z2。線形測點布置如圖4所示。 </p><p>　　圖4線形測點布置圖 </p><p><b>　　(2) 測試方法 </b></p><p>　　試驗前、后用儀器對每個測點進(jìn)行觀測，同時測定支座沉陷量以消除其對跨中撓度的影響。試驗荷載卸載后，對每個測點進(jìn)行觀測以得到相對殘余

10、變形，利于單梁結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果評定。 </p><p><b>　　(3) 測試工況 </b></p><p>　　每一工況對所有截面所有測點的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。D1、D2、D3、D4和、D5數(shù)據(jù)均除去支座沉降的影響，即Z1和Z2值。40mT梁撓度測試結(jié)果見表2。 </p><p>　　表2a 40mT梁撓度實測值及撓度校驗系數(shù) </p>

11、<p>　　測點編號 工況1（加載5/12） 測點編號 工況2（加載10/12） </p><p><b>　　實測值 </b></p><p><b>　　/mm 理論值 </b></p><p><b>　　/mm 撓度 </b></p><p><b&g

12、t;　　校驗系數(shù) 實測值 </b></p><p><b>　　/mm 理論值 </b></p><p><b>　　/mm 撓度 </b></p><p><b>　　校驗系數(shù) </b></p><p>　　D1 3.00 3.89 0.77 D1 7.78 7.

13、78 0.80 </p><p>　　D2 5.25 6.64 0.79 D2 13.28 13.28 0.78 </p><p>　　D3 6.43 7.75 0.83 D3 15.5 15.50 0.73 </p><p>　　D4 5.38 6.64 0.81 D4 13.28 13.28 0.81 </p><p>　　D5 2.96

14、 3.89 0.76 D5 7.78 7.78 0.86 </p><p>　　表2b40mT梁撓度實測值及撓度校驗系數(shù) </p><p>　　測點編號 工況3（加載100%） 測點編號 工況4（卸載100%） </p><p><b>　　實測值 </b></p><p><b>　　/mm 理論值 <

15、/b></p><p><b>　　/mm 撓度 </b></p><p>　　校驗系數(shù) 殘余變形 </p><p><b>　　/mm </b></p><p>　　D1 7.18 9.33 0.77 D1 0.000 </p><p>　　D2 12.58 15.9

16、3 0.79 D2 -0.012 </p><p>　　D3 15.44 18.60 0.83 D3 -0.015 </p><p>　　D4 13.86 15.93 0.87 D4 -0.010 </p><p>　　D5 7.56 9.33 0.81 D5 -0.007 </p><p>　　2.4.2 主梁應(yīng)變 </p>

17、<p><b>　　(1) 測試截面 </b></p><p>　　選取馬蹄山1號大橋引橋左幅13-4預(yù)應(yīng)力混凝土T梁進(jìn)行靜載試驗。根據(jù)T梁混凝土回彈強(qiáng)度值，將空心板結(jié)構(gòu)視為C40級混凝土構(gòu)造物加載試驗。主梁應(yīng)變測試截面為跨中截面最大正彎矩。 </p><p><b>　　(2) 測點布置 </b></p><p&g

18、t;　　各工況主梁跨中截面應(yīng)變測點布置如圖5所示。 </p><p>　　圖5 40mT梁跨中截面?zhèn)鞲衅鞑贾檬疽鈭D(單位：mm) </p><p><b>　　(3) 測試工況 </b></p><p>　　每一工況對所有截面所有測點的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集?，F(xiàn)場應(yīng)變測試情況如圖6所示。 </p><p>　　圖6 40mT梁跨中

19、截面?zhèn)鞲衅鳜F(xiàn)場應(yīng)變數(shù)據(jù)采集 </p><p>　　應(yīng)變測試結(jié)果見表3。 </p><p>　　表3a40mT梁鋼絞線荷載作用下?lián)隙葘崪y值及撓度校驗系數(shù) </p><p>　　測點編號 工況1（加載5/12） 工況2（加載10/12） </p><p>　　實測值/με 理論值/με 校驗系數(shù) 實測值/με 理論值/με 校驗系數(shù) </p

20、><p>　　A -19 -25 0.76 -41 -50 0.81 </p><p>　　B 22 27 0.81 44 54 0.81 </p><p>　　C 50 66 0.76 105 133 0.79 </p><p>　　D 61 74 0.82 117 148 0.79 </p><p>　　表3b 40m

21、T梁鋼絞線荷載作用下?lián)隙葘崪y值及撓度校驗系數(shù) </p><p>　　測點編號 工況3（加載100%） 工況4（卸載100%） </p><p>　　實測值/με 理論值/με 校驗系數(shù) 殘余應(yīng)變/με </p><p>　　A -49 -60 0.81 0 </p><p>　　B 52 65 0.80 1 </p><p

22、>　　C 137 159 0.86 -2 </p><p>　　D 141 178 0.79 2 </p><p><b>　　3 結(jié)論 </b></p><p>　　通過上述分析，得出如下結(jié)論： </p><p>　?。?）40mT梁應(yīng)變和撓度校驗系數(shù)基本處于0.7～1.0之間，代表實測結(jié)果已接近理論計算結(jié)果，說

23、明結(jié)構(gòu)的整體剛度和承載能力滿足要求； </p><p>　　（2）卸載后殘余應(yīng)變和變形較小，變形得以回復(fù)，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)。 </p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]宋一凡，李忠獻(xiàn)，祈 皚，賈 影．結(jié)構(gòu)振動與控制．北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005（8）：215-217 </p>&l

24、t;p>　　[2]萬田保，楊進(jìn)．西陵長江大橋荷載試驗結(jié)果及理論分析．橋梁建設(shè).1998(4)：16-19 </p><p>　　[3]中華人民共和國交通部．《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程》（JTG/T J21-2011）[S] .北京：人民交通出版 </p><p>　　[4]張開銀，張軍輝，梁新宇，向小斌. 某斜拉橋的病害成因及加固研究. 交通科技, 2008(4)：25-28 &