既有钢筋混凝土装配式空心板梁实验测试分析.pdf
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1、6 6 桥梁结构 城 市道桥与 防洪 2 0 1 3 年 1 1 月第 1 1 期 既有钢筋混凝土装配式空心板梁实验测试分析 刘 苗 ( 兰州交通 大学 , 甘肃 兰州 7 3 7 0) 摘要: 对既有钢筋混凝土装配式空心板梁进行了挠度、 应力以及回弹量的测量, 测量值与实测值 比较, 该预应力钢筋混凝土空 心板梁质量合格, 可以在桥梁工程中正常使用。 关键 词 : 空 心板梁 ; 挠 度 ; 应力 ; 回弹值 中图分类 号 : U 4 4 6 文献标识 码 : B 文章编 号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 3 ) 1 1 - 6 6 0 3 1 结构简介 1 1 工 程
2、概 况 跨度为 1 3 0 m装配式普通钢筋混凝土简支空 心板梁桥 , 桥梁全宽 1 2 m, 车行道净宽 1 1 m, 两侧 安全带各宽 0 5 0 m。 横截面由七片宽 1 2 4 e m( 中板) 和两片宽 1 6 6 c m ( 边板 ) 的单孔预制空心板 通过约 2 0 c m的纵向混 凝 土铰缝粘接而成 , 预制空心板高 6 0 e m。桥面设 2 双面排水坡 。 桥面铺装层为 1 0 e m厚防水混凝土和 5 c m厚 沥青混凝土 。 1 2 主要材料 预制梁 : 4 0号混凝土 ; 受力钢筋 : 级螺纹钢筋 ; 构造钢筋 : I 级光面钢筋 。 1 3 存在的工程问题 在工程建
3、设单位组织 的质量大检查 中 ,发现 该小桥工点存在如下问题 :尽管混凝土试块强度 满足要求 ,但预制钢筋混凝 土梁 的混凝土 回弹值 偏低 ,且 由此推算 的梁体 混凝土强度不符合设计 要求 , 因此 , 对预制钢筋混凝土梁的整体混凝土强 度存在怀疑。 2 试验 目的 为确保 工程施工质量 、同时也减少不必要 的 经济损失 , 受施工单位委托 , 在成品预应力钢筋混 凝土空心板梁 中随机抽取一片板梁进行静荷载试 验 ,检测与分 析受检预应力钢筋混凝土空心板梁 的受力 、 变形 、 裂纹开展 与分布特性。 通过静荷载试验 , 达到如下的工程检测 目的: ( 1 ) 检测鉴定预制板梁的实际承载能
4、力和正常 使用性能; 收稿 日期 : 2 0 1 3 一 O 7 2 9 作者简 介 : 刘苗 ( 1 9 7 5 一) , 女 , 吉林九 台人 , 讲师 , 从事 桥梁 施 工检测研 究工作 。 ( 2 ) 评价预制混凝土板梁的总体施工质量; ( 3 ) 推测该批预制板梁的承载能力及正常使用 性能 。 3 试验检测方案 3 1 试验梁的选择 根据对 现场预制钢筋 昆 凝土成 品板梁 的外观 检测 ,挑选外观质量最差 的一片板梁进行试验检 测 、 分析与评估 。 3 2 试 验 理论 依 据 梁式桥为受 弯结构 ,在结构 自重 与设计荷 载 作用下 , 桥跨结构主要承受弯矩, 同时因横力弯曲
5、 而承受剪力。简支梁的最大弯矩出现在各跨跨中 区域 ( 正弯 矩 ) , 简支梁 的最不利受剪 区域约在各 支点处 1 4范围内。 预制板梁组成的桥跨结构 为简支结构 ,因而 其在成桥状态下 的受力模型是简 支梁模 型。由于 成桥状态下预制板梁仅为桥跨结 构的一个受力 单 元 , 各受力单元 间通过铰缝联结而协 同受力 , 因而 在成桥状态下预制板梁单元 的受力 与单 片简支板 梁 的受力方式存在 明显差异一板 梁构件与桥跨 结 构 的板梁单元受载边界约束条件不同。 为 了检测评价桥梁预制构件 在使 用荷 载作 用 下 的使用性能及实 际承载能力 ,只须对其施加 等 效试验荷载 ( 使预制构件
6、产生的理论荷 载效应 与 其作为桥跨结构板梁单元 、在设 计荷载作用下 产 生 的理论荷载效应相 同) , 通过观测板 梁预制构 件 在 等效试 验荷载作用 下的结构实 际荷 载反应 , 推 断其作为桥跨结构受力单元的结 构表现 ,评价 其 实际承载能力。 3 3 试验荷载的确定 根据试验相似理论和结构检测的 目的 ,采 用 载荷 ( 结构 控制 内力 ) 等效 的原则确定试验荷 载 。 通过分析计算作为桥跨结构受力单元 的板梁构件 在各种荷载 因素作用下 的截 面 内力 , 按照 内力 等 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3 年 1 1 月第 1
7、1 期 城市道桥 与防洪 桥梁结构 6 7 效的原则 ,确定受检试验梁所需施加的等效试验 荷载量值。 3 4 结构试验与分析方 法 对受检预制混凝 土板梁进行分级加 载 ,观测 与记录在各级试验荷载作用下受载板梁 四分点与 跨 中截面的应力 、支点及跨 中点 的变形 和梁体 的 裂纹状态 。 根据现行桥梁设计 规范 、桥梁设计 的相关理 论 , 对试 验测试结果进行 理论分析与评 价 , 进 而评 估结构总体施工质量,推测混凝土梁的实际承载 能力和使用耐久性 。 通过对试验梁体应力、 挠度及开裂状态分析 , 判断钢筋混凝 土梁的荷载表现 。 监测梁体结构应变和位移的测点布置位置见 图 1 。
8、9 L 4 截砸灏 I 点布赞 6 L 2 截面测点布鼹 l 0 l 1 2 l 6 7 1 8 膂 一 7 W - 8 3 L 4 截 面测点稚 鼹 图 1 梁体各 截面位移 、 应变 测点 图 3 5 试验荷载的确定 ( 1 ) 成桥状态下预制板梁跨中最大荷载弯矩值 根据试 验相似理论和结构检测 的 目的 ,采用 载荷 ( 结构控 制 内力 ) 等效 的原则 确定试验 荷载 。 通过分析计算作为桥跨结构受力单元的板梁构件 在各种荷载因素作用下的截面内力 ,按照内力等 效 的原则 ,确定受检试验梁所需施加 的等效试 验 荷载量值 。 一 般 ,桥跨结构承受的荷载分为:一期恒载 ( 桥梁 自重
9、 ) 、 二期恒 载( 水泥调平层 、 桥面铺装 、 栏 杆等 ) 、 活载( 汽车、 平板挂车 ) 、 其它荷载( 支座沉 降 、 温度 、 混凝土徐变 ) 。 因桥跨结构为简支受力结构 , 所 以 , 在成桥状 态下结构承受 的荷载为 : 一期恒载 ( 桥梁 自重 ) 、 二 期 恒载 ( 水泥 调平层 、 桥 面铺装 、 栏 杆等 ) 及活 载 ( 汽车 、 平板挂车 ) 三类荷载。 对受检预制板梁采用 与成桥 状态完全 相同的 支撑跨径 ,则受测试 验板梁所需施加 的试 验荷 载 应与成桥状态下该试验板梁 承担 的二期恒 载 ( 水 泥调平层 、 桥 面铺装 、 栏杆等 ) 效应 +活
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