預應力箱梁靜載試驗研究

覃 婷

南寧市桂鵬工程檢測有限公司，廣西 南寧 530021

1 工程概況

某高速鐵路箱梁全長31.5m，梁身混凝土等級為C50，混凝土彈性模型為3.55×1010Pa，截面類型為單箱單室簡支箱梁，底板分別向內、外側加厚，腹板局部與梁端頂板向內側加厚。

2 試驗前準備

試驗加載基數值根據梁體設計資料、試驗前根據加載布置情況和試驗時梁體未完成預應力損失值確定，然后根據加載系數K計算對應的各級加載噸位并換算成相對應的油壓讀數作為加載依據。加載計算要按箱梁靜載試驗規范規定的相關方法計算，并給出詳細的計算書，并經再次驗算后方可用于指導試驗并存檔保存。當橋梁在臺座上安裝就位完好之后，即可劃線將各千斤頂安裝位置定出來，具體作法是：

1）先用分中規找出梁的縱向軸線，延長至梁頂面，作為靜載試驗千斤頂放點的控制線；

2）縱向中心線畫定之后，找出跨中位置，即可從跨中往兩端各距4m及8m距離放樣，將所有千斤頂的安裝位置定出來。在每個千斤頂點位處鋪一層約2cm～4cm厚的河砂，在其上平放一塊600mm×600mm×20mm的鋼板，用水平尺調平之后在其上安裝千斤頂；

3）加載前采用放大鏡對梁體跨中兩側0.5倍跨度范圍內的底面進行混凝土初始裂紋檢查，初始裂紋的形成主要是因為混凝土表面收縮或表面損傷而造成，采用藍色鉛筆沿初始裂紋方向標記；

4）梁體撓度測量部位應在兩側支座和跨中支撐線上，撓度測量采用百分表，其支架應固定牢靠，且不應受加載時試驗臺座變形的影響；

5）其它準備

（1）安裝油表接通油路，檢查百分表與千斤頂的配套情況，通過試運轉檢查設備狀態是否完好；

（2）在橋梁兩側的跨中及兩端支座支撐線處安裝好百分表；

（3）先將千斤頂加載至2MPa狀態，檢查反力架的正常使用情況；

加載時出現的裂紋，采用紅顏色的筆描出，以便區別。

3 試驗方法及步驟

圖1 靜載箱梁加載示意圖

1）梁的加載分兩階段進行，以加載系數K表示加載等級的程序如下：

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3min 3min 3min 3min 20min 1min 1min 10min第二加載循環初始狀態→基數級→0.70→0.80→靜活載級→1.00→1.05→1.10→初始狀態20min 1min 1min 1min 1.15→3min 3min 3min 3min 5min 5min 5min 5min 1.20→ 1.10→ 靜活載級→基數級→

2）在荷載保持的加載階段，加載人員應密切注意油壓的大小，對油壓變化過大時，應隨時校正。加載和卸載速度均不宜過快，加、卸載速度控制在0.2MPa/s以內；

3）每級加載后均應仔細檢查梁體底部是否有新的裂紋或舊的裂紋擴展出現。如出現新裂紋或舊裂紋的擴展，采用紅鉛筆標記裂紋的擴展方位，并在旁邊注明荷載等級，量測裂紋寬度。

4）每級加載后均應測量兩側支座和跨中支撐線的撓度，已同一截面的兩側平均值分別作為相應截面的支點沉降量或豎向位移量。荷載下的實測撓度值等于跨中截面的豎向位移量減去支座沉降影響量；

5）在試驗前和試驗過程中，需設置專門的安全負責人對各項操作進行安全檢查，防止發生事故；

6）及時填寫試驗記錄。

4 試驗結果評定標準

靜活載級下實測撓度值減去基數級下實測撓度值為實測靜活載撓度值（f實測）。其合格評定標準：f實測≤1.05（f設計/ψ），ψ為加載撓度修正系數，一般取為0.9957。在Kf =1.2加載等級下保持荷載不變20min，下翼緣側面（包括倒角、圓弧過渡段）的受力裂紋未延伸至梁底邊或梁體下緣底面未發現受力裂紋，則評定為抗裂合格。

當在最大加載等級的持荷時間內，梁體下緣側面受力裂縫延伸至梁底邊或下緣底面發現受力裂縫，持荷20min后，分級卸載至靜活載等級，再按加載程序重新加載至最大加載等級。重新加載至最大加載等級過程中裂紋張開，即評定在該加載等級下抗裂不合格。

當在某加載等級下（最大加載等級除外）的持荷時間內，梁體下緣底面發現受力裂縫延伸至梁底邊，然后按加載程序規定加至后一級荷載的持荷時間內，受力裂縫延長或在上述部位又出現新的受力裂縫，即評定在該加載等級與前一級加載等級的平均加載等級下抗裂不合格。

當加載至后一級加載等級的過程中，梁體下緣側面受力裂縫延伸至梁底邊或下緣底面出現受力裂縫，按加載程序規定加至后一級加載等級的持荷時間內，在上述部位又發現新的受力裂縫或受力裂縫延長，即評定在該加載等級下抗裂不合格。梁體豎向剛度和抗裂合格，評定該梁靜載彎曲試驗合格，否則不合格。若該梁靜載彎曲試驗評定為不合格，應對備用梁進行靜載彎曲試驗。兩片備用梁靜載彎曲試驗均合格，仍可評定為該批梁靜載彎曲試驗合格（該靜載彎曲試驗不合格梁除外）。若加倍抽樣靜載彎曲試驗仍有不合格，則應對本批梁逐片進行靜載彎曲試驗。

5 結論

本工程靜載試驗方案的研究及成功實施，使得確定鐵路箱梁安全度及可靠度的方法方便快捷，一般靜載試驗從準備到實施不超過二天時間，而且數值準確可靠，各工序均在可控范圍。

[1]劉吉士.橋梁施工百問[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]向中富.橋梁施工控制技術[M].北京：人民交通出版社，2001.