预应力箱梁静载试验研究

覃 婷

南宁市桂鹏工程检测有限公司，广西 南宁 530021

1 工程概况

某高速铁路箱梁全长31.5m，梁身混凝土等级为C50，混凝土弹性模型为3.55×1010Pa，截面类型为单箱单室简支箱梁，底板分别向内、外侧加厚，腹板局部与梁端顶板向内侧加厚。

2 试验前准备

试验加载基数值根据梁体设计资料、试验前根据加载布置情况和试验时梁体未完成预应力损失值确定，然后根据加载系数K计算对应的各级加载吨位并换算成相对应的油压读数作为加载依据。加载计算要按箱梁静载试验规范规定的相关方法计算，并给出详细的计算书，并经再次验算后方可用于指导试验并存档保存。当桥梁在台座上安装就位完好之后，即可划线将各千斤顶安装位置定出来，具体作法是：

1）先用分中规找出梁的纵向轴线，延长至梁顶面，作为静载试验千斤顶放点的控制线；

2）纵向中心线画定之后，找出跨中位置，即可从跨中往两端各距4m及8m距离放样，将所有千斤顶的安装位置定出来。在每个千斤顶点位处铺一层约2cm～4cm厚的河砂，在其上平放一块600mm×600mm×20mm的钢板，用水平尺调平之后在其上安装千斤顶；

3）加载前采用放大镜对梁体跨中两侧0.5倍跨度范围内的底面进行混凝土初始裂纹检查，初始裂纹的形成主要是因为混凝土表面收缩或表面损伤而造成，采用蓝色铅笔沿初始裂纹方向标记；

4）梁体挠度测量部位应在两侧支座和跨中支撑线上，挠度测量采用百分表，其支架应固定牢靠，且不应受加载时试验台座变形的影响；

5）其它准备

（1）安装油表接通油路，检查百分表与千斤顶的配套情况，通过试运转检查设备状态是否完好；

（2）在桥梁两侧的跨中及两端支座支撑线处安装好百分表；

（3）先将千斤顶加载至2MPa状态，检查反力架的正常使用情况；

加载时出现的裂纹，采用红颜色的笔描出，以便区别。

3 试验方法及步骤

图1 静载箱梁加载示意图

1）梁的加载分两阶段进行，以加载系数K表示加载等级的程序如下：

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3min 3min 3min 3min 20min 1min 1min 10min第二加载循环初始状态→基数级→0.70→0.80→静活载级→1.00→1.05→1.10→初始状态20min 1min 1min 1min 1.15→3min 3min 3min 3min 5min 5min 5min 5min 1.20→ 1.10→ 静活载级→基数级→

2）在荷载保持的加载阶段，加载人员应密切注意油压的大小，对油压变化过大时，应随时校正。加载和卸载速度均不宜过快，加、卸载速度控制在0.2MPa/s以内；

3）每级加载后均应仔细检查梁体底部是否有新的裂纹或旧的裂纹扩展出现。如出现新裂纹或旧裂纹的扩展，采用红铅笔标记裂纹的扩展方位，并在旁边注明荷载等级，量测裂纹宽度。

4）每级加载后均应测量两侧支座和跨中支撑线的挠度，已同一截面的两侧平均值分别作为相应截面的支点沉降量或竖向位移量。荷载下的实测挠度值等于跨中截面的竖向位移量减去支座沉降影响量；

5）在试验前和试验过程中，需设置专门的安全负责人对各项操作进行安全检查，防止发生事故；

6）及时填写试验记录。

4 试验结果评定标准

静活载级下实测挠度值减去基数级下实测挠度值为实测静活载挠度值（f实测）。其合格评定标准：f实测≤1.05（f设计/ψ），ψ为加载挠度修正系数，一般取为0.9957。在Kf =1.2加载等级下保持荷载不变20min，下翼缘侧面（包括倒角、圆弧过渡段）的受力裂纹未延伸至梁底边或梁体下缘底面未发现受力裂纹，则评定为抗裂合格。

当在最大加载等级的持荷时间内，梁体下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边或下缘底面发现受力裂缝，持荷20min后，分级卸载至静活载等级，再按加载程序重新加载至最大加载等级。重新加载至最大加载等级过程中裂纹张开，即评定在该加载等级下抗裂不合格。

当在某加载等级下（最大加载等级除外）的持荷时间内，梁体下缘底面发现受力裂缝延伸至梁底边，然后按加载程序规定加至后一级荷载的持荷时间内，受力裂缝延长或在上述部位又出现新的受力裂缝，即评定在该加载等级与前一级加载等级的平均加载等级下抗裂不合格。

当加载至后一级加载等级的过程中，梁体下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边或下缘底面出现受力裂缝，按加载程序规定加至后一级加载等级的持荷时间内，在上述部位又发现新的受力裂缝或受力裂缝延长，即评定在该加载等级下抗裂不合格。梁体竖向刚度和抗裂合格，评定该梁静载弯曲试验合格，否则不合格。若该梁静载弯曲试验评定为不合格，应对备用梁进行静载弯曲试验。两片备用梁静载弯曲试验均合格，仍可评定为该批梁静载弯曲试验合格（该静载弯曲试验不合格梁除外）。若加倍抽样静载弯曲试验仍有不合格，则应对本批梁逐片进行静载弯曲试验。

5 结论

本工程静载试验方案的研究及成功实施，使得确定铁路箱梁安全度及可靠度的方法方便快捷，一般静载试验从准备到实施不超过二天时间，而且数值准确可靠，各工序均在可控范围。

[1]刘吉士.桥梁施工百问[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2]向中富.桥梁施工控制技术[M].北京：人民交通出版社，2001.