北京一T梁桥检测

图5.1 -1T梁分级加载挠度沿纵向分布曲线图
图5.1-2T梁分级加载弯矩－挠度曲线
由表5.1可见，在试验荷载作用下，跨中截面实测最大挠度值34.61mm，各测点挠度实测值均小于理论值，满载时挠度校验系数为0.800～0.874，挠度校验系数均在正常范围内。
卸载完毕后，结构恢复正常，残余变形较小，结合图5.1-2表明该桥处于线弹性工作状态，工作性能良好，具有较好的变形恢复能力，整体处于弹性工作状态，该桥结构刚度满足设计荷载要求。
⑵为保证试验安全，避免过载引起T梁损坏，试验车辆采取五级加载。事先计算各级荷载引起控制截面的应变与挠度，在该级荷载到位后，测量相关的应变和挠度，与计算值进行比较，按弹性力学原理，确认该级荷载产生的应力在计算估计的范围之内后，再进行下一级加载；
⑶每级荷载就位后约10分钟进行各项观测，在该级荷载使T梁的变形稳定后再进行下一级荷载的加载，卸载后约15分钟进行残余观测和调零，再继续下一工况。
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1工程概况
北京市顺义预应力构件厂预制预应力混凝土T梁，长32.0m，计算跨径31.20m，梁高1.60m，梁宽1.20m，梁体采用C50混凝土。该试验T梁为小龙河桥简支T梁桥中一片中梁。小龙河桥位于北京市顺义兴华路，跨越小龙河，为一跨32.0m简支T梁桥。该桥为斜桥斜角为85.75度。桥梁分为南北两幅，两幅桥宽均为24.5m。0.40m（桥面布置为栏杆）+3.0m（人行道）+6.0m（非机动车道）+3.0m(分隔带)+11.50m（机动车道）+0.6m（防撞栏）。每幅桥有14片T梁，T梁间距1.7m，梁高1.60m，边梁外悬臂为0.88m。T梁为预应力混凝土结构，按B类构件设计。桥梁下部结构为帽梁接桩基（柱式桥台）。该桥设计荷载为汽车：城A级，人群：4KN/m2。北京市顺义预应力构件厂为该桥梁进行T梁预制的工作。
《市政桥梁工程质量检验评定标准》(CJJ 2-90)；
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；
小龙河桥设计图纸；
国家建筑工程质量监督检验中心相关检验细则；
合同及与此次检测相关的技术文件和资料。
4检测内容
4.1控制截面及测点布置
16.86
19.29
0.874
4级加载
L/4办公室侧
20.81
25.91
0.803
L/2
29.24
37.77
0.774
3L/4场地侧
22.19
25.91
0.856
满载
L/4办公室侧
24.62
29.66
0.830
L/2
34.61
43.24
0.800
3L/4场地侧
25.34
29.66
0.854
根据挠度实测结果，绘制如图5.1-1所示的挠度沿梁纵向分布曲线，并与计算值进行比较。根据跨中挠度平均值及L/4、3L/4截面挠度与跨中弯矩绘制如图5.1-2所示的跨中弯矩－挠度曲线。
根据T梁结构形式，选择T梁跨中截面、L/4截面作为测试截面，测试的主要内容包括控制截面应变、挠度及裂缝观测。T梁测试截面位置示意图见图4.1-1，荷载试验测点布置图见图4.1-2~4.1-4所示。
图4.1-1T梁测试截面位置示意图(单位：m)
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图4.1-2试验T梁跨中截面应变测点布置示意图(单位：cm)
⑵在试验荷载作用下，试验截面各测点应力实测值基本小于理论值，跨中梁底实测最大拉应力为10.98Mpa，T梁腹板最大压应力为6.83Mpa。满载时应力校验系数为0.648～1.035，应力校验系数均在合理范围内。卸载完毕后，各测点应力最大相对残余较小，表明该桥工作性能良好，结构强度满足设计荷载要求。
⑶试验前对测试截面附近区域进行裂缝检查观测，均未发现可见裂缝；在各加载工况下，梁体没有新的可见裂缝出现，结构的抗裂性满足设计和规范要求。
委托单位(Client)
北京市顺义预应力构件厂
地址(ADD)
北京市顺义区
电话（Tel）
工程名称
(Name of engineering)
预应力混凝土T梁荷载试验
工程地点
(Place of engineering)
北京市顺义区
工程编号
（No.of engineering）
/
检验日期
（Sampling date）
表5.1跨中截面分级加载实测挠度及效验系数
项目
加载分级
测点部位
弹性变形
fe(mm)
计算值
fs(mm)
校验系数
η(fe／fs)
1级加载
L/4办公室侧
3.21
6.32
0.508
L/2
4.19
9.21
0.455
3L/4场地侧
3.62
6.32
0.573
续表5.1跨中截面分级加载实测挠度及效验系数
项目
加载分级
受北京市顺义预应力构件厂的委托，国家建筑工程质量监督检验中心对该T梁进行荷载试验，具体检测项目如下：
⑴T梁控制截面应力；
⑵T梁控制截面最大挠度及挠度纵向分布规律；
T梁裂缝观测；
⑷T梁振动测试
试验T梁实景见照片1。
照片1 T梁实景照片
2检测目的
按结构荷载试验方法，通过对T梁进行静力荷载试验及动力试验，检测控制截面应力、挠度、裂缝、频率等指标，以达到下述目的：
本小节及下小节的分析表格中，应变单位为με，应力单位为MPa，应力以受拉为正，受压为负。应变换算为应力的弹性模量取值3.45×104MPa；挠度的单位为mm，挠度以向下为正，向上为负；弯矩的单位为kN·m，梁下侧受拉为正，上侧受拉为负，试验内力及荷载效率见表4.3。
4.3.2T梁模型
T梁采用MIDAS CIVIL/2006有限元计算软件进行分析，共建立空间梁单元34个，节点35个，边界条件数量2个。
检验T梁的实际承载能力，评价其在设计使用荷载下的工作性能；
考察结构的整体变形规律和实际受力状态，判明结构的工作状况，为桥梁的后期施工提供依据；
⑶检验T梁动力特性。
3检测依据
《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（YC4-4/1982）；
《混凝土结构试验方法标准》（GB 50152—92）；
《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ 77-98)；
检测依据
《大跨径混凝土桥梁的试验方法》（YC4-4/1982）；
《混凝土结构试验方法标准》（GB 50152—92）；
《城市桥梁设计荷载标准》(CJJ 77-98)；
《市政桥梁工程质量检验评定标准》(CJJ 2-2008)；
《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004）；
荷载效率
1
跨中截面J1
2983.4
651.4
0.22
2
1317.8
0.44
3
1989.7
0.67
4
2672.4
0.90
满载
3060.0
1.03
注：本次荷载试验的控制荷载计算考虑了相关冲击效应，设计控制内力已扣除加载横梁产生的内力。
5检测结果
5.1挠度检测结果
对北京市顺义预应力构件厂预制预应力混凝土T梁试验控制截面进行了5级加载，主要测点的实测挠度与计算值的比较见表5.1。
小龙河桥设计图纸；
国家建筑工程质量监督检验中心相关检验细则；
合同及与此次检测相关的技术文件和资料。
（本页以下无正文）
检测结果
⑴在试验荷载作用下，跨中截面实测最大挠度值34.61mm，各测点挠度实测值均小于理论值，满载时挠度校验系数为0.800～0.874，挠度校验系数均在正常范围内。
卸载完毕后，结构恢复正常，残余变形较小，该桥处于线弹性工作状态，工作性能良好，具有较好的变形恢复能力，整体处于弹性工作状态，该桥结构刚度满足设计荷载要求。
⑵各级加载工况下，试验T梁各测试截面的实测挠度均小于计算值，跨中最大实测挠度增量为34.61mm。
⑶各级加载工况下，T梁各拉应力测点的实测应力均小于计算值，压应力实测值接近计算值。跨中截面底板混凝土实测最大拉应力增量为4.89Mpa，T梁腹板实测最大压应力增量为6.83Mpa。
⑷试验前后，梁体均没有发现可见裂缝出现，结构的抗裂性满足设计和规范要求。
工程概况
北京市顺义预应力构件厂预制预应力混凝土T梁，长32.0m，计算跨径31.20m，梁高1.60m，梁宽1.20m，梁体采用C50混凝土。该试验T梁为小龙河桥简支T梁桥中一片中梁。小龙河桥位于北京市顺义兴华路，跨越小龙河，为一跨32.0m简支T梁桥。该桥为斜桥斜角为85.75度。桥梁分（桥面布置为栏杆）+3.0m（人行道）+6.0m（非机动车道）+3.0m(分隔带)+11.50m（机动车道）+0.6m（防撞栏）。每幅桥有14片T梁，T梁间距1.7m，梁高1.60m，边梁外悬臂为0.88m。T梁为预应力混凝土结构，按B类构件设计。桥梁下部结构为帽梁接桩基（柱式桥台）。该桥设计荷载为汽车：城A级，人群：4KN/m2。北京市顺义预应力构件厂为该桥梁进行T梁预制的工作。
2010/6/11～6/12
抽样数量
（Sampling quantity）
见报告
检验
(Test)
项目（Item）
荷载试验
仪器
（Instruments）
位移计、应变式传感器、WDAS-JY无线数据采集仪等
依据（Reference
documents）
YC4-4/1982、JTG D060-2004、JTG D62-2004、CJJ 77-98等
4.3.4试验内力及荷载效率
该试验T梁以设计活载和桥梁二期恒载产生的T梁跨中最大弯矩作为试验控制内力，进行荷载试验。按内力等效原则，分五级加载，使控制截面的试验荷载效率达满足试验方法的要求。试验内力及荷载效率表见表4.3.4。
表4.3.4试验内力及荷载效率
分级加载
控制截面
设计控制
内力（kN·m)
试验荷载内力（kN·m)
⑷T梁实测一阶竖向自振频率为3.54Hz、二阶竖向自振频率为12.91，理论计算一阶竖向自振频率为3.28Hz，二阶竖向自振频率为12.85Hz。实测值大于理论值，实测值与理论值的比值分别为1.08、1.01，一阶竖向振型的阻尼比为0.0126，属小阻尼振动。
检测结论
⑴本次T梁试验的荷载效率为1.03，其试验结果能反映T梁的实际工作状况。
测点部位
弹性变形
fe(mm)
计算值
fs(mm)
校验系数
η(fe／fs)
2级加载
L/4办公室侧
8.68
12.78
0.679
L/2
12.08
18.62
0.649
3L/4场地侧
9.45
12.78
0.739
3级加载
L/4办公室侧
16.46
19.29
0.853
L/2
23.19
28.12
0.825
3L/4场地侧
图4.1-3试验T梁L/4截面、3L/4截面应变测点布置示意图(单位：cm)
说明：图中“”标记为混凝土表面纵向应变测点。
图4.1-4T梁挠度测试截面位置示意图
图4.1-5T梁挠度截面测点布置示意图(单位：m)
说明、“”标记为挠度测点，采用位移计测试。
4.2检测仪器
试验中应变用WDAS-YB电阻应变式传感器、WDAS-JY无线数据采集系统及便携式计算机进行采集；挠度采用位移计进行测试，WDAS-JY无线数据采集系统及便携式计算机进行采集；静载试验检测系统如图4.2-1~4.2-2所示。
5.2挠度检测结果
根据应变检测结果及材料的弹性模量理论值换算测点应力。T梁测点的实测应力与计算值的比较见表5.2，图5.2为跨中截面各测点的实测应力与跨中弯矩的关系曲线。
图4.2-1挠度检测系统组成框图
图4.2-2应变检测系统组成框图
4.3试验内力及荷载效率
利用通用有限元软件MIDAS/Civil 2006对T梁截面特性及静载试验内力进行计算与分析。
4.3.1T梁主要技术指标
⑴计算跨径：L=31.20m；
⑵二期恒载：T梁湿接缝、桥面铺装、人行道板及护栏。
⑶活载：城—A级，人群4.0kN/m2。
图4.3.2T梁计算模型
4.3.3试验加载方式
本次试验采用液压千斤顶、反力架进行加载，通过压力传感器示值进行分级加载控制。采用两点的方式进行加载，加载示意图见图4.3.3。
图4.3.3T梁加载示意图
为达到试验数据稳定和试验安全目的，根据经验对加载程序作如下安排：
⑴在试验开始前，先加载至60%，持荷15分钟，然后卸载，以消除部分残余应力，起到使试验数据稳定的效果；
表52跨中截面分级加载实测应力及效验系数工况及测点部位弹性应力empa计算应力smpa校验系数11418406200931840505152140108606906310950310920337085169050320432406302073240639l34场地侧14518407881071840582续表52跨中截面分级加载实测应力及效验系数工况及测点部位弹性应力empa计算应力smpa校验系数22337305981993730534300284105613112810230571850308173342050640865506234236550646l34场地侧2613730700220373059038356306803555630631440429102619319310001472800525329516063867898906867059890713l34场地侧41456307353755630666本页以下无正文续表52跨中截面分级加载实测应力及效验系数工况及测点部位弹性应力empa计算应力smpa校验系数5177570683487757064358857610212622591012181376048143369306259131328068895013280715l34场地侧51175706755287570697满载601866069456986606576836601035297296100319543004534867940612103715200682109815200722l34场地侧56186606485968660688本页以下无正文500100015002000250030003500弯矩knml4应力l2应力3l4应力图52梁分级加载弯矩应力曲线由表52及图52可见试验荷载作用下试验截面各测点应力实测值基本小于理论值跨中梁底实测最大拉应力为1098mpat梁腹板最大压应力为683mpa
⑸T梁实测一阶竖向自振频率为3.54Hz、二阶竖向自振频率为12.91，实测值均大于理论值，实测值与理论值的比值分别为1.08、1.01，一阶竖向振型的阻尼比为0.0126，属小阻尼振动。
综上所述，对北京市顺义预应力构件厂预制预应力混凝土T梁（中梁）荷载试验的结论意见为：试验T梁在设计荷载作用下的工作状态正常，承载力满足设计要求。