静载试验方案

组合箱梁负弯矩区静载试验方案

1实验目的

1.研究组合箱梁负弯矩区截面的静力性能

2.研究不同混凝土强度、剪力连接度和纵筋配筋率对负弯矩区栓钉的静力性能的影响，分析上诉因素对栓钉承载力，刚度的影响。

3.确定栓钉在负弯矩作用下混凝土开裂下情况下的破坏形式，与混凝土板的相互作用。

2试件设计、制作

2.2试件材料

本试验采用C30商品混凝土

钢箱梁采用Q235钢材，焊缝采用半自动CO2气体保护焊，焊缝高度6mm；钢梁设置5道横隔板，板厚8mm，钢箱梁底设置通长纵向加肋筋，尺寸50x10.详细尺寸如图

栓钉直径13mm，长度50mm，材质为4.6级栓钉，栓钉间距取100.

纵向钢筋为三级，14；横向分布筋采用一级，6。

2.2试件设计

本次试验设计7榀钢-混凝土简支组合箱梁进行静力性能试验研究。编号依次是FSCF1~FSCB7，试验试件设计主要考虑一下三个因素：

A）栓钉间距

B）纵向配筋率ρ=A(s)/bh

C）在箱梁内浇筑混凝土，增加其抗压强度和箱梁的稳定性：箱梁内浇筑10公分厚混凝土，并布置纵筋构造钢筋辅助受力，用栓钉讲混凝土与箱梁连接。

表中长度单位均为mm

6榀简支组合梁在反向荷载作用下的试验，除栓钉间距和纵向配筋率方面有所不同外，其余参数均相同。基本试件的断面尺寸图及混凝土板配筋图见图

图2.1 组合箱梁纵向剖面图

试件编号 FSCB-1 FSCB-2 FSCB-3 FSCB-4 FSCB-5 FSCB-6

跨度 2000 2000 2000 2000 2000 2000

砼板 宽度 650 650 650 650 650 650

厚度 70 70 70 70 70 70

钢

箱梁 上翼缘 60x8 60x8 60x8 60x8 60x8 60x8

底板 256x8 256x8 256x8 256x8 256x8 256x8 腹板 160x8 160x8 160x8 160x8 160x8 160x8

横隔板 6 6 6 6 6 6

加劲肋 50x6 50x6 50x6 50x6 50x6 50x6

栓钉 直径 Φ13 Φ13 Φ13 Φ13 Φ13 Φ13 间距 100 75 50 100 100 100 数量 36 54 72 36 36 36

剪力连接度 1 1.5 2 1 1 1

纵筋数量 10Φ 14 10Φ 14 10Φ 14 10Φ 14 10Φ 14 10Φ 14

纵向配筋率 3.38% 3.38% 3.38% 4.40% 6.76% 3.38%

横向配箍率 0.54% 0.54% 0.54% 0.54% 0.54% 0.54%

图2.2 组合梁基本试件混凝土板配筋图

图2.3 加横隔板处组合箱梁横截面图

3试验方法

本次试验采用同时跨中反向集中加载，加载试验方案如图3.1所示。千斤顶在跨中由下向上加载。梁两端下部支座为加载前支撑梁使用，加载后与构件脱离不影响试验，梁梁端上部支座一端为铰支座（不可滑动辊轴），一端为简支座（可滑动辊轴）。加载采用油压千斤顶，并在千斤顶与钢梁底面板之间设置压力传感器来量测荷载的大小。

图3.1组合梁试验加载装置示意图

3.2试验加载方式

静载试验加载由0kN开始，加载等级为10kN，记录各级荷载对应的测点数据，并记录混凝土板上裂缝以及对应的裂缝宽度和试验现象（声音等），连续缓慢加载，直至梁破环。

3.3测点布置与数据采集

（1）荷载：试件梁跨中加载点处采用500kN力传感器量测荷载值，并从电子读数仪读出。

（2）挠度和位移：挠度能反映构件的整体工作性能，在梁的跨中、两个边支座的位置布置百分表测量跨中挠度和支座竖向位移。

（3）滑移：为了测得组合梁中钢梁和混凝土梁之间的相对滑移，沿梁长在梁的跨中、四分之一、四分之三跨度、两个边支座处布置滑移千分表进行测量和记录。（4）应变测点：

1、混凝土应变：在混凝土板顶沿梁长方向布置3个测点，分别位于梁四分之一处、跨中、四分之三处，混凝土板厚方向布置3片应变片分别位于混凝土板顶、混凝土板厚中间处和混凝土板底

2、钢筋应变：在梁跨中截面位置附近任选两根钢筋，沿钢筋长度反向粘帖3x5 mm的纸基应变片测量钢筋的平均拉压应变

3、钢梁应变：在钢箱梁底板位置分别均匀布置两个一边片；沿钢梁腹板两侧各布置3个应变测点，分别位于梁四分之一处、跨中、四分之三处。

图3.2钢梁应变设置示意图

（5）栓钉的抗剪承载力

为了得到栓钉连接件在钢-混凝土组合梁中的实际抗剪承载力，对钢-混凝土组合梁试件中栓钉的抗剪能力进行了间接量测。通过测量位于剪跨中间段的栓钉连接件之间钢梁截面的应变，根据平截面假定和钢材的应力应变关系可以求出这些截面的拉力，再由隔离体的平衡条件得到第i号栓钉所承受的实际剪力Vui为

Vui=Ti-Ti+1

4极限承载力

根据《钢-混凝土组合结构设计规范》，计算结合已知试验结果得到该试验箱梁的极限承载力约为400kN