简支梁静载试验讲解

简支梁静载试验方案

静载弯曲抗裂性试验是检验简支梁梁体质量最直接、最根本的方法。试验准备、实施均必须严格按照中华人民共和国铁道部部标《预应力砼铁路简支梁静载弯曲抗裂试验方法及评定标准》（TB/T2092-2003）执行。

一、简支梁在下列情况下应进行静载弯曲试验

1.1采用新结构、新材料、新工艺进行试生产时；

1.2生产条件有较大变动时；

1.3 出现影响承载能力的缺陷时；

1.4 交库资料不全或对资料发生怀疑时；

1.5 在正常生产条件下，每批60孔或连续三个月（三个月产量不

足60孔时）抽验一片。

1.6发放生产许可证或产品质量认证检验时，应对不同类别的简支梁各抽验一孔。抽样原则：按最不利原则一次抽取３孔（一孔为首次试验梁，两孔为加倍试验备用梁）。

二、试验所需设备、仪器及要求

2.1 静载试验在固定的试验台座上进行。

2.2 试验所用的试验台座、反力架、千斤顶、油泵、标准油压表等加力设备和计量仪器，•其工作能力控制在1.5～2.5倍最大试验荷载之间。

2.3试验所用的计量设备、仪器、仪表、钢卷尺等均经法定计量检定部门检定合格,且在有效期限内使用。

2.4 反力架的加载间距、千斤顶、油泵、压力表使用数量根据梁的跨度经计算确定。加载计算按部颁标准《预应力砼铁路简支梁静载弯曲抗裂试验方法及评定标准》（TB/T2092-2003）进行。加载数据由设计院

提供。

2.5 压力表精度0.4级，最小刻度值0.2MPa，最小表盘直径150mm，其表盘最大读数60MPa。

2.6试验梁体所用的支座与设计相符，梁两端支座高差不大于10mm，同一支座两侧，高差不应大于2mm。箱梁四支点不平整度不大于2mm。

试验所需设备、仪器表1

三、简支梁静载试验时间：在梁体砼承受全部预应力30天后进行，以使试验时外加荷载在跨中最下层预应力筋中所产生的最大应力不超过弹性极限。不足30天时由设计方检算确定。

四、千斤顶、主油表的校验

4.1 试验前必须将千斤顶和油表匹配，并在不低于三级的试验机上

进行标定。其校验方法是：将试验机油门封闭，然后向千斤顶充油，用千斤顶顶压力机的方式分级加载进行校正，重复三次，取匹配油压表上的读数平均值，按规定格式记录，并计算出千斤顶的校验回归方程。线性回归系数不小于0.999,并根据加载等级计算各级荷载下的表示值,各级荷载下应以压力表的表盘整读数（MPa）对应压力机的表盘读数（kN）。

4.2 分级加载的吨位不得大于最大控制荷载的10%，加载速度不大于3kN/s，标定荷载不小于加载最大值的1.1倍，且持荷10min。

4.3 千斤顶与油表匹配后的最大测读误差不得超过最大控制荷载的

0.5%。千斤顶的校正系数不得大于1.05•。

五、试验前的准备工作

5.1 梁两端支座的相对高差不大于10mm，同一支座两侧或同一端支座高差不大于2mm；箱梁四支点不平整度不大于2mm。

5.2在试验台纵向中心线上，标出与待试验梁支座中心线相符的位置，再安装支座，支座底下用砂垫平。

5.3 试验梁移入台座对中后，在梁顶标出腹板中心线作为梁体加载中心线，并根据加载点的布置要求标出加载点位置，安装加力架。

5.4 每一个加载点用砂垫平，上盖钢板，用水平尺量靠水平后，再安放千斤顶，千斤顶与加力横梁底的接触面加垫石棉垫。

5.5千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向位置偏差均不大于10mm,各千斤顶中心与加力架横梁中心纵横向偏差均不大于10mm。

5.6 试验梁加载前应将梁体表面清理干净，特别是梁体下翼缘，必要时应以清水洗净。然后采用10倍放大镜对梁体跨中两侧1/2跨度范围内的下缘和梁底面进行外观检查，对初始裂缝（表面收缩裂纹和表面损伤裂缝）及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。此时如发现梁体已存在裂纹，应经研究，确认为允许裂纹且在允许宽度以内，并以蓝色铅笔标出，以便区别。

5.7 在支座中心、跨中设置挠度观测点。

六、加载计算方法

6.1 荷载采用对称布置，根据加载图式计算a值：

对于32m梁等效集中荷载采用五点加载，跨中设一集中荷载，其余在其左右对称布置，各荷载纵向间距均为4m，横向每排采用3点加载如图1。

图1 加载图式

n

跨中弯矩：M=R×L/2-Σ P×X iＭ=P*a得出a＝Ｍ／Ｐ

i=1

式中：R－支点反力，kN；

L－计算跨度，m；

P－各加载点所施加的荷载，kN；

X i－各加载点至跨中距离，m；

a－相关系数（等效力臂），m。

6.2 计算未完成的应力损失值：

△σs=(1-η1)σL6+(1-η2)σL5

式中：σL6、σL5－分别为砼收缩徐变与钢筋松弛应力损失值，MPa；

η1、η2－分别为砼收缩徐变与钢筋松弛应力损失完成率。

6.3 计算未完成应力损失的补偿弯矩△M s：（kN·m)

△M s=△σs*A y(W o/A o+e o)*1000

式中：A y－跨中截面预应力钢筋截面面积，m2；

W o－对跨中截面下边缘换算截面抵抗矩，m3；

A o－跨中换算截面面积，m2；

e o－预应力合力中心至换算截面重心轴的距离，m。

6.4 计算基数级荷载跨中弯矩：

当防水层已铺设时：M ka=M d*k q/k p +△M s-M s

当防水层未铺设时：M ka=M d*k q/k p +△M s-M s+M f* k q/k p 式中：M d－道碴线路设备质量对跨中弯矩，kN·m；

M s－加载设备质量对跨中弯矩，kN·m；

M f－防水层质量对跨中弯矩，kN·m。

6.5 计算基数级荷载：P ka=M ka/a（kN）

6.6 计算各加载级下跨中弯矩：

当防水层已铺设时：

M k=k(M z+M d+M h+M f)*k q/k p+△M s-M z*k q/k p -M f*k q/k p-M s 当防水层未铺设时：

M k=k(M z+M d+M h+M f)*k q/k p+△M s-M z*k q/k p-M s