32m箱梁静载试验方案

中铁X局集团XX客运专线XXTJ II标2号制梁场32m箱梁静载试验方案
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中铁X局集团桥梁制造有限公司长沙制梁分场
目录
一、静载试验依据 (1)
二、试验条件及准备 (1)
三、静载试验加力点布置 (1)
四、静载试验工装设备体系 (2)
1、静载试验台座端部桩基础 (2)
2、重力式静载试验台基础设计 (3)
3、重力式地锚 (4)
4、加力架上横梁 (4)
五、静载试验要求及加载程序 (7)
六、评定标准 (8)
七、静载试验记录和试验报告 (9)
八、安全及防护措施 (10)
附件：静载试验计算书 (11)
一、计算依据 (11)
二、试验梁基本数据表 (12)
三、设计院提供静载试验参数 (12)
四、加载图式 (13)
五、计算相关系数α (13)
(13)
六、未完成应力损失的补偿弯矩s M
七、加载设备对跨中产生的弯矩Ms (14)
八、计算各级加载对跨中弯矩和荷载值 (15)
附图1：静载试验台座基础桩配筋图 (17)
附图2：静载试验台座配件加工图 (18)
附图3：静载试验台座组装图-1 (19)
附图4：静载试验台座组装图-2 (20)
附图5：静载试验台座工程数量表 (22)
32m简支箱梁静载试验方案
一、静载试验依据
《预应力混凝土铁路简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》（TB/T 2092-2003）。

二、试验条件及准备
1、简支梁在梁体终张拉30d以后方可进行静载试验；
2、试验台座满足TB/T2092-2003要求；
3、试验反力架设计满足要求；
4、试验设备满足TB/T2092-2003要求；
三、静载试验加力点布置
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，各级加载荷载见附件静载试验计算书，加载图示如图1。

图1 加载图式（单位：m）
四、静载试验工装设备体系
1、静载试验台座端部桩基础
采用北侧第二排东方向第一个台座作为试验台座，梁体自重与加载力（110t×10）总和达2000t，每个支点单独承载500t，为满足静载试验要求，对静载试验台座端部桩基进行加深加大，取φ1.5米钻孔桩，桩长25米。

计算如下：
端部桩基础承载力计算：
桩底最大反力N=5000KN。

单桩承载力标准值按下式确定：[P]=1/2(UΣLτP+AσR)
其中，U—桩身周长；
L-局部冲刷线以下有效长度
τP—桩壁土的平均极限承载力；
A—桩底面积；
σR—桩尖处土的极限承载力。

取该处地质勘探报告地基各项数据进行计算:
端部桩基承载力计算
注：<<公路桥涵地基与基础设计规范>>(JTJ024-85)
承载力标准值为7774.0KN＞5750KN,满足要求！
2、重力式静载试验台基础设计
2.1、设计参数
①加力架设计安全系数1.4;
②锚锭安全系数1.2；
③设计力140×10×1.5=2100t;
④混凝土单位重量:2.4 t/m3;
⑤精扎螺纹钢参数:Φ32、延伸强度≥830Mpa，截面积804.2mm2,抗拉强度≥1030Mpa(天津市天铁轧二钢有限公司企业技术标准);
⑤连接器YGL连接器材质为40Cr,长度160mm,最大直径60mm;
2.2、32m静载试验加力架
加力架预埋件及拉杆为精扎螺纹钢，横梁为型钢组拼件，具体详见32m 静载试验加力架图。

2.2.1、传力杆
加力架上横梁与地锚间采用4根φ32精扎螺纹作为传力杆，传力杆与地锚中预埋筋用精扎螺纹钢连接器连接，上部采用φ32精扎螺纹钢预应力螺母体系锚固于双榀［32分配梁上。

①拉杆强度检算
每个点采用4根Φ32精扎螺纹钢,可承受拉力为
4×830×804.2=267 t
每个点受力为110t
267/110=2.4＞1.4
②连接器检算
连接器材料为40Cr强度大于精扎螺纹钢,不作检算。

3、重力式地锚
3.1 32m静载试验台基础
基础形式为扩大基础,每个加载点有效自重范围为
5*4*3.8*2.4=182.4/110=1.66，具体图示详见32m静载试验台座基础图。

4、加力架上横梁
加力架上横梁采用六排单层加强型贝雷桁架梁，梁长18m，每组桁架梁共由36片加强型贝雷片组成，每排贝雷桁架之间采用自制支撑架连接，以
增强整组桁架梁的横向稳定性。

试验加载部位上横梁采用双榀［32作为分配梁使各排桁架均匀承载，传力杆上锚亦采用双榀［32作为分配梁。

① 销子抗剪计算：
销子抗剪：N T =200kN ×4.1m/1.5m=547KN 容许剪力：30铬锰钛合金钢； 屈服应力：1300kg/cm 2(1300pa)
α=2（π/4）×D 2〔r 〕=2×（π/4）×4.952×0.45×1300 =2250KN ＞N T =547KN ②、最大挠度计算： 非弹性挠度：f 0=d ∑=n
i 1sin （
2
1
-n ）a f 0—非弹性挠度（cm ）；
d —桁架拼装单位的长度（cm ）； n —每跨的桁架拼装单位数；
a —相邻两跨拼装单位之间由锚具间隙产生的； 相对转角（弧度）， a=2×
h
L
∆ 式中：ΔL —单销为销孔之间的间隙（mm ）； h —桁架拼装单位的高度（mm ）；
反力架度为14.4m 2，按5个桁架单位组成，即n=5，d=3m ，
h=1.5m ，单销与销孔之间的间隙取ΔL=1mm 。

α=
m
5.1mm
12⨯=0.001333 代入公式：f 0=2.0cm 桁架由活载引起的弹性挠度用B 、C 卡秋林公式计算： f=
EI 3845〔1+（tg φ1+ctg φ1）×20h 〕×（1.61-0.3352
h ）Kdf f= 桁架由活载引起的弹性挠度（cm ）； l —桁架的计算跨度（m ）；
h 0—桁架在支座处的计算高度（m ）； h —桁架的计算高度（m ）；
φ1—跨中斜杆与垂直线之间的夹角（°）； E —桁架所用材料的弹性模量（Kgf/cm 2） I —桁架截面的惯性矩；I=577434 cm 4 Keg —活载的等挠度等代荷载（Kgf/cm ）
桁架跨度l=15m ，桁架在支座的计算高度h=1.5m ，跨中斜杆与垂直线的夹角=45°，钢材的弹性模量E=26cm /g 101.2K ⨯，单排单层加强桁架截面惯性矩I=577434 cm 4，活载等挠度等代荷载Keg=8*4.5*（1100/6）/152=29.3 Kgf/cm 2。

将这些数据代入上式；
f= K 57734cm /g 101.2384101552
68
4⨯⨯⨯⨯｛〔1+（1+1）×155.1〕〔1.61-0.335〕｝29.3Kgf/cm =577434
1.23843
.2953.11015524　⨯⨯⨯⨯⨯⨯=2.43cm
总挠度=f 0+f=2.0+2.43=4.43cm
五、静载试验要求及加载程序
1、箱梁四支点不平整度不大于2mm ，支座安装后的实测梁跨度应符合标准要求。

2、试验梁移入台座对中后，在梁顶标出腹板中心线作为梁体的加载中心线，并在每一加载点铺设砂垫层（找平）及钢座板。

钢座板用水平尺找平后，移入千斤顶。

3、各千斤顶中心与梁顶加载中心线纵横向偏差均不应大于10mm ；各千斤顶中心与反力架横梁中线纵横向偏差均不应大于10mm ，且应垫实两者之间的空隙。

4、出顶至横梁到位，检查千斤顶的垂直度。

5、加载前用10倍放大镜在梁体跨中两侧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（表面收缩裂缝和表面损伤裂缝）及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。

6、试验梁静载试验前应在跨中及支座中心两侧安装百分表（测量挠度），百分表放置在特制的平台上，以免受加载时试验台座变形的影响。

7、试验前应仔细核查原始资料、记录表格、设备状态、加载位置等。

8、加载程序
8.1、试验梁的加载分两个循环进行。

以加载系数k表示加载等级，加载系数k是加载试验中梁体跨中承受的弯距与设计弯距之比。

试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态；基数级下梁体跨中承受的弯距指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯距之和。

8.2、各循环的加载等级：
第一加载循环：初始状态→基数级(3min)→0.60(3min)→0.8(3min)→静活载级(3min)→1.00(20min)→静活载级(1min)→0.60(1
min)→基数级(1 min)→初始状态(10 min)
第二加载循环:初始状态→基数级(3min)→0.60(3min)→0.8(3min)→静活载级(3min)→1.00(5min)→1.05(5min)→1.10(5min)→
1.15(5min)→1.20(20min)→1.10(1min)→静活载级(1min)
→0.60(1min)→基数级(1min)→初始状态
当在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载。

验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始。

验证加载静活载级(5min)→1.00(5min)→1.05(5min)→1.10(5min)→1.15(5min)→1.20(5min)→1.10(1min)→静活载级
(1min)→0.60(1min)→基数级(1min)→初始状态
六、评定标准
6.1、梁体刚度合格的评定
实测静活载挠度值（f实测）为静活载级下实测挠度值减去基数级下实测挠度值。

实测静活载挠度值合格评定标准：f实测≤1.05（f设计/ψ）。

6.2、梁体抗裂合格的评定
在K=1.20加载等级下持荷20min，梁体下缘底面未发现受力裂缝或下缘侧面（包括倒角、圆弧过渡段）的受力裂缝未延伸至梁底边，评定梁体抗裂合格。

6.3、梁体不合格的评定
当梁体的刚度不能满足5.1的要求或梁体抗裂不能满足5.2的要求，评定梁体不合格。

七、静载试验记录和试验报告
7.1、静载试验记录的主要项目包括：
a)试验梁、支座、试验装备、设备、仪器安装记录；
b)千斤顶与油压表配套标定记录；
c)各级加载数值级加载事件记录；
d)支座沉降和跨中竖向位移测量及挠度记录；
e)裂缝部位、裂缝宽度与荷载等级关系记录；
7.2、静载弯曲试验报告主要内容包括：
a)检验单位和受检企业名称；
b)受检产品型号和规格；
c)检验类别；
d)检验日期；
e)检验项目和检验依据；
f)抽样办法和抽样数量；
g)试验设备和仪器、仪表；
h)加载图示和加载程序；
i)检验结果、评定标准和检验结论；
j)检验报告审批签章；
八、安全及防护措施
8.1、吊装应由专人指挥，按规程操作，注意安全；吊装千斤顶时梁下禁止站人；
8.2、高压油路和电路应符合有关要求；
8.3、仪器、仪表和电器应有防雨、防晒条件。

附件：静载试验计算书
一、计算依据
TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》
时速350公里客运专线铁路无碴轨道32m双线简支梁静载试验数据（无声屏障）
二、试验梁基本数据表
三、设计院提供静载试验参数
四、加载图式
P P P P P
图4.1 32m 梁静载加载图式
五、计算相关系数α
支点反力： P P R 52/10==
跨中弯矩： P P P P X P RL M i i 75.5482422/5.3152/=⨯-⨯-⨯=-=∑ 得：75.54/75.54/===P P P M α 六、未完成应力损失的补偿弯矩s M ∆
按TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路简支梁静载弯曲试验方法及评
定标准》附录表A.1，可查得40d 混凝土收缩、徐变预应力损失σL6的完成率43.01=η ，钢筋松弛应力损失σL5的完成率000.12=η。

则：
MPa
L L s 018.5075.14)000.11(75.87)43.01()1()1(5
261=⨯-+⨯-=-+-=∆σησησ
()()m
KN e A W A A M g y s s •=⨯+⨯+⨯=⨯++⨯∆=∆717.3907106199.199648.8/588993.5003486.0018.5010)/)((33
000σ 七、加载设备对跨中产生的弯矩Ms
静载试验采用初张拉用的YCD-250型千斤顶，每个千斤顶重
Kg g 0.2601=，千斤顶下部支垫一500mm ×500mm ×20mm 的钢板，钢板下
部采用铺垫黄砂调平钢板，黄砂按50mm 厚计，则钢板重Kg g 25.392=，黄砂重Kg g 0.303=，每个加载点加载设备自重施加荷载为：
KN g g g g P g 29.3101025.329)(3321=⨯⨯=++=-
Pg
Pg Pg Pg Pg
则加载设备自重产生的支点反力： g g b a P P R R 52/10=== 加载设备自重对梁体跨中产生的弯矩为：
m
KN P P P P X P L R M g g g g i gi a s •=⨯==⨯-⨯-⨯=-=∑13.18029.375.5475.548
2422/5.3152/
八、计算各级加载对跨中弯矩和荷载值
1、基数级下跨中弯矩和荷载值
计算基数级下跨中弯矩时，按防水层已铺设工况进行计算，则：
m
KN M M M M M f
s s d ka •=+-+=+-∆+=1.216500128.180717.390751.17922 故：KN M P ka ka 436.39575.54/1.21650/===α 2、计算静活载级下的荷载等级K b
963
.00
51.1792295.3122075.241640
51.1792295.31220127.1/75.24164)1/(=++++++=
+++++++=f
d z h f
d z h b M M M M M M M M K μ
3、各级加载级下跨中弯矩和加载值 跨中弯矩和加载值按下式计算：
s
p q f p q z p s p q f h d z k M K K M K K M K M K K M M M M K M ---∆++++=////)(α/k k M P =
附图1：静载试验台座基础桩配筋图
附图2：静载试验台座配件加工图
附图3：静载试验台座组装图-1
附图4：静载试验台座组装图-2
附图5：静载试验台座工程数量表。