20m预应力小箱梁静载试验方案

20m预应力混凝土简支连续箱梁单梁检测试验方案
深圳高速工程检测有限公司
2020年8月
目录
一、工程概况 (1)
二、检测目的 (2)
三、检测依据 (2)
四、检测内容 (2)
1、裂缝观测阶段 (2)
2、试验检测阶段 (2)
3、裂缝处理阶段 (3)
五、仪器设备 (3)
六、确定试验小箱梁横向分布系数 (4)
七、控制截面及测点布置 (4)
7.1 应力控制截面及测点布置 (4)
7.2 挠度测点布置 (4)
八、加载方案 (5)
8.1 试验荷载确定原则 (5)
8.2 计算控制内力及试验加载荷载 (6)
8.3 加载方法 (6)
8.4 加载分级与控制 (6)
8.5 试验终止条件 (6)
一、工程概况
本工程桥梁跨径组合形式为6×20m+5×20m×32+6×20m，全桥共34联，上部结构为后张预应力混凝土简支转连续小箱梁。

设计荷载等级为公路-Ⅰ级，每片小箱梁高1.2m。

横向布置为0.5m（防撞护栏）+11m（行车道）+0.5m（防撞护栏）=12m，横桥向布置4片小箱梁，梁间距3.05m，湿接缝宽0.65m。

桥跨断面如图1-1所示。

图1-1桥梁跨中横断面示意图（单位：m）
箱梁断面如图1-2、1-3所示。

图1-2边梁端部断面（单位：cm）图1-3 边梁跨中断面（单位：cm）技术参数：设计车道：单幅桥，2车道；
桥面宽度：单幅桥宽12m，行车道宽11m；
设计荷载：公路-Ⅰ级。

材料规格：预制主梁、端横梁、中支点横梁、现浇接头、湿接缝、桥面现浇层混凝土均采用C50,重力密度γ=26kN/m3，弹性模量为3.45×104MPa；桥面铺装采
1
用沥青混凝土，重力密度γ=24kN/m3。

目前有7片小箱梁在翼缘板局部出现细小裂纹，为检验裂纹的发展情况及在设计荷载作用下，裂纹是否出现扩展，需要对箱梁进行裂缝发展观测及整梁检测。

二、检测目的
(1) 通过检测及荷载试验，了解单片梁的技术状态和实际工作状态，评价其在设计荷载下的工作性能；
(2) 检测翼缘板局部细小裂纹在荷载作用下扩展情况。

三、检测依据
(1) 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62-2004；
(2) 《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004；
(3) 《大跨径混凝土桥梁的试验方法》1982.10；
(4) 《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004；
(5) 《公路工程技术标准》JTGB01-2003；
(6) 《公路桥梁承载能力检测评定规程》JTG/T J21-2011；
(7) 《工程测量规范》（GB50026-2007）；
(8) 桥梁设计图纸
四、检测内容
1、裂缝观测阶段
对发现的裂缝进行标记，用裂缝观测仪继续进行监测，记录裂缝的宽度变化情况，每天早晨、中午、晚上记录三次，并记录观测时的大气温度。

监测持续时间1~2个月。

2、试验检测阶段
结合前期裂缝监测阶段的数据情况，如果裂缝没有扩展变化，可以选择部分
2
或者全部单梁进行静载试验，检测裂缝在荷载作用下的变化情况。

检测内容如下：（1）通过测试在试验荷载作用下主梁控制截面的应变值，了解控制截面的应变分布情况，评价结构强度。

（2）通过测试在试验荷载作用下主梁控制截面的挠度值，了解控制截面的挠度分布情况，评价结构整体刚度。

（3）测试支座沉降，消除其对跨中挠度的影响。

（4）测定残余值，试验荷载卸载后，测定梁挠度值、应变值与卸载后相对应的残余值比值，利于梁结构试验结果评定。

（5）试验过程中，记录裂缝发展观测，描述在不同荷载等级下新裂缝出现的位置及所有裂缝的发展趋势和宽度。

3、裂缝处理阶段
如果在静载荷载作用下，裂缝没有新的发展变化，说明裂缝不是受力裂缝，为了提高箱梁的耐久性，需要用高强环氧树脂对裂缝进行封闭处理。

如果在静载荷载作用下，裂缝出现新的发展变化，则用高强环氧树脂对裂缝进行封闭处理后再进行试验检测，根据检测情况确定该箱梁是否使用。

五、仪器设备
本次静载试验的主要仪器设备见表5-1。

表5-1 主要仪器设备表
3
六、确定试验小箱梁横向分布系数
本桥为简支转连续小箱梁，横向布置4片预制箱梁（2车道），横向分布的计算按照等刚度的原则，将连续梁其中一个跨度通过刚度修正等代为等跨径等截面的简支梁，分别计算各片梁的横向分布系数。

七、控制截面及测点布置
本次试验工况为小箱梁梁跨中截面最大弯矩加载。

7.1 应力控制截面及测点布置
按照《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011），依据对单梁荷载试验内力控制截面的要求，本次试验选取的控制截面（J1）为跨中截面最大正弯矩处,如图7-1-1所示。

图7-1-1 应力控制截面示意图
应力测试采用振弦式传感器测量，测点布置充分考虑小箱梁受力特点及试验目的的需要，在小箱梁底板布置2个应变计，距离结构中心线均为0.4m。

为获得箱梁应力与梁高的关系，在小箱梁两侧腹板外侧布置应变计，每道腹板3个。

7.2 挠度测点布置
为反映试验梁的变形状态，在加载工况下布置百分表进行测量。

主梁挠度测点纵向布置为支点截面（测量支点沉降）、跨中截面。

每个截面底板横向布置2个百分表，取其读数平均值，具体测点布置如图7-2-1所示。

4
5
图7-2-1 控制截面挠度测点纵向布置示意图
图7-2-1控制截面位移测点横向布置示意图
说明：图7-2-2
八、加载方案
8.1 试验荷载确定原则
为确定单梁的承载能力，需要根据其能承受的最大荷载及具体的试验加载方法确定加载吨位。

在计算时必须成桥荷载反算每一片梁后，根据横向分布系数确定最不利梁及最大控制弯矩值，并确立试验控制荷载。

试验所需荷载，将根据设计标准活荷载产生的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得：
0.85≤)
1(μη+=
S S stat
≤1.05
式中：η—静力试验荷载效率系数；
stat S —试验荷载作用下，检测部位变位或力的计算值；
S —设计标准活荷载作用下，检测部位变位或力的计算值（不计冲击作用时）；
—通过动力计算并依据《公路桥涵设计通用规范》 JTG D60-2004设计取用的冲击系数。

8.2 计算控制内力及试验加载荷载
箱梁控制弯矩由二期恒载弯矩及活载弯矩组成，活载作用弯矩应计入冲击系数及横向分布系数。

8.3 加载方法
加载可用配重直接进行加载。

方木底部放置一块600×600×10的钢板，钢板底铺平一层砂。

单梁试验示意如图8-3-1所示。

图8-3-1 小箱梁加载示意图
8.4 加载分级与控制
正式加载前要进行预加载，消除试验装置和梁体的非弹性形变，检验整个试验装置的可靠性、安全性。

预加载重量为正式加载的第一级，并持荷15min。

在预加载期间对整个测试系统进行全面检查，发现问题及时处理。

1）加载分级
正式加载前对所有仪器进行读数。

正式加载应分级进行加载。

卸载分级与加载相同。

2）持荷时间
为了让结构充分变形，施加荷载后需持续一段时间才能进行读数。

加载和卸载的持续时间以结构的变形达到稳定为原则，同时考虑温度变化对试验造成的影响，一般不少于10分钟。

当最后一级荷载加载完毕，读数完成后，分级卸去所有荷载，让结构变形恢复约15分钟，再读一次数作为结构的残余变形值。

8.5 试验终止条件
当试验过程中发生下列情况之一时，应停止加载，查清原因，采取措施后再
6
确定是否进行试验：
1）控制测点应变值已达到或超过计算值；
2）控制测点变形（或挠度）超过计算值；
3）结构出现裂缝；
4）实测变形分布规律异常；
5）梁体发出异响或发生其他异常情况。

7
冻土区大桥翼缘板裂缝观测记录
8。