装配式钢筋混凝土梁桥静载试验分析.pdf

许珊珊等： 装配式钢筋混凝土梁桥静载试验分析 ‘ 装配式钢筋混凝土梁桥静载试验分析 许珊珊 ， 高秋生 ( 1 ．黑龙江科技 学院。 哈尔滨1 5 0 0 2 7； 2 ．黑龙江建筑职业技术学院 ， 哈尔滨1 5 0 0 2 5) 【 摘要】 桥梁静载试验是对桥梁结构工作状态进行直接测试的一种检验方法。本文以实际工程为依托， 对我国北方低温地区桥梁进行上部结构静载试验， 根据实测数据、 分析结果及规范所规定的限值对桥梁结构的实 际承载能力进行评定。 【 关键词】 桥梁 ； 检测； 静载 【 中图分类号】 T U 3 7 5 ． 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 1 2 — 0 0 6 9 — 0 3 随着交通运输事业的迅速发展， 行车密度和荷载 等级的提高以及外界环境的影响， 尤其是我国北方低 温地区， 桥梁在使用过程 中会出现各种病害， 导致使 用性能衰退、 承载能力与耐久性降低， 造成桥梁适应 性不足， 影响到运营的安全。 对桥梁结构进行静载试验， 利用检测仪器设备测 试桥梁结构控制部位或控制断面在各级荷载作用下 的挠度、 应变等特性的变化 ， 是桥梁检测的重要内容。 1 桥 梁概述 某桥修建于 1 9 9 8年， 其上部结构采用 1 0 m装配 式钢筋混凝土空心板梁 ， 共 9片， 各板梁间采用铰接。 下部结构桥墩采用重力式混凝土墩身， 桥台采用重力 式混凝土 u型桥台， 基础采用实体式扩大基础。该桥 地处我国公路 自然区规划的多年冻土和季节性重冰 冻地带 ， 属于低温病害的高发区， 受气候影响非常大。 2 静载试 验方案 2 ． 1 检测 内容 ( 1 ) 试验前准备工作： 根据该桥实际状况选择 一 侧桥孔为板梁跨中截面最大正弯矩加载试验孑 L ， 在 孔 内的梁端、 跨中安置千分表和百分表， 各板梁跨中 底面粘贴电阻式应变传感器； 而另侧桥孔为支点最大 反力加载试验孑 L ， 在试验孔桥台台帽处安置千分表。 ( 2 ) 试验加载内容 ： 在板梁跨 中部位加载试验 荷载( 偏载) ， 记录主梁变形和应变数据 ， 检测主梁正 截面抗弯性能 ； 在桥 台侧梁端加载试验荷载 ( 偏载) ， 检测主梁支点斜截面抗剪性能和墩台沉降情况。 2 ． 2 试验荷载和加载工况 ( I ) 跨中截面正弯矩加载 ： 本工况采用两辆重 4 0 t 的自卸式重型翻斗车在板梁跨中进行偏载， 试验 车辆的中轴对应加载在桥跨中心线上， 详细布置情况 如表 l 、 图 1所示。静载试验加载效率系数在 0 ． 8 7～ 0 ． 8 9之间 ， 满足规范对静载试验加载效率系数在 0 ． 8 5 — 1 ． 0 5 之 间的要求。 ( 2 ) 支点最 大竖向反力加载： 本工况采用两量 重 4 0 t 的自卸式重型翻斗车在桥台侧梁端进行偏载， 试验车辆的后轴对应加载在桥台侧支座中心线上， 详 细布置情况如表 1 、 图2所示。 表 1 静载试验各工况加载效率 项目 活载设计值 试验加载值加载效率 图1板梁跨中截面正弯矩加载图 ( m) 响线 图2板梁桥台侧最大支点反力加载图 ( m) 2 ． 3 测量方法和测点布 置 ( 1 ) 位移测量方法和测点布置 ： 在试验孔内的 梁端和跨中位置搭设支架， 然后在支架上安装磁力表 架， 再在磁力表架上固定位移计 ， 其中梁端位置使用 千分表， 跨中位置使用百分表。 ( 2 ) 应变测量方法和测点布置： 在板梁跨 中截 7 0 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 1 2 期( 总第 1 7 4 期) 面粘贴电阻式应变计 ， 详细布置情况如图3所示。 数据， 如表 4 所示。 图3板梁跨中截面底面应变计布置及编号 ( 3 ) 各试验工况加载及测量方法： 所有工况均 需要加载两次， 需要记录各仪表的加载前初始值、 加 载值、 卸载值、 再加载值、 再卸载值 ； 结合结构实际情 况 ， 可采用逐级加载， 需准确记录各仪表在各级加载 下的变化值。 在跨中截面正弯矩加载工况下 ， 需要对支点、 跨 中挠度和跨中应变进行检测， 具体测量位移计 1 —2 7 ( 千分表或百分表 ) 、 应变计 1 ～ 1 8 ( 电阻式应变计 ) 。 在支点最大竖向反力加载工况下： 需要对桥台沉 降进行检测 ， 具体测量位移计 2 8～ 3 l ( 千分表) 。 3 静载试验实施过程和实测数据 ( 1 ) 试验前准备情况 ： 在跨中搭设工作人员操 作平台和位移计安装支架； 在桥 台处搭设位移计支 架 ； 在板梁跨 中底面粘贴电阻式应变计； 确定静载试 验车辆型号和配重； 在试验前连接所有仪表进行试验 前确认。 ( 2 ) 跨 中截面正弯矩加载： 对桥梁进行跨中正 截面弯矩工况加载， 桥梁跨中正截面弯矩加载工况实 测数据， 如表 2 、 表 3所示。 表 2 桥梁跨中正截面弯矩加载工况实测位移 m il l 再加载值1 ． 8 6 2 ． 2 6 2 ． 7 6 2 ． 8 4 2 ． 1 8 1 ． 3 8 0 ． 8 1 0 ． 3 5 0 ． 1 6 O O O ． 0 1 0 O 0 ． 0l 0 0 ． 0 l 0 注 ： 初始值均为 0， 表 中位移计单位为 m m。 ( 3 ) 支点最大竖向反力加载： 对桥梁进行支点 最大反力工况加载， 桥梁支点最大反力加载工况实测 表 3 桥梁跨中正截面弯矩加载- r ~． g 实测应变 s 注 ： 初始值均为 0 。 表4 桥梁支点最大反力加载工况实测数据 m m 4 静 载试验数据处理和分析 4 ． 1 钢筋混凝土板梁挠度分析 表 5 钢混板梁在试验荷载作用下跨中挠度变形 如表 5所示： ①板梁跨中截面的挠度残余变形非 常小， 绝对残余变形值 <0 ． 0 1 ra m， 相对残余变形 < 1 ％， 即板梁在试验荷载卸载后， 基本能够完全恢复到 加载前的初始状态 ， 表明该桥上部钢筋混凝土板梁在 现阶段使用荷载作用下基本处于较好 的弹性工作状 态； ②实测板梁跨中截面挠度值与计算挠度值比较接 近， 偏载侧主梁( 1 一5 ) 校验系数在 0 ． 7 7～ 0 ． 9 7之 间， 而6 一 9 梁的校验 系数在 0 ． 6 8— 0 ． 9 4之间， 表明 该桥实际状态与理论计算模型比较接近， 各梁间铰缝 能够正常工作， 较好的传递梁间剪力； ③理论计算最 大挠度发生在 3 梁跨中， 而实测各粱挠度值也以 3 # 梁 最大， 实测 2 、 3 和4 梁跨中挠度校验系数在0 ． 7 7— 黄海丹 ： 与设 防类 别和抗 震等级相关几个 问题探讨 71 与设防类别和抗震等级相关几个 问题探讨 黄海丹 ( 上海市浦东新区建设工程设计文件审查事务中心。 上海2 0 1 2 0 4 ) 【 摘要】 探讨了商业建筑如何按区段划分设防类别 ， 指出了学校建筑确定设防类别的关键在于未成年人 密集的可能性， 研究了地下室顶板不能作为上部结构嵌固部位时地下室的抗震等级， 比较了抗震规范和高规对少 墙框架结构抗震等级的确定方法， 为工程设计和审图提供参考。 【 关键词】 设防类别； 抗震等级； 区段 ； 地下室； 少墙框架结构 【 中图分类号】 T U 9 7 3 ． 3 1 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 — 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 1 2 — 0 0 7 1 — 0 3 自2 0 0 8年汶川地震发生后， 我国先后修订了建筑 工程抗震设防分类标准( G B 5 0 2 2 3 ， 以下简称设防分 类标准) 、 建筑抗震设计规范( G B 5 0 0 1 1 ， 以下简称抗 震规范) 和高层建筑混凝土结构技术规程( J G J 3 ， 以下 简称高规) 等相关 国家标准 ， 为工程设计提供 了更加 合理、 更加充分的设计依据， 但新规范也提出了一些 新的概念、 设计方法和抗震措施等 ， 使设计人员和审 图人员无法准确把握。现就与建筑抗震设 防类别和 抗震等级相关的一些问题， 进行归纳总结并提出一些 想法 ， 为工程设计提供参考。 1 大型商场和区段的认定 设防分类标准第 6 ． 0 ． 5 条规定人流密集的多层大 型商场的抗震设防类别应划为重点设防类， 商业建筑 与其他建筑合建时应按区段分别确定抗震设防类别。 此处的“ 大型商场” 和“ 区段” 如何认定， 关系到建筑的 抗震设防类别是否为重点设防类 ， 即乙类 ， 因此准确 理解两者 的概念是很重要 的。 先看“ 区段” 。区段是指由防震缝分开的结构单 元、 平面内使用功能不同的部分或上下使用功能不同 的部分， 并且这些由防震缝分开的结构单元或使用功 0 ． 7 9之间， 表明板梁在刚度上还有一定安全储备。 4 ． 2 钢筋混凝土板梁应变分析 表6 钢混板梁在试验荷载作用下应变变形 如表 6所示： ①板梁应变的残余变形较小， 绝对残 余变形最大为 2 8 ， 相对残余变形维持在 4 ％左右， 即 板梁在试验荷载卸载后， 基本能够完全恢复到加载前 的初始状态， 表面该桥上部钢筋混凝土板梁在现阶段 使用荷载作用下基本处于较好 的弹性工作状态 ； ②偏 载侧板梁( 1 一 5 梁) 应变校验系数在 0 ． 5 1～ 0 ． 7 7之 间， 其余 6 一 9 板梁在 0 ． 3 6～ 0 ． 9 2之间， 主要参考偏 载侧主梁应变校验系数 ， 推断该桥上部板梁在现阶段 使用荷载作用能有安全运营， 具有一定安全储备。 4 ． 3 桥台沉降分析 在试验荷载作用下 ： ①第一次加载时偏载侧桥 台 沉降量为 0 ． 1 1 m l T l ， 另一侧为 0 m m， 卸载后该变形值均 未能恢 复； ② 第二 次加 载时偏 载侧桥 台沉 降量为 0 ． 0 2 m m， 另一侧为0 m m， 卸载后该变形值均未能恢复。 本次静载试验中关于桥梁沉降部分的试验检测 内容， 只是对桥台现有技术状况的定性检测， 桥台处 千分表支架是直接架设在地面上 ， 未做地基处理。因 此， 桥 台在试验荷载作用下的实测变形， 并不能绝对 精确测量桥台的沉降值 ， 但足够表明桥台在试验荷载 作用下变形较小， 满 足相关基础规 范的规定 ， 结构 安全 。 5结语 静载试验表 明现阶段该桥上部钢筋混凝土板梁 能够承受原设计荷载的使用要求， 但剩余安全储备较 少； 现阶段该桥下部片石混凝土桥台能够承受原设计 荷载的使用要求。 [ 收稿 日期] 2 0 1 2— 0 8— 0 6 [ 作者简介] 许珊珊( 1 9 8 1 一) ， 女， 哈尔滨人， 硕士研究生． 研 究方 向： 道路与桥梁专业。