预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验挠度修正系数ψ的计算探讨.pdf

安徽建筑 2 0 1 1年第 3期 ( 总 1 7 8期 ) 座 湿 土铁路桥简支梁静载弯曲试验挠度修正系 数 算 过 Cal c ul a t i on o f Cor r ec t ion Fac t or of St a t i c Ben di ng Tes t o n Pr e s t r es s ed Con cr e t e Ra i lwa y Br idge 赵永 军 ( 中 铁 十 局 集 团 有 限 公 司 第四 工 程 公司， 江 苏 徐 州 2 2 1 0 0 3 ) 摘要： 利用单位荷载及卡氏定理求线弹性体位移的计算方法， 对铁路桥简支梁在静载试验荷栽与设计中一活载作用下跨中挠度值的计算和分 析， 确定现行 T B T 2 0 9 2 2 0 0 3 静载弯曲试验方法所得跨中挠度值的修正系数， 确保在试验与实际运营荷栽两种工况下梁体内力与变形相符， 有效 避 免两种工况下粱体同弯矩不同挠度 的现 象。 关键词 ： 铁路桥简支梁； 挠度修正系数； 静栽弯曲试验 中图分类号： U 4 4 1 ； U 4 4 8 2 1 + 7 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 7 7 3 5 9 ( 2 0 1 1 ) 0 3 0 1 7 3 0 2 0 前言 由于梁体在荷载作用下所有微段都会发生变 形， 其横截面位移不仅和 自身刚度有关 ， 同时和荷载 大小、 分布、 温度变化及梁的支撑状态有关。铁路桥 简支梁试验荷载与铁路标准静活载分布两者不能完 全模拟 ， 特别在试验荷载作用下测得下挠位移， 不能 完全模拟标准静活载下的挠度。 依据 铁 路桥 涵设计 基本 规 范 ( T B 1 0 o 0 2 1 - 2 0 0 5 ) 规定： 梁式桥跨结构在列车竖向静活载所引 起的竖向挠度不超过跨度的 鹏0 0 。 所以， 判断梁体竖 向挠度应在标准静活载作用下的挠度值，而不应在 试验荷载作用下的挠度值。这就需要在试验荷载作 用下测得挠度值给予修正 ，使之与静活载作用下的 挠度值相当。 1 理论分析 1 1 概述 线弹性杆件或杆系的应变能对于作用在该杆件 或杆系上的某一荷载的变化率 ，等于与该荷载相应 的位移。卡氏第二定律适用于任意受力形式下的线 弹性杆件， 对于铁路桥简支梁， 分别在试验荷载及中 一 活载作用下， 梁体变形微小， 两绞支座处挠度为零， 计算挠度时假定梁变形后其跨长不变，梁体材料在 线弹性范围内工作。以跨度 3 2 m后张法预应力混凝 土铁路桥简支 T梁为例，对中 一活载与试验荷载分 别采用卡氏定理及单位力方法来介绍修正系数计算 方法。 1 - 2铁路标准活载作用下的跨中挠度 i舌 1 2 1 确定最不利荷载位置 1 2 1 1 作 M k 影响线( 见图2 ) 1 2 1 2 确定中一活载最不利位置 1 Mk ( o P l Y i 经试算使跨中弯矩 M 最大时， x = 4 0 4 m， 所以最 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 3 2 5 作者简介： 赵永军( 1 9 7 9 一 ) ， 男， 毕业于兰州铁道学院， 学 士 。 工程 师。 图 1 最不利荷载位置示意图 图 2 M 影响线示意 图 图 3 试验加载示意图 rl 上 J 1 1 rl 1 l 1 T似 I T R T R I 1l 8 7 P i 图 4 试验荷载弯矩 M。 图 图 5 单位荷载弯矩 图 I _ 皇= - _ 检 测 、 试 验 与 测 量 技 术 安 徽 建 筑 _ 1， _ 一 2 T。 - 1 _ 9 一 一 prr - 重 N _ ，珏 ， K ， 星“ O _j 1； l 2 2 ， C) l J I， I 5 ， - IB f _ 、 【 2 0 1 1年第 3期( 总 1 7 8期 ) 安徽建筑 检 测 、 试 验 与 测 量 技 术 安 徽 建 筑 固 不利荷载位置即为 x = 4 04m时， 见图 1 所示。 1 2 2确定跨中挠度 利用卡氏第二定理确定梁跨中挠度， 该处虚设竖向外力 P， 在求得梁 在中一活载和虚设外力共同作用下的应变能 u， 按照定理求出应变能对虚 设外力的 变化率 ， 在罢 表达式中， 令虚设外力P = 0 ， 所得结果即为梁 d p d p 跨中挠度 f k 。 分段建立弯矩方程及微分方程。 Ro = P 2 + 1 4 2 0 8 6 4 8 k N； Rr,= P 2 + 1 5 2 2 8 1 5 2 k N O A段 M( x ) = 0 5 P X + 1 4 2 0 8 6 4 8 X ( O X4 4 6 ) A B段 M( x ) = 0 5 P X+ 1 2 0 0 8 6 4 8 X + 9 8 1 2 0 ( 4 4 6 X5 9 6 ) B C段 M( x ) = 0 5 P X + 9 8 0 8 6 4 8 X + 2 2 9 2 4 0 ( 5 9 6 X7 4 6 ) C D段 M( x ) = 0 5 P X + 7 6 0 8 6 4 8 X+ 3 9 3 3 6 0 ( 7 4 6 X8 9 6 ) D E段 U( x ) = 0 5 P X+ 5 4 0 8 6 4 8 X + 5 9 0 4 8 0 ( 8 9 6 X1 0 4 6 ) E F段 M( x ) = 0 5 P X + 3 2 0 8 6 4 8 X + 8 2 0 6 0 0 ( 1 0 4 6 X1 1 9 6 ) F K段 M( x ) = 0 5 P X 一 4 6 X + 1 4 2 1 1 8 4 8 X + 1 6 2 6 0 8 6 4 ( 1 1 9 6 X1 6 ) MK段 M( x ) = 0 5 P X 一 4 6 X ： + 1 5 2 2 8 1 5 2 X( 0 x1 6 ， 反坐标系) ! 2 ： 0 5X dp 按卡氏定理可得跨中截面 K处的线位移为： = x 1 3 521 0 4 9 08 ：一 EI ( 方 向向下 ) 1 3试验荷载作用下的跨中挠度 试 利用虚拟单位荷载法进行图乘来求解试验荷载作用下的梁体跨 中挠 度值。 1 3 1 试验加载图示( 见图3 ) 1 3 2 荷载值 P： 生 n L 一 4 x i= 1 式中： L为计算跨度( m) ； 为各加载点所施加的荷载( k N) ； x 。 为各加 载点至跨中的距离 m ) ； M 为静活载作用下的跨中弯矩， 按 铁路桥涵设 计基本规范 ( T B 1 0 0 0 2 1 2 0 0 5 )附录 c查阅铁路标准活载的换算均布活 载知 ： q = 9 8 4 k N m M 十 1 q l P =4 5 71 4 q 4 49 82 86 kN 1 3 _ 3试验荷载弯矩图示( 见图4 ) 】 】 】 】o】 o ( 上接第 2 0 2页) 支点反力 R A = R = 2 5 P 。 计算弯矩值 M Mc A = RA L 4 = 5 P I L 8 = M怖 MD A =1 3 PiE 1 6 =Mm MK A = 7 P i 8 = M髓 1 3 4 在跨中K处虚设单位竖向荷载 P = I 弯矩图示见图 5 。 1 3 5 利用图乘法可得跨中截面K的线位移 f k i 1- d s = = P i= 1 2 9 0 可 7 0 8 一 0 4 6 ( 1 方 6 1 4 4 EI EI EI 向向下 ) 2 计算挠度修正系数 1 3 521 04908 惩= 丽 E I _ 1 _0 4 8 试 ： 鱼 。 E1 3结语 通过对简支梁在试验荷载及中一活载作用下挠 度的计算与分析， 表明在处理试验结果时， 必须对试 验测得的挠度值给予修正，方能克服由于荷载分布 不同引起的挠度偏差，从而也解决了两种荷载作用 下， 梁体跨中截面同弯矩、 不同挠度的现象。 由此可 知 ，在 对铁 路桥 简支梁 按照 现行 T B f I 2 0 9 2 2 0 0 3试验方法现场试验时，在梁体处于 弹性变形阶段 ， 若预测试验荷载变化到某一值时的 梁体下挠度， 也可按照该方法进行计算修正。 参考文献 1 T B I O 0 0 2 1 2 0 0 5 ， 铁路桥涵设计基本规范 s 】 北京： 中 国铁道出版社， 2 0 0 5 2 T B T 2 0 9 2 2 0 0 3 ， 预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯 曲试验方法及 评定标 准【 s 北京 ： 中国铁道 出版社 ， 2 0 0 3 】 】 】 】 】 】 】 另外， 不同造价控制阶段 ， 根据工作任务的侧重点不同， 龙岗区建筑工 务局安排不同的部门负责、 其它部门协助的方式实现造价控制。具体如图 2所示。 工程造价控制主要控制阶段为建设项 目的投资估算、 设计概算、 施工 图预算、 工程结算和竣工决算等各阶段的造价控制。其主要控制点如表 1 所示。 4 小结 本文以龙岗区建筑工务局为例， 详细探讨了政府建设项 目集中管理模 式下的全过程造价控制问题以及相应的组织问题 ， 为其它地区的政府建设 项 目集中管理提供了参考。 参考文献 1 严敏 代建项目运作模式研究【 D 】 天津： 天津理工大 学 ，2 0 0 7 2 尹贻林， 严敏， 严玲 交易成本视角下的政府投资项目 集中管理模式制度创新路径研究 J 科学学与科学 技术管理， 2 O L O ( 9 ) 3 丁正红 项目群管理视角下的政府投资项 目 集中管 理模式效率改善研究【 D 】 天津： 天津大学，2 0 1 1 4 尹琳琳 政府投资项目的投资控制问题研究【 D 天 津： 天津大学， 2 0 1 0 5 娄黎星 基于治理的铁路建设项 目投资控制改善研 究 D 】 天津： 天津大学管理学院， 2 0 1 0 6 丁正红， 苏永青项 目绩效评价构架及改善研究叨财 经 问题研究，2 0 1 1 ( 4 ) 虽