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      非破損靜載試驗檢測某高速公路橋梁箱梁承載力
      日期:2020-2-12 13:17:38 作者:佚名 來源:本站原創
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        1 工程概況某高速公路橋梁為部分預應力混凝土結構,整幅橋面寬度為23.5m,單幅橋面寬度為11.25m,設計汽車荷載等級為公路一I級。該橋梁上部結構為4片裝配式部分預應力連續混凝土箱梁組成,采用多箱梁單獨預制,簡支安裝,現澆連續接頭的先簡支后連續的結構體系。箱梁計算跨徑為30m,梁高1.6m,混凝土設計強度等級為C50,所用預應力鋼絞線均采用符合GB/T5224—2003規定的低松弛高強度預應力鋼絞線,錨具采用OVM15—4型錨具及其配套設備。本次檢測涉及到編號為2—1#、2—4#兩片箱梁,其在預制施工時預留試塊的28d標準抗壓強度均達到了設計強度的要求。但在對兩片箱梁混凝土28d抗壓強度進行回彈檢測時,發現其抗壓強度平均值均達不到設計強度等級的要求,進而對兩片箱梁的實際承載力表示懷疑。

        2 靜載試驗受檢梁的外觀情況表明,箱梁梁身表面平整、光滑,施工支模澆注情況較好,從表面色澤看,箱粱的后期養護稍差。兩構件表面均未發現明顯的荷載或非荷載裂縫。為掌握箱梁的實際工作狀況,判斷箱梁的實際承載能力,決定對箱梁進行非破損靜載試驗,檢測箱梁的剛度、強度和受力性能。由于工程技術要求的限制,不能在檢測時將箱梁兩端的現澆連續接頭澆筑,使箱梁成為連續梁的一部分,也不能在成橋組裝完畢后才對箱梁進行檢測;同時,由于該橋采用了先簡支后連續的結構體系,箱梁的力學行為受到兩端現澆連續接頭的設計和施工工藝等因素的影響。因此,考慮工程技術要求和箱梁的最不利受力狀態,本次試驗中受檢箱粱均作為一跨簡支梁進行試驗,其受力模型也簡化為簡支梁的受力模型。

        2.1試驗項目(1)控制截面在試驗荷載作用下的應變(應力)。(2)控制截面在試驗荷載作用下的撓度。(3)梁體裂縫在試驗荷載作用下的開展情況。

        2.2截面選取為能準確掌握箱梁在使用荷載作用下的內力與變形,檢測截面應選擇可能產生最大內力的截面或產生最大變形的截面。根據試驗檢測的目的并考慮測試控制、數據采集、布點、布線工作的方便,選擇跨中A—A截面、1/4跨B—B截面和支點處C—C

        截面作為檢測截面,具體位置如圖1所示。2.3測點布置

        2.3.1應變測點布置應變測量采用電阻應變片,配以DH3816靜態應變測量系統、電腦各一臺。鑒于橋面板上表面因橋面鋪裝構造不宜布置測點,考慮到箱梁壁厚與其梁高相比較小,為了作業方便,將所有應變測點均布置在箱梁各控制截面的側面。每個控制截面布置6個測點,且在左右側面對稱布置,具體位置如圖2所示。

        2.3.2 撓度測點布置撓度測量采用電子位移計,測試精度為0.005mm。撓度測點布置在箱粱各控制截面的下表面,每個控制截面布置2個測點,具體位置如圖2所示。2.4 裂縫觀測(1)加載前觀測裂縫分布情況。(2)各級荷載持續時間結束時,在梁兩側各選兩條較大裂縫寬度量測,最大裂縫寬度在滿載持荷30mm結束時量測。(3)滿載后,觀察有無新裂縫產生。(4)縫寬采用讀數顯微鏡測讀。2.5 試驗荷載依據JTG 1160—2004《公路橋涵設計通用規范》和GB50152—92《混凝土結構試驗方法標準》的相關規定,試驗荷載加載模式采用車道荷載(由均布荷載q和集中力P組成),計算步驟如下:(1)計算計入沖擊系數(1+ u)的控制荷載作用下控制截面最不利內力計算值s。(2)確定構件承載力檢驗系數實測值r°u。本次試驗中取r°u=1.2。(3)根據公式SB=r°uS,計算靜載試驗荷載作用下控制截面內力計算值SB 。(4)根據靜載試驗荷載作用下控制截面內力計算值S 反算出試驗荷載。S和SB的具體計算方法可參考文獻『31。本次試驗中均布荷載q為22kN/m,集中力P的各級加載值和加載工況如表1、表2所示,加載布置如圖3-5所示。

        2.6 撓度/變形特性結構在靜荷載作用下的變形是其整體剛度特性的具體表現,各個構件測點的實測變形值按下式求出:變形值:(加載讀數一初讀數)×換算系數控制截面的撓度取同一截面上兩個撓度測點的平均值,在各級試驗荷載作用下,各控制截面撓度測試值分別列于圖6、圖7。從圖6、圖7中可以看出,在試驗荷載作用下,編號為2—1#、2—4#箱梁最大撓度分別為19.000、18.O00mm,相當于撓跨比為1/1579、1/1667,小于JTG D62—2004《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》規定的容許撓跨比1/600,表明箱梁具有足夠的剛度。

        2.7 裂縫開展在加載過程中,2—1#和2—4#箱梁均未出現新的裂縫,表明箱梁具備良好的抗裂性能。3 結語梁是典型的受彎構件,對生產性鑒定試驗一般通過非破損靜載試驗分析梁在各級荷載作用下的應力,應變特性、撓度/變形特性和裂縫開展情況判斷其設計的正確性、施工的合理性及對使用要求的滿足程度。通過以上分析可以說明,2—1#和2—4#箱梁在試驗荷載作用下最大拉應力、最大撓度和最大裂縫寬度均滿足JTG D62—2004《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范》的要求,兩片箱梁正常使用極限狀態的承載能力均滿足設計要求。受檢箱梁的混凝土實際抗壓強度低于設計抗壓強度,但承載能力仍能滿足設計要求,原因是設計時已經考慮了箱梁的可靠度,留有一定的安全儲備。4 問題探討(1)本次試驗是在簡化受力模型的基礎上進行的,若要檢測該箱梁在實際結構體系中的力學行為,還應考慮橫梁和兩端現澆連續接頭對箱梁力學行為的影響,建立完整的受力模型,進行分析、計算。(2)本試驗采用非破損試驗,具有局限性,只能對箱梁在止常使用極限狀態下的承載能力進行檢測,而對于箱梁破壞荷載無法測試。在非破損試驗的基礎上對構件破壞荷載的計算、預測方法還有待研究。


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