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单片轨道梁承载力静载试验及评定分析周振宝

发表时间：2020/5/15 来源：《基层建设》2020年第3期作者：周振宝

[导读] 摘要：结合某城市轨道交通预应力简支梁承载力静载试验，测定单片轨道梁结构在试验荷载作用下各控制截面的应力应变、挠度以及加载过程中是否出现裂缝。

        广西柳州 545000
        摘要：结合某城市轨道交通预应力简支梁承载力静载试验，测定单片轨道梁结构在试验荷载作用下各控制截面的应力应变、挠度以及加载过程中是否出现裂缝。了解单片轨道梁的实际受力性能，从而积累工程技术参数，为施工、设计提供检算资料。
        关键词：静载试验；简支梁；承载力；应变；挠度；裂缝；刚度
        引言
        随着二三线城市经济社会的发展，轨道交通预应力简支梁技术被广泛的应用于我国城市轨道交通建设。其中预应力可以很大程度地提高桥梁的横跨距离，减轻结构自重，并且对于混凝土裂缝问题起到较好的预防作用。但当前预应力技术在公路桥梁的应用仍有一些不足之处。为了保证桥梁结构的使用安全，通过比较成熟的试验方法研究轨道梁实际承载能力愈发重要。通过结合某城市轨道交通预应力简支梁承载力静载试验，测定单片轨道梁结构在试验荷载作用下各控制截面的应力应变、挠度以及加载过程中是否出现裂缝。了解单片轨道梁的实际受力性能，从而积累工程技术参数，为施工、设计提供检算资料。
        1工程概况
        该工程轨道梁设计跨度为7.498~21.5m单线预应力简支梁，其中7.498~16.0m采用钢筋混凝土结构，16.5~21.5m采用预应力钢筋混凝土结构，轨道梁截面采用宽0.69m矩形等高截面，梁高1.8m。该轨道梁为空心矩形截面预应力混凝土简支直线梁，梁长20m。现场设计制作墩台模拟实梁支座预埋构造和安装工艺，试验加载模拟梁实际抗弯最不利工况进行。
        2静载试验内容
        2.1试验荷载确定原则
        根据该梁跨中最大设计弯矩和车辆荷载类型，结合试验加载设备的条件，确定试验加载为4点加载，遵照弯矩等效的原则确定试验的荷载大小。加载布置如图2-1~图2-3所示。

        2.4测试步骤
        根据《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验》（TB/T 2092-2018）规范，采用静态应变数据采集分析系统配合基桩静载仪结合动力加载系统进行试验，本次试验加载分三次循环进行加载：
        ①第一次加载循环：初始状态—基数级—60%—80%—静活载级—100%—静活载级—60%—基数级—初始状态。加载段基数级至静活载级每级加载时间为3min，100%级加载时间20min，卸载段110%至静活载级每级卸载维持时间1 min，最后一级初始状态维荷时间10 min。
        ②第二次加载循环：初始状态—基数级—60%—80%—静活载级—100%—105%—110%—115%—120%—110%—静活载级—60%—基数级—初始状态。加载段基数级至静活载级每级加载时间为3min，100%至115%每级加载时间5 min，120%级加载时间20min，卸载段110%至基数级每级卸载维持时间1 min。
        ③验证加载：初始状态—基数级—60%—80%—静活载级—100%—105%—110%—115%—120%—110%—静活载级—60%—基数级—初始状态。加载段基数级至80%每级加载时间为3min，静活载级至120%每级加载时间5 min，卸载段110%至基数级每级卸载维持时间1 min。每级加载完毕稳定后，方可测试应力和挠度值。
        考虑到温度差影响，建议应在同环境阴凉天气下进行。各千斤顶宜同速、同步达到同一荷载值，加载速度不宜超过3kN/s。试验开始前，应用放大镜或裂缝测宽仪仔细查看梁跨中区段底部及两侧是否存在裂缝。对已有裂纹包括表面收缩裂纹及表面损伤裂纹或局部缺陷用红笔进行标记并且测定其初始数据。
        3静载试验结果

        其中跨中挠度已经考虑支座沉陷和残余变形；跨中应变已经考虑残余应变，“-”为压应变；“+”为拉压变。
        4结语
        本文结合轨道梁静载试验，在试验过程中，梁体无异常现象。其轨道梁最大挠度及应变与残余挠度及应变比值均<20%，说明梁体处于弹性工作状态。梁在最大控制荷载（K=1.2）作用下持荷20min，且在静活载作用下的最大挠度为1.50mm未超过设计限值f实测≤1.05（f设计/ψ）=13.26mm。梁体底面未发现裂缝，刚度抗裂度性能良好。满足设计的静荷载等级要求，轨道梁结构安全可靠。
        参考文献：
        [1]《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验》（TB/T 2092-2018）；
        [2]《跨坐式单轨交通施工及验收规范》（GB 50614-2010）；
        [3]《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ11-2011）；
        [4]刘博轨道交通U型梁承载能力静载试验及评定分析[J] 山西建筑，（2017）04-0190-03；
        [5]黄锦恒（注册岩土工程师）轨道梁检测方案[E] 2019：5，7-8.
        作者简介：
        周振宝，男，身份证号：452730199111XXXX16，现是市政专业二级建造师，主要从事公路工程造价、公路桥梁施工、桥梁施工监控量测、深基坑监测、基桩完整性检测及建筑主体结构检测。曾参加过广西住建厅组织的“尽锐出战”行动，为扶贫事业提供了危房鉴定等技术支持。