装配式预应力混凝土小箱梁单梁静载试验分析

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关于预应力混凝土桥梁的静载检测分析

关于预应力混凝土桥梁的静载检测分析摘要：针对某预应力混凝土桥梁工程实际情况，对其静载试验的过程、方法和要点进行深入分析，以此保证静载试验顺利完成，试验结果准确无误，提供可靠的参考依据。

关键词：预应力混凝土桥梁；静载试验预应力混凝土桥梁是现在常见的桥梁形式之一，它具有良好的工程性质，但在完工后，为了掌握其承载力等性能指标，往往需要采用静载试验检测的方法。

因此，在必要对静载试验进行分析研究，保证静载试验结果准确性。

1工程概况某预应力混凝土结构桥梁中心桩号为K13+063，呈75°交叉，上部结构为预应力空心板，总长约72.65m，桥宽7m。

为确定桥梁承载能力能否达到设计要求，需对其进行静载试验。

现围绕本工程实际情况，对其静载试验作如下深入分析。

2静载试验2.1试验项目与量测方法（1）对于空心板的挠度，先在空心板的底部布置测点，然后利用百分表进行测试；（2）对与空心板上的应力应变，先在空心板的表面布置应变片，然后利用专门的数据采集装置实施量测[1]。

2.2荷载计算因试验中桥面上的沥青面层、现场环境条件、荷载的重量和加载方式都具有一定不确定性，使内力的计算结果可能与实际情况有很大差异，所以在试验开始前、过程中和完成后都要对结构内力计算实施调整，使计算结果尽可能接近实际情况。

2.3加载车辆（1）加载方案的制定按现行试验规程的要求，在静载试验过程中，不仅要保证结构处于安全稳定的状态，而且还要获得桥梁承载能力，对于荷载效率系数，从理论角度讲，所欲试验项目，无论轴力、弯矩或剪力，都要在相对最不利点加载和试验。

然而，在实际情况中，借助理论计算的方法，能对所有最不利点实施合并处理，从而提高试验效率和准确性。

（2）荷载加载系数当受到荷载持续作用时，所有试验梁对应的荷载效率系数都必须处在允许范围之内，以此充分体现出梁体具有的承载能力，同时要避免梁板由于荷载承受过大而损坏，即达到无损检测的目标[2]。

2.4试验加载步骤在加载的前1d，对应变片的实际粘贴情况进行检查，确认无误后，调试应变仪，使其处在检测的最佳状态，准确标示出变形测点具体位置，并确定加载车辆的轴重与轴距，作出加载线。

预制小箱梁的静载试验研究

预制小箱梁的静载试验研究随着近年我国公路交通建设的快速发展，各种公路桥梁的建设也日渐增多。

而预制装配式小箱梁以其受力明确、施工简便、工艺成熟、质量容易把控、经济美观等优点在我国中小公路桥梁的建设中得到了广泛应用。

为了对预制小箱梁的施工质量进行控制，在架设小箱梁之前，需要对小箱梁的承载能力进行评定，确认其施工质量是否满足规范及设计要求。

而现有规范对公路桥梁预制小箱梁承载能力评定的方法并没有给出明确规定，与公路桥梁小箱梁承载能力评定相关的研究也不多。

本文主要依靠工程实例，探讨基于静载试验的预制小箱梁承载能力评定。

关键词：小箱梁；静载；研究一、小箱梁承载能力评定理论分析本文主要参考铁路单梁承载能力评定过程中通过内力等效来确定试验荷载的方法，并按照公路桥梁荷载试验的规定，通过静载试验的方法来评定小箱梁的承载能力。

本文取用成桥状态下汽车荷载标准值(含冲击力)和二期恒载作为设计荷载，以跨中截面作为试验控制截面，通过结构分析程序计算设计荷载作用下的单片小箱梁在成桥状态下的跨中弯矩，然后按照弯矩等效原则(即裸梁在试验荷载作用下的弯矩与成桥状态下的弯矩相等)，反算出裸梁的试验荷载。

二、工程概况某桥桥跨布置为4×25m，桥宽10m，上部结构采用3片预应力混凝土小箱梁结构。

设计荷载标准为公路-I 级。

三、静力荷载试验1.试验内容静载试验主要是对预制小箱梁的抗裂性、强度、刚度等进行测试，具体体现为在试验荷载作用下裂缝观测、应变和挠度的测试。

2.测点布置以跨中截面作为应力应变控制截面，以、和及支点附近截面作为挠度控制截面。

3.试验加载根据试验小箱梁的荷载横向分布系数，通过有限元软件Midas Civil 2017建立小箱梁单梁模型，计算设计荷载作用下的单片小箱梁在成桥状态下的跨中弯矩。

以跨中弯矩等效原则，建立试验梁模型，确定试验荷载。

考虑现场实际情况，试验加载方式采取集中加载的方式（图1），分七级加载、两级卸载。

预应力混凝土小箱梁静载试验研究

预应力混凝土小箱梁静载试验研究摘要：静载试验是检验设计是否安全、施工质量是否满足规范要求的重要手段。

本文对某桥的预应力小箱梁进行了静载试验，测试小箱梁在荷载作用下的工作性能，在试验的过程中运用了混凝土试块加载的方法，检验了小箱梁体的应力和挠度，并和小箱梁的理论值相比较和研究，根据公路钢筋混凝土的设计规定，对小箱梁作出质量评定。

关键字：预制小箱梁静载试验承载能力评定1前言随着我国经济的快速发展。

预制小箱梁在公路桥梁系统中被广泛使用，然而因预制工艺和设计的参差不齐，这些箱梁存在承载能力不足、裂缝、灌浆稀松等质量问题，直接影响桥梁的总体质量。

本文通过对某桥的25m预应力小箱梁进行静载试验研究，测试其在荷载作用下的工作性能。

2工程概况为保证桥梁的整体质量，对某桥的25米预制小箱梁（边梁）进行静载试验，确定该梁的力学性能。

3静载试验目的及依据3.1 静载试验目的本次试验目的是对长时间搁置的预制梁的安全性进行评定即实际承载能力的评定，以判断是否可正常投入使用。

评定的方法是静载试验，其目的是通过对该箱梁进行试验加载，测量在试验荷载作用下的结构反应（即变形和应变），通过与按桥梁设计计算的结构反应的理论值进行比较，来判断该梁在使用荷载作用下的工作状态，评定箱梁结构性能及实际承载能力。

3.2静载试验依据1.《公路桥梁荷载试验规程》（JTG/T J21-01-2015）2.《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62 -2012）备注：原设计使用（JTG D62 -2004）规范3.《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTGT J21—2011）4静载试验内容本次荷载试验为单片梁静载试验，静载试验的检测内容为：梁体跨中截面在试验荷载作用下的静应变、梁体四分点及跨中等截面在试验荷载作用下的静挠度、梁体支座处在试验荷载作用下的沉降、梁体在试验荷载作用下的裂缝情况。

4.1 加载程序试验前将梁体置于支座上，支座的型号及支座间距与设计要求一致。

预应力混凝土箱梁桥静载试验评定与分析

中轴重１３０ｋＮ，后轴重１３０ｋＮ，跨中加载车辆布置示
意图见图３。位移、应变测试截面布置在选定试验孔
图１有限元模型实体单元网格划分图
定桥梁结构的运行状况。基金项目： “ 长江学者和创新团队 ” 资助（ＩＲＴ１１３９）。
收稿日期：２０１３—０８一ｌ８
第一作者简介：丁东彦（１９８７一），女，甘肃天水人，兰州交通大学土木工程学院硕士研究生。
计算模型所得各控制截面弯矩及竖向位移分析结果，
按各控制截面最不利位置布置荷载测试，测点布置如
图２所示。在保证结构安全及试验荷载效率的前提
下，本试验采用１２辆理论总重量为３００ｋＮ的加载车，前后轴距４．８ｍ，中后轴距１．３ｍ，前轴重４０ｋＮ，
关键词：箱梁桥；静载试验；挠度特性；校验系数中图分类号：ＴＵ２４文献标识码：Ａ
随着科技的飞速发展，重型车辆日益增多，对桥梁的承载能力要求也有所提高。因此，为了既能确
保桥梁安全运行，又能达到节约工程造价的目的，大量桥梁采取了加固补强的措施，这使桥梁的检测工作显得极其重要。作为桥梁检测的一部分一静载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，涉及面广，对掌握桥梁结构的工作性能、判断桥梁结构实际承载能力以及鉴定桥梁能否正常运行有着重要的

基于静载试验的装配式小箱梁荷载横向分布计算方法分析

基于静载试验的装配式小箱梁荷载横向分布计算方法分析摘要：以某座装配式小箱梁桥为例，采用刚接板梁法和刚性横梁法分别计算其荷载横向分布系数，并与静载试验的实测值进行对比，结果表明，刚接板梁法的计算结果与实测值更为接近，从而为装配式小箱梁的设计计算及成桥性能研究积累了一些经验。

关键词：装配式小箱梁，荷载横向分布，刚接板梁法，刚性横梁法，静载试验对于中小跨径的市政、公路桥梁，多采用T梁、空心板和小箱梁等结构形式。

相对于T梁和空心板，小箱梁的混凝土、普通钢筋和预应力钢绞线用量更少，更为经济。

此外，小箱梁通常采用工厂预制、现场吊装的施工方法，具有施工快速、对环境影响小等优点。

因此，在近年的桥梁建设中，装配式小箱梁得到越来越多的应用。

装配式小箱梁跨中荷载横向分布系数的计算，最常用的方法是刚性横梁法和刚接板梁法。

目前对于这两种方法的研究，大多是采用空间有限元法与该两种方法进行对比，得到有用的结论，但缺乏试验验证。

本文通过对某座实桥进行静载试验，将理论值与实测值进行对比，找出合理的横向分布计算方法。

1 工程概况该工程为高速公路上的一座大桥，上部结构为5×30m的简支转连续预应力混凝土小箱梁，梁高均为1.6m，采用C50砼；设计荷载为公路-Ⅰ级。

桥面布置为0.5m（防撞护栏）+11.5（行车道）+0.5m（防撞护栏）=12.5m。

桥梁横断面如图1所示，主梁截面特性见表1。

图1 桥梁横断面图（单位：cm）表1 主梁截面特性参数抗弯惯矩（m4）抗扭惯矩（m4）宽度（m）边梁0.379 0.441 3.183中梁0.381 0.444 3.0672 理论计算方法分别采用刚接板梁法和刚性横梁法得到各片主梁的荷载横向分布影响线，然后根据车辆布载形式得到各片主梁的荷载横向分布系数。

两种方法得到的横向分布影响线分别见表2和表3.表2 荷载横向分布影响线竖标（刚接板梁法）坐标（m） 1#梁2#梁3#梁4#梁0 0.411 0.264 0.182 0.1421.654 0.375 0.277 0.195 0.1533.183 0.329 0.29 0.213 0.1684.72 0.276 0.288 0.242 0.1956.249 0.228 0.272 0.272 0.2287.786 0.195 0.242 0.288 0.2769.315 0.168 0.213 0.29 0.32910.843 0.153 0.195 0.277 0.37512.500 0.142 0.182 0.264 0.411表3 荷载横向分布影响线竖标（刚性横梁法）坐标（m） 1#梁2#梁3#梁4#梁0 0.359 0.285 0.214 0.1423.066 0.286 0.261 0.238 0.2146.132 0.214 0.238 0.261 0.2869.198 0.142 0.214 0.285 0.3593 静载试验方法静载试验共用6辆载重30t的三轴卡车，通过对次边跨跨中挠度最不利位置进行偏载加载，测量试验荷载下次边跨跨中的挠度，得到各片小箱梁跨中的横向分布系数。

30m预应力小箱梁单梁静载试验及数据分析

区域治理智能电力与应用30m预应力小箱梁单梁静载试验及数据分析张栋江西天一建设工程检测中心，江西上饶 334000摘要：对桥梁进行单梁静载试验确定单片梁的施工质量是否达标，是确保成桥后桥梁能满足安全使用的有效手段。

本文结合某快速路30m小箱梁静载试验，测试其在设计荷载作用下最不利断面的应变以及挠度，并与理论应变以及挠度值进行比较和分析，验证该30m预应力混凝土小箱梁的施工质量，并为类似的工程提供参考依据。

关键词：预应力小箱梁；单梁静载试验；应变；挠度近年来随着城市经济的快速发展，桥梁建设也如雨后春笋般，其中预制拼装桥梁由于易实现机械化、工厂化施工、方便批量生产而被大量运用于现代桥梁建设中，小箱梁具有刚度大、耐久性好、结构适应变宽能力强等优点，因此，大量运用于跨径在20~35m之间的桥梁，由于施工质量参差不齐，存在各种病害，直接影响桥梁的承载能力，鉴于以上原因，有必要在成桥之前进行单梁荷载试验，确保片梁施工质量过关，把控全桥安全使用。

一、概述该桥为预应力混凝土简支小箱梁，桥梁总长90m，跨径组合为3×30m，桥梁总宽56m，上部结构每跨均由16片预应力混凝土小箱梁组成，相邻梁间中心距为3.647m，梁高均为1.6m，设计荷载为城-A 级，混凝土设计强度等级为C50。

二、理论控制值的确定预制梁成型后一期荷载已经全部加载完毕，因此理论控制值为“二期恒载+活载”产生的内力值，依据设计图纸计算出小箱梁的截面特性后，采用“桥梁博士V3.6”中的刚性横梁法计算出单片梁的最大横分，依据《城市桥梁设计规范》（CJJ 11-2011）求出该桥受力最不利片梁在二期恒载+活载的作用下跨中最大弯矩M=4313kN·m。

三、试验内容及方法通过桥梁静载试验测定控制截面的应力（变）和挠度，并与理论计算值比较，以检验结构控制截面应力（变）与挠度值是否与设计要求相符。

1测点布置测试断面主要位于梁体跨中处，对跨中梁底黏贴混凝土应变片，测量跨中应变，在腹板处等间距黏贴混凝土应变片，测量梁体中性轴高度。

预应力小箱梁单梁静载试验分析

预应力小箱梁单梁静载试验分析王阳春1,2（1.山东高速工程检测有限公司，山东济南 250002；2.桥梁结构大数据与性能诊治提升重点实验室，山东济南 250002）中箱梁截面尺寸及钢束布置见图1、图2。

图 1钢束立面布置（mm）图 2 跨中横断面（mm）2 小箱梁腹板裂缝外观形式选取10片小箱梁进行检测，发现箱梁主要存在病害为腹板纵向裂缝。

对腹板上每条裂缝起点与终点进行定位，测量每条裂缝宽度以及混凝土保护层厚度。

通过检测，发现梁腹板共存在34条纵向裂缝，裂缝宽度分布见图3。

其中大部分裂缝位于梁体0～L /4范围内，均延预应力波纹管方向分布，裂缝长度介于70～350 cm 之间，缝宽≤0.1 mm 的有19条，缝宽介于0.1～0.2 mm 的有13条，缝宽超出规范限值的有2条，分别是：K25+938左幅9-4#梁一条纵向裂缝，缝长286 cm，缝宽0.22 mm、右幅6-2#梁一条纵向裂缝，缝长290 cm，缝宽0.3 mm。

对其中部分缝宽较宽裂缝以及超限裂缝进行裂缝深度检测，缝深介于21～57 mm 之间，经检测发现超限裂缝，缝深大于保护层实测值，其余裂缝均未超过保护层实测值。

纵向裂缝的分布规律以及开裂的扩展方向主要摘要：针对某高速公路在建桥梁，其中部分预应力小箱梁出现了沿预应力管道方向延伸的腹板纵向裂缝，利用现场观测结合单梁静载试验的方法，对箱梁承载能力进行分析评价。

关键词：小箱梁；预应力混凝土；静载试验中图分类号：U446.1 文献标识码：AStatic load test analysis of prestressedsmall box girderWANG Yang-chun 1,2(1. Shandong Superhighway Engineering Test Co., Ltd., Shandong Jinan 250002 China; 2. Key Laboratory of Bridge Structure Big Data and Performance Improvement, Shandong Jinan 250002 China)Abstract : In view of a bridge under construction in a highway, some prestressed small box girders have longitudinal cracks in the web extending along the prestressed pipe direction. In this paper, the bearing capacity of the box girder is analyzed and evaluated by the method of field observation and single girder static load test.Key words : small box girder; prestressed concrete; static load test1 工程概况某高速公路预应力小箱梁跨径30 m，双向四车道，设计行车速度为110 km/h；桥梁宽度为2×12.75 m，荷载等级为公路Ι级。

预应力混凝土箱梁静载试验方案

预应力混凝土箱梁静载试验方案方法1：如下图1~图2（图中Ｌ为计算跨径），根据工地现场特征，静载试验采用由吊车分级加标准配重块于试验梁跨中顶面，试验荷载由吊车荷载控制系统控制。

试验梁支承于设计橡胶支座。

试验梁台座3L/4L/2L/40L位移计橡胶支座位移计橡胶支座橡胶支座共53t梁端橡胶支座吊钩钢丝绳试验装置立面布置示意图（图1）位移计、百分表布置在梁的两支座、1/4跨、1/2跨和3/4跨位置，量测各截面的挠度变化。

试验梁L/4L/23L/4L位移计—2位移计—1位移计—4位移计—3位移计—6位移计—5位移计—8位移计—7百分表—10百分表—9配重区域试验装置平面布置示意图（图2）现场照片1 现场照片2方法2：如下图3~图5（图中Ｌ为计算跨径），静载试验采用试验梁上悬配重梁（根据试验荷载，可上载配重），加载点位于试验梁与配重梁之间，形成反力装置，配重梁应平稳吊起悬挂，一端下垫支墩平稳放置。

试验荷载由千斤顶提供，并通过传感器及电阻应变仪控制加载大小及速度。

试验梁下采用设计橡胶支座，支座基础应稳固、平整，试验梁就位后支座高差应在规范允许范围内。

位移计布置在梁的两支座、1/4跨、1/2跨和3/4跨位置，量测各截面的挠度变化。

3L/4L/2L/40 L试验装置平面布置示意图（图3）试验梁平面布置图L/4L试验梁侧面图试验装置立面布置示意图（图4）橡胶支座试验梁剖面图位移计试验梁沙土找平层50t千斤顶16m配重梁钢板垫块荷载传感器枕木试验装置断面布置示意图（图5）现场照片3 现场照片4说明：委托方需提供箱梁跨中设计荷载，即正常使用极限状态下箱梁跨中的弯矩组合值。

郑州大学建设工程质量检测中心二零一九年八月。

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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｌｏａｄｔｅｓｔｉｎｇｏｆ２ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｐｒｅｃａｓｔＰＣｂｏｘｇｉｒｄｅｒｓｏｆａｉｆｒｓｔｃｌａｓｓｈｉｇｈｗａｙｂｉｒｄｇｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｅｓｔｉｎｇ，ｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｌｆｅｃｔｉｏｎａｒｅｍｅａｓｕｒｅｄｗｉｔｈｈｅａｐｅｄｌｏａｄｏｆｓｔｅｅｌｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ．Ｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ，ｒｉｇｉｄｉ —
有利的。
关键词：桥梁工程；装配式小箱梁；静栽试验；单梁试验
中图分类号：Ｕ４４６．１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ —９８８９（２０１３）０３ —００２５— ０４
ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｙｏｎＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＰｒｅｃａｓｔＰＣＢｏｘＧｉｒｄｅｒｓｕｎｄｅｒＳｔａｔｉｃＬｏａｄ
ｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃｌａｖａｌｕｅｓｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｅｓｓｔｒｕｃｔｕｒｌａｉｒｇｉｄｉｔｙ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｉｓｕｎｄｅｒｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｓａｆｅｔｙｒｅｄｕｎ・
王培金
（山东省交通规划设计院，山东济南２５００３１）
摘要：对位于某一级公路的２片装配式预应力混凝土小箱梁进行了单梁试验，试验中采用了钢筋堆载的加栽方
式，测试了梁体的应力和挠度。试验结果表明：试验梁的刚度和承载能力满足要求；梁体刚度分配比较均匀，结构在加载过程中表现出弹性工作状态；计算理论值低估了结构的刚度，但这种低估为结构带来了安全性冗余，对结构是
ｔｙａｎｄｃａｒｒｙｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｃａｎｒｅａｃｈｃｒｉｔｅｉａｒｄｅｍａｎｄｓ，ｇｉｒｄｅｒｓｓｈｏｗｗｅｌｌｅｌａｓｔｉｃｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｌｏａｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ；
桥面铺装包括８ｃｍ厚混凝土现浇层、防水层和
中，小箱梁桥是应用非常广泛的结构形式，然而，由于设计和施工水平参差不齐，以及当前的理论研究
还缺少充足的足尺试验的支撑，这类桥梁存在不
ＷａｎｇＰｅｉｊｉｎ（ＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＰｌａｎｎｉｎｇａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｊｉｎｎａ２５００３１，Ｃｈｉｎａ）
随我国经济社会的飞速发展，公路桥梁所负担
的交通量和交通荷载愈加繁重。在我国公路系统
ＹＫ４７＋７９４。桥面宽均为１３ｍ，横向由４片装配式箱梁组成，各箱梁中心距３．２３３ＩＴＩ，箱梁高１．２０１ＴＩ，
５ｃｌｎ厚沥青混凝土桥面铺装。小箱梁设计荷载：公路一Ｉ级；小箱梁混凝土强度等级：Ｃ５０，试验梁编号为１ —１栉，所在桥梁桩号分别为ＹＫ４７＋７９４和２Ｋ４７
ｄａｎｃｙｗｈｉｃｈｉｓｂｅｎｅｉｆｃｉｌａｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｆｅａｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｉｄｒｇｅｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ；ｐｒｅｃａｓｔｂｏｘｇｉｒｄｅｒ；ｓｔａｔｉｃｌｏａｄｔｅｓｔｉｎｇ；ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｇｉｄｅｒｒｌｏａｄｔｅｓｔｉｎｇ
第１０卷第３期
２０１３年６月
现代交通技术
ＭｏｄｅｒｎＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ＶＯＩ．１ＯＮＯ．３
Ｊｕｎ．２０１３
装配式预应力混凝土小箱梁单梁