中交二公局三公司 广东省河源市 710000
摘要：本文以河（源）惠（州）（东）莞高速公路龙川至紫金段（TJ14 标）25m 预制小箱梁静载试验为例，从而来检验该梁的结构性能是否满足设计要求，并为工程验收和使用阶段的定期检查提供原始数据资料，对预制梁静载试验的理论计算值进行了详细的分析与研究。
关键词：高速公路；预制梁；静载试验；分析与研究
1、预制梁静载试验参数
标准跨径：LK＝25.00m 计算跨径：L0＝24.00m 设计荷载：公路-Ⅰ级；设计混凝土强度等级：C50；试验梁按A类混凝土构件设计。
2、观测所需要的设备：
洛克泰斯应变计JM3850A/SM-5A；徕卡水准仪/测微器NA2/FS1；OVM数字测力传感器SC/2000kN；温湿度计WS-1。
3、试验测量前需要准备的工作
3.1、测点布置
在该梁跨中截面布设应变测点，采用无线振弦式应变测试系统对该梁跨中截面进行应变测试。测试在各级荷载作用下，截面的应变变化与恢复情况。同时布置温度补偿测点，应变测试采用应变计进行。
3.2、准备工作
对试验梁进行抽检，试验梁的龄期应在预应力终张或放张30天后且不超过60天，试验梁应在试验前一天吊装至试验台座上，浇注试验所需台座，试验梁台座需进行放大基础处理，并能满足静载；
试验要求；同时台座在纵向位于设计支座中心线位置，且梁台座间高程差不大于10mm，即 H1-H2的绝对值小于等于10mm；
制作静载试验所需的反力架，并于试验前一天安装完毕。密切注视梁体试验过程中的安全问题，做好在预制梁试验过程中的安全防护，对现场布点及试验测试过程进行配合，协助向设计单位索取试验所需的各项资料。
4、试验内容及方法
4.1、试验观测内容
1）试验梁在各级荷载作用下的挠度变形；
2）试验梁在各级荷载作用下跨中截面的应变变化情况；
3）核实试验梁的实际结构尺寸、在试验过程中检查试验梁的裂缝情况。
4.2、试验荷载及加载方法
根据设计单位提供的试验内力标准值为 4458 kN•m，采用弯矩等效的方式进行模拟加载，本次试验采用两点集中力加载，纵向加载间距为 1.5m。根据工地现场条件，试验采用千斤顶加载，设备荷载为 6.6kN，满载时千斤顶荷载 2P 为 746kN，总荷载为 752.6kN。跨中试验弯矩为 4233 kN•m，荷载效率为 0.95，满足《试验方法》的要求（0.8＜η≤1.0）。在加载前对试验梁进行预加载，本次试验分四级加载进行，一级卸载。
试验拟在预制场进行，根据现场条件，在试验梁跨中1.5m 两点集中加载进行。试验采用预制成品梁为加载反力，采用配套的千斤顶及压力表控制加载力。采用弯矩等效的方式进行模拟加载，根据设计单位提供的试验梁最大试验弯矩4458kN•m，结合试验梁的计算跨径，梁上的两点荷载共为2p=793kN。
图1 千斤顶加载挑梁配重示意图
4.3、挠度变形观测
纵向在试验梁的两端支点、L/4 跨、跨中和3L/4跨位置布设挠度变形测点，横向在梁顶两侧面对称布置，变形观测采用莱卡水准仪（配备测微器）进行。
4.4、梁体应变观测
在该梁跨中截面布设应变测点，沿两侧截面高度各布置7 个应变测点，共计14 个应变测点，采用静态应变仪对该梁跨中截面进行应变测试，测试在各级荷载作用下，截面的应变变化与恢复情况。应变测试采用振弦应变计进行。为了避免试验过程中温度对应变测试结果的影响，在附近未进行试验的梁跨中截面布置三个温度应变补偿测点，对跨中截面应变测试结果进行修正。
4.5、梁体裂缝观测
试验前，对试验梁进行外观检查，如发现试验梁存在裂缝，则应记录裂缝存在位置、性状等，裂缝观测采用裂缝测宽仪进行。试验时，对存在裂缝的梁体进行裂缝监测，裂缝监测采用应变计跨缝布设进行，同时采用裂缝测宽仪进行辅助监测。
试验过程中，密切检查梁体是否存在新增裂缝，及时做好记录，并对试验过程中出现的新增裂缝采用应变计跨缝布设进行监测，监测在试验荷载作用下裂缝是否超过设计标准的许可值。
4.6、理论计算值
以跨中最大正弯矩为试验工况，测点截面为A-A截面，挠度为-23.32mm，上缘应变为385。其中挠度值向下为负，向上为正；应变正值为拉应变，负值为压应变。
5、试验结果分析
本次静载试验于 2018 年 1 月 12 日晚上 19：20 开始至晚上 20：50 结束，试验开始时温度 7.5℃，试验结束时温度 6.5℃。
本次静载试验结果分析不考虑设备荷载的影响，即只对千斤顶荷载下预制梁的各项指
标进行分析。如表1所示，为试验结果。
表1 试验结果
5.1、挠度变形
1）变形测点布置
纵向在试验梁的两支点 L/4 跨、跨中和 3L/4 跨位置布设挠度变形测点，横向在梁顶板两侧面对称布置，变形观测采用徕卡水准仪（配备测微器）进行。
表2 修正后各测点挠度变形值
图2 试验梁整体变形挠度曲线图
2）挠度变形结果分析
① 校验系数分析
在满载作用下，经支座变形修正后，试验梁跨中实测弹性变形值为-17.89mm，小于理论计算值-21.94mm。挠度校验系数为0.82，满足《试验方法》中0.7～1.05的要求。
② 弹性状况分析
各级荷载作用下跨中实测挠度变形与理论挠度变形的变化规律基本一致，并随荷载变化呈直线分布。卸载后，跨中相对残余变位在 6.2%～6.6%之间，满足《试验方法》中≤20%的要求。
5.2、测点布置
在该梁跨中截面布设应变测点，采用无线振弦式应变测试系统对该梁跨中截面进行应变测试。测试在各级荷载作用下，截面的应变变化与恢复情况。同时布置温度补偿测点，应变测试采用应变计进行。
应变结果分析
表3 跨中截面应变测试结果
图3 试验梁跨中截面整体应变图
1）校验系数分析
满载作用下，跨中截面梁顶压应变理论值为147，实测平均值为136，梁顶应变校验系数为0.93，梁底拉应变理论值为362，实测平均值308，梁底应变校验系数为0.85，满足《试验方法》中0.7～1.05的要求。
2）弹性分析
各级应变曲线基本上交汇于同一点。实测中性轴位置距梁底面高平均值约为85cm，理论中性轴高度为87cm，实测值低于理论值。卸载后梁顶、梁底各测点相对残余应变在2.9%～7.0%之间，满足《试验方法》规定≤20%的要求。
5.3、外观观测
经观测，试验梁结构尺寸与设计基本相符，其中跨中截面处梁高为 143cm，高于设计梁高（140cm）3cm。试验过程中，尤其是在满荷载作用下，梁体未见裂缝。
5.4、分析评定
1）荷载效率
本次试验千斤顶加载的荷载效率为0.94，满足《试验方法》中0.8～1.0的要求，可用于评定。
2）校验系数
本次试验挠度校验系数为0.82，梁顶、梁底应变校验系数分别为0.93和0.85，满足《试验方法》中0.7～1.05的要求；同时卸载后相对残余变位和相对残余应变在 2.9%～7.0%之间，满足《试验方法》中≤20％的要求。
结论：通过对高速公路预制梁静载试验的测量，根据得到的数据进行理论计算分析，这对于检测有重要的意义，可以为其他测量人员提供依据和参考，便于对试验进入深入分析和研究。
参考文献：
[1]某高速公路工程30m预制小箱梁静载试验分析[J].李鹏飞，杨溢，刘磊，李文新.公路工程.2014（02）.
[2]公路桥梁的静力荷载试验检测情况研究[J].郑平启.建筑知识.2017（07）.
[3]钢筋混凝土预制梁静载试验分析与研究[J].李科.黑龙江交通科技.2017（05）.
[4]青岛市胜利桥动静载试验研究[J].姜福香，孙道伟，王玉田.青岛建筑工程学院学报.2005（01）.
论文作者:陈维达
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/22
标签：应变论文; 荷载论文; 截面论文; 挠度论文; 裂缝论文; 测试论文; 加载论文; 《基层建设》2018年第6期论文;