CN112345181A - 一种t梁静载试验方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种T梁静载试验方法，属于桥梁承载能力试验领域，工作人员采用静载试验前准备步骤S1，得出基数级荷载，然后进行静载试验处理步骤S2，得出静载试验数据，最后通过试验数据处理步骤S3，评定试验梁静载弯曲试验是否合格，在静载试验处理步骤S2中，试验梁加载过程可分为第一加载循环以及第二加载循环，在规定保持荷载时间内应关注油压变化，每级加载后均应检查梁体下缘和梁底有无裂纹出现，将试验数据及时填写记录。本发明公开的T梁静载试验方法，充分考虑试验梁在实际环境中所面临的荷载变化，工作人员通过本方法可对试验梁的静载弯曲程度进行评定，以确保试验梁满足桥梁架设的质量要求。

Description

一种T梁静载试验方法
技术领域
本发明涉及桥梁承载能力试验领域，尤其涉及一种T梁静载试验方法。
背景技术
目前，各类交通线路上的病害桥梁数量庞大，桥梁检测评定任务日益繁重。目前既有桥梁管养现状堪忧，国内外运营中桥梁突然垮塌事故不断发生。运营中一旦发生垮塌事故会造成巨大的财产损伤，并可能导致人员伤亡及线路阻断，也会造成恶劣的社会影响。除极端的桥梁垮塌之外，运营中桥梁损伤导致使用功能不足甚至丧失使用功能而被迫维修、加固的情况则更为普遍，造成的经济损失巨大。桥梁结构运营过程中的桥梁检测，由于桥梁数量巨大，传统检测方法手段日益难以胜任，新的科学全面高效便捷高效检测方法已是迫在眉睫。与此同时，地震后、洪水灾害、碰撞、火灾等灾后损伤桥梁的迅速、合理高效检测评定理论与方法，并为损伤的处治与加固提供依据资料同样十分迫切。
目前，对于病害桥梁的检测评定主要依靠人工表观等检测及荷载试验评定，而其中静载试验评定则是最直观也最为有效的手段，也是目前最为常用的一种评定方法。然而在目前的静载试验评定中，仅考虑活载效应而没有考虑静载的影响，因此评定不全面且不够合理，使得试验结果不够准确可靠。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种T梁静载试验方法，采用静载试验前准备步骤、静载试验处理步骤以及试验数据处理步骤所构成的试验方法，充分考虑试验梁在实际环境中所面临的荷载变化，工作人员通过本方法可对试验梁的静载弯曲程度进行评定，以确保试验梁满足桥梁架设的质量要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供的一种T梁静载试验方法，包括静载试验前准备步骤S1、静载试验处理步骤S2以及试验数据处理步骤S3，工作人员采用静载试验前准备步骤S1，得出基数级荷载，然后进行静载试验处理步骤S2，得出静载试验数据，最后通过试验数据处理步骤S3，评定试验梁静载弯曲试验是否合格，在静载试验处理步骤S2中，试验梁加载过程可分为第一加载循环以及第二加载循环，在规定保持荷载时间内，负责加载及油压表测读的工作人员密切注视油压变化，每级加载后均应检查梁体下缘和梁底有无裂纹出现，将试验数据及时填写记录，其中，在静载试验前准备步骤S1进行试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态，基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和，加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比为表示加载等级的加载系数K。
本发明优选地技术方案在于，在第一加载循环中，全预应力梁的加载等级如下：荷载从初始状态加载至基数级状态后静停3min，再加载至0.6K后静停3min，再加载至0.8K后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至1.0K后静停20min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态后静停10min。
本发明优选地技术方案在于，在第二加载循环中，全预应力梁的加载等级如下：荷载从初始状态加载至基数级状态后静停3min，再加载至0.6K后静停3min，再加载至0.8K后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至1.0K后静停5min，再加载至1.05K后静停5min，再加载至1.10K后静停5min，再加载至1.15K后静停5min，再加载至1.20K后静停20min，再卸载至1.0K后静停1min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态后静停10min。
本发明优选地技术方案在于，当在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载，验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始，其具体加载等级如下：静活载级后静停5min，再加载至1.0K后静停5min，再加载至1.05K后静停5min，再加载至1.10K后静停5min，再加载至1.15K后静停5min，再加载至1.20K后静停5min，再卸载至1.0K后静停1min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态。
本发明优选地技术方案在于，在静载试验处理步骤S2中，在每级加载后通过百分表测量梁体跨中和各支座中心截面两侧竖向位移变化，以得出实测挠度值。
本发明优选地技术方案在于，在静载试验前准备步骤S1中，根据加载布置情况、梁体设计资料和试验时梁体未完成预应力损失值计算基数级荷载，根据加载系数K计算对应的各级加载吨位和相应的换算油压读数作为加载依据，将试验架与试验梁中心线对齐，检查并标定试验梁表面的初始裂纹，在试验架上设置用以测量挠度的百分表，标定加载点并对加载点找平。
本发明优选地技术方案在于，在试验数据处理步骤S3中，工作人员对试验数据进行分析，评定梁体刚度以及梁体抗裂程度是否合格，当梁体刚度以及梁体抗裂程度均合格时，评定试验梁静载弯曲试验合格，否则为不合格。
本发明优选地技术方案在于，在静载试验处理步骤S2中，各千斤顶进行加载时加载速度不超过3kN/s。
本发明的有益效果为：
本发明提供的T梁静载试验方法，包括静载试验前准备步骤S1、静载试验处理步骤S2以及试验数据处理步骤S3，工作人员采用静载试验前准备步骤S1，得出基数级荷载，然后进行静载试验处理步骤S2，得出静载试验数据，最后通过试验数据处理步骤S3，评定试验梁静载弯曲试验是否合格。采用静载试验前准备步骤S1，保证试验梁做静载试验的准备工作更充分完善，以减小试验误差，使试验结果更准确可靠。采用静载试验处理步骤S2，使工作人员通过本试验方法可以更精准地对试验梁进行静载试验。采用试验数据处理步骤S3，使工作人员可以精准判别试验梁是否满足桥梁架设的质量要求。充分考虑试验梁在实际环境中所面临的荷载变化，工作人员通过上述步骤可对试验梁的静载弯曲程度进行评定，以确保试验梁满足桥梁架设的质量要求。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中提供的T梁静载试验方法的流程示意图。
图中：
S1、静载试验前准备步骤；S2、静载试验处理步骤；S3、试验数据处理步骤。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1所示，本实施例中提供的一种T梁静载试验方法，包括静载试验前准备步骤S1、静载试验处理步骤S2以及试验数据处理步骤S3，工作人员采用静载试验前准备步骤S1，得出基数级荷载，然后进行静载试验处理步骤S2，得出静载试验数据，最后通过试验数据处理步骤S3，评定试验梁静载弯曲试验是否合格。工作人员通过上述步骤可对试验梁的静载弯曲程度进行评定，以确保试验梁满足桥梁架设的质量要求。为了使工作人员通过本试验方法可以更精准地评定试验梁是否达标。进一步地，在静载试验处理步骤S2中，试验梁加载过程可分为第一加载循环以及第二加载循环，在规定保持荷载时间内，负责加载及油压表测读的工作人员密切注视油压变化，每级加载后均应检查梁体下缘和梁底有无裂纹出现，将试验数据及时填写记录，其中，在静载试验前准备步骤S1进行试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态，基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和，加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比为表示加载等级的加载系数K。
优选地，在第一加载循环中，全预应力梁的加载等级如下：荷载从初始状态加载至基数级状态后静停3min，再加载至0.6K后静停3min，再加载至0.8K后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至1.0K后静停20min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态后静停10min。
优选地，在第二加载循环中，全预应力梁的加载等级如下：荷载从初始状态加载至基数级状态后静停3min，再加载至0.6K后静停3min，再加载至0.8K后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至1.0K后静停5min，再加载至1.05K后静停5min，再加载至1.10K后静停5min，再加载至1.15K后静停5min，再加载至1.20K后静停20min，再卸载至1.0K后静停1min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态后静停10min。
优选地，当在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载，验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始，其具体加载等级如下：静活载级后静停5min，再加载至1.0K后静停5min，再加载至1.05K后静停5min，再加载至1.10K后静停5min，再加载至1.15K后静停5min，再加载至1.20K后静停5min，再卸载至1.0K后静停1min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态。
作业人员采用T梁静载试验方法进行试验梁静载试验的具体过程如下所述：
静载试验人员各就各位，进行T梁静载试验。然后，试验梁的加载分两个循环进行。以加载系数K表示加载等级，加载系数K是加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比。试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态；基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。接着，全预应力梁进行逐级循环加载，其中，
第一加载循环：初始状态→基数级(静停3min)→0.6(静停3min)→0.8(静停3min)→静活载级(静停3min)→1.0(静停20min)→静活载级(静停1min)→0.6(静停1min)→基数级(静停1min)→初始状态(静停10min)；
第二加载循环：初始状态→基数级(静停3min)→0.6(静停3min)→0.8(静停3min)→静活载级(静停3min)→1.0(静停5min)→1.05(静停5min)→1.10(静停5min)→1.15(静停5min)→1.20(静停20min)→1.10(静停1min)→静活载级(静停1min)→0.6(静停1min)→基数级(静停1min)→初始状态；
当在第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载。验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始。
验证加载：静活载级(静停5min)→1.0(静停5min)→1.05(静停5min)→1.10(静停5min)→1.15(静停5min)→1.20(静停5min)→1.10(静停1min)→静活载级(静停1min)→0.6(静停1min)→基数级(静停1min)→初始状态。
在规定保持荷载时间内，负责加载及油压表测读人员密切注视油压变化，并随时予以校正。加载和卸载速度均不宜过快，以每秒钟不超过0.2MPa油压读数为度。每级加载后均应仔细检查梁体下缘和梁底有无裂纹出现。如出现裂纹或(和)初始裂纹的延伸，应用红铅笔标注，并注明荷载等级，量测裂纹宽度。在试验前和试验过程中，有专门安全负责人详细检查并指导各项安全操作防止发生事故。在试验过程中，工作人员按表格要求及时填写试验数据。通过上述过程，充分考虑试验梁在实际环境中所面临的荷载变化，使工作人员通过本试验方法可以更精准地评定试验梁是否达标。
优选地，在静载试验处理步骤S2中，在每级加载后通过百分表测量梁体跨中和各支座中心截面两侧竖向位移变化，以得出实测挠度值。每级加载后均应测量梁体跨中和各支座中心截面两侧竖向位移变化，以同一截面的两侧平均值分别作为相应截面的竖向位移量或支点沉降量。跨中截面的竖向位移量减去支座沉降影响量即为该级荷载下的实测挠度值。
优选地，在静载试验前准备步骤S1中，根据加载布置情况、梁体设计资料和试验时梁体未完成预应力损失值计算基数级荷载，根据加载系数K计算对应的各级加载吨位和相应的换算油压读数作为加载依据，将试验架与试验梁中心线对齐，检查并标定试验梁表面的初始裂纹，在试验架上设置用以测量挠度的百分表，标定加载点并对加载点找平。静载试验前准备步骤S1的具体过程如下所述：试验前根据加载布置情况，梁体设计资料和试验时梁体未完成预应力损失值等计算基数级荷载，根据加载系数K计算对应的各级加载吨位和相应的换算油压读数作为加载依据。加载计算要按规定方法计算并提出计算单,经验算后方可用于指导试验并予存档。两端支座中心线的连线应与试验台座面标定好的台座横向分中中心线相重合,其误差小于10mm。且跨距须与待试梁相符。在支座上标划出中心线，以便与梁中心线对正。支座安装后的实测跨度应符合标准要求。试验前应实地测量梁体两侧跨距，确认两侧跨度偏差均在允许范围之内，方可进行试验。并检查支座摆放位置是否正确。每片T型简支梁应在一端设固定支座，另一端设纵向活动支座(横向固定)。试验梁移入台座对中后，在梁顶面上标出梁体腹板、跨中及支座中心线，由跨中沿腹板中心线标出跨中、4m、8m共5个点作为梁体的加载中心点，在腹板两外侧跨中、4m、8m点处粘贴A4纸做好标志，并做好编号。在每一加载点铺设砂垫层(找平)及钢垫板，钢垫板用水平尺找平后移入千斤顶。千斤顶中心与梁体加载中心纵横向位置偏差均应不大于10mm。加载前用10倍放大镜在梁体跨中两侧1/2跨中范围内的下缘和梁底面进行外观检查，对初始裂纹(表面收缩裂纹和表面损伤裂纹)及局部缺陷用蓝色铅笔详细描出。在梁体跨中及支座中心两侧分别安装磁吸座百分表进行挠度测量。百分表磁性底座固定支架采用型钢制作，固定支架应牢固、稳定，且不受加载时静载试验台座变形的影响。在试验前对百分表进行预压，且预压3～5mm左右。为避免梁体偏载，静载反力架纵横轴线与试验梁纵横轴线偏差不得大于1cm。静载试验梁两端各设2根斜杆进行辅助支撑，加载前解除支撑。千斤顶试验前保持5～10mm的外露量。通过上述过程，保证试验梁做静载试验的准备工作更充分完善，以减小试验误差，使试验结果更准确可靠。
优选地，在试验数据处理步骤S3中，工作人员对试验数据进行分析，评定梁体刚度以及梁体抗裂程度是否合格，当梁体刚度以及梁体抗裂程度均合格时，评定试验梁静载弯曲试验合格，否则为不合格。具体评定标准如下所述。
梁体刚度合格评定：实测静活载挠度值(f实测)为静活载级下实测挠度值减去基数级下实测挠度值。实测静活载挠度值合格评定标准：
Figure BDA0002739546490000093
Figure BDA0002739546490000092
为等效荷载加载挠度修正系数。一般以第二加载循环的挠度值作为评定依据。
全预应力梁抗裂合格评定：在K＝1.20加载等级下持荷20min，试验梁体下缘底面未发现受力裂纹或下缘侧面(包括倒角和圆弧过渡段)的受力裂缝未延伸至梁底边，评定全预应力梁抗裂合格。
梁体刚度不合格评定：当最后一轮加载循环时的实测静活载挠度值不满足
Figure BDA0002739546490000091
规定时，则梁体刚度评定不合格。
全预应力梁抗裂不合格评定:(1)当在某加载等级下(最大加载等级除外)的持荷时间内，试验梁体底面发现受力裂缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按加载程序规定加载至后一级荷载后，受力裂缝延长或在上述部位又发现新的受力裂缝，即评定在该加载等级与前一加载等级的平均加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗裂不合格。
(2)当在某加载等级加载后至后一级加载等级的过程中，试验梁体底面发现受力裂缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按加载程序规定加至后一加载等级后，受力裂缝延长或在上述部位又发现新的受力裂缝，即评定该加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗裂不合格。
(3)当在最大加载等级的持荷时间内，试验梁体底面发现受力裂缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，应在持荷20min后，对全预应力梁分级卸载至静活载级，按加载程序规定重新加载至最大加载等级。重新加载至最大加载等级过程中裂缝张开，即评定该加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗裂不合格。
对全预应力梁，梁体竖向刚度和抗裂均合格，评定该梁静载弯曲试验合格，否则为不合格。对于静载试验不合格的处理，委托检验的样品梁数量不少于1/10梁且不少于3件进行静载弯曲试验。当全部静载试验样品梁的试验均合格后，方可准许架设。反之，则应对本批梁逐片进行静载弯曲试验，合格者方可架设。通过上述过程，使工作人员可以精准判别试验梁是否满足桥梁架设的质量要求。
优选地，在静载试验处理步骤S2中，各千斤顶进行加载时加载速度不超过3kN/s。各千斤顶宜同速、同步到达同一荷载值，加载速度不宜超过3kN/s，以保证试验结果的准确性。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种T梁静载试验方法，包括静载试验前准备步骤(S1)、静载试验处理步骤(S2)以及试验数据处理步骤(S3)，工作人员采用所述静载试验前准备步骤(S1)，得出基数级荷载，然后进行所述静载试验处理步骤(S2)，得出静载试验数据，最后通过所述试验数据处理步骤(S3)，评定试验梁静载弯曲试验是否合格，其特征在于：
在所述静载试验处理步骤(S2)中，试验梁加载过程可分为第一加载循环以及第二加载循环，在规定保持荷载时间内，负责加载及油压表测读的工作人员密切注视油压变化，每级加载后均应检查梁体下缘和梁底有无裂纹出现，将试验数据及时填写记录；
其中，在所述静载试验前准备步骤(S1)进行试验准备工作结束后梁体承受的荷载状态为初始状态，基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和，加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比为表示加载等级的加载系数K。
2.根据权利要求1所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
在所述第一加载循环中，全预应力梁的加载等级如下所述：
荷载从初始状态加载至基数级状态后静停3min，再加载至0.6K后静停3min，再加载至0.8K后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至1.0K后静停20min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态后静停10min。
3.根据权利要求1所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
在所述第二加载循环中，全预应力梁的加载等级如下所述：
荷载从初始状态加载至基数级状态后静停3min，再加载至0.6K后静停3min，再加载至0.8K后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至静活载级后静停3min，再加载至1.0K后静停5min，再加载至1.05K后静停5min，再加载至1.10K后静停5min，再加载至1.15K后静停5min，再加载至1.20K后静停20min，再卸载至1.0K后静停1min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态后静停10min。
4.根据权利要求3所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
当在所述第二加载循环中不能判断是否已出现受力裂缝时，应进行受力裂缝验证加载，验证加载从第二加载循环卸载至静活载级后开始，其具体加载等级如下所述：
静活载级后静停5min，再加载至1.0K后静停5min，再加载至1.05K后静停5min，再加载至1.10K后静停5min，再加载至1.15K后静停5min，再加载至1.20K后静停5min，再卸载至1.0K后静停1min，再卸载至静活载级后静停1min，再卸载至0.6K后静停1min，再卸载至基数级后静停1min，最后卸载至初始状态。
5.根据权利要求1所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
在所述静载试验处理步骤(S2)中，在每级加载后通过百分表测量梁体跨中和各支座中心截面两侧竖向位移变化，以得出实测挠度值。
6.根据权利要求1所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
在所述静载试验前准备步骤(S1)中，根据加载布置情况、梁体设计资料和试验时梁体未完成预应力损失值计算基数级荷载，根据加载系数K计算对应的各级加载吨位和相应的换算油压读数作为加载依据，将试验架与试验梁中心线对齐，检查并标定试验梁表面的初始裂纹，在试验架上设置用以测量挠度的百分表，标定加载点并对加载点找平。
7.根据权利要求1所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
在所述试验数据处理步骤(S3)中，工作人员对试验数据进行分析，评定梁体刚度以及梁体抗裂程度是否合格；
当梁体刚度以及梁体抗裂程度均合格时，评定试验梁静载弯曲试验合格，否则为不合格。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的T梁静载试验方法，其特征在于：
在所述静载试验处理步骤(S2)中，各千斤顶进行加载时加载速度不超过3kN/s。
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