20米预应力空心板破坏性荷载试验研究

20米预应力空心板破坏性荷载试验研究 青海斟技2011年第1期 2O米预应力空心板破坏性荷载试验研究 陆进祥 (青海省公路科研勘测设计院,青海西宁810008) 摘要:预应力混凝土先简支后连续空心板桥是当前公路桥梁建设中最常见的桥型之一,采用 科学合理的试验方法 对其预应力空心板的受力特性,承载能力,破坏机理和安全储备进行研究,对于该桥梁的设计, 施丁及后期维护和管理 具有重要意义. 关键词:预应力空心板;破坏性荷载试验;结果分析 预应力混凝土先简支后连续空心板桥是当前公路 桥梁建设中最常见的桥型之一,开展其预应力空心板 的受力特性,承载能力,破坏机理和安全储备的研 究,对于该类桥梁的设计和维护管理具有重要意义. 目前对桥梁的研究主要采用计算分析,模型试验和实 桥试验三种方法.计算分析方法虽然可以模拟桥梁的 多种工况和破坏全过程,但存在较多的简化和假定; 模型试验由于缩尺效应等因素使得试验模型与实际结 方针,建立健全安全保证体系和责任制,确 定施_丁安全目标,编制安全保证计划并组织实施和验 证,对施工中人的不安全行为,物的不安全状态,作 业环境的不安全因素和管理缺陷进行相应的安全控 制,消除隐患,避免和杜绝重大伤亡事故.树立”谁 谁负责项日,谁负责项目 管企业,谁负责企业安全, 安全管理”的理念. (4)成本控制.建立以项目经理为核心的成本控 制制度,进行项目成本预测,编制成本计划并实施, 进行成本核算和分析,并编制成本月报,努力增加 收入,节约支出,降低成本,提高经济效益.采用动 态控制与静态控制相结合,以动态控制为主的控制方 法. 4与项目施工相关的几项管理工作 (1)现场管理.施工现场的管理是体现企业文明 形象和管理的一个窗口,应做到:文明施工,安全有 序,整洁卫生,不扰民,不损害公众利益.应按公司 施工现场标准化管理统一进行布置,在工地人口处树 “七牌二图”:工程概况牌(包括工程规范,性质,用 途,发包单位,设计单位,承包单位,监理单位,施 T起止年月等),安全纪律牌,防火须知牌,安全无 事故计时牌,安全生产,文明施工牌,环境卫生牌; 施工总平面图,项目部组织机构图;主要管理人员名 单.工地大门设公司标识名称.按照施工总平面图和 环境卫生要求,做好各类标志,做好硬地坪施工和临 时围护设施,设置畅通的排水沟和泥浆沉淀地,确保 场地不积水,不积泥浆,保持场容貌整洁.现场的厕 所符合卫生要求;现场内设饮用水设施,不设食堂, 宿舍(但不能太远,便于管理),食堂,宿舍必须符 合卫生,防火要求. (2)管理.合同是施工管理的出发点,严格 履行合同是企业诚实守信的表现.项目部必须重视合 同管理,认真参与合同的订立,变更,做好施工中发 生的各类变更,增减,改变的签证手续,掌握索赔知 识,依法进行索赔.要对合同订立,履行,管理进行 评价,总结经验,提高合同管理水平. (3)信息管理.项目部应建立项目信息管理系 统,实现项目管理信息化,提高项目管理水平. 5建立项目经理责任制和员工岗位责任制 项目经理根据企业法人代表授权的范围,时间和 内容,对施工项目自开工准备至竣工验收,实施全过 程的全面管理.项目经理应具有相应施工项目管理的 能力,经验和业绩,具有承担施工项目管理的专业技 术以及管理,经济和法律法规知识,具有良好的道德 品质.企业应对项目经理实行项目经理责任制,企业 应同项目经理签订目管理目标责任书》,明确项 目经理的职责和权利.建立员工岗位责任制,确立以 人定岗,以效发薪的管理机制. 6结语 项目管理是一个复杂的系统工程,项目经理及其 管理班子要认真按设计图纸和国家标准,规范精心组 织,做好人力资源,材料,机械设备,技术,资金的 生产要素管理,文明施工,严格做好进度,质量,安 全环境和成本控制,按合同要求向用户提供满意的工 程,为企业创造良好的社会效益和经济效益. 07l 2011年第1期青海斟技 构存在一定差异;实桥试验的对象为实际桥梁,因此 试验结果不仅直观而且客观性较强,但常规实桥试验 的加载一般都局限在正常使用荷载范围之内,对桥梁 塑性阶段和破坏阶段的特无从得知.实桥破坏性试 验可以对桥梁受力全过程进行研究,但试验机会稀 少,成本高,风险大,所以只进行空心板的破坏性荷 载试验.本文对破坏性荷载试验进行了介绍,并通过 对该试验各项参数的测定以及对试验结果的分析,为 设计,施T及后期维护和管理提供依据. 1项目概况 某桥为4,20m预应力砼先简支后连续空心板桥, 桥面宽13m,横向布置l2块预应力空心板,设计荷 载为公路一I级,预应力空心板为宽1m通用后张法 预应力混凝土空心板.试验用预应力空心板经28d养 护,拆模后其外观及尺寸都满足设计和试验要求. 2试验原理和目的 试验采用架设地锚反力架对预应力空心板进行加 载,加载采用千斤顶在跨中加集中荷载.试验荷载根据 理论计算荷载效应等效逐级加载,使梁板产生响应, 即应变,挠度,裂缝,对实测值与理论计算值进行比 较分析,综合判定此预应力空心板的承载能力. 对此预应力空心板进行破坏性荷载试验,以全面 判定该桥空心板的设计,施工质量及承载能力是否达 到设计使用要求.根据相关桥梁设计及检测规范,通 过对此预应力空心板的结构控制断面在静荷载作用下 的应变,挠度及裂缝的观测及分析,可以得到梁体的 消压弯矩,开裂弯矩,极限承载力,以及梁体的混凝 土强度和预应力度等参数;通过粱体从加载至破坏所 经历的阶段及r作状态,可以判断梁体配筋设计的合 理性;通过对实测得到的梁体参数的对比及分析,可 以确定该空心板结构承载力,抗裂性能及荷载安全系 数,从而为设计及施工提供参数,使后期结构设计和施 工得到进一步优化. 3试验内容 3.1试验过程 预应力空心板破坏性荷载试验不同于常规的单片 板静载台座试验,常规的单片板静载试验一般是为了 评价一批梁体质量是否达到了正常使用要求,试验中 一 般加载至正常使用荷载应力水平即可,而破坏性荷 载试验分为三个阶段:裂前阶段,开裂阶段和破坏阶 段.在试验过程中,主要测试梁体跨中截面的应力和 挠度,同时观察裂缝的产生和发展情况,研究梁体从 开裂至破坏的整个过程. (1)裂前阶段,即加载至设计弯矩.主要考察荷 载与应力,挠度的关系. (2)开裂阶段,即加载至梁体受拉区开裂.观察 梁体裂缝的产生过程,由应力,挠度的关系曲线推算粱 体的开裂弯矩. (3)破坏阶段,即梁体开裂后继续加载至梁体破 坏.观察梁体由开裂至破坏的过程,由荷载与应力, 挠度的关系推算梁体的破坏弯矩. 3.2理论计算 某桥的施工过程为:?预制预应力空心板;? 架设预制空心板于临时支座上;?安装底模及永久 性支座;?浇筑湿接缝;?张拉负弯矩区预应力钢 束;?现浇桥面砼层及沥青砼铺装层.按照其先简支 后连续的施工过程,预应力空心板的受力状态,分为 预制空心板在自重作用下的简支状态和桥面系荷载及 活载作用下的连续状态.在不同施工阶段,根据空心 板各工况下受力情况及其截面特性进行计算. (1)横向分布系数 横向分布系数采用铰接板法计算,连续板对横向 分布的影响采用等效简支板梁法对边跨的抗弯惯性矩 进行修正.计算得出边跨横向分布系数,见表1. 表1活载横向分布系数表 (2)荷载组合 正常使用极限状态荷载组合结果见表2.可以看 出,正常使用极限状态荷载组合『『『为最大承载能力极 限状态荷载组合. (3)极限承载力计算 极限承载力计算结果见表3. 720?T 表2正常使用阶段荷载组合表/kN?m 青海科技2011年第1期 预应力张拉时常见问题的防治 李永清 (青海省果洛公路工程建设公司,青海西宁810008) 摘要:本文分析了青海公路中预应力张拉施工中常见问题产生的原因及防治措施. 关键词:预应力张拉;常见问题;产生原因;防治措施 预应力混凝梁因其跨越能力大,施工方法灵活, 适应性强,结构刚度大,抗震能力强,通车平顺性好 以及造型美观等特点,在桥梁中应用较为广泛.该施 工工艺复杂,质量控制尤为重要,在施工过程中一定 要严格按照国家有关规范,技术标准进行施工,对张 拉时出现的问题要认真对待.本文对预应力张拉时常 见问题的产生原因及防治措施作一分析. 1预应力钢筋张拉伸长量不足 1.1主要原因 (1)预留管道不顺直,致使预应力钢筋与管道的 摩阻力增加,虽然控制张拉应力未变,但由于预应力 平均张拉应力降低,故而使得伸长量不足.即在千斤 3.3试验测点布置 (1)应变测点布置 在空心板跨中及1/4截面,板底面及两侧均布置 应变测点,以测试空心板的截面工作状况. (2)挠度测点布置 在跨中,1/4截面处及支点处布置竖向位移测点, 以检验空心板的刚度和整体工作状况. (3)裂缝测点布置 在跨中3m范围内空心板的两侧下缘各布置多个 测点,观测空心板在各级荷载作用下两腹板及底面混 凝土裂缝产生,增加及扩展情况. 3.4试验结果分析 (1)实验过程及分析 加载方式为跨中集中荷载,通过反力架和液压千 斤顶来实现.采用分级加载,荷载达到260kN之后每 级增加20kN,荷载达到300kN之后直至空心板破坏 每级增加10kN.加载前需进行预压,加载时待持续 稳定后方可读数. 试验过程中,该空心板的破坏过程依次可分为: 弹性阶段;裂缝发展,刚度退化阶段;体系转化阶 段;结构屈服阶段;最终破坏.从破坏过程及形态来 看,为典型的弯曲破坏过程. (2)变形结果分析 试验全过程对中对空心板的挠度变形进行了测 量,见表4.可以看出,实测挠度值小于理论计算值, 表明该空心板结构刚度较大,满足要求. (3)应力结果分析 表4空心板挠度校验系数表 空心板开裂前应力校验系数表,见表5.可以看 出,实测应变均小于理论计算值,说明该空心板强度 满足要求,具有一定的安全储备. 表5空心板应力校验系数表 (4)开裂及承载能力结果分析 当集中荷载加载到380kN时空心板出现裂缝,大 于理论计算开裂荷载317.6kN,表明抗裂性满足要求, 且空心板预应力张拉工艺满足要求.加载至空心板未 破坏前的最终荷载值为780kN,大于理论计算极限承 载能力荷载589.1kN,是设计荷载的4.00倍,是设计 承载能力的2.24倍,其安全度较大. 4试验结论 通过试验及计算分析,该20m空心板刚度,强 度,预应力度,极限承载能力各项指标均满足设计要 求,设计正确,布筋合理,且有足够的安全储备. lT73