06-第6节静载试验

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1、秦沈客运专线24m预应力混凝土双线整孔实体箱梁试验研究报告6.静载试验通过已完成的三片1∶2模型梁静载试验及理论计算,对秦沈客运专线预应力混凝土箱梁的受力特点进行较为系统的分析,并对箱梁的设计施工、质量检验的主要原则和《时速200公里新建铁路线桥隧站设计暂行规定》的修改提出了建议。本次实体梁静载试验的主要目的在于:①对箱梁的设计、施工工艺、质量及已有研究成果进行验证;②通过在桥面的轨道中心线加载试验,进一步研究在实际运营荷载作用下箱梁顶、底板的横向受力;③通过静载抗裂及开裂试验,检验箱梁的抗裂和强度性

2、能;④研究梁端由于锚下局部应力造成的裂缝在荷载作用下的变化情况。为此,静载试验共分三阶段,主要进行了下列试验:(1)铺设防水层和道碴前,荷载作用于箱梁腹板,进行箱梁静载抗裂检验(加载至1.25倍设计荷载)及单、双线荷载模拟加载试验;(2)铺设防水层、道碴、轨枕和钢轨后,荷载作用于钢轨,进行桥面板加载及模拟单、双线荷载试验;(3)铺设防水层、道碴、轨枕和钢轨后,荷载作用于箱梁腹板,进行箱梁开裂试验(加载至1.6倍设计荷载)、重裂试验(加载至1.5倍设计荷载);(4)模拟支座更换及架梁时调整支反力的顶梁试

3、验。6.1加载图式及荷载计算6.1.1静载试验采用12点加载(图6.1-1),加载点分别作用于箱梁腹板顶面中心(第一、三阶段静载试验)和轨道中心(第二阶段静载试验)。图6.1-1试验箱梁静载试验加载图式53铁道部科学研究院秦沈客运专线24m预应力混凝土双线整孔实体箱梁试验研究报告6.1.1采用12点等荷加载,试验梁跨中2m范围内为等弯矩区段,以达到严格考察该区段受力性能的目的;其余各截面的弯矩、剪力分布均与设计包络图相近(图6.1-2)。因此,试验荷载可以模拟箱梁的实际受力状态。图6.1-2试验加载弯

4、矩、剪力与设计值的比较6.1.2第一阶段静载(无碴)及第二、三阶段静载(有碴)试验时,实测跨中、1/4截面预应力筋重心处混凝土的平均收缩徐变分别为160με和310με(分别为设计收缩徐变量终极值的39%和78%)。根据箱梁的实际受力状态及预应力收缩、徐变损失的实测结果,分别计算了抵销未完成预应力损失的加载弯矩及吨位(表6.1-1)。试验箱梁加载吨位及相应跨中弯矩(kN、kN-m)表6.1-1静载试验阶段试验箱梁实际受力状态未完成预应力损失换算弯矩加载吨位、弯矩承受荷载合计弯矩静活载级1.01.25一

5、自重挡碴墙加载设备16806.62355.0570.2622.4861.824591.626841.437164.6二~三自重挡碴墙防水层道碴轨枕钢轨加载设备22002.11587.6429.6481.8721.218628.720878.531201.86.1.3根据已完成的1∶2模型梁静载试验结果,在自重、二期恒载及活载作用下,箱梁的综合剪力滞系数为1.044。通过有限元分析,12点加载时箱梁跨中截面的剪力滞系数为1.072。在进行加载弯矩与集中力的换算时,考虑了二者剪力滞系数的差异。53铁道部科

6、学研究院秦沈客运专线24m预应力混凝土双线整孔实体箱梁试验研究报告6.1测点布置6.1.1第一阶段静载试验中,在箱梁的跨中、1/4截面布置振弦式应变测点60个(图6.2-1);在箱梁两侧跨中下缘2.0m范围内布置振弦式应变测点20个、跨中、1/4及距支点3.1m三个截面布置应变片测点180个(图6.2-2);同时,布置挠度和支点及基础变形测点22个,压力荷载传感器12个(图6.2-3)。图6.2-1第一阶段静载试验跨中、1/4截面振弦式测点布置图图6.2-2第一阶段静载试验跨中、1/4及3.1m截面应

7、变测点布置图53铁道部科学研究院秦沈客运专线24m预应力混凝土双线整孔实体箱梁试验研究报告图6.2-3第一阶段静载试验挠度、压力传感器测点布置图6.1.1为考察荷载作用下由于锚下局部应力造成的梁端裂缝的变化情况,在第一阶段静载试验中跨裂缝布置了6个振弦式应变测点。6.1.2第二阶段静载试验中,除按第一阶段图6.2-1~3布置的测点外,为研究实际运营荷载作用下桥面板横向应力状态,还在试验箱梁顶板底面布置了48个双向振弦式应变测点(图6.2-4)。图6.2-4第二阶段静载试验桥面板底面测点布置图53铁道部

8、科学研究院秦沈客运专线24m预应力混凝土双线整孔实体箱梁试验研究报告6.1.1为模拟运营状态下更换支座时箱梁的受力状态,静载试验中还进行了顶梁试验,测点集中布置在试验箱梁的端截面。6.2主要试验仪器、设备静载试验主要设备汇总表6.3-1序号名称型号性能指标数量1振弦应变读数仪GK403测试范围:0-5000με测试精度:±0.5%2台2NDAU数据采集仪NDAU1403测试范围:0-5000με测试精度:±0.5%2台37V07数据采集仪7V07测试范围

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