新型预应力刚接板梁足尺试验研究

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1、第3期（总第179期）No.3(SerialNo.179)2015年6月CHINAMUNICIPALENGINEERINGJun.2015DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2015.03.031新型预应力刚接板梁足尺试验研究12111朱立锋，李艳，卢永成，陈明，朱世锋[1.上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海200092;2.上海市政工程检测中心有限公司,上海200092]摘要：研发一种新型预制装配式板梁结构——刚接板梁，并结合工程实际对22m跨径刚接板梁进行足尺试验研究。试验采用大吨位千斤顶加载，测量试验梁跨中截面混凝土应变、下缘钢筋的应变及挠度

2、数据。研究结果表明:刚接板梁抗裂性能较好，在正常使用状态下，上下缘混凝土均受压，梁具有良好的弹性性能，达到正常使用极限状态时安全储备较大；梁刚度较大，满足规范要求；刚接板梁达到承载力极限状态时，混凝土及钢筋应力未到设计值，有一定富余；荷载达到1.42倍承载力极限状态设计值时，梁未极限破坏，卸载后裂缝闭合。关键词：中小跨径桥梁；预制装配；刚接板梁；足尺试验；挠度；刚度；应变；安全系数中图分类号：U441文献标志码：A文章编号：1004-4655（2015）03-0094-04国内中小跨径桥梁占桥梁总数比例较大，已建图1为22m刚接板梁中板构造示意图，图2成的该类桥梁基本以空心板、T梁

3、结构为主。T梁为其跨中钢束布置断面示意图。图3为刚接板梁普因其横隔板多施工不便、梁高较高、美观不足等因通钢筋断面示意图。素，近期已建成的中小跨径桥梁特别是市政桥梁，刚接板梁支点设置横隔板，跨中不设横隔一般推荐空心板梁结构，并制定相应的通用图。但板。混凝土采用C50，钢铰线采用低松弛高强度[4]s随着交通量增大、重车和超载车辆增多，空心板桥钢绞线，公称直径φ15.2，抗拉强度标准值[1-2]梁结构出现诸多问题，特别是铰缝破坏导致空fpk=1860MPa，设计张拉力0.75fpk；普通钢筋采[3]心板单梁受力问题一直无法解决。用HRB400及HPB300。上海市建交委特别发文规定高速公

4、路、一级公路、城市快速路、主干路结构型式一般不得采用预制装配式空心板结构。为避免空心板梁结构缺陷造成的交通中断、后期维修较大等损失，也为适应大交通量、多重车国情，“上海市政设计研究院—中小跨径桥梁新结构图1刚接板构造示意图（cm）科研项目”研发一种新型预制装配式板梁结构（后文统称“刚接板梁”），并结合实际工程，对2根22m刚接板试验梁进行足尺试验。本结构已经应用于浦东新区申江路（中环线—S2）高架专用道工程中的龚潮港桥。1刚接板梁结构简介本新型结构采用后张法体系，按A类结构设计，板与板之间用后浇湿接头刚性连接。收稿日期：2015-03-02第一作者简介：朱立锋（1985—），男，工

5、程师，硕士研究生，图2刚接板钢束布置断面示意图（cm）主要从事市政桥梁设计及研究工作。94朱立锋，李艳，卢永成，陈明，朱世锋：新型预应力刚接板梁足尺试验研究2015年第3期正常使用极限状态组合值、承载力极限状态组合值[5]并依据桥涵设计规范计算开裂荷载、极限状态承载力（抗力），加载值按此控制荷载等效模拟分级，试验梁正常使用极限状态组合值及理论开裂荷载见表1。其中梁自重作用下跨中弯矩983kN·m，表中千斤顶荷载P值均扣除梁自重作用，跨中弯矩不含预加力反弯矩但含自重作用。表1梁跨中截面加载控制荷载表图3刚接板普通钢筋断面示意图控制工况P/kN跨中弯矩/kN·m2试验概况加载前初始值0

6、983正常使用极限状态组合值Msd2463380试验加载布置示意图见图4，采用2片加载钢理论开裂荷载Mcr3304204梁布于试验梁跨中两侧，加载钢梁上放置2台额定承载力极限状态组合值Md4635500极限状态承载能力（抗力）值Mu4715580压力为200t千斤顶，千斤顶与反力装置之间放置加载最大值Mf7007815压力传感器。图5为试验现场实景图。3试验结果3.1位移、应变及裂缝为检验开裂后刚接板梁受力能力，本次试验先加载至梁首次开裂后卸载，再加载至最大值。图4试验加载位置示意图图7为2次加载弯矩-挠度曲线，其中挠度取南北2个测点的平均值并扣除支座沉降。加载过程按级测得梁的位移

7、、混凝土应变、钢筋应变数据。图8为弯矩-梁底混凝土应变曲线（S1/S6/S7测点），图9为弯矩-钢筋应变曲线（T1/T2测点）。12010080图5试验现场实景图f/mm60第一次加载40为测得试验过程中跨中截面的挠度、混凝土应第二次加载跨中挠度20力、钢筋应力、截面中性轴变化，各项测点布置示0意图见图6。正弦应变计在截面上均匀布置，凿开02000400060008000混凝土保护层后将钢筋应变计贴于梁下缘角点钢筋跨中弯矩M/kN·m上。图7弯矩-挠度曲线300025