静载试验计算书.docx
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静载试验计算书
预应力混凝土铁路桥简支箱梁
静
载
试
验
计
算
书
梁号:
XX
XX
XX年XX月XX日
预应力混凝土铁路桥简支箱梁静载试验计算书
单位:
XX
1计算依据:
TB/T2092-2003《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》
2直线试验梁有关数据:
表1直线试验梁有关数据表
序号
项目
具体情况
1
图号
通桥(2008)2322A-Ⅱ跨度:
31.5m
2
梁别
直线双线整孔箱梁(无声屏障)
梁号
YQCYFG31.5Z-001
3
梁高
3.134m
4
梁体混凝土设计强度等级
C50
5
28d强度
60.7
6
28d混凝土弹性模量
44.4
7
混凝土灌筑日期
2011年10月25日
8
全部施加预应力日期
2011年11月16日
9
试验日期
2011年12月10日
10
计算龄期
24天
3中铁咨询桥梁工程设计研究院提供:
成渝客运专线铁路无砟轨道31.5m双线简支梁静载试验数据:
表2直线试验梁有关试验数据表
序号
项目
符号
单位
图号
通桥(2008)2322A-Ⅱ
1
跨度
L
m
31.5
2
梁别
直线无声屏障
3
梁体自重力矩
Mz
kN·m
31459.38
4
无砟轨道设备产生的力矩
(含防水层、保护层)
Md
kN·m
14883.75
5
活载力矩(含动力系数)
Mh
kN·m
24164.75
6
动力系数
1+μ
1.1271.1951
7
梁跨中截面换算面积
Ao
m2
9.08321
8
梁下缘换算截面抵抗矩
Wo
m3
5.622700
9
预应力钢筋面积
Ay
m2
0.033319
10
预应力合力中心到换算截面重心轴的距离
eo
m
1.6260
11
收缩、徐变预应力损失值
σL6
MPa
82.94
12
钢筋松弛应力损失值
σL5
MPa
15.88
13
挠跨比
f/L
1/5200
14
抗裂安全系数
Kf
1.45
15
综合剪力滞系数K综
1.0170
16
跨中截面集中力剪力滞系数K集
1.0319
17
等效荷载加载挠度修正系数ψ
0.9987
4加载设备重量对跨中弯矩:
4.1加力点加载设备重量计算(垫铁板规格为500mm×500mm×20mm、300mm×300mm×20mm,垫铁等共计173.4kg,千斤顶统一称重122kg,砂垫层按800mm×800mm×20mm。
)
表3加力点加载设备重量表
序号
目
项
千斤顶(kg)
垫板B3(kg)
砂垫层重(kg)
合计(kg)
1#加力点
122
173.4
19.2
314.6
2#加力点
122
173.4
19.2
314.6
3#加力点
122
173.4
19.2
314.6
4#加力点
122
173.4
19.2
314.6
5#加力点
122
173.4
19.2
314.6
6#加力点
122
173.4
19.2
314.6
7#加力点
122
173.4
19.2
314.6
8#加力点
122
173.4
19.2
314.6
9#加力点
122
173.4
19.2
314.6
10#加力点
122
173.4
19.2
314.6
表4加力点重量表
加力点
编号
1#
2#
3#
4#
5#
(1+2)
(3+4)
(5+6)
(7+8)
(9+10)
左侧加载(KN)
3.146
3.146
3.146
3.146
3.146
右侧加载(KN)
3.146
3.146
3.146
3.146
3.146
重量(KN)
6.292
6.292
6.292
6.292
6.292
4.2加载设备重量对梁体跨中弯矩:
根据TB/T2092-2003式A.1.1进行计算
RA=RB=
=15.73KN
MS=
-
=
-6.292×8-6.292×4计算简图
=172.24kN·m
式中:
RA、RB:
支点反力(kN)
MS:
跨中弯矩(kN·m);
L:
计算跨度(m);
Pi:
各加载点所施加的荷载(kN);
Xi:
各加载点至跨中的距离(m);
5加载图示加载图示
根据TB/T2092-2003式A.1.1进行计算
由加载图式计算α值:
跨中弯矩:
M=
×
-(8+4)×2P=54.75PkN·m
α=
=54.75m
M:
跨中弯矩(kN·m);
α:
等效力臂(m);
6计算未完成的应力损失值
根据TB/T2092-2003式A.2进行计算未完成的应力损失值
Δσs=(1-η1)σL6+(1-η2)σL5
式中:
Δσs:
未完成的应力损失值(MPa);
σL6、σL5:
混凝土收缩徐变与钢筋松弛应力损失值;
η1、η2:
混凝土收缩徐变与松弛损失完成率。
从施加预应力至试验日期共计24天,根据《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲抗裂试验方法》TB2092-2003表A.1中,查得20天和30天的混凝土收缩和徐变预应力损失σL6完成率分别为0.37和0.40,查得2天和40天钢筋松弛应力损失σL5完成率分别为0.50和1.00,即用内插法求得24天混凝土收缩徐变应力损失完成率
η1=
+0.37=0.382
24天钢筋松弛应力损失完成率
η2=
+0.50=0.789
Δσs=(1-η1)σL6+(1-η2)σL5=(1-0.382)×82.94+(1-0.789)×15.88=54.607MPa
7根据TB/T2092-2003式A.3计算未完成应力损失的补偿弯矩
ΔMs=Δσs×(Ay+Ag)×(
+eo)×103
式中:
ΔMs:
未完成的应力损失的补偿弯矩(kN·m);
Δσs:
未完成的应力损失值(MPa);
Ay:
跨中截面预应力钢筋截面面积(m2);
Ag:
跨中截面普通钢筋截面面积(全预应力梁取Ag=0)(m2);
Wo:
对跨中截面下缘换算截面抵抗矩(对后张梁为扣孔换算截面抵抗矩m3);
Ao:
跨中截面换算截面面积(对后张梁为扣孔换算截面面积m2);
eo:
跨中截面预应力合力中心至换算截面中心距离(后张梁为扣孔截面m)
计算未完成应力损失的补偿弯矩ΔMs
ΔMs=Δσs×(Ay+Ag)×(
+e0)×103
=54.607×(0.033319+0)×(
+1.626)×103
=4084.7kN·m
8根据TB/T2092-2003式A.4.2计算基数级荷载跨中弯矩(防水层未铺设):
MKa=(Md×K综+ΔMs-MS×K集+Mf×K综)/K集
式中:
MKa:
基数级下跨中弯矩(kN·m);
Md:
二期恒载质量对跨中弯矩(kN·m);
ΔMs:
未完成的应力损失的补偿弯矩(kN·m);
Mf:
防水层质量对跨中弯矩(kN·m);
计算基数级荷载跨中弯矩(防水层未铺设):
MKa=(14883.75×1.017+4084.7-172.24×1.0319+0)/1.0319
=18455.024kN·m
9根据TB/T2092-2003式A.5计算基数级荷载值
Pka=MKa/α
=18455.024/54.75=337.078kN
10根据TB/T2092-2003式A.6.2计算各加载级下跨中弯矩
防水层未铺设时:
Mk=[K×(Mz+Md+Mh+Mf)×K综+ΔMS-Mz×K综-Ms×K集]/K集
式中:
MK:
K级下跨中弯矩(kN·m);
K:
加载级数;
Mz:
梁体自重对跨中弯矩(kN·m);
Md:
无砟轨道设备产生的力矩(含防水层和保护层)(kN·m);
Mh:
活载对跨中弯矩(含动力系数)
Mf:
防水层质量对跨中弯矩(kN·m);
计算各加载级下跨中弯矩
Mk=[K×(31459.38+14883.75+24164.75+0)×1.017+4084.7-31459.38×1.017-172.24×1.0319]/1.0319
=69489.789K-27218.94kN·m
11计算各加载级之荷载值Pk
Pk=Mk/α=(69489.789K-27218.94)/54.75=1269.219K-497.15kN
K=0.60时,Pk=264.381kN<Pka=337.078kN,根据TB/T2092-2003中4.1.1“注:
若基数级大于0.6级,则取消0.6级。
”,因此,取消0.6级。
K=0.80时,Pk=518.225kN
K=1.00时,Pk=772.069kN
K=1.05时,Pk=835.529kN
K=1.10时,Pk=898.99kN
K=1.15时,Pk=962.451kN
K=1.20时,Pk=1025.912kN
12根据TB/T2092-2003式A.8计算静活载级系数
Kb=
式中:
Kb:
静活载加载级数;
Mh:
活载对跨中弯矩(含动力系数)
Mz:
梁体自重对跨中弯矩(kN·m);
Md:
无砟轨道设备产生的力矩(含防水层和保护层)(kN·m);
Mf:
防水层质量对跨中弯矩(kN·m);
计算静活载级系数
Kb=
=
=0.961
13根据TB/T2092-2003式A.9计算静活载之跨中弯矩Mkb
Mkb=[Mh/(1+μ)×K综/K集]+Mka
=24164.75/1.127×1.017/1.0319+18455.024=39587.078kN·m
14根据TB/T2092-2003式A.10计算静活载之荷载
Pkb=Mkb/α=39587.078kN·m/54.75m=723.051kN
15静载各级加载表:
K
PKa
0.80
PKb
1.00
1.05
1.10
1.15
1.20
Pk(kN)
337.078
518.225
723.051
772.069
835.529
898.99
962.451
1025.912
油压(Mpa)
根据各加载油压表回归方程,对各加载等级油压表数值进行计算。
计算:
复核:
检查组:
日期:
全预应力混凝土梁静载试验加载记录表
试验梁号
YQCYFG31.5Z-001
设计图号
通桥(2008)2322A-Ⅱ
跨度m
31.5
梁别
直线无声
试验阶段
第一加载循环
第二加载循环
加载等级
基数级Ka
0.80
静活载级Kb
1.00
0
基数级Ka
0.80
静活载级Kb
1.00
1.05
1.10
1.15
1.20
0
持荷开始时刻
11:
59:
29
12:
04:
47
12:
08:
57
12:
13:
26
12:
35:
13
13:
04:
23
13:
08:
42
13:
13:
41
13:
17:
46
13:
23:
51
13:
29:
33
13:
37:
35
13:
43:
31
/
持荷结束时刻
12:
02:
29
12:
07:
47
12:
10:
57
12:
33:
26
12:
45:
13
13:
07:
23
13:
11:
42
13:
16:
41
13:
22:
46
13:
28:
51
13:
34:
33
13:
42:
35
14:
03:
31
/
实际持荷时间
3分
3分
3分
20分
10分
3分
3分
3分
5分
5分
5分
5分
20分
/
附注
1、各加载级间1.00级以前持荷3min,1.00级以后持荷5min;第一循环Kf=1.00静停20min;第二循环Kf=1.20静停20min。
2、第一循环与第二循环之间静停(挠度恢复)10min。
3、记录实际持荷/静停的起止时刻(时:
分:
秒)。
企业名称
中铁十一局集团桥梁有限公司峰高制梁场
记录者
复核人
检验单位名称
中铁十一局
现场监视人
签认日期
静载试验挠度记录表
试验梁号
YQCYFG31.5Z-001
设计
图号
通桥(2008)2322A-Ⅱ
跨度
31.5m
梁别
直线无声屏障
试验日期
2011.12.10
量测仪器仪表
百分表
梁内外侧
/
加
载
情
况
阶段
第一循环
第二循环
系数K
0
ka
0.80
kb
1.00
0
ka
0.80
kb
1.00
1.05
1.10
1.15
1.20
荷载Pk(kN)
0
337.078
518.225
723.051
772.069
0
337.078
518.225
723.051
772.069
835.529
898.99
962.451
1025.912
垂向位移读数mm
支点
△0
1
516
534
551
585
597
554
565
578
598
605
612
618
629
638
2
366
374
387
411
422
382
397
405
427
432
436
445
449
455
跨中fL/2
3
300
650
867
1149
1224
360
701
914
1164
1231
1318
1395
1484
1572
4
34
388
603
874
949
87
428
639
889
955
1038
1116
1205
1289
支点
△L
5
374
387
400
426
434
400
406
416
431
436
448
450
455
465
6
78
85
97
114
124
92
97
108
126
130
134
139
146
151
挠度值f(mm)
/
3.41
5.43
7.94
8.58
/
3.32
5.33
7.65
8.26
9.04
9.76
10.58
11.37
附注
1.每个循环每侧挠度计算:
静活载级挠度减基数级挠度值;
2.每个循环的挠度值取梁两侧挠度的平均值。
企业名称:
中铁十一局集团桥梁有限公司峰高制梁场
操作
记录
计算
复核
静载弯曲抗裂试验报告
试验梁号
YQCYFG31.5Z-001
灌筑日期
2011.10.25
设计混凝土强度等级
C50
设计图号
通桥(2008)2322A-Ⅱ
张拉日期
2011.11.16
终张拉混凝土强度(MPa)
54.5
设计抗裂安全系数
1.45
试验日期
2011.12.10
梁体混凝土28天强度(MPa)
60.7
设计挠跨比
1/5200
检验类别
投产鉴定检验
梁体混凝土28天弹性模量(GPa)
44.4
静载试验情况
第
一
循
环
加载系数K
基数级Ka
0.80
静活载级Kb
1.0
0
荷载Pk(KN)
337.078
518.225
723.051
772.069
0
跨中挠度实测值f(mm)
3.41
5.43
7.94
8.58
/
挠跨比
f1/L=(fKb-fKa)/L=(7.94-3.41)/31500=1/6946
梁体出现裂缝情况
无
第
二
循
环
加载系数K
Ka
0.8
Kb
1.0
1.05
1.10
1.15
1.20
0
荷载Pk(KN)
337.078
518.225
723.051
772.069
835.529
898.99
962.451
1025.912
0
跨中挠度实测值f(mm)
3.32
5.33
7.65
8.26
9.04
9.76
10.58
11.37
/
挠跨比
f2/L=(fKb-fKa)/L=(7.65-3.32)/31500=1/7279
梁体出现裂缝情况
无
加载
图示
2P2P2P2P2P
7.75m4m4m4m4m7.75m
裂缝示意图
试验结论
P6236P
无
YQCYFG31.5Z-001梁在最大控制荷载(Kf=1.20)作用下,持荷20分钟,梁体下翼缘底部边角及梁底面未发现受力裂纹,且在静活载作用下的实际挠跨比:
ψ×f实测/L=0.9987×1/7279=1/7289<1.05f设计/L=1.05×1/5200=1/4952,判定静载试验合格。
生产企业名称
中铁十一局集团桥梁有限公司峰高制梁场
试验负责人
企业主管
检验单位名称
中铁十一局
技术负责人
检验主管
注:
检验类别应填:
投产鉴定检验、发放生产许可证检验、出厂检验、委托检验、仲裁检验等其中一类。
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- 关 键 词:
- 试验 计算