李 明 潔
(上海市政工程檢測中心有限公司,上海 200014)
用于靜載試驗的后張預(yù)應(yīng)力混凝土剛接空心板試驗梁的梁長為22 m,計算跨徑為21.3 m,梁高1.05 m,底板寬1.25 m。試驗梁為中板,設(shè)計荷載:公路—Ⅱ級,進行非破壞靜載試驗,試驗荷載分級加載至正常使用極限荷載。
試驗梁的主要材料指標(biāo):板梁結(jié)構(gòu)采用C50混凝土,預(yù)應(yīng)力鋼絞線抗拉強度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa,直徑15.2 mm,普通鋼筋為HPB300鋼筋及HRB400鋼筋。
綜合考慮現(xiàn)場試驗條件、試驗梁受力等各種因素,制定試驗荷載布置方式如圖1所示。采用兩片加載鋼梁布于試驗梁跨中兩側(cè),加載鋼梁上放置大噸位千斤頂,千斤頂與反力裝置之間放置壓力傳感器,試驗現(xiàn)場見圖2。
加載分為五級,分別為1/5,2/5,3/5,4/5,1倍的正常使用極限荷載值。在加載之前進行預(yù)壓,以消除非彈性變形,檢驗測試系統(tǒng)的工作性能,同步觀察跨中控制截面裂縫。圖3為試驗加載圖示,表1為分步加載力。
表1 加載步驟
在板梁的跨中區(qū)域布置了應(yīng)力和撓度測點,如圖4所示。
在試驗過程中測試了跨中斷面的撓度和應(yīng)力,主要結(jié)果如表2所示,在各級荷載作用下,實測最大跨中撓度為23.2 mm,卸載后跨中殘余撓度0.75 mm,校驗系數(shù)在0.94~1.00之間,見圖5。
表2 跨中截面撓度測試結(jié)果
表3中給出了實測的應(yīng)力情況,其中“W南”和“W北”分別為跨中梁底兩只振弦式混凝土應(yīng)變計測點,測試結(jié)果為梁底混凝土應(yīng)變,“鋼筋計北”和“鋼筋計南”為跨中兩只埋入式鋼筋應(yīng)變計測點,布置于距梁底約42 mm高度的縱向主筋上,測試的是與其焊接的縱向主筋的鋼筋應(yīng)力,通過計算得到鋼筋應(yīng)變值。從測試結(jié)果看,混凝土應(yīng)變的校驗系數(shù)在0.73~0.85之間,殘余應(yīng)變?yōu)?.3 με,鋼筋應(yīng)變的校驗系數(shù)則在0.93~1.12之間,殘余應(yīng)變?yōu)?.1 με和0.6 με。
在試驗梁跨中截面腹板沿梁高布置6個應(yīng)變測點,檢測縱向應(yīng)變沿梁高的分布,其中梁底的應(yīng)變計即為W北,如圖6所示。圖7給出了試驗梁各測點的應(yīng)力分布,可見上緣受壓下緣受拉,應(yīng)變沿高度基本呈線性變化。
表3 實測應(yīng)力分析
本次試驗最大荷載為215 kN,相應(yīng)的跨中彎矩2 160 kN·m,此彎矩值加上試驗梁的自重彎矩,即為該試驗梁的正常使用極限狀態(tài)彎矩設(shè)計值。測試結(jié)果表明撓度校驗系數(shù)在0.94~1.00之間,混凝土應(yīng)變的校驗系數(shù)在0.73~0.85之間,鋼筋應(yīng)變的校驗系數(shù)則在0.93~1.12之間,跨中截面縱向應(yīng)變沿高度基本呈線性變化。實測中和軸高度507 mm,略低于理論計算值549 mm。卸載后,相對殘余應(yīng)變?yōu)?.1%,相對殘余變形為3.2%,說明該試驗梁處于良好的彈性工作狀態(tài)。