预制梁设计标准化成果试验验证-课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,预制梁,设计标准化成果,试验验证,预制梁设计标准化成果试验验证,一、验证试验目的及意义,二、验证试验内容,三、验证试验过程及结论,四、启示及建议,一、验证试验目的及意义,一、验证试验目的及意义,验证设计标准化成果施工工艺的可行性和合理性；,验证设计参数取值及局部构造的合理性；,验证设计标准化成果是否满足设计要求；,测试试验梁从加载至破坏全过程的受力特性；,获取试验梁的关键力学特性参数；,研究试验梁裂缝产生及其发展规律；,分析试验梁破坏模式，评价结构安全储备一、验证试验目的及意义 验证设计标准化成果施工工艺的可行,二、验证试验内容,1,、局部构造及关键参数节段模型验证试验,翼缘板钢筋连接方式对湿接缝受力性能的影响节段模型试验,空心板梁铰缝受力性能节段模型试验,2,、预制梁极限承载能力验证试验,16m,空心板极限承载能力试验,30m,小箱梁极限承载能力试验,40m,小箱梁极限承载能力试验,30m T,梁极限承载能力试验,40m T,梁极限承载能力试验,二、验证试验内容1、局部构造及关键参数节段模型验证试验,三、验证试验过程及结论,1,、翼缘板钢筋连接方式对湿接缝受力性能的影响节段模型试验,三、验证试验过程及结论1、翼缘板钢筋连接方式对湿接缝受力,试验结论：,正常使用荷载作用下，湿接缝钢筋采用三种不同连接方式时，翼缘受力性能均能满足使用要求。

翼缘预制部分与湿接缝处后浇混凝土粘结强度低，导致模型梁整体刚度比理论弹模计算值低三种连接方式模型梁跨中开裂荷载、疲劳前后刚度变化量、破坏荷载及破坏模式无明显差异试验结论：,2,、空心板梁铰缝受力性能节段模型试验,2、空心板梁铰缝受力性能节段模型试验,预制梁设计标准化成果试验验证-课件,正常使用荷载作用下，两类模型铰缝内交叉钢筋应力水平较低，随着试验荷载增大仅略微增加，表明铰缝内交叉钢筋在铰缝传递弯矩和剪力过程中作用较小,正常使用荷载作用下，两类模型整体化层均处于全截面受压状态；铰缝粘结正常模型整体化层下缘受拉临界荷载明显高于铰缝粘结失效模型试验结论：,对于铰缝粘结正常模型，正常使用荷载作用下，,15cm,整体化层厚度空心板梁铰缝应不会开裂，,12cm,及,10cm,整体化层厚度空心板梁铰缝存在开裂可能铰缝粘结正常模型开裂前传递弯矩能力明显优于铰缝粘结失效模型，受力介于刚接和铰接之间，开裂后两类模型传递弯矩能力相当，近乎于铰接模式在正常使用荷载作用下，铰缝粘结正常模型水平钢筋应力水平低于铰缝粘结失效模型，铰缝处新老混凝土的良好粘结有利于降低铰缝处水平钢筋应力正常使用荷载作用下，两类模型铰缝内交叉钢筋应力水,3,、预制梁极限承载能力验证试验,裂前试验,开裂试验,重裂试验,破坏试验,裂前试验,：加载至,04,规范的短期效应组合；,开裂试验,：加载至出现,U,形通缝，裂缝开展充分；,重裂试验,：与开裂试验相同；,极限承载能力试验,：以梁体受压区混凝土压碎或,受拉区钢筋出现断裂为准。

3、预制梁极限承载能力验证试验 裂前试验开裂试验重裂试验破坏,预制梁设计标准化成果试验验证-课件,裂前试验,抗裂测点应变与加载弯矩的关系曲线,加载至设计荷载（短期效应组合）下，南、北侧均保持较好的线性关系，各抗裂测点应变均匀，未出现退化、畸变现象，说明试验梁在设计荷载下未出现开裂裂前试验 加载至设计荷载（短期效应组合）下，南、北,中性轴高度,截面应变沿梁高呈线性分布，跨中截面平均中性轴高度为,118.7cm,，,1/4,截面平均中性轴高度为,117.4cm,，,3/4,截面平均中性轴高度为,118.4cm,，与计算值,117.7cm,接近随着荷载的增加，中性轴未出现明显上移，说明整个加载过程中截面未出现明显开裂中性轴高度 截面应变沿梁高呈线性分布，跨中,挠度与荷载的关系曲线,加载至,4764kN-m(225kN,级,),时，实测跨中挠度为,19.85mm(,南侧,),，计算挠度,23.76mm,，由此推算的梁体混凝土弹性模量为,4.13010,4,MPa,挠度与荷载的关系曲线 加载至4764kN-m,开裂试验,挠度与荷载的关系曲线,根据跨中挠度实测结果，推算梁体的开裂加载弯矩为,6145kN-m,，开裂弯矩为开裂加载总弯矩与预制梁自重弯矩之和，则按照跨中挠度推算梁体的开裂弯矩为,8920kN-m,，小于计算开裂弯矩,10394kN-m,。

开裂试验 根据跨中挠度实测结果，推算梁体的开裂加载,抗裂测点应变与加载弯矩的关系曲线,加载至,5135kN-m(245kN,级,),之前，实测应变与荷载基本保持线性关系；加载至,5949 kN-m(285kN,级,),后，部分测点实测应变出现明显偏转，应变增幅加剧，其旁边测点出现退化现象，表明梁体已出现开裂，这与跨中挠度推算的开裂弯矩基本吻合抗裂测点应变与加载弯矩的关系曲线 加载至5135k,加载至,305kN,后，梁体部分测点位置首先出现数条细微裂缝，裂缝宽度在,0.05mm,以下，高度在,5,10cm,；加载至,325kN,后，梁体南侧部分测点位置及北侧部分测点位置出现数条细微裂缝，底板出现多条贯通裂缝，裂缝在腹板上的最大高度为,82cm,，实测挠度明显增大，但尚未发现腹板斜向裂缝；卸载后梁体裂缝基本闭合裂缝发展观测,加载至305kN后，梁体部分测点位置首先出现数条细微,重裂试验,挠度与荷载的关系曲线,根据跨中挠度实测结果，推算梁体的开裂加载弯矩为,4943kN-m,，开裂弯矩为开裂加载总弯矩与预制梁自重弯矩之和，则按照跨中挠度推算梁体的开裂弯矩为,7718kN-m,，小于计算开裂弯矩,8633kN-m,。

重裂试验 根据跨中挠度实测结果，推算梁体的开裂加载,抗裂测点应变与加载弯矩的关系曲线,加载至,3897kN-m(185kN,级,),之前，应变与荷载基本呈线性关系；继续加载至,5144kN-m(245kN,级,),，南侧跨中附近部分测点应变出现明显异常增大，其旁的测点出现退化现象，北侧跨中附近部分测点应变出现明显异常增大，腹板上测点应变亦出现明显异常增大，说明梁体跨中下缘已经消压、进入非线性弹性工作状态，这与由跨中挠度推算的消压弯矩基本吻合抗裂测点应变与加载弯矩的关系曲线 加载至3897k,根据实测开裂弯矩、消压弯矩，推算试验梁下缘混凝土抗拉强度为,2.83MPa,，,公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范,（,JTG D62-2004,）中,C50,混凝土抗拉强度标准值取,2.65MPa,，混凝土塑性修正系数为,1.56,，对应混凝土抗拉强度为,4.13MPa,，实测抗拉强度与混凝土抗拉强度标准值比较接近，但小于考虑塑性发展系数后的抗拉强度混凝土抗拉强度,根据实测开裂弯矩、消压弯矩，推算试验梁下缘混凝土抗拉,破坏试验,挠度发展过程,由,845kN,加载至,855kN,时，梁体跨中部位顶板混凝土压碎，梁体破坏，破坏前梁体跨中实测最大挠度为,730.2mm(,挠跨比为,1/40),。

破坏试验 由845kN加载至855kN时，梁体跨中,受压区发展过程,随荷载的增加，中性轴高度不断升高，至,815kN,荷载时，跨中压区高度降低至约,191mm,，,1/4,、,3/4,跨截面压区高度降低至约,522mm,，同时梁体表面开裂充分、区域较长受压区发展过程 随荷载的增加，中性轴高度不断升,破坏过程,1,、加载至,815kN,，跨中裂缝延伸高度,1980mm,，最大裂缝宽度达,2mm,；,2,、加载至,845kN,时，实测跨中挠度为,576.2mm,；,3,、继续加载至,855kN,时，梁体跨中部位顶板混凝土压碎，梁体破坏，,破坏前梁体跨中实测最大挠度为,730.2mm(,挠跨比为,1/40),破坏过程1、加载至815kN，跨中裂缝延伸高度1980m,设计使用荷载,五片试验梁在设计短期效应组合下均未出现开裂，设计使用荷载下跨中截面抗裂性满足要求跨中下缘预压应力及砼抗拉强度,试验结论,设计使用荷载 试验结论,破坏模式,五片试验梁的破坏过程属预应力混凝土梁典型的塑性破坏过程，破坏前试验梁裂缝分布均匀，开展充分，挠跨比约为,1/40,1/50,，具有很好的延性，破坏时均为顶板混凝土先被压溃，之后下缘钢绞线进入屈服流塑状态，说明该梁设计正确、布筋合理，且有足够的安全储备。

五片梁的实测抗弯承载力均约为按标准强度计算的承载力,1.15,1.23,倍破坏模式,弹性模量,根据设计使用荷载试验推算，梁体混凝土弹性模量与随梁养护试块,28,天弹性模量测试值较为接近，均远大于规范中给定的弹性模量弹性模量,五片试验梁,在设计使用荷载下,梁体具有足够的预应力储备，,梁体的极限承载力,能满足规范的要求，梁体延性较好，这说明该梁设计合理，配筋及构造满足设计的要求五片试验梁在设计使用荷载下梁体具有足够的预应力储备，,梁体质量检查,30m,小箱梁,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在,10mm,以内；,各断面砼密实，内部无空洞，骨料分布较为均匀，无明显分层离析现象；,各断面波纹管内灌浆密实，无空洞现象；,各断面钢束位置和设计基本吻合，竖向偏差在,15mm,以内梁体质量检查 30m小箱梁,40m,小箱梁,40m小箱梁,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在,10mm,以内B,断面底板南侧下缘和腹板结合位置局部空洞，波纹管以上部位混凝土密实；,C,断面底板上部混凝土内部局部空洞，面积,255cm,；,A,断面位置混凝土密实B,断面和,C,断面波纹管内灌浆密实；,A,断面,N4,北侧束波纹管灌浆不密实，管内绝大部分无砂浆。

B,断面,N1,束、,N2,束和,N3,束竖向位置比设计偏低约,5cm,（南北侧钢束均偏低）各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在10mm以内,30m T,梁,梁体马蹄距底面,5cm,高度范围内混凝土质量较差，表面松散，局部轻微麻面梁体腹板及马蹄部位混凝土表面较多气孔，尤其以马蹄倒角部位较为严重30m T梁,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在,10mm,以内各断面砼密实，内部无空洞，骨料分布较为均匀，无明显分层离析现象B,断面波纹管内灌浆密实；,A,断面,N2,束波纹管顶部局部不密实；,C,断面,N2,束波纹管灌浆不密实，管内绝大部分无砂浆各断面钢束位置和设计基本吻合，偏差均在,2cm,以内A,断面,N2,束,C,断面,N2,束,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在10mm以,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在,10mm,以内各断面混凝土密实，内部无空洞，骨料分布均匀，无明显分层离析现象B,断面和,C,断面波纹管内灌浆密实；,A,断面位置,N3,束波纹管内灌浆不密实，孔内大部分无砂浆，,N4,束波纹管顶部局部不密实C,断面,N1,、,N2,和,N3,束位置比设计偏高约,9cm,，其余位置钢束和设计基本吻合。

40m T,梁,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在10mm以内,16m,空心板,各断面尺寸与设计较为吻合，偏差均在,10mm,以内；,各断面混凝土密实，内部无空洞，骨料分布均匀，无明显分层离析现象；,A,断面和,B,断面波纹管灌浆密实，,C,断面,N1,北侧束和,N2,南侧束灌浆不密实；,A,断面和,C,断面,N2,束及,B,断面,N1,束位置比设计偏高约,2.5cm,N1,北束,N2,南束,16m空心板 各断面尺寸与设计较为吻合,四、启示及建议,施工方面,掰弯,N9,钢筋,未掰弯,N9,钢筋,纵向,N2,钢筋,优化后,N15,钢筋,四、启示及建议 施工方面掰弯N9钢筋未掰弯N9钢筋,采用高频小直径振捣器；,采用插入振捣器,+,附着式振捣器相结合的振捣方式；,将波纹管向内侧箍筋移动采用高频小直径振捣器；,未考虑锚口摩阻损失导致张拉吨位低于设计值,本次设计文件中明确各钢绞线的锚下张拉控制应力为,0.75f,pk,，实际施工中以此直接计算钢绞线的张拉力，由于锚口摩阻损失未考虑，使得各束钢绞线的实际。