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        舒廬干渠南港渡槽除險加固工程T梁靜載試驗與分析

        2017-04-17 11:54:36邢朝陽徐海文
        治淮 2017年2期
        關鍵詞:渡槽撓度均值

        邢朝陽 徐海文

        舒廬干渠南港渡槽除險加固工程T梁靜載試驗與分析

        邢朝陽 徐海文

        一、前言

        渡槽又稱高架渠、輸水橋,是一組由橋梁、隧道或溝渠構成的輸水系統(tǒng)。通常架設于山谷、洼地、河流之上,用于通水、通行和通航,以及把遠處的水引到水量不足的城鎮(zhèn)、農村以供飲用和灌溉。許多水利工程、引水工程等大量地使用渡槽,創(chuàng)造出很多富有特色的新式渡槽、現代化渡槽。20世紀中期,我國由于水利設施落后,直接影響了農村的發(fā)展。為了擺脫這種困境,引水灌溉就成為一項突出的民生工程。渡槽作為一種水利設施,就在這種背景下在全國各地開始大規(guī)模興建。其中梁式渡槽作為一種常見的輸水方式在水利工程中大量應用,該方式施工方便,易于建造,但在施工過程中對大型梁控制不好,極易出現問題。

        二、南崗渡槽工程概況

        舒城干渠南崗渡槽工程位于安徽省舒城縣南崗鎮(zhèn)。是座跨河渡槽,由11跨渡槽和2跨交通孔組成,標準跨30m,交通孔凈寬5m,漕渡總長342.4m。渡漕單跨橋梁板由5片T梁組成,共55片T梁。T梁高2.5m,梁長29.92m,中梁翼緣板寬1.8m,邊梁翼緣板寬1.6m,T梁壓應力區(qū)采用5根預應力鋼絞線,拉應力區(qū)采用7根預應力鋼絞線。渡槽下部多縱梁由5根預應力T型混凝土梁組成,間距2.1m,橫隔梁間距5m,上部槽身凈寬9.0m,高3.6m,槽身底板厚0.25m,側墻底部厚0.4m,頂部厚0.25m,槽頂設置內懸1.5m寬的人行道,間隔5.0m設200mm×200mm,壁厚6.3mm鍍鋅方鋼管梁,進出口側現澆人行棧橋連通渡槽兩側人行道,板厚0.3m。

        該工程在施工過程中,由于溫度和梁本身自重原因,在T梁成型后,發(fā)現該建筑物預應力T梁混凝土表面局部有裂縫出現。為了了解裂縫情況和裂縫對T梁的影響程度,以及T梁在應用于渡槽的安全性能,采取兩種檢測方法對T梁進行分析。

        三、測試內容

        1.測試依據

        依據《規(guī)程》(CECS21:2000)、《混凝土結構工程施工質量驗收規(guī)范》(GB50204-2002)、《混凝土結構試驗方法標準》(GB/T50152-2012)提供圖紙等技術資料。

        2.測試目的

        (1)超聲波檢測主要采用雙面斜測法對裂縫開展情況進行檢測,根據工程現場實際情況,結合裂縫開展的特點,對有代表性的典型裂縫進行抽檢,其中對32#梁已出現的裂縫分別進行了張拉前和張拉后的裂縫深度比對測試,裂縫深度檢測采用雙面斜測法。

        (2)根據實際情況,對典型裂縫的梁選取1片進行靜載荷試驗。試驗測試T梁的剛度、抗裂性能及在正常使用極限荷載作用下裂縫開展情況。

        四、檢測情況及結果

        1.超聲波檢測情況

        利用ZBL-U520非金屬超聲檢測儀對目標區(qū)域進行檢測。檢測結果見表1。

        通過以上結果可以看出,32#梁張拉后,跨縫聲速均值略小于非跨縫的聲速均值,裂縫已趨于基本閉合狀態(tài)。

        2.靜載荷試驗情況

        為了解32#梁承載能力及梁在正常使用極限狀態(tài)下的裂縫開展情況,故對該梁進行靜載荷試驗。

        根據設計提供的正常使用極限狀態(tài)下裸梁跨中彎矩值為9191kN·m(不含板的自重荷載),本次按近似均布荷載進行布載,采用荷載快進行堆載。荷載共分六級進行加載,加載過程中采取安全保護措施。

        (1)32#梁撓度檢測結果

        32#梁撓度檢測結果見表2。

        32#梁在幾級荷載下撓度曲線見圖1,跨中荷載撓度曲線見圖2。

        根據撓度測試結果可以看出,32#梁在設計正常使用極限狀態(tài)下幾級荷載曲線及荷載撓度曲線均呈線性變化,沒有異常。在最大荷載作用下的跨中撓度值為7.40mm。

        (2)32#梁梁底混凝土裂變

        表1 ZBL-U520非金屬超聲檢測儀檢測結果表

        表2 32#梁在各級荷載下的撓度值表單位:mm

        圖1 32#梁在幾級荷載下的撓度曲線

        圖2 32#梁跨中撓度—荷載曲線圖

        32#梁在各級荷載下的底部兩側應變均值見表3。

        表3 32#梁在各級荷載下的底部兩側應變均值表單位:με

        32#梁在各級荷載下的底部兩側應變均值與荷載曲線見圖3。

        圖3 32#梁兩側應變均值隨荷載變化曲線表

        混凝土應變隨荷載變大均趨于線性狀態(tài),沒有異常。

        (3)裂縫變化情況

        在32#梁3-4橫隔板之間與4-5橫隔板之間裂縫粘貼騎縫應變片,采集應變變化值。并采用裂縫觀測儀進行觀測。通過測試,騎縫應變片在加荷前后應變值無異常變化,原有裂縫沒有擴展。裂縫觀測儀觀測裂縫變化無異常。

        在支座抗剪部位布置應變片,加荷前后應變值無異常變化,抗剪部位沒有出現剪切裂縫。

        五、試驗分析

        (1)超聲波檢測跨縫聲速均值略小于非跨縫的聲速均值,表明裂縫為貫通裂縫,經張拉后,裂縫已基本閉合,說明裂縫在自重或受外界溫度影響下產生的裂縫,在預應力鋼絞線受力情況下而趨于閉合狀態(tài)。因裂縫為貫通裂縫,影響混凝土的耐久性及鋼筋銹蝕,為了保護鋼筋不受腐蝕,采取對裂縫進行表面處理。

        (2)在正常使用極限狀態(tài)荷載下,該梁的撓度值為7.40mm,小于規(guī)范規(guī)定的允許值[f/L]=1/600。32#梁在1.0倍設計荷載作用下,梁仍處于彈性工作狀態(tài),梁的抗裂安全系數大于或等于1.0。

        (3)32#梁跨騎縫應變片在加荷前后應變值無異常變化,原有裂縫沒有擴展。抗剪部位在加荷前后應變值無異常,抗剪部位沒有出現剪切裂縫。

        六、結語

        在一些大型工程的建設中,預應力預制梁等大型構件預制后因現場預制、堆放,由于基礎或其他原因,構件承受不均勻收縮而產生表面的溫度裂縫和收縮裂縫。此類裂縫是由變形變化引起的裂縫,可以通過科學管理,施工過程中對預制構件加強維護保養(yǎng)等工作予以避免。產生裂縫后可采取不同的手段進行分析、處理,通過試驗驗證預制構件的正常使用性能,可確保工程的安全,減少經濟損失■

        (作者單位:安徽省(淮河水利委員會)水利科學研究院233000安徽省繁昌縣機電排灌管理站241200)

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