1、1浅谈铁路箱梁静载试验装置比较摘要：本文对后张法预应力铁路混凝土简支箱梁静载试验的基本方法及部分梁场采用的静载试验装置进行比较分析，详细阐述了各种试验方法及装置的优缺点及适用范围，希对其他工程中箱梁静载试验采用适用的方法及装置提供有益的借鉴与参考。 关键词：铁路箱梁 静载试验 装置 比较 中图分类号：U448 文献标识码： A 文章编号： 1 引言 静载弯曲试验是评定预应力混凝土箱梁结构性能的重要技术手段，是检验桥梁使用性能的关键项目，是通过对箱梁结构分阶段进行加载，来检测产品在规定的加载值内，刚度和抗裂度能否满足设计要求的检测方法。当箱梁生产采用新结构、新材料、新工艺进行试生产时；生产条件有
2、较大变动时；出现影响结构承载能力的缺陷时；交库技术资料不全，或对资料发生怀疑时；正常生产条件下，同类别、同跨度梁 60 件或连续生产三个月时；产品质量认证检验时都应按要求进行静载弯曲试验，以评定本孔箱梁或本批次箱梁刚度是否合格，由于加载的力值较大，且加载要求较高，故选用什么样的加载装置有时会对检测结果产生影响，而不同的加载装置所产生的经济性、适用性及可操作性也值的我们去关注与研究。 2 静载试验的加载要求 2箱梁必须具备以下几个条件才能进行静载试验：简支梁静载试验在终张拉（放张）30d（不足 30d 由设计方检算确定） ；需具有必须的加力设备和计量仪器，并且其工作能力控制在最大试验荷载的 1.
3、52.5 倍之间，精度在规范要求的范围内。 当箱梁跨度为 32 米时采用五集中力四分点等效荷载（图 1） ，单双线箱梁跨度为 24 米时采用五集中力六分点等效荷载，单双线箱梁跨度为20 米时采用三集中力 10/3 分点等效荷载。 加载的试验台应能保证试验梁跨度、支承方式、加载状态符合试验加载计算图式要求，且有足够的刚度和稳定性，加载点间距 4m(8m 梁为2m)，且对称布置。 箱梁静载试验加载时分为两个循环进行。其中第一循环分为五级加载四级卸载，第二循环分为九级加载五级卸载。以加载系数 K 表示加载等级，加载系数 K 是加载试验中梁体跨中承受的弯矩与设计弯矩之比。试验准备工作结束后梁体承受的荷
4、载状态为初始状态；基数级下梁体跨中承受的弯矩指梁体质量与二期恒载质量对跨中弯矩之和。 3 重力式试验装置 3.1 工作原理 根据静载试验时的反力值大小，确定一个大于这个总反力值的重力块，并将这个重力块通过连接杆件与梁体连接起来形成一个力的体系，试验时通加加载千斤顶向梁体施加应力，力通过扁担钢梁传递给吊杆，3而吊杆通过锚固杆将反力传递给重力块，通过重力作用平衡了对梁施力的应力，以达到试验目的。 3.2 装置结构 重力式试验装置由试验台座、重力块、锚固杆、吊杆、扁担梁组成。重力块一般为混凝土结构，仅承受向上反力，锚固杆下锚固点为最不利受力区域。在锚固点承压盘满足锚固要求下，需在沿重力块纵向方向配制
5、构造钢筋。配制钢筋区域宽度为 1.0m，在横向方向上应在锚固点区域配制横向构造钢筋，宽度为 1.0m，以加强锚固点区域的锚固力。反力架（横梁、吊杆、锚固杆）钢材均采用 16Mn 钢即 Q345 钢加工。锚固杆预埋于平衡重力块内，底部承压盘选用规格 80050020 钢板。钢销采用45 号调质钢加工，直径为 90mm。吊杆型式与锚固杆大致相同，采用宽为300mm，厚为 30mm 钢板。扁担梁采用高为 700mm，宽为 290mm，板厚为30mm 的箱形截面梁，受力满足试验要求，且最大变形量小于 10mm。 图 2 重力式试验装置示意图 3.3 特点与适用性 试验台座需达到承受梁重与静载试验荷载的
6、双重荷载承载能力，重力块与锚固杆为一次性投入，不可重复利用，重力块需达到设计强度后方可使用，周期为施工完后约 20 天时间，此试验台座为固定位置，只可在特定位置试验。 试验装置安装较方便，轮轨式提梁机、轮胎式提梁机、龙门吊（20T4以上） 、汽车吊（20T 以上）等起重设备均可安装。可适用于各种试验加载计算图式要求。箱梁无需预留孔等。重力式试验装置一次性投入费用约为 28 万元，可周转部分费用约为 52 万元，共计费用约为 80 万元。 本试验装置可用于 32m、24m、20m 等跨度箱梁及 T 梁，对周转次数少、起重设备制约、运输困难的箱梁预制场较适用。 4 自平衡式试验装置 4.1 工作原
7、理 自平衡式试验装置试验时液压千斤顶对试验梁体加载的同时也对试验台主桁架加载，这样静载试验台与箱梁就形成了一个静载系统。试验台主桁架受力后将产生弹性变形同时产生反力，此反力正好平衡千斤顶的加载力保持系统受力平衡。 4.2 装置结构 自平衡式试验装置由静载试验台和试验箱梁组成，液压千斤顶试验加载力为系统内力。静载试验台由主桁架、千斤顶横梁、端部主梁、精轧螺纹钢、下横梁组成。钢结构材质均为 Q345 钢加工。精轧螺纹钢为32（PSB=1080） 。 图 3 自平衡半箱式静载试验架 4.3 特点与适用性 自平衡半箱式静载试验架开始为万能杆件拼装式后发展为半箱式静5载试验台。万能杆件拼装式因体积较大且
8、拼装较慢等原因，现自平衡式试验架多为半箱式结构。 自平衡半箱式静载试验架的试验台座只需能够承受梁自重及半箱式静载试验台（约 185 吨）自重即可。在梁场所有存梁台座一般均可进行静载试验。 试验装置安装时需大吨位吊车（75 吨以上）配合，安装时间一般在10 天左右。如梁场为轮胎式提梁机，则可无需其他起重设备配合，且安装时间大大缩短。静载试验台需配合液压式千斤顶进行静载试验，箱梁顶板预留 4 个安装孔，孔径为 220mm，预留孔位置及孔径允许偏差5mm，以方便精轧螺纹钢连接上下横梁。在试验时主桁架最大弹性变形挠度小于 100mm。半箱式静载试验架一次性购置费用约为 140 万元。 本试验装置可用于
9、 32m、24m、20m 跨度的双（单）线整孔箱梁及 T梁的试验要求，最大试验荷载可达 13000-15000KN，对周转次数多、交通较便利的箱梁预制场较适用，尤其适用于配置轮胎式提梁机的梁场使用。5 结论 重力式试验装置与自平衡式试验装置工作原理不同，一种为借用重力块的外力进行相关加载作业，一种为通过平衡架进行力的传递作业属内力作业。重力式试验装置施工周期较长，且必须重力块强度达到后方可使用，试验台位为固定唯一台位，周转性不强，运输较便利，一次性购置费用低，但周转时需另行购买锚固杆；自平衡式试验装置体积较大，安装时使用吊装设备较多，试验台位不固定，一次投入购置费高，周转6性强，运输不便。 综上所述，重力式试验装置优先使用于交通不便施工场地如新疆等地梁场，对周转次数少，当地地材丰富，小型梁场等尤其适用；自平衡式试验装置适用于周转次数多、交通较便利的箱梁预制场，尤其适用于配置轮胎式提梁机的梁场使用。 作者：崔衍刚中铁十二局集团第四工程有限公司 本文作者参与了中国第一批客运专线的建设，后又参加了京沪高铁箱梁预制场及预制板场的建设与生产，具有丰富的一线施工经验，对客运专线的发展具有较深刻的认识。
