箱梁质量检测静载弯曲试验

预应力混凝土箱梁因具有良好的抗弯刚度、抗扭刚度、抗裂强度和简单易行的施工工艺，在高速铁路中广泛应用。但高速铁路动荷载大，冲击频率高，这就要求线路必须具有足够的稳定性、耐久性，保证动车组运营安全，因此对预应力混凝土箱梁的质量要求就格外严格，静载弯曲试验作为评价铁路混凝土箱梁是否合格的重要依据，通过静载试验可以客观评价出箱梁的技术水平和生产水平。
 
箱梁的生产许可检验按照TB/T 2092-2018《简支梁试验方法预应力混凝土梁静载弯曲试验》进行。标准TB/T 2092-2018中规定：“在K=1.20加载等级下持荷20min，梁体地面和底部倒角或圆弧过渡段均未发现受力裂缝，评定不允许出现拉应力的预应力梁抗裂合格”。所以当箱梁的设计抗裂安全系数K>1.30，箱梁施工中各个工序都严格控制，正常情况下在K=1.20加载等级下持荷20min是不会出现开裂现象的。但是，在静载弯曲试验检测的过程中，高速铁路预应力混凝土箱梁开裂现象时有发生，那么什么原因会导致箱梁出现开裂呢？
 
箱梁开裂原因分析
1、混凝土质量
箱梁设计K=1.20时，梁体承受的弯矩大于消压弯矩，梁体中性轴以下混凝土处于受拉状态。如果该区域的混凝土存在质量上的缺陷，那么抗拉强度所能承受的拉力就会小于K=1.20时所承受的拉力，在检验的时候，该区域就会出现裂缝。
   
造成混凝土质量缺陷的原因主要有：
 
（1）原材料质量
a、粗细骨料不合格，含泥量超标，极大降低混凝土抗拉强度，影响外加剂性能；
b、外加剂不合格，使混凝土强度和弹模量都不合格，影响到混凝土的耐久性，造成混凝土泌水。混凝土泌水就会导致混凝土表面形成浮浆层，并使混凝土匀质性变差，从而导致混凝土强度不够。当强度不足以抵抗温度应力和塑性收缩应力的时候，就会在混凝土表面形成很多裂缝。匀质性变差就会使混凝土产生收缩裂缝。
 
当配合比设计不当，水泥、掺合料和外加剂质量不合格或者质量不稳定，存储时间过长或者储存条件不满足标准要求的时候，都会造成混凝土泌水，引起混凝土质量缺陷，因此在箱梁制造前就需要从每一环节，对原材料等各个项目进行严格的质量检测，避免后续引起的一系列质量问题。
 
（2）施工质量
箱梁在施工的时候，需要插入振捣棒对混凝土进行充分振捣，如果箱梁底板跨中部位有漏振、欠振，就会造成混凝土中气泡不能被有效排出，从而降低混凝土的密实度，在混凝土表面形成蜂窝麻面，降低混凝土的抗拉强度。还会使箱梁梁体结构不匀质，在后期收缩徐变的过程中会出现裂纹。
   
2、预张拉和初张拉龄期
箱梁及时进行预张拉和初张拉可以有效减少混凝土的早期裂纹。当梁体混凝土强度达到设计要求后，应及时进行预张拉和初张拉，避免裂纹，如预应力张拉时间过早,张拉时虽然强度满足要求,但因混凝土龄期短、弹性模量未同步增长而影响后期变形。
 
3、预应力
标准TB/T 2092-2018中规定铁路用箱梁不允许出现拉应力的预应力梁。梁体的抗裂能力由预压应力和混凝土的抗拉强度决定，张拉工序失控包括欠张和超张。欠张时预应力施加不足，超张时可能会导致钢绞线失效。无论是欠张还是超张都会使梁体跨中下缘混凝土压应力达不到设计值。那么在试验时，跨中下缘混凝土就会出现开裂。
 
如果在张拉过程中，张拉力未满足标准要求造成欠张或超张，或者钢绞线没有配套使用造成的锚口或者喇叭口摩阻增大，甚至是在张拉完毕后，没有对钢绞线出现的滑断丝进行处理，这些都有可能造成张拉工序的失控，从而导致箱梁生产预应力失控。
 
如何预防静载弯曲试验时箱梁开裂？
除此上述影响因素之外，在检验时造成箱梁开裂的因素还有很多。那么对于这些影响因素该如何预防或者避免呢？
   
1、加强混凝土配合比设计和原材料质量的检验检测，确保混凝土拌合质量满足国家标准要求；
2、加强混凝土施工质量管理，确保混凝土振捣到位，提高混凝土的密实度，增加强度；
3、加强张拉工序管理，在箱梁混凝土满足设计要求后及时进行张拉；
4、加强预应力管道控制，减少管道摩阻系数变化。在施加预应力时，加强管理，确保预应力施加工序符合标准规范的规定和设计的要求。
 
结语
预应力混凝土箱梁静载弯曲试验是混凝土结构性能试验的主要内容，是检验梁体性能的关键点和综合指标的重要技术手段。但如果在生产前期，原材料不合格或者工序不严格等都可能影响到静载弯曲试验的检测结果。
 
因此，应严格按照标准要求规范施工生产，重视原材料质量，注重每一道工序、把控出场检验，使箱梁静载弯曲试验能够准确的检验梁体竖向刚度和抗裂性指标。