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考虑整体化层的旧PC空心板承载力试验研究简介：
整体化层的旧PC空心板承载力试验研究主要是对已经使用一段时间的预制混凝土空心板进行的结构性能评估。PC（Precast Concrete）即预制混凝土，是一种在工厂预先制作，然后运输到施工现场进行组装的建筑构件，具有施工速度快、质量稳定、环保等优点。
在实际使用过程中，由于各种因素如环境影响、荷载变化、老化等，PC空心板可能会出现承载力下降、耐久性减弱等问题。因此，进行整体化层的承载力试验，主要是为了检验其在实际使用中的性能，以确保其安全性和可靠性。试验通常包括静载试验、疲劳试验、环境侵蚀试验等，通过测量和分析板体的挠度、裂缝扩展、应力应变等参数，来评估其承载能力、抗裂性能和耐久性。
研究的目的是为旧PC空心板的使用和维护提供科学依据，如果发现承载力不足或者性能下降明显，可能需要进行加固或者更换，以保证建筑物的安全。同时，这也为新型PC空心板的设计和改进提供了参考，促进预制混凝土技术的发展。
考虑整体化层的旧PC空心板承载力试验研究部分内容预览：
随着汽车保有量的急剧增长和现代物流的快速 发展，对高速公路的通行能力提出了更高的要求，我 国早期建设的高速公路已经无法满足交通需求，迫 切需要对既有高速公路进行改建、扩建。既有高速 公路桥梁中，空心板梁桥占了相当大的比例。随着 当前荷载等级的提高，旧空心板梁桥的极限承载力 理论上已不满足现行设计规范1.21的要求，对高速 公路的安全运营造成了一定的隐惠，因此改扩建工 程中需要对此类桥梁进行拆除重建。 但从目前的运营状况看，原有空心板梁桥并没 有大规模出现结构性病害或破坏的情况，大部分桥 技术状况良好，表明其实际的承载力状况比理论 上要好，旧空心板均带有一定厚度的混凝土铺装层 整体化层），原设计中作为安全储备，不考虑参与结 构受力，实际上如果整体化层与空心板有效黏结，是 参与结构受力的，对空心板的承载力有一定的贡献， 贡献值多少尚无明确结论。若考虑整体化层的贡 献，旧空心板的实际承载力满足现行规范的要求，对 旧空心板重新加以利用，则可以有效避免拆除重建 造成的资源浪费，节约工程投资。 近年来，有关旧空心板梁的承载力研究已有 定的进展。贾艳敏等3]通过对2片已服役20年的 16m跨径PC空心板进行抗弯承载能力试验，发现 此类梁板仍有良好的耐久性和抗弯承载力；马培培 等研究了混凝土碳化、氯离子侵蚀等因素对旧空 心板梁抗弯承载力的影响：来金龙[5]对已服役20年
的16m跨径PC空心板进行了抗剪性能研究。目 前的研究多是对旧空心板的抗弯或抗剪等单一指标 进行理论计算、试验分析，缺乏系统性的承载力评 价，且对整体化层的实梁试验研究很少，无法对当前 改扩建工程进行有效指导。 本研究依托济青高速公路改扩建项目，通过对 16m跨径旧桥预应力混凝土空心板进行考虑整体 化层的抗弯和抗剪承载能力试验，系统分析此类空 心板梁的实际承载力是否满足现行规范的要求，客 观评价旧空心板梁桥的承载能力状况，为高速公路 改扩建工程的桥梁设计和施工提供参考。
济青高速公路于1993年通车，距今已26年左 右，为适应当前交通需求，进行了改扩建工作。本文 所用梁板为济青高速公路改扩建工程拆除的16m 装配式预应力简支空心板。空心板采用C40混凝 土，预应力钢筋采用$;15（7$5）钢绞线，标准强度为 50OMPa，非预应力钢筋采用ⅡI级螺纹钢筋和I级 钢筋。试验梁横截面图和钢筋布置如图1、图2 所示
本试验选用3片拆除后的梁板“新定额看我的”--浙江省2018版计价依据交底培训，其中1片梁板 用于极限抗弯承载力试验，2片用于极限抗剪承载 力试验。3片梁板均加载至破坏状态，以评估服役 25年的空心板的结构性能。试验梁均带有10cm
单位：cm 图1 试验梁横截面构造
单位：cm 图2预应力钢筋布置
享的整体化层。测点布置及加载方式如下。 （1）抗弯承载力试验。 在空心板的L/4、L/2和支点两侧布置位移传 感器，测试梁在试验过程中的挠度值；在空心板的 /4和跨中位置，腹板和底板各布置3个应变传感 器，测试梁在试验过程中的应变值。 加载时，在跨中布置分配梁，采用两点加载，用 液压千斤顶在分配梁上施加荷载，试验加载布置如 图3所示
图316m跨径空心板抗弯承载力试验加载布置
（2）抗剪承载力试验。 在空心板的加载点、L/4、L/2和支点两侧布置 位移传感器。左右腹板的加载点和支座连线上各布 置3组由应变片组成的直角应变花。 加载采用液压干斤顶单点加载，剪跨比取2.0， 使得空心板最终的破坏形态为常见的剪压破坏，试 验加载布置如图4所示
建民等：考虑整体化层的旧PC空心板承载力试验研究
图416m跨径空心板抗剪承载力试验加载布量置
a）考虑整体化层共同受力（b）不考虑整体化层共同受力
图516m跨径空心板有限元
通过建模分析，对试验梁进行设计状态承载能 力验算，计算结果见表1、表2。
表1试验梁设计状态抗弯承载能力验算
表2试验梁设计状态抗剪承载能力验算
由表中数据可知，在现行荷载标准下，16m旧 梁板的抗弯承载能力满足设计要求，但富余量不 大；抗剪承载能力均不满足设计要求，考虑整体化 层共同作用提高了一定的抗剪能力，但仍不能满足 需求。
5.1抗套承载能力试验
将16m跨径预应力空心板梁加载至破坏状态（图 ），以检验其实际的抗弯承载能力。实测跨中弯矩～ 立移曲线、实测跨中弯矩～应变曲线分布如图7、图8 所示。从曲线图中可以看出，整个加载过程中的结构 受力分为3个阶段：弹性工作阶段、塑性发展阶段、结 构破坏阶段。有两个明显的转折点，第一个转折点发 主在加载弯矩702kN·m时，加载点位置下缘出现最 天0.17mm的裂缝，下缘混凝土退出工作，截面内力全 部由预应力钢筋承担，截面位移和应变均产生非线性 变化.结构进入塑性发展阶段：第二个转折点发生在加 载弯矩1730kN·m时，裂缝宽度突然增加，结构破 不。整个试验过程中未见整体化层与空心板梁之间产 生滑动或脱离现象，应为共同受力
图616m跨径空心板抗弯承载能力试验加载破坏
图7跨中弯矩一位移曲线
图8顶板跨中矩~应变曲线
为直观反映出梁体实际抗弯承载力的富余情 兄，图7中的水平线标示出了梁体跨中截面的3个 关键弯矩值，从上到下依次是考虑整体化层参与受 力的设计抗弯承载力1251kN·m、不考虑整体化 层参与受力的设计抗弯承载力1162kN·m和最 大弯矩设计值950kN：m。由于实测抗弯承载力 不包含梁体自重引起的弯矩，以上3个关键弯矩值 为表1中数据扣除了梁体的跨中理论自重弯矩值 （398kN·m）所得。考虑梁体自重，实测抗弯承载 力应为2128kN·m，试验结果对比见表3。
金梁抗弯承载能力试验结果又
5.2抗剪承载能力试验
将2片16m跨径预应力空心板梁加载至破坏 状态（图9），以检验其实际的抗剪承载能力。实测 剪力～位移曲线分布如图10所示。从曲线图中可 以看出，加载初期，加载点的位移随荷载增长呈线性 变化，此时空心板I和空心板Ⅱ均处于线性工作阶 段；空心板1加载至575kN时，支点附近下缘出现 最大0.56mm的斜裂缝，加载点下缘出现最大 0.19mm的竖向裂缝，曲线斜率下降，空心板进入 非线性工作阶段，当荷载达到673kN时，裂缝宽度 突然增加，结构破坏；空心板Ⅱ加载至578kN时， 加载点下缘出现最大0.20mm的竖向裂缝：曲线斜 率下降，空心板进入非线性工作阶段，加载至 624kN时，支点附近下缘出现最大0.23mm的斜 裂缝，当荷载达到780kN时，裂缝宽度突然增加， 结构破坏
图916m跨径空心板抗剪承载能力试验加载破坏
整个试验过程中未见整体化层与空心板梁之间 产生滑动或脱离现象，应为共同受力。 为直观反映出梁体实际抗剪承载力的富余情
况，图10中的水平线标示出了梁体跨中截面的3个 关键剪力值，从上到下依次是最大剪力设计值 48kN·m、考虑整体化层参与受力的设计抗剪承 载力432kN和不考虑整体化层参与受力的设计抗 剪承载力360kN。由于实测抗剪承载力不包含梁 本自重引起的剪力DB33∕T 2062-2017 公路绿化设计规范，以上3个关键剪力值为表2中 数据扣除了梁体的理论自重剪力值所得。考虑梁体 自重剪力，实测抗剪承载力应为：空心板I为 758kN，空心板IⅡI为865kN，试验结果对比见表4
图10加载点剪力~位移曲线
表4试验梁抗剪承载能力试验结果对比
通过对已服役25年的16m跨径PC空心板 梁，进行当前设计规范下的极限承载能力验算及破 坏性试验，得出以下结论
《工业企业供应商管理评价准则 GB/T33456-2016》郭建民等：考虑整体化层的旧PC空心板承载力试验研究
（1）抗弯和抗剪承载能力试验，空心板梁加载破 环后，未见整体化层与梁板之间产生滑动或脱离现 象，整体化层与梁板共同受力。 （2）既有空心板的极限抗弯承载力理论值满足 当前设计规范要求，富余量分别为16%（不考虑整 本化层参与受力）和22%（考虑整体化层参与受 力）；实测极限抗弯承载力富余量较大，为58%，包 含整体化层的贡献。 （3）既有空心板的极限抗剪承载力理论值，无论 考虑整体化层贡献与否，均不满足当前设计规范要 求；实测极限抗剪承载力有一定的富余量，空心板I 富余量为34%，空心板Ⅱ为57%，包含整体化层的 贡献。 综上所述，16m跨径PC空心板梁已服役26 年，随着荷载等级的提升，其极限承载能力理论上已 不满足当前设计规范的要求，但通过试验可知，其实 际的极限抗弯、抗剪承载力仍有一定的富余，满足当 前高速公路安全运营的需求。现有的整体化层对空 心板的承载力有一定的贡献，未来需要对整体化层 参与受力的机理进行深入研究，为既有旧空心板梁 的再利用及维修加固设计提供参考