40m预应力混凝土T梁静载试验与分析

应用技术　●Ｉ　４０ｍ预应力混凝土Ｔ梁静载试验与分析　李长坤　（山东东泰工程咨询有限公司　山东淄博２５６４ｌＯ）　［摘　要］阐述了山东省淄博市某跨铁路立交桥４０ｍＴ梁的静载试验，介绍了试验成果，并把理论计算数据和试验观测数据进行了对比，得出有益的结论。　［关键词］预应力混凝土Ｔ梁静载试验　试验检测　中图分类号：ＴＵ５２８．５７１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１０）１１　０２９９—０２　ＩＪＪ东省淄博市某跨铁路立交桥全长１６６．８０ｍ，跨径布置为３×２０＋４０＋３×　２０ｍ，上部结构采用２０ｍ后张预应力混凝土简支空心板和４０ｍ后张预应力混凝　土简支Ｔ梁，全部现场预制。该桥主孔跨越淄东铁路，采用６片４０ｍＴ粱，施工　时ｌ晗逢低温季节，为检测梁体的结构性能和施工质量，需要对梁片进行静载试　验。本次试验共对边梁、中梁共２片梁做了试验。本桥Ｔ梁计算跨径３８．　８ｍ，试验龄期２８天，混凝土为Ｃ５０，梁高２．４ｍ，预制翼板宽为１．９ｍ，相邻两粱　翼板间留有０．３ｍ混凝土湿接缝，梁翼板端部厚０．１Ｏｍ，翼板根部厚０．２５ｍ，梁板　跨中部分厚０．２０ｍ，支座部分厚０．５８ｍ，马蹄宽跨中为０．５８ｍ，支座部分为Ｏ．５８ｍ，　截面变化区段长５ｉｎ。　１静戴试验　１　１　加载方式及加载程序　加载方式选用现场加力架加载，Ｔ梁支座处使用板式橡胶支座，由油压千　斤顶给Ｔ梁施加集中荷载，通过千斤顶调整加载量的大小，反力梁采用工字　梁，配重采用素混凝土块，加载系统如图１所示，荷载横向作用在翼板中心线　上。　试验璨｛｝：　拄明：两根反力梁距离Ｔ粟跨中的距离为Ｏ　５米。　图１加载系统　该Ｔ粱设计荷载公路一Ｉ级，最不利荷载位置在跨中，计算跨径Ｌ为３８．　８ｍ，跨中荷载Ｐ：４＊Ｍｄ／Ｌ，根据恒载设计弯矩和正常使用极限状态设计弯矩计算　得基数级和静活载级跨中加载总重（两个千斤顶加载重之和）分别为３７６．６ＫＮ　和６６６．６ＫＮ。　试验荷载按加载性质分为预加载和正式加载两阶段。　第一阶段：０—１３３．３ｋＮ一３７６．６ｋＮ一６６６．６ｋＮ（持荷约２０分钟）一逐　渐卸载至零。基数级荷载Ｋａ：３７６．６ｋＮ。　图３　应变测试点布置图　Ｐ㈣　图４　理论与实测Ｐ　ｅ图　第二阶段：０—１３３．３ｋＮ一３７６．６ｋＮ一５３３．３ｋＮ一６６６．６ｋＮ（持荷约２Ｏ　分钟）一逐渐卸载至零。　每次分级加载，均保持荷载２～５分钟，当达到各阶段最大荷载级时持荷　２０分钟，在规定的持荷时间内　注意油压变化，并随时予以补足。加载和卸载　的速度均匀，加载速度每秒不超过３ｋＮ，每级加载后均检查应变及挠度变化，　检查梁体有无裂缝出现。　１　２挠度测试　仪器布置方式：在Ｔ梁马蹄下面选定支点、Ｌ／４、Ｌ／２、３Ｌ／４处布设了　５个５０ｍｍ的电测位移计测量梁底挠度，由ＭＡＤＣ数据采集系统测量，布置位置　如图２所示：　支点　ＩＪ２　３１１４　支点　图２挠度测点布置示意图　１　３应变测试　仪器及应变片布置：（１）采用标距１２０ｍｍ的弓形应变计，（２）由ＭＡＤＣ数　据采集系统测量，测点布置在Ｔ梁的腹板前后两面，纵向位置在跨中，布置位　置见图３：　１　４裂缝观察　在整个加载过程中，用刻度放大镜观察，检查梁体在荷载作用下有无裂缝　出现以及裂缝宽度、走向与数量，尤其加强对最后两级荷载试验的裂缝观　察。本次试验无裂缝出现。　２成果分析　本文取跨中实测的５个代表点进行分析。表１中列出了理论计算与实　测结果的比较。第一点为１、２号应变片所在位置，其应变用ｅ　ｉ表示：第二　点为３、４号应变片所在位置，第三点为５、６号应变片所在位置，第四点为　７、８号应变片所在位置，第五点为９、１０号应变片所在的位置，它们的应变　ｊ０　２５　２Ｏ　’５　，ｏ　５　Ｏ　０　２０１ｔ　‘０。∞０　Ｐ㈣　图５理论与实测Ｐ　ｆ图　表ｌ　理论计算与实测结果的比较　菏载　踌毕挠鹰《ｍ）　理论碰窭值｛ｌ０　ｊ　蛮测膨变值（１　）　（１。ｉ）　坶凳　实侧　￡ｌ　０　４　￡２　３　ｔ　４　５　毽　埴　ｉ　３３　３　６　５８　５鞋　一，ｔｉ　３　一ｉ　９　７　８　３ｌ　２　５２．１　—３０　２　一晗６　４　３　２０　８　４ｌ　８　３７￡６　】疑５８　】５　６５　ｌｌ６　５１１　６　２ｎ　２　８８　ｌ　１　４７　２　ｌ｛３　５　４４　５　２ｌ　Ｓ　９ａ？　ｌ５ａ　５　５３３　３　２８　０２　２ｔ　３ｅ　一１糕：　一　７　３ｔ　５　ｌ２４　７　：Ｏ８　６　—１５５　８　一　２　３５　１　ｉ３３　Ｓ　２ｔ且２　６阮６　３２．９　３ｎ　２４　－２０６　５　一疆　６　３　１　Ｉ５５　９　２阮６　一ｌ∞４　—８２　５　４６．２　Ｌ盹Ｓ　２７３　５　科技博览ｌ　２９９　应用技术　Ｉ■　智能无线冠心病心率采集系统的设计与应用　王琬　花仕洋　李昆仑ｚ　（Ｌ贵州大学机械工程学院贵州　贵阳　５００００３：　２．，　西师范大学电子工程学院广西桂林５４１００４）　［摘要］本文介绍了以ＳＴＣ８０Ｃ５２单片机为主要控制芯片，同时采用光电信号采集，信号放大及５０ＨＺ陷波，编解码芯片组ＰＴ２２６２／ＰＴ２２７２，配以射频发射、　接收模块实现冠心病脉搏测试的无线信号输送，达到智能化监护功能。设计已经被国家专利局受理实用新型专利发明。（受理号：２０１０２０３０ｌ７　７５Ｘ）　［关键词］８ＴＣ８０Ｃ５２单片机信号采集无线传送　中图分类号：Ｒ５４１．４　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９　９１４Ｘ（２０１０）ｕ一０３００　０２　引言　带阻滤波器是用来抑制或衰减某一频段的信号，而让该频段外的有用所有　众所周知，冠心病是影响人类身体健康的第…杀手，仅去年全世界死于冠　信号通过。在生物电信号提取的过程中，为了去除人体或测试系统中产生的　心病的患者就达１８５０万人，占整个死亡人数的四分之一，在我国心脏病患者约　５ＯＨｚ干扰，常用带阻滤波器予以抑制。带阻滤波器又称陷波器，当５０Ｈｚ干扰　有七千万人～Ｉ，死亡原因主要是致命性心率失常和急性心梗。据北京急救中　严重而无法工作时，用５ＯＨｚ为中心频率的陷波器把５ＯＨｚ成分滤除，并保证下　心统计，７０％以上病发于家中，大部分人因失去抢救时间死于院外：碎死的原因　一级放大器工作在线性区。利用双Ｔ网络和运算放大器构成的有源双Ｔ带阻　以心血管疾病占首位，约占一半以上。目前由于缺乏有效的监护，心脏骤停绝　滤波电路是作为抑制生物信号测量中的工频５０Ｈｚ干扰而经常采用的陷波电路　大部分死于医院之外，约占６０％７０％，其中１／２—３／４死于家中，８　１２％死于工作　结构。设计电路如图２．此电路运用有源双Ｔ网络并在其的基础上增加一个运　岗位，６％死于公共场所。因此研制出可以肩负起冠心病人的院处监护保健重　算放大器进行隔离，使其陷波性能得到明显改善。适当增加Ｑ值，不会影响陷　任，为患者赢得抢救时间，为所有监护对象提供２４小时医学监护。心率是指　波的稳定性，从而改善频率的选择性，能把５０Ｈｚ的工频干扰抑制　］。　单位时间内心脏搏动的次数。一般指每分钟的心跳次数，是临床常规检查的　＝　生理指，设计一套智能化冠心病心率监护系统设备，有着极其重要实际意义。　１系统总体设计要求及方案　１　１设计要求　目前，市场上虽有智能化监护系统，但是无线智能化监护系统依然不够　成熟。本设计的监护系统具有足够的安全性和稳定性，以保证患者的安全：满　足低功耗、低噪声的要求：体积要小，以便于携戴：可以无线传输显示心电信　号及处理信号等特点。　１．２设计原理　人体的心电信号非常微弱，因此干扰和噪声常常可以淹没心电信号。外　界干扰主要是人体周围的５０Ｈｚ交流电源与人体通过藕合产生的工频干扰，经　实验验证，人体身上工频干扰电压可达卜２ｖ左右，而人体的心电信号只有０　５ｍｙ。所以要想把心电信号准确的提取出来，在设计心电监护仪时，心电放大　图２　５０ＨＺ陷波电路图　器增益的常规设计要求心电在正常输入时，即输入为ｌｍＶ时，输出电平达到ｌｖ　Ｆｉｇｕｒｅ　２　５０ＨＺ　ｎｏｔｃｈ　ｃｉｒｃｕｉｔ　左右（Ａ／Ｄ转换器的参考电压为５Ｖ），所以要求整个电路的放大倍数很高，为　２．２运算放大器设计　ｉ０００倍左右。第一极设计一个中心频率为５０Ｈｚ的陷波器，用于去掉工频对仪　为了对心电信号进行各种处理，必须首先把信号放大到所要求的强度。　器的干扰，保证仪器的正常工作：第二级电路设计放大倍数为４００倍的放大器，　由于人体的心电信号有微弱、低频、易受干扰、不稳定、随机等特点，这　把微弱的心电信号检测出来并加以放大：第三极为四阶低通滤波器，它除了可　使得对心电放大器的设计有很苛刻的要求∞ｊ。再此处，设计采用ｌｍ３２４放大　以抑制高频干扰信号外，还具有把信号放大２．５倍的功能，这样整个电路的的　芯片设计电路如图３：三运放仪表的放大倍数为２００，下一级电路的放大倍数为　放大倍数为１０００倍，就可以把０　５ｍｖ的心电信号放大到Ｏ一５ｖ，以满足信号处理　２，所以放大器的放大倍数４００，加上滤波电路的放大倍数为２．５，因此整个电路　的需要。经编解码芯片组ＰＴ２２６２／ＰＴ２２７２无线发送信号到数字处理部分，数　的放大倍数约为１０００．从而可把０—５ｍＶ的心电信号放大到０—５ｖ，满足信号采集　字处理部分我们选用了ＳＴＣ８０Ｃ５２单片机作为核心处理器，控制模数转换、数　要求。　模转换、存储、液晶显示，报警及其一系列的动作。整体方案方框图如１　●　囱　硪醺电障ｌ　羹　姻　萋　｝　丽研　图１方框流程图　Ｆｉｇｕｒｅ　１　Ｆｌｏｗ　ｃｈａｒｔ　２采集系统设计　２　１　５０Ｈｚ陷波器的设计　图３运放电路　分别用ｅ　２、ｅ　３、ｅ　４、ｅ　５表示。与理论计算对应的５个代表点的实　大为１６．１％，最小为８．１％：理论应变与实测值偏差最大为３３．３％，最小为２．３％。　测应变值，取Ｔ梁腹板前后两面实测应变的平均值。　（４）跨中挠度３０．２４ｍｍ小于规范规定的Ｌ／６００＝６４．６７ｍｍ，符合要求。　取第五点理论与实测应变值、跨中挠度理论值与实测值比较结果绘在图　参考文献　５～图６中。　［１］　行业标准．ＧＢＪ３２卜９０《预制混凝土构件质量检测评定标准》．　结语　［２］　行业标准．Ｊ　ＴＧ　Ｄ６２～２００４《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵　（１）在整个加载过程中，对所测Ｔ梁进行了详细观察，未发现异常现象。　设计规范》．　（２）Ｐ　ｆ、Ｐ—ｅ关系曲线基本符合线性规律，可以推断Ｔ梁仍在弹　［３］　张志俊，寇明国，韩富庆，杜鹃，张乾坤．芜湖长江大桥公路引桥Ｔ梁　性阶段工作。　静载试验与分析．安徽建筑工业学院学报，２００２，ｉ０（２）：２０—２２．　（３）从上面的表和图比较可知：理论与实测值比较接近。挠度两者偏差最　３００　ｉ科技博览