3、试验箱梁工艺试验
试验箱梁的混凝土配合比前期已立项试验研究完成，共进 行了6个配合比的试验，根据灌筑工艺效果，确定编号为 X-04的配合比在正式批量制梁时使用，本次先张箱梁仍使 用该配合比。
试验箱梁混凝土配合比（kg/m3）
编号 水泥 矿渣粉 粉煤灰 砂
石 外加剂 水
X-04 262
140
68
742 1068 3.9
铁道科学研究院铁道建筑研究所
10
资料仅供参考
3.4 水化热发展的变化趋势
3孔先张试验箱梁均进行了混凝土水化热温度随时间变化情况的测 试。在箱梁跨中和梁端截面按顶板、底板和腹板分三层，共布置24 个温度传感器，同时在箱内和梁外布置环境温度测点3个，根据测 试记录，各孔箱梁温度测试从第一盘混凝土灌筑开始，持续时间在 120～140小时左右。各部位水化热温度在混凝土开盘后30小时左右 后达到最高，各部位维持高温时间在12小时左右，随后缓慢下降。 3孔试验箱梁顶板最高温度分别为63.4℃、62.7℃和63.8℃；腹板 最高温度分别为60.5℃、60.8℃和60.7℃；底板最高温度分别为 58.4℃、46.8℃和43.1℃。箱梁的最高温度基本位于梁端截面顶板 与腹板结合部，该部位混凝土厚度在箱梁中最大。在混凝土水化热 升温和降温过程中，均为芯部温度高于表面温度，顶板、底板的芯 部温度与表面温度的温差始终在10℃以内， 总体来看，箱梁顶板混凝土水化热温度相对较高，腹板温度居中， 底板混凝土水化热温度相对较低。
13 (15) 23
7 (10)
14 (16) 17
(20) 300
8 (11)
9 (12) 1/4截面
24 18 (21)
25 19 (22)
铁道科学研究院铁道建筑研究所
18
资料仅供参考
根据测试结果，传力柱跨中和1/4截面为全截面受压，最 大压应力分别为4.58MPa和4.24MPa；上部斜向端截面横向 局部最大拉应力为2.38MPa，下部端截面横向局部最大拉 应力为2.95MPa，局部拉应力均小于规范中有关C50混凝土 许用拉应力的规定；两侧传力柱总压缩量分别为3.91mm和 3.98mm，传力柱无旁弯现象。
铁道科学研究院铁道建筑研究所
4
资料仅供参考
3.结构尺寸
为保持先张梁和后张梁的通用和互替，先张梁与同等 跨度后张梁的外形构造尺寸相同，跨度32m梁全长32.6m， 计算跨度31.5m，桥面板宽13.0m，跨中梁高2.8m，支点 部分梁高3.0m，横桥向支座中心矩为4.7m。
铁道科学研究院铁道建筑研究所
合宁铁路客运专线跨度31.5m先张法预应力混凝土整孔简 支箱梁为国内首次试制，设计速度为250km/h，由于在先 张梁张拉台座、钢横梁、先张梁导向装置、大吨位张拉与 放张工艺等方面均缺乏成熟的经验，同时，为全面了解箱 梁结构的强度、刚度、整体性以及静力使用性能，合宁铁 路有限公司设立了“目标200～250公里客运专线铁路24m、 32m简支箱梁试制和试验研究”项目，通过整孔先张简支 箱梁的试制和试验，以达到验证设计、检验施工工艺、完 善技术条件等目的，为推广应用积累经验。
位置
顶板 腹板 底板
第一孔
跨中 -1.12 -7.36 -16.61
1/4截面 -0.77 -7.33 -17.00
第二孔
跨中 -1.62 -6.04 -15.09
1/4截面 -1.04 -6.30 -15.39
第三孔
跨中 -1.83 -8.08 -15.67
1/4截面 -1.33 -7.39 -15.08
设计时梁体温差按40℃计算，预应力筋温差应力损失为 80MPa，实测箱梁直线预应力筋温差损失小于设计值，折 线筋略大，折算总的温度应力损失约60 MPa，小于设计值。
铁道科学研究院铁道建筑研究所
14
资料仅供参考
3.7 预应力效果、弹性上拱度和梁体压缩量
1、跨中截面预应力效果
根据实测结果，在预施应力作用下，箱梁跨中及1/4截面腹板应 力呈线性分布，折线、直线预应力束全部放张后，实测3孔试验箱梁 跨中截面下翼缘的平均预压应力分别为16.80MPa(第一孔曲线梁)、 15.19MPa和15.76MPa(第二、三孔直线梁)，与跨中设计计算值(含自 重影响)16.46 MPa(曲线梁)和16.06(直线梁)相比，相差2.07～－ 5.42％；跨中顶板的平均预压应力分别为1.12MPa、1.62MPa和 1.83MPa，试验箱梁全截面受压。
箱梁 编号
32Q036 32Q001 32Q002
梁体压缩量 (mm)
放张后全长(mm)
上缘
下缘
上缘
下缘
左 右 平均 左 右 平均 左
右
左
右
6
9 7.5 13 12 12.5 32600 32598 32602 32604
7
8 7.5 14 12 13.0 32600 32599 32600 32604
5
预应力筋布置 资料仅供参考
直线预应力筋：1×7-17.8-1860钢绞线 折线预应力筋：1×7-15.2-1860钢绞线 直线筋数量为直线梁162根、曲线梁168根，折线筋数量直、曲 线梁均为56根。折线筋通过预埋在台座上的8个导向装置分两批 弯起，弯起角度8度。
铁道科学研究院铁道建筑研究所
6
资料仅供参考
铁道科学研究院铁道建筑研究所
15
资料仅供参考
2、弹性上拱度 三孔试验箱梁(第一孔为曲线梁，第二、三孔为直线梁)
在放张阶段均进行了上拱度测试，根据实测结果，在预应 力作用下，3孔试验箱梁上拱值分别为15.0mm、13.0mm 和 15.5mm，箱梁跨中预应力产生的弹性上拱值（含自重影响） 与设计计算值15.78mm(曲线梁)和15.04mm(直线梁)基本一 致。
铁道科学研究院铁道建筑研究所
3
资料仅供参考
(9) 传力柱应力状况； (10) 钢绞线的锚固传力长度； 静载试验： (1)设计荷载作用下箱梁的应力与变形； (2)先张箱梁开裂试验（2.0倍设计荷载）与重裂 试验； 长期测试： (1)运营后两年内的梁体徐变上拱及发展规律； (2)运营后两年内的混凝土徐变发展规律。
根据现场测试结果，3孔试验箱梁混凝土的入模温度在 27～32℃之间，第一孔最高为32℃，后两孔相对低一些， 灌筑时相应的环境温度在17～34℃之间。入模混凝土的坍 落度控制在160～180mm。3孔先张试验箱梁均采用撒水自 然养护，顶板覆盖棉麻布保湿，养护时间10天。
铁道科学研究院铁道建筑研究所
8
3.2 混凝土强资料仅供 度参考 及弹性模量
梁号
直线筋 折线筋
第一孔 第二孔 第三孔 第一孔 第二孔 第三孔
单侧张拉时
两端对称张拉时
摩阻系数μ 设计值
摩阻损失 实测值(％)
换算至跨中摩 阻损失 设计值(％)
换算至跨中摩 阻损失 实测值(％)
1.54
0.77
0
3.75
0
1.89
1.84
0.92
5.07
2.57
2.5
7.79
3.43
3.97
6.82
3孔试验箱梁的梁体混凝土强度6天时为50.1～51.5MPa， 相应的弹性模量为34.7～35.9GPa，满足放张混凝土强度、 弹性模量应达到90％设计值的要求。
14天以后，梁体混凝土强度、弹性模量继续增长，但速度 相对缓慢。
强度(MPa) 弹性模量(GPa)
80
60
60 40
40
20
第一孔
20
第二孔
铁道科学研究院铁道建筑研究所
11
资料仅供参考
3.5 直线、折线钢绞线摩阻损失
试验中每孔箱梁共选择30根钢绞线，其中直线筋18根，分 别在各层的中部和两端，折线筋12根，两侧腹板各6根。
根据张拉过程中分级测得的预应力束主动端和被动端的荷 载，通过线性回归确定直线筋和折线筋钢绞线被动端和主动 端荷载的比值，并根据回归曲线的斜率，确定出直线筋和折 线筋的摩阻损失率。
4
/
/
17 14 15.5 32602 32607 32603 32597
铁道科学研究院铁道建筑研究所
17
资料仅供参考
3.8 传力柱应力状况
在终张拉过程中，进行了传力柱应力状况的测试，测试包 括传力柱跨中、1/4截面、上部斜向端截面及下部端截面， 测点布置见下图。
1 (4) 1125
2 (5)
3 (6) 跨中截面
序 号
梁号
配合比 编号
施工日期
凝结时间
泌水率
初凝时间 终凝时间 (%)
01 32Q038 X-04 2006.8.22 7h10min 10h25min 0.0
02 32Z077 X-04 2006.9.6 7h45 min 9h35min 0.0
03 32Z080 X-04 2006.9.20 8h05min 11h15min 0.0
铁道科学研究院铁道建筑研究所
16
资料仅供参考
3、梁体压缩量
试验箱梁在放张后进行了梁体压缩量测试，在预应力作 用下，实测3孔箱梁上缘平均压缩量分别为7.5mm、7.5mm和 4.0mm，下缘平均压缩量分别为12.5mm、13.0mm和15.5mm，与 理论计算值(曲线梁：上缘7.2mm，下缘13.0mm；直线梁：上 缘7.1mm，下缘12.7mm)相比基本一致。实测3孔试验箱梁放张 后全长均符合产品质量检验要求，预留压缩量设置可行。
第三孔
第一孔 第二孔 第三孔
0
0 0
0
20
40
60
20
时 间(天) 40
60
时 间(天)
铁道科学研究院铁道建筑研究所
9
资料仅供参考
3.3 混凝土凝结时间、泌水率