橋梁荷載試驗(yàn).pdf

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1、橋梁荷載試驗(yàn)一、橋梁荷載試驗(yàn)的目的橋梁荷載試驗(yàn)是對橋梁結(jié)構(gòu)物工作狀態(tài)進(jìn)行直接測試的一種鑒定手段。由于大橋的跨徑較大，設(shè)計(jì)、施工技術(shù)難度較大，另外，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定，大型橋梁竣工后應(yīng)進(jìn)行生產(chǎn)鑒定性質(zhì)的試驗(yàn)，橋梁荷載試驗(yàn)力求達(dá)到以下目的：1、通過現(xiàn)場加載試驗(yàn)以及對試驗(yàn)觀測數(shù)據(jù)和試驗(yàn)現(xiàn)象的綜合分析，檢驗(yàn)本橋設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量，確定工程的可靠性，為竣工驗(yàn)收提供技術(shù)依據(jù)；2、直接了解橋跨結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，判斷實(shí)際承載能力，評價(jià)其在設(shè)計(jì)使用荷載下的工作性能；3、驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法和設(shè)計(jì)中的各種假定的正確性與合理性，為今后同類橋梁設(shè)計(jì)施工提供經(jīng)驗(yàn)和積

2、累科學(xué)資料；4、通過動(dòng)載試驗(yàn)測定橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性以及其在長期使用荷載階段的動(dòng)力性能，評估實(shí)際結(jié)構(gòu)的動(dòng)載性能；5、通過荷載試驗(yàn)，建立橋梁健康模型，記錄橋梁健康參數(shù)。二、橋梁荷載試驗(yàn)的分類橋梁荷載試驗(yàn)包括靜力荷載試驗(yàn)與動(dòng)力荷載試驗(yàn)。一般情況下只做靜力荷載試驗(yàn)，必要時(shí)增做部分動(dòng)力荷載試驗(yàn)，如特大型橋梁、新型橋梁等。靜力荷載試驗(yàn)是指將靜止的荷載作用于橋梁上的指定位置，以便能夠測試出結(jié)構(gòu)的靜應(yīng)變、靜位移以及裂縫等，從而推斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)和使用能力。動(dòng)力荷載試驗(yàn)是指采用動(dòng)力荷載，如行駛的汽車荷載或者其他動(dòng)力荷載作用于橋梁結(jié)構(gòu)上，

3、以測出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，如振動(dòng)變形，從而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載下受沖擊和振動(dòng)影響。橋梁的動(dòng)力荷載試驗(yàn)和靜力荷載試驗(yàn)相比具有其特殊性。首先，引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的振幅（如車輛、人群、陣風(fēng)或地震力等）和結(jié)構(gòu)的振動(dòng)影響是隨時(shí)間而變化的，而結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的響應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特性有密切關(guān)系，動(dòng)荷載產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)一般大于相應(yīng)的靜力效應(yīng)。三、靜力荷載試驗(yàn)1、靜力荷載試驗(yàn)時(shí)梁的內(nèi)力控制截面的規(guī)定一些主要橋型的內(nèi)力控制截面規(guī)定如下：（1）簡支梁橋的主要控制截面內(nèi)力為跨中最大正彎矩處；控制截面附加內(nèi)力為支點(diǎn)最大剪力、墩臺最大垂直力。（2）連續(xù)梁橋主要控制截面內(nèi)

4、力的支點(diǎn)最大負(fù)彎矩處、跨中最大正彎矩；控制截面附加內(nèi)力為支點(diǎn)最大剪力、墩臺最大垂直力。（3）懸臂梁橋主要控制截面內(nèi)力為支點(diǎn)最大負(fù)彎矩、錨跨跨中最大正彎矩;控制截面附加內(nèi)力為支點(diǎn)最大剪力,墩臺最大垂直力，掛梁跨中最大彎矩。（4）無鉸拱橋主要控制截面內(nèi)力為跨中截面最大正彎矩、拱腳截面最大負(fù)彎矩；控制截面附加內(nèi)力為拱腳最大水平推力，L/4截面最大正彎矩和最大負(fù)彎矩。此外，對橋梁的薄弱截面、損壞部位，比較薄弱的橋面結(jié)構(gòu)等，是否設(shè)置內(nèi)力控制及安排加載項(xiàng)目可根據(jù)橋梁調(diào)查和檢算情況決定。2、靜力荷載試驗(yàn)效率按照規(guī)范的要求計(jì)算荷載對控制截面產(chǎn)生的最不利內(nèi)

5、力，用產(chǎn)生最不利內(nèi)力較大的荷載作為靜載試驗(yàn)的控制荷載。荷載試驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量采用與控制荷載相同的荷載，但由于客觀條件的限制，實(shí)際采用的試驗(yàn)荷載與控制荷載會(huì)有所不同，為η了保證試驗(yàn)效果，在選擇試驗(yàn)荷載大小和加載位置時(shí)采用靜載試驗(yàn)效率q來進(jìn)η行控制。靜載試驗(yàn)效率q計(jì)算如下：Ssη=qS()1+μSs—靜載試驗(yàn)荷載作用下控制截面內(nèi)力計(jì)算值；S—控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計(jì)算值；μ—按規(guī)范采用的沖擊系數(shù)，平板掛車、履帶車，重型車輛取用0。ηηq值可采用0.8～1.05。一般情況下q值不宜小于0.95。3、荷載試驗(yàn)時(shí)常用橋梁體系的主要測點(diǎn)的布設(shè)幾種

6、常用橋梁體系的主要測點(diǎn)布設(shè)如下：（1）簡支梁橋：跨中撓度，支點(diǎn)沉降，跨中截面應(yīng)變。（2）連續(xù)梁橋：跨中撓度，支點(diǎn)沉降，跨中和支點(diǎn)截面應(yīng)變。（3）懸臂梁橋：懸臂端部撓度，支點(diǎn)沉降，支點(diǎn)變截面應(yīng)變。（4）拱橋：跨中、L/4處撓度，拱頂、L/4、拱腳截面應(yīng)變。（5）斜拉橋：加勁梁跨中撓度，懸浮式梁端撓度及水平位移，跨中、支點(diǎn)截面應(yīng)變，最外排斜拉索拉力，索塔下端截面應(yīng)變。（6）吊橋：加勁梁中、L/4處截面應(yīng)變，吊桿、主索拉力、索塔下端截面應(yīng)變。其他測點(diǎn)的布設(shè)可根據(jù)橋梁調(diào)查和檢算工作的深度，綜合考慮結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和橋梁日前狀況等，適當(dāng)加設(shè)以下測點(diǎn)：（1）

7、撓度沿橋長的分布或沿控制截面橋?qū)挿较虻姆植肌＃?）應(yīng)變沿控制截面橋?qū)挿较虻姆植?。?）應(yīng)變沿截面高的分布。（4）組合構(gòu)件的結(jié)構(gòu)面上、下緣應(yīng)變。（5）墩臺的沉降、水平位移與轉(zhuǎn)角、連拱橋多個(gè)墩臺的水平位移。（6）剪切應(yīng)變。（7）結(jié)構(gòu)薄弱部位的應(yīng)變。4、各測點(diǎn)變位（撓度，位移，沉降）與應(yīng)變的計(jì)算根據(jù)量測數(shù)據(jù)作下列計(jì)算：總變位（或總應(yīng)變）SSS=?tli彈性變位（或彈性應(yīng)變）SSS=?olu殘余變位（或殘余應(yīng)變）SSSSS=?=?ptoui式中：S——加載前測值；iS——加載達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測值；lS——卸載后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測值；u5．校驗(yàn)系數(shù)η：校驗(yàn)系數(shù)

8、是評定結(jié)構(gòu)工作狀況，確定橋梁承載能力的一個(gè)重要指標(biāo)。不同結(jié)ηη構(gòu)形式的橋梁其值常不相同。值常見的范圍可參考下表。橋梁校驗(yàn)系數(shù)常值表橋梁類型應(yīng)變（或應(yīng)力）校驗(yàn)系數(shù)撓度校驗(yàn)系數(shù)鋼筋混凝土板橋0.2