橋梁荷載試驗.pdf

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1、橋梁荷載試驗一、橋梁荷載試驗的目的橋梁荷載試驗是對橋梁結(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、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，橋梁荷載試驗力求達(dá)到以下目的：1、通過現(xiàn)場加載試驗以及對試驗觀測數(shù)據(jù)和試驗現(xiàn)象的綜合分析，檢驗本橋設(shè)計與施工質(zhì)量，確定工程的可靠性，為竣工驗收提供技術(shù)依據(jù)；2、直接了解橋跨結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，判斷實際承載能力，評價其在設(shè)計使用荷載下的工作性能；3、驗證設(shè)計理論、計算方法和設(shè)計中的各種假定的正確性與合理性，為今后同類橋梁設(shè)計施工提供經(jīng)驗和積

2、累科學(xué)資料；4、通過動載試驗測定橋跨結(jié)構(gòu)的固有振動特性以及其在長期使用荷載階段的動力性能，評估實際結(jié)構(gòu)的動載性能；5、通過荷載試驗，建立橋梁健康模型，記錄橋梁健康參數(shù)。二、橋梁荷載試驗的分類橋梁荷載試驗包括靜力荷載試驗與動力荷載試驗。一般情況下只做靜力荷載試驗，必要時增做部分動力荷載試驗，如特大型橋梁、新型橋梁等。靜力荷載試驗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。動力荷載試驗是指采用動力荷載，如行駛的汽車荷載或者其他動力荷載作用于橋梁結(jié)構(gòu)上，

3、以測出結(jié)構(gòu)的動力特性，如振動變形，從而判斷出橋梁結(jié)構(gòu)在動力荷載下受沖擊和振動影響。橋梁的動力荷載試驗和靜力荷載試驗相比具有其特殊性。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)的振動影響是隨時間而變化的，而結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的響應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的動力特性有密切關(guān)系，動荷載產(chǎn)生的動力效應(yīng)一般大于相應(yīng)的靜力效應(yīng)。三、靜力荷載試驗1、靜力荷載試驗時梁的內(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目可根據(jù)橋梁調(diào)查和檢算情況決定。2、靜力荷載試驗效率按照規(guī)范的要求計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的控制荷載。荷載試驗時應(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，實際采用的試驗荷載與控制荷載會有所不同，為η了保證試驗效果，在選擇試驗荷載大小和加載位置時采用靜載試驗效率q來進(jìn)η行控制。靜載試驗效率q計算如下：Ssη=qS()1+μSs—靜載試驗荷載作用下控制截面內(nèi)力計算值；S—控制荷載作用下控制截面最不利內(nèi)力計算值；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、荷載試驗時常用橋梁體系的主要測點的布設(shè)幾種

6、常用橋梁體系的主要測點布設(shè)如下：（1）簡支梁橋：跨中撓度，支點沉降，跨中截面應(yīng)變。（2）連續(xù)梁橋：跨中撓度，支點沉降，跨中和支點截面應(yīng)變。（3）懸臂梁橋：懸臂端部撓度，支點沉降，支點變截面應(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)特點和橋梁日前狀況等，適當(dāng)加設(shè)以下測點：（1）

7、撓度沿橋長的分布或沿控制截面橋?qū)挿较虻姆植?。?）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、各測點變位（撓度，位移，沉降）與應(yīng)變的計算根據(jù)量測數(shù)據(jù)作下列計算：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)定時測值；lS——卸載后達(dá)到穩(wěn)定時測值；u5．校驗系數(shù)η：校驗系數(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。橋梁校驗系數(shù)常值表橋梁類型應(yīng)變（或應(yīng)力）校驗系數(shù)撓度校驗系數(shù)鋼筋混凝土板橋0.2