铁路桥梁静载试验自控装置43页PPT
桥梁静载试验自动控制系统
辛集梁场试验
2014年10月至12月，将研发的第三代产品，采用V1.0版 软件，在中水八局辛集制梁场进行了反复试验 。并于 2015年1月3日邀请业内专家进行现场见证，与会专家对 本系统性能、稳定性及功能给予一致认可。
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客户案例
2.客户反馈
兴文制梁场试验
2015年1月在中铁十六局兴文制梁场的 生产许可证检验期间，使用本系统静载 试验，取得检验组和梁场的认可。
阜阳西制梁场于2017年1月5日通过 我 司提供 的自动静载试验系统完成了一次静载试验， 试验非常顺利。
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客户案例
2.客户反馈
中铁上海工程局集团北方公司固安西制 梁场
2018年10月，中铁上海工程局集团北方公 司固安西制梁场使用武汉希萌科技有限公司 提供的自动静载试验系统，试验效果良好。
THANK YOU
铁路预应力桥梁静载试验自动控制系统
武汉希萌科技有限公司
WUHAN SIMU TECHNOLOGY
目录
CONTANTS
01 03
产品 介绍
1.产品简介 2.成果认证 3.硬件组成
02 04
软件 功能
1.软件界面 2.功能介绍
产品 优势
1.技术说明 2系统优点
客户 案例
1.行业认证 2.客户反馈
01
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客户案例
1.行业认证
2016年1月在武汉召开静载试验 系统专家鉴定会 ，获 取 一 致 认 可。 2016年8月 获 得 铁 路 总 公司批准开始试点工作。 2017年获得铁道学会科学 技术奖
2012年 11 月在湖北省计量测试技 术研究院2000t的试验台架上进行 了全面测试，获得认准。
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静载试验演示1
（1）当在某加载等级下（最大加载等级除外） 的持荷时间内，梁体下缘底面发现受力裂 缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按 加载程序规定加至后一级荷载后，受力裂 缝延长或在上述部位又发现新的受力裂缝， 即评定在该加载等级与前一级加载等级的 平均加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗 裂不合格或允许出现有限拉应力的预应力 梁预应力度不合格。 （2）当在某加载等级加载至最后一级加载等 级的过程中，梁体下缘底面发现受力裂缝 或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按加 载程序规定加至后一级荷载后，受力裂缝
有限拉应力的预应力梁预应力度不合格。 6、允许出现裂缝但限制裂缝宽度的预应力 梁预应力度和裂缝宽度不合格评定 （1）根据各级加载等级下的裂缝宽度或裂缝 处的变形关系图，确定裂缝张开时的加载 等级。当在最后一次加载循环最大加载等 级下持荷20min，裂缝宽度或裂缝张开时的 级下持荷20min，裂缝宽度或裂缝张开时的 加载等级不满足5.3要求，即评定梁体裂缝 加载等级不满足5.3要求，即评定梁体裂缝 宽度或（和）预应力度不合格。 （2）裂缝宽度的测试位置在梁体侧面最下排 普通钢筋中心线水平处。 7、对全预应力混凝土梁，梁体竖向刚度和抗 裂合格，评定该梁静载弯曲试验合格，否
2、各千斤顶宜同速、同步达到同一荷载值； 加载速度不宜超过3KN/s。 3、每级加载后均应仔细检查梁体下缘和梁底 有无裂缝出现。如出现裂缝或（和）初始 裂缝的延伸，应用红铅笔标注，并注明荷 载等级，测量裂缝宽度。 4、对于允许出现裂缝但裂缝宽度受到限制的 预应力梁，如第一或第二加载循环时梁体 出现受力裂缝，应在后一加载循环时采用 千分表或振弦式应变仪测试，并记录各级 加载等级下的裂缝宽度或裂缝处的变形，
1.00 5min 1.05 5min
基数级 1min
铁路桥梁静载试验自控装置
满足： TB/T2092《预应力混凝土铁路桥简支梁静载弯曲试验方法及评定标准》； 工管科信函[2015]331号《铁路预应力混凝土简支梁静载试验自动控制系统 数据接口暂行规定》。 实现： 试验过程自动化控制：自动加载；自动检测；自动判定；自动输出； 试验数据信息化管理：基本信息；过程数据；试验报告；现场视频。
综合安全防护、保障试验安全
设置多项软、硬件安全防护措施，可有效应对试验 过程中的突发情况，保障试验安全 。
安全防护措施 功能
硬盘写入保护及RAID 保证系统安全，系统快速还原。 UPS 急停装置 手动卸载
防止电力系统的突然中断造成数据丢失、电气仪表损坏
一键急停 手动操作卸载 防火墙、设备自诊断 、权限管理、安全阈值、加载荷载值动态 监测、挠度值动态监测
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主要设备-电动机械千斤顶
变频电机、减速器、机 械千斤顶与数字式压力传感 器集成为加载一体化机械组 件（总高度790mm，适用现 有试验台高度），通过变频 器控制加载。
最大加载能力
机械千斤顶
万向压帽
减速器
电机
2000kN
250mm ﹥200次
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最大行程
底垫板 传感器
150t疲劳性能
主要设备-荷载检测与监测传感器
分别采用轮辐式双功能数字压力传感器的两路独 立输出进行荷载测量与监测。
该传感器是在同一个压 力传感器的内部安置两套完 全独立的弹性应变体、独立 的电路、独立的传输系统， 形成两套完全独立、性能等 同的压力检测系统。
输出
测量范围 准确度
A\B两路
（0-2000）kN 0.1%F.S
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要设备-挠度测量与监测仪器
静动载试验---- 静载试验
第二章 静载试验北浩龙江大桥位于广西省柳州市柳城县，采用40+64+40m 三跨一联预应力砼变高度箱形连续梁，属于新建铁路桥梁。
根据结构特点，静载试验选择3跨（0#台~1#墩边跨、中跨、1#墩~2#墩边跨）进行试验，经过各方单位几天的密切配合和精心准备，于2008年7月10日上午6:30至下午18:00完成了对0#桥台到3#墩之间的桥跨的全部3种工况的现场静载试验。
柳州贵阳图2.1北浩龙江大桥立面布置图（单位:m ）2.1测点布置与测试方法2.1.1 控制截面应力测试应变测试主要采用表面式振弦式应变计，配合读数仪，测量精度控制在±0.2MP 以内。
应变值通过记录的N 或L 值得到：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=-=∆20219211110N N K εεε=-1L 0L式中，K=4.062，N、1L——当前值，0N、0L——初始值。
1为消除温度变化的影响，在梁体非受力位置布置一个应变温度补偿测点。
下游(a)跨中截面测点布置图下游(b)墩顶截面测点布置图图2.2 梁体控制截面应变测点布置示意图2.1.2 梁体竖向静挠度测试在边跨跨中、中跨跨中、中跨L/4、中跨3L/4及各支座截面布置挠度测点，上下游两侧对称布置。
考虑到连续梁桥的特点，各控制截面加载时，除了测试本试验跨支点外，还需测试两相邻桥跨跨中、支点处布置挠度测点，测点布置如图2.3所示。
挠度测试主要采用高精密水准仪进行，测试时，须找取不受荷载影响的稳定的后视点。
此项内容主要为评判桥梁的竖向刚度提供依据。
同时，还可监测各支点的沉降。
试验跨试验跨试验跨图2.3 挠度测点布置示意图2.1.3 裂缝观测为了确保梁体的工作状态，试验过程中及加载后，须对梁体控制截面进行详细观测，包括裂缝的出现及扩展情况。
若混凝土出现裂缝，则进行裂缝状况描绘，并采用20倍的刻度放大镜或安装千分表进行裂缝宽度量测。
2.2 理论分析为了准确分析该的结构特性和确定最不利轮位布载，理论分析主要采用“桥梁博士”系统3.03版以及MIDAS大型有限元分析程序分别计算内力影响线、控制截面的应力和变形等参数。
桥梁结构静载试验
桥梁现场试验>>> 桥梁结构静载试验
2. 控制截面选择
1 控制截面 2 控制截面选定 3 梁式桥 1）简支梁、2）连续梁桥、3）悬臂梁桥 2 拱式桥 3 刚架桥 4 吊桥
桥梁现场试验>>> 桥梁结构静载试验
3. 测点布置
在确定试验桥跨和检测项目后，还要明确各控制截面或部位的测点布置，并绘制成 图。测点布置应遵循必要、适量、方便观测的原则，并使观测数据尽可能准确、可靠。 具体要求如下：
5. 其他部分测值的整理
1 温度影响修正 建立温度变化（测点处构件表面温度或空气温度）和测点测值（应变和挠度）变化 的线性关系，然后按下式进行温度修正计算
2 支点沉降影响的修正 当支点沉降量较大时，应修正其对挠度值的影响，修正量 C可按下式计算
桥梁现场试验>>> 桥梁结构静载试验
（3）横向增大系数计算 可用实测的变位（或应变）最大值Semax与横向各测点实测变位（或应变）平均值
桥梁现场试验>>> 桥梁结构静载试验
3. 应力和应变
1 实测应变的修正 2 应力、应变的换算 弹性模量确定以后，各种应力状态下测点应力均可按材料力学公式进行计算： 对单向应力
对主应力方向已知的平面应力
桥梁现场试验>>> 桥梁结构静载试验
对主应力方向未知的平面应力（采用45°应变时）：
（3）实测与计算的比较
桥梁检测与加 固
桥梁结构静载试 验
桥梁现场试验>>> 桥梁结构静载试验
1.1 试验程序及主要工作内容
桥梁结构试验通常可分为试验策划与方案论证阶段、试验准备阶段、加载以及分析 评定4个阶段。试验对象不同（模型试验、构件试验、现场荷载试验等），其工作内容也 有所差异。桥梁现场荷载试验是一项复杂的系统工程，有效组织和合理安排是保证试验 顺利进行的关键。试验组织者应熟悉荷载试验的程序，具备桥梁专业知识及有较强的组 织协调能力，并且对试验的各个环节进行精心安排，认真做好应对措施，确保试验的顺 利实施，并达到预期目的。
桥梁动静载试验方法
桥梁动静载试验方法桥梁动静载试验可是确保桥梁安全的超重要手段呢！咱先来说说静载试验。
静载试验就像是给桥梁来一场安静的压力测试。
工程师们会在桥梁上布置好多测量的小设备，像应变片呀，水准仪之类的。
然后呢，把一些重物，可能是大铁块或者装满沙子的袋子，按照设计好的重量和位置放在桥上。
这就好比给桥梁加了个担子，看看它在这种静态压力下的表现。
应变片可以测量桥梁各个部位的变形情况，就像桥梁的小医生在给它做身体检查，看看哪里被压得有点“难受”，也就是变形过大。
水准仪呢，是看桥梁有没有哪里下沉得厉害。
通过这些测量的数据，我们就能知道桥梁的结构是不是够结实，能不能承受日常或者特殊情况下的重量啦。
再来说动载试验，这个就比较有趣啦。
动载试验就像是让桥梁动起来做运动。
可以让不同类型的车辆按照规定的速度在桥上行驶，模拟真实的交通状况。
在这个过程中，测量设备就像小侦探一样，它们要捕捉桥梁在车辆行驶过程中的振动情况。
这个振动频率和幅度都是很关键的信息哦。
如果振动太厉害，就像人跳舞跳得太疯狂，那可能就有问题啦。
比如说，可能是桥梁的结构设计有点小缺陷，或者是有一些地方连接得不够牢固。
而且呀，动载试验还能检测出桥梁在动态荷载下的疲劳性能。
就像人老是重复做一个动作会累一样，桥梁老是受到车辆来来去去的压力，也会疲劳的。
通过动载试验，我们就能提前发现这些小隐患，然后把它们解决掉，让桥梁健健康康的。
总之呢，桥梁的动静载试验是非常重要的，它就像是给桥梁做了一次全面的体检，让我们能放心地在桥上走来走去，不用担心桥梁会突然出啥问题呢。
这背后可是工程师们的精心设计和认真检测的功劳呀。
桥梁荷载试验的目的及主要内容PPT课件
主塔塔顶纵桥向最大水平变位与塔脚 截面最大弯矩工况
(2)附加工况 中孔跨中附近拉索最大拉力工况 主梁最大挠度工况 辅助墩最大竖向反力工况
试验方案与实施
二、试验荷载等级的确定：
控制荷载
(1)汽车和人群(标准设计荷载)； (2)挂车或履带车(验算荷载) (3)需通行的特殊重型车辆。
旧桥：（1）确定桥梁结构的承载能力及营运条件 （2）分析桥梁病害原因及其变化规律
荷载试验的目的及主要内容
二、主要工作内容：
（1）明确荷载试验的目的； （2）试验准备工作； （3）荷载试验的方案拟定(包括静载试验与动载试验测试 项目） （4）荷载试验的测点设置与测试仪器、设备组配； （5）荷载试验的加载等级控制与试验过程安全控制； （6）试验数据分析与结构性能评定； （7）试验报告编写
3、温度补偿
用应变片测量应变时，它除了能感受试件受力后的变形外，同样 也能感受环境温度的变化而引起电阻应变仪指示部分的示值变动，这 称为温度效应。
a.电阻丝温度改变 b.材料与应变片电阻丝的线膨胀系数不同
由于温度对电阻值变化影响很大，利用电桥特性，可以采用适当 的方法消除这种影响。
必须注意，工作片和温度补偿片的电阻值、灵敏系数以及电阻 温度系数应相同，分别粘贴在构件上和不受力的试件上，以保证 它们因温度变化所引起的应变片电阻值的变化相同。
应变—电阻变化—电压（或电流）变化—放大—记录—数据处理
电测法具有灵敏度高的特点，应变片重量轻、体积小且可在高（低） 温、高压等特殊环境下使用，测量过程中的输出量为电信号，便于实现自 动化和数字化，并能进行远距离测量及无线遥测。
静载试验仪器设备
1、电阻应变片
① 电阻应变片优点 ② 电阻应变片构造 ③ 电阻应变片分类 ④ 金属应变片工作原理 ⑤ 电阻应变片的选用 ⑥ 电阻应变片的粘贴技术
桥梁静载试验_ppt
电液伺服加载系统
机械力加载法
电磁加载法
人激振加载法
人身体有规律的运动， 人身体有规律的运动，在共振情况下可产生 较大的激振力。 较大的激振力。
（二）动力荷载（动荷载） 动力荷载（动荷载） 动荷载作用则是指使结构或构件产生不可忽略的加速度反应 的作用。 的作用。 对结构施加动荷载，主要是用于研究结构动力性能的试验， 对结构施加动荷载，主要是用于研究结构动力性能的试验， 结构的疲劳试验，采用匀速脉动荷载， 如：结构的疲劳试验，采用匀速脉动荷载，一般应使试件在 试验时不产生共振，远离共振区， 试验时不产生共振，远离共振区，加载顺序根据实际情况而 定。 （三）结构试验对测点布置的要求 满足条件的前提下，宜少不宜多； ①满足条件的前提下，宜少不宜多； ②测点位置要具有代表性，以便于分析和计算； 测点位置要具有代表性，以便于分析和计算； 为保证量测数据的可靠性，应该布置一定数量校核性测点； ③为保证量测数据的可靠性，应该布置一定数量校核性测点； 测点的布置应有利于试验时操作和测读，安全和方便。 ④测点的布置应有利于试验时操作和测读，安全和方便。安装 在结构上的附着式仪表在达到正常使用荷载的1.2~1.5倍时应 在结构上的附着式仪表在达到正常使用荷载的 倍时应 该拆除，以免结构突然破坏，而使仪表受损。 该拆除，以免结构突然破坏，而使仪表受损。
2. 试验准备阶段 （1）试件的制作 ） （2）试件的尺寸与质量检查 ） （3）试件的安装与就位 ） （4）安装加载设备 ） （5）设备仪表的率定 ） （6）做辅助试验（常和正式试验穿插进行） ）做辅助试验（常和正式试验穿插进行） （7）仪表的安装、连线调试 ）仪表的安装、 （8）记录表格的设计准备 ） （9）通过计算结构内力进行判断和控制加载（加载应力估 ）通过计算结构内力进行判断和控制加载（ 计）。
静动载试验---- 静载试验课件.doc
第二章 静载试验北浩龙江大桥位于广西省柳州市柳城县，采用40+64+40m 三跨一联预应力砼变高度箱形连续梁，属于新建铁路桥梁。
根据结构特点，静载试验选择3跨（0#台~1#墩边跨、中跨、1#墩~2#墩边跨）进行试验，经过各方单位几天的密切配合和精心准备，于2008年7月10日上午6:30至下午18:00完成了对0#桥台到3#墩之间的桥跨的全部3种工况的现场静载试验。
柳州贵阳图2.1北浩龙江大桥立面布置图（单位:m ）2.1测点布置与测试方法2.1.1 控制截面应力测试应变测试主要采用表面式振弦式应变计，配合读数仪，测量精度控制在±0.2MP 以内。
应变值通过记录的N 或L 值得到：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯=-=∆20219211110N N K εεε=-1L 0L式中，K =4.062，1N 、1L ——当前值，0N 、0L ——初始值。
为消除温度变化的影响，在梁体非受力位置布置一个应变温度补偿测点。
下游(a)跨中截面测点布置图下游(b)墩顶截面测点布置图图2.2 梁体控制截面应变测点布置示意图2.1.2 梁体竖向静挠度测试在边跨跨中、中跨跨中、中跨L/4、中跨3L/4及各支座截面布置挠度测点，上下游两侧对称布置。
考虑到连续梁桥的特点，各控制截面加载时，除了测试本试验跨支点外，还需测试两相邻桥跨跨中、支点处布置挠度测点，测点布置如图2.3所示。
挠度测试主要采用高精密水准仪进行，测试时，须找取不受荷载影响的稳定的后视点。
此项内容主要为评判桥梁的竖向刚度提供依据。
同时，还可监测各支点的沉降。
试验跨试验跨试验跨图2.3 挠度测点布置示意图2.1.3 裂缝观测为了确保梁体的工作状态，试验过程中及加载后，须对梁体控制截面进行详细观测，包括裂缝的出现及扩展情况。
若混凝土出现裂缝，则进行裂缝状况描绘，并采用20倍的刻度放大镜或安装千分表进行裂缝宽度量测。
2.2 理论分析为了准确分析该的结构特性和确定最不利轮位布载，理论分析主要采用 “桥梁博士”系统3.03版以及MIDAS 大型有限元分析程序分别计算内力影响线、控制截面的应力和变形等参数。
《桥梁荷载试验》PPT课件
（2）附加工况 拱脚最大水平推力工况
l/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况
l/4截面正负挠度绝对值之和最大工况
6、两铰拱桥试验工况 (1)主要工况 拱顶最大正弯矩工况 拱脚最大水平推力工况 (2)附加工况 l/4截面最大正弯矩和最大负弯矩工况 l/4截面正负挠度绝对值之和最大工况
7、斜拉桥试验荷载工况 (1)主些工况
主梁中儿跨中最大正弯距工况
主梁墩顶支点最大负弯矩工况
主塔塔顶纵桥向最大水平变位与塔脚 截面最大弯矩工况
(2)附加工况 中孔跨中附近拉索最大拉力工况 主梁最大挠度工况 辅助墩最大竖向反力工况
试验检测人
员业务考试 §5-2 试验方案与实施
二、试验荷载等级的确定：
控制荷载
(1)汽车和人群(标准设计荷载)； (2)挂车或履带车(验算荷载) (3)需通行的特殊重型车辆。
（1）选片：检查、分选应变片。
（2）定位：处理构件的测点表面。
（3）贴片：粘贴应变片。
（4）干燥固化：加热烘干、固化。
（5）应变片的防护：检查应变片的电阻值，测量绝缘电阻。
（6）引出导线。
实际测量中，应变片可能处于多种环境中，有时需要对粘贴好的应变 片采取相应的防护措施，以保证其安全可靠。一般在应变片粘贴完成 后，根据需要可用石腊、纯凡士林、环氧树脂等对应变片的表面进行 涂覆保护。
根据桥梁调查和检算工作的深度，综合考虑结构持点和桥梁目前状 况等可适当加设以下测点：
（1）挠度沿桥长或沿控制裁面桥宽方向分布； （2）应变沿控制截面桥宽方向分布； （3）应变沿截面高度分布； （4）组合构件的结合面上、下缘应变； （5）墩台的沉降、水平位移与转角，连拱桥多个墩台的水平位移； （6）剪切应变； （7）其他结构薄弱部位的应变； （8）裂缝的监测
《铁路桥梁动载试验》课件
建立分析模型
根据试验目的和数据特征，建立相应 的分析模型，如频域分析、时域分析 等。
撰写试验报告
将整个动载试验的过程、数据、分析 和结论整理成详细的试验报告，为后 续的工程实践提供参考。
05
CATALOGUE
动载试验的结果分析与应用
结果分析的方法
时域分析
通过分析桥梁在动载作用下的时间历 程响应，提取关键参数如振幅、频率 、阻尼比等。
安全措施
针对试验中发现的薄弱环节，采取相应的安全措 施，降低事故发生的可能性。
07
CATALOGUE
结论与展望
动载试验在铁路桥梁评估中的地位和作用
确保铁路桥梁安全运营
通过动载试验，可以评估铁路桥梁在动态荷载下的性能表 现，及时发现潜在的安全隐患，为桥梁的维修和加固提供 科学依据。
提高铁路桥梁设计水平
评估某铁路桥梁的承载能力和稳 定性，确保其安全运营。
试验方法
采用振动测试、应变监测和加速 度计等手段，对桥梁在不同载荷 下的动态响应进行测量和分析。
试验过程
在桥梁的不同位置布置传感器， 采集数据，并进行实时监测和记
录。
试验结果的分析与解读
数据处理
对采集到的数据进行处理和分析 ，提取关键的动态响应参数，如 振幅、频率和阻尼比等。
结果解读
根据数据处理结果，评估桥梁在 不同载荷下的动态性能，判断其 安全性和稳定性。
异常情况处理
对于出现异常的数据，进行深入 分析，找出可能的原因，并提出 相应的处理措施。
基于试验结果的改进建议
优化设计
根据试验结果，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ桥梁的设计进行优化，提高其 承载能力和稳定性。
维护建议
根据桥梁的动态性能，提出针对性的维护和检修 建议，确保其长期安全运营。
静载试验3.ppt
自重挠度计算
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悬臂构件的挠度
as0,ca(aq 0,caag 0,ca)ca
a0 g,ca
Mg,ca Mb,ca
a0 b,ca
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结构内力计算数据整理、分析
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18
3
试验测读数据的处理和修正
• 3.试验记录的读数，按仪表，如用百分表和挠度计量测结构 挠度或变形时。而有些量测尚需按装置进行折算， 如采用位移计量测应变的装置，必须按选用位移 计的精度和选用标距的大小，计算标距范围内的 变形，得到被测的应变值。用电阻应变计量测应 变时，当应变计灵敏系数与应变仪灵敏系数不同 时，要进行读数修正。屋架试验时，按测得应变 计算构件截面应力时，对于弹性材料，应将测得 的应变值乘以材料的实测弹性模量。对于非弹性 材料，通常是根据材料实测应力-应变曲线得到相 应的应力数值。
原始资料的整理
• 1.试验对象的实际几何尺寸（跨度、长度、截面尺寸等）， 混凝土构件截面，钢筋的实际位置和保护层的厚度，以及 原始变形的大小和裂缝、疵病等。
• 2.有关试件制作工艺的记录，如钢筋混凝土构件的浇筑日 期、混凝土的配合比；振捣方法和养护制度；预应力构件
的预应力钢筋实际控制的张拉应力值和伸长值以及各阶段
2
试验测读数据的处理和修正
• 2.在整理计算时，应特别注意读数和读数差值的 反常情况。例如，读数差值的变化突然增大或保 持不变，以及仪表指示值与理论计算值相差极大， 甚至有正负号颠倒的情况。要对这些现象出现的 规律性进行分析，大致判断出这种情况的出现是 由于试件性能的突变（如结构开裂、节点松动或 支座沉降）所致，还是由于仪表本身安装不正确 而造成，在没有足够根据和理由判断出原因之前， 绝不能随便轻易弃舍任何数据。因为很可能在这 些“反常”的读数和现象中包含着人们事先尚未 认识的因素。