北京飞拓信达桥梁荷载实验实例
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桥梁荷载实验实例
钢筋混凝土简支T梁荷载实验
1.桥梁概况
1）结构形式：钢筋混凝土简支T梁桥
2）标准跨径：20m计算跨径：19.60m
3）桥面宽度：1.00m+9.00m+1.00m=11.00m
4)行车道数：两车道双向行车
5)荷载等级：汽车-20级，挂车-100
6）行车速度：40km/h
2.试验项目
该桥营运多年，外观检查表明，桥面系破损严重，且在跨中附近主梁下缘已有接近规范规定宽度的裂缝出现，为检验该桥的承载能力是否满足要求，并研究其整体工作性能与设计标准的差异，拟定以下荷载试验项目：
1）静载实验
①试验荷载下中梁与边梁挠度的纵向分布；
②试验荷载下跨中截面挠度的横向分布；
③试验荷载下中梁与边梁跨中截面应变；
④梁体裂缝开展情况。
2）动载试验
①汽车荷载冲击系数；
②主梁振动固有频率及其阻尼比。
3.测试截面
由简支梁桥的弯矩包络图可知，跨中截面是控制截面。因此，选择跨中截面为应变和挠度测试截面。
4.测点布置
1）应变测点
在跨中截面各片T梁的腹板及底板上布设应变测点，具体位置如图4-6-1所示
图4-6-1应变测点布置
2）挠度测点
挠度测点纵向布置如图4-6-2a所示，横向布置如图4-6-2b所示。
图4-6-2挠度测点布置a）纵向布置b）横向布置
5.试验荷载及其布置
1）静力试验荷载
①试验车辆的确定
采用2辆300KN的三菱载重汽车，分别载重130KN、200KN、250KN和300KN（车货共重），分级加载。
②试验荷载布置
布载共分为2种试验荷载工况：
工况1：纵桥向按跨中截面弯矩和挠度的最不利位置布载，横桥向为偏载；
工况2：纵桥向布载与工况一相同，横桥向为中载。
实验荷载布置如图4-6-3所示
图4-6-3实验荷载布置（尺寸单位mm）a）纵向布置b）横向布置各工况加载每级均保持30min的稳定时间。
③试验荷载效率
因为测试项目主要集中在跨中，在计入控制荷载的冲击作用后，试验荷载效率达85%以上，采用G-M法计算荷载横向分布系数，计算过程从略。
2）动力实验荷载
动力实验采用一辆载重130KN的实验汽车作为动力实验荷载。
①跑车实验
实验汽车分别以10Km/h、20Km/h、40Km/h、60Km/h 的速度匀速过桥激振。②跳车实验
实验汽车以10Km/h 的速度越过跨中桥面高15cm 的三角形木楔激振。
6.实验仪器
1）静载实验仪器
采用电阻应变计、手持应变计、机电百分表以及实验数据采集系统，裂缝观测采用刻度放大镜，配合使用长标距支座式电阻应变计。
2）动载实验仪器
采用INV306结构性能测试数据采集与处理计算机系统及高精度拾振器。7.静载试验结果及其分析
1）挠度量测及校验系数
①边梁挠度的纵向分布在双车偏载工况下，边梁（1﹟梁）挠度纵向分布的实测值与理论计算值列于表4-6-1，
其挠度纵向分布曲线如图4-6-4所示。
偏载工况下边梁（1﹟梁）挠度纵向分布值(mm)
表4-6-1
荷载等级
纵向位置
L/4L/23L/4实测值①
计算值②校验系数①/②实测值③计算值④校验系数③/④实测值⑤计算值⑥校验系数⑤/⑥130KN×2 1.48 5.160.27 3.278.540.38 1.34 5.240.26200KN×2 2.237.930.28 3.5513.130.27 2.038.070.25250KN×2 2.499.920.25 3.7116.420.23 2.6210.80.24300KN×2
3.95
11.90
0.33
4.11
19.70
0.214
3.61
12.10
0.30
图4-6-4偏载工况下边梁（1﹟梁）挠度纵向分布
在双车中载工况下，边梁挠度纵向分布实测值与理论计算值列于表4-6-2，其挠度纵向分布曲线如图4-6-5所示。
中载工况下边梁（1﹟梁）挠度纵向分布值（mm）
表4-6-2
荷载等级
纵向位置
L/4L/23L/4实测值①
计算值②校验系数①/②实测值③计算值④校验系数③/④实测值⑤计算值⑥校验系数⑤/⑥130KN×20.95 2.990.48 1.36 4.940.280.82 3.010.27200KN×2 1.07 4.600.23 1.627.600.210.92 4.640.20250KN×2 1.71 5.750.30 2.499.500.26 1.53 5.080.30300KN×2
1.82
6.90
0.26
2.82
11.40
0.25
2.05
6.93
0.29
图4-6-5中载工况下边梁（1﹟梁）挠度纵向分布
②中梁挠度的纵向分布
在双车偏载工况下，中梁（4＃梁）挠度纵向分布的实测值与理论计算值列于表4-6-3，其挠度纵向分布曲线如图4-6-6所示。
偏载工况下中梁（4﹟梁）挠度纵向分布值（mm）
表4-6-3
荷载等级
纵向位置
L/4L/23L/4实测值①
计算值②校验系数①/②实测值③计算值④校验系数③/④实测值⑤计算值⑥校验系数⑤/⑥130KN×2
1.31
3.67
0.36
2.02
6.05
0.33
0.45
3.71
0.12