桥梁结构动载试验教学
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5.2 一般程序
1、 桥梁考察和方案设计（必要条件） （1）技术资料的收集
设计文件、施工文件、施工控制文件、监理记录、原始试验资料、 桥梁养护与维修记录、现有车流量和重载车辆情况等。 技术状况认识
（2）桥梁外观检查
表面裂缝以及露筋情况，支座是否老化，钢结构主要是检查锈蚀以 及使用扭力扳手抽查螺栓松紧度等。 桥梁现状宏观认识。
城市B: 车道≥4时，剪力乘1.3。
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城市A车辆荷载
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城市B车辆荷 载
车道数 折减系数
车道折减系数
2
3
4
1.0
0.8 0.67
冲击系数
5 0.60
≥6 0.55
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?《公路桥涵设计通用规范》（ JTG D60-2004）： 车道 荷载
1）公路 —I级：车道均布荷载标准值 qk=10.5kN/m；集中 荷载标准值：计算跨径 L≤5m 时，Pk=180kN； L ≥50m 时，Pk=360kN；跨径在 5m~50m之间时， Pk值直线内插。 计算剪力效应时，集中荷载 Pk 乘1.2增大系数。 2）公路—II级：按公路—I级车道荷载的0.75倍采用。
（3）理论计算与分析
设计内力计算（桥博、Midas 、Ansys ）和试验荷载效应计算
（4）实施细则的制定
测试内容、加载方案、观测方案、仪器仪表选用等方面，必要时 还应进行评审。
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5.2 一般程序
2、现场试验准备
? 交通封闭 ?电源及照明、工作脚手架或挂篮、仪表安装架。 ?加载车辆型号和数量（载重物、车辆轮载过磅、轴距和轮 距测定），桥面车位加载标识。 ?测点布置：应变、位移等布置，测试系统调试
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5、测点设置
?基本原则： 最大应力、最大位移。温度测点 ?梁式桥： 跨中挠度和应变，支座附近或悬臂端截 面沉降和负弯距应变； ?拱桥：主拱圈跨中和L/4处的挠度，拱脚、 L/4和 跨中截面的应变； ? 斜拉桥：主梁跨中、 L/4和L/8处挠度，支座处沉 降，跨中和控制截面应变；塔顶变位，塔身控制截 面应变；钢箱梁桥的斜拉索锚箱应变；控制索索力。 ?悬索桥：加劲梁跨中与 L/8和3L/8 处挠度，支点沉 降；跨中与 L/8和3L/8处截面应变；塔顶纵桥向位移， 塔脚截面应变。
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3）斜拉桥
?主要工况 主梁中孔跨中 最大正弯矩； 主梁墩顶支点 截面最
大负弯矩；主塔 塔顶纵桥向最大水平 变位；主塔控 制截面最大弯矩试验。
?附加工况：边跨或次边跨跨中最大正弯矩；主梁 最大水平漂移（主梁纵向漂浮体系）；尾索区斜拉 索最大拉力；主梁最大挠度；辅助墩最大竖向反力； 横梁最不利受力；锚箱最不利受力（钢斜拉桥）； 塔、梁和索温度场的同步测定。
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4）悬索桥
?主要工况： 加劲梁跨中截面最大正弯距 ；加劲梁 L/8截面最大正弯距； 主塔塔顶纵桥向最大水平变位 与塔脚截面最大弯距； ?附加工况：加劲梁最大竖向挠度；主缆锚跨索股 最大张力；加劲梁梁端最大纵向漂移；吊杆（索） 荷载张力最大增量；主缆截面温度和索塔截面温度 同步测试。
3、加载试验与观测
?按照预定的加载程序对试验桥梁进行加载试验，同时测试 结构受力后的各项性能指标如挠度、应变、裂缝宽度。一般 还应同步测得结构和环境温度场（用于修正温度对实测值的 影响）
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4、结果分析与处理
?原始数据的分析处理：数量转换、数理统计、频 谱分析、过滤温度影响 ?撰写报告：按照相关规范或规程以及试验目的， 对试验对象做出科学的判断与评价。
5 桥梁结构静动载试验
5.1 主要目的
静载试验和动载试验，主要目的： ?检验桥梁设计与施工的质量（新建桥）
施工中做施工监控和监测，成桥后进行现场荷 载试验，竣工验收重要资料。 ?判断桥梁结构的实际承载能力 （旧桥）
超龄、超载、有损伤旧桥加固改造依据。 ?验证桥梁结构设计理论和方法 （新桥型）
为新桥型和桥梁中的新结构、新材料和新工艺创 新发展提供的实测数据。
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车辆荷载 550kN
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立面布置 平面尺寸 车辆荷载横向布置
车道横向折减系数
车道数 2
3
4
5
6
7
8
折减系数 1.0 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50
汽车冲击系数
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3）加载程序
?分级加载：一般分为 3～5级；车辆荷载应 逐辆缓 缓驶入预定位置； ?卸载程序：分级尽量与加载分级对应，以便校对。 ?加载时间：温度变化不大的时间段（如在阴天或 晚上 )加载，每级持续时间不能太长（效应稳定）， 并同步测定温度场。
偏向加载
对称加载
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T构
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1）梁式桥
?主要工况：跨中最大正弯距；支点最大负弯距；墩身控制 截面弯距。 ?附加工况：L/4截面最大正弯矩；支点处最大剪力；桥墩最 大竖向反力；牛腿最不利受力。
2）无铰Hale Waihona Puke Baidu桥
?主要工况：拱顶最大正弯矩；拱脚最大负弯矩；吊索最大 受力加载 （中下承式拱桥）；系杆最大受力加载（系杆拱 桥）。 ?附加工况：拱脚最大水平推力； L/4 截面最大正弯矩和最大 负弯距；L/4截面正负挠度绝对值之和最大；横梁最不利受 力加载；排架最不利受力加载试验。
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4、静载试验加载方案
1）加载方式 一般选用三轴和两轴载重车辆（轴重、轴距和横向轮距）来
模拟规范的汽车荷载。整体结构计算采用车道荷载，局部设计 车辆荷载。汽车荷载应考虑车道数折减和冲击系数增加。 2）荷载：城市桥梁荷载规范》（CJJ77-98 ）：跨度20-150m
城市A：车道≥4时，剪力乘1.25。（3m/车道）
5.3 试验方案设计
1、试验对象选择 每种结构型式选择跨度最大的一孔或几孔进行
加载试验。（考虑：等跨、不等跨、不同结构形式 和测试布点方便）
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2 、试验荷载效率
?试验荷载产生的控制截面内力及变形等效应不低于设计 荷载效应的80%，用试验荷载效率系数表示：
? ? St ? [0.8 ~ 1.05] Sd (1 ? ? )
?St－试验荷载作用下，控制截面内力或变形计算值； ?Sd－设计荷载作用下，控制截面内力或变形的计算值； ?μ－设计中取用的冲击系数。
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3、荷载试验工况
?纵向加载： 根据控制截面最不利受力确定，简单 结构的桥梁选 2～3个工况，复杂结构可适当多选几 个，但不宜过多。 ?横向加载： 对称加载、偏向加载、扭转加载（需 要时）。
5.2 一般程序
1、 桥梁考察和方案设计（必要条件） （1）技术资料的收集
设计文件、施工文件、施工控制文件、监理记录、原始试验资料、 桥梁养护与维修记录、现有车流量和重载车辆情况等。 技术状况认识
（2）桥梁外观检查
表面裂缝以及露筋情况，支座是否老化，钢结构主要是检查锈蚀以 及使用扭力扳手抽查螺栓松紧度等。 桥梁现状宏观认识。
城市B: 车道≥4时，剪力乘1.3。
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城市A车辆荷载
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城市B车辆荷 载
车道数 折减系数
车道折减系数
2
3
4
1.0
0.8 0.67
冲击系数
5 0.60
≥6 0.55
18:15:10
?《公路桥涵设计通用规范》（ JTG D60-2004）： 车道 荷载
1）公路 —I级：车道均布荷载标准值 qk=10.5kN/m；集中 荷载标准值：计算跨径 L≤5m 时，Pk=180kN； L ≥50m 时，Pk=360kN；跨径在 5m~50m之间时， Pk值直线内插。 计算剪力效应时，集中荷载 Pk 乘1.2增大系数。 2）公路—II级：按公路—I级车道荷载的0.75倍采用。
（3）理论计算与分析
设计内力计算（桥博、Midas 、Ansys ）和试验荷载效应计算
（4）实施细则的制定
测试内容、加载方案、观测方案、仪器仪表选用等方面，必要时 还应进行评审。
18:15:10
5.2 一般程序
2、现场试验准备
? 交通封闭 ?电源及照明、工作脚手架或挂篮、仪表安装架。 ?加载车辆型号和数量（载重物、车辆轮载过磅、轴距和轮 距测定），桥面车位加载标识。 ?测点布置：应变、位移等布置，测试系统调试
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5、测点设置
?基本原则： 最大应力、最大位移。温度测点 ?梁式桥： 跨中挠度和应变，支座附近或悬臂端截 面沉降和负弯距应变； ?拱桥：主拱圈跨中和L/4处的挠度，拱脚、 L/4和 跨中截面的应变； ? 斜拉桥：主梁跨中、 L/4和L/8处挠度，支座处沉 降，跨中和控制截面应变；塔顶变位，塔身控制截 面应变；钢箱梁桥的斜拉索锚箱应变；控制索索力。 ?悬索桥：加劲梁跨中与 L/8和3L/8 处挠度，支点沉 降；跨中与 L/8和3L/8处截面应变；塔顶纵桥向位移， 塔脚截面应变。
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3）斜拉桥
?主要工况 主梁中孔跨中 最大正弯矩； 主梁墩顶支点 截面最
大负弯矩；主塔 塔顶纵桥向最大水平 变位；主塔控 制截面最大弯矩试验。
?附加工况：边跨或次边跨跨中最大正弯矩；主梁 最大水平漂移（主梁纵向漂浮体系）；尾索区斜拉 索最大拉力；主梁最大挠度；辅助墩最大竖向反力； 横梁最不利受力；锚箱最不利受力（钢斜拉桥）； 塔、梁和索温度场的同步测定。
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4）悬索桥
?主要工况： 加劲梁跨中截面最大正弯距 ；加劲梁 L/8截面最大正弯距； 主塔塔顶纵桥向最大水平变位 与塔脚截面最大弯距； ?附加工况：加劲梁最大竖向挠度；主缆锚跨索股 最大张力；加劲梁梁端最大纵向漂移；吊杆（索） 荷载张力最大增量；主缆截面温度和索塔截面温度 同步测试。
3、加载试验与观测
?按照预定的加载程序对试验桥梁进行加载试验，同时测试 结构受力后的各项性能指标如挠度、应变、裂缝宽度。一般 还应同步测得结构和环境温度场（用于修正温度对实测值的 影响）
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4、结果分析与处理
?原始数据的分析处理：数量转换、数理统计、频 谱分析、过滤温度影响 ?撰写报告：按照相关规范或规程以及试验目的， 对试验对象做出科学的判断与评价。
5 桥梁结构静动载试验
5.1 主要目的
静载试验和动载试验，主要目的： ?检验桥梁设计与施工的质量（新建桥）
施工中做施工监控和监测，成桥后进行现场荷 载试验，竣工验收重要资料。 ?判断桥梁结构的实际承载能力 （旧桥）
超龄、超载、有损伤旧桥加固改造依据。 ?验证桥梁结构设计理论和方法 （新桥型）
为新桥型和桥梁中的新结构、新材料和新工艺创 新发展提供的实测数据。
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车辆荷载 550kN
18:15:10
立面布置 平面尺寸 车辆荷载横向布置
车道横向折减系数
车道数 2
3
4
5
6
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折减系数 1.0 0.78 0.67 0.60 0.55 0.52 0.50
汽车冲击系数
18:15:10
3）加载程序
?分级加载：一般分为 3～5级；车辆荷载应 逐辆缓 缓驶入预定位置； ?卸载程序：分级尽量与加载分级对应，以便校对。 ?加载时间：温度变化不大的时间段（如在阴天或 晚上 )加载，每级持续时间不能太长（效应稳定）， 并同步测定温度场。
偏向加载
对称加载
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T构
18:15:10
1）梁式桥
?主要工况：跨中最大正弯距；支点最大负弯距；墩身控制 截面弯距。 ?附加工况：L/4截面最大正弯矩；支点处最大剪力；桥墩最 大竖向反力；牛腿最不利受力。
2）无铰Hale Waihona Puke Baidu桥
?主要工况：拱顶最大正弯矩；拱脚最大负弯矩；吊索最大 受力加载 （中下承式拱桥）；系杆最大受力加载（系杆拱 桥）。 ?附加工况：拱脚最大水平推力； L/4 截面最大正弯矩和最大 负弯距；L/4截面正负挠度绝对值之和最大；横梁最不利受 力加载；排架最不利受力加载试验。
18:15:10
4、静载试验加载方案
1）加载方式 一般选用三轴和两轴载重车辆（轴重、轴距和横向轮距）来
模拟规范的汽车荷载。整体结构计算采用车道荷载，局部设计 车辆荷载。汽车荷载应考虑车道数折减和冲击系数增加。 2）荷载：城市桥梁荷载规范》（CJJ77-98 ）：跨度20-150m
城市A：车道≥4时，剪力乘1.25。（3m/车道）
5.3 试验方案设计
1、试验对象选择 每种结构型式选择跨度最大的一孔或几孔进行
加载试验。（考虑：等跨、不等跨、不同结构形式 和测试布点方便）
18:15:10
2 、试验荷载效率
?试验荷载产生的控制截面内力及变形等效应不低于设计 荷载效应的80%，用试验荷载效率系数表示：
? ? St ? [0.8 ~ 1.05] Sd (1 ? ? )
?St－试验荷载作用下，控制截面内力或变形计算值； ?Sd－设计荷载作用下，控制截面内力或变形的计算值； ?μ－设计中取用的冲击系数。
18:15:10
3、荷载试验工况
?纵向加载： 根据控制截面最不利受力确定，简单 结构的桥梁选 2～3个工况，复杂结构可适当多选几 个，但不宜过多。 ?横向加载： 对称加载、偏向加载、扭转加载（需 要时）。