桥梁结构荷载试验ppt课件

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✓ 裂缝宽度与容许值比较
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4.2.7 静载试验实例
大桥概况：
石角大桥建于1968年，采用少筋无铰平板式肋拱桥的结构型式。大桥全 长为149.5米，分为五孔，每孔的净跨为25米。该桥的主要技术标准：
每孔净跨：25米；矢跨比1/6，净矢高4.167米；
桥面净宽：8米（＝6米行车道+2×1.0米人行道）;
➢ 静载试验：最常见
✓ 将静止的荷载作用在桥梁的指定位置，然后对桥梁结构的静力位移、静力应变、 裂缝等参量进行测试，从而对桥梁结构在荷载作用下的工作性能和使用能力作 出评价。
➢ 动载试验：
✓ 利用某种激振方法激起桥梁结构的振动，然后测定其固有频率，阻尼比，振型， 动力冲击系数，行车响应等参数，从而判断桥梁结构的整体刚度、行车性能。
第四章 桥梁结构荷载试验
➢ 桥梁结构荷载试验：评定桥梁承载能力的主要方法 ✓ “无论多么高新的结构分析技术都不能取代用于评估公路桥梁性
能的现场测试。当桥梁承受工作荷载时，记录下应变测试结果， 根据测试结果工程师就能更好的了解桥梁的真实结果响应。” ✓ 静载试验 ✓ 动载试验
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4.1 荷载试验
1. 测量移动车辆荷载作用下，桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度 2. 测量桥梁结构的自振特性和动力响应
➢ 荷载试验程序： 试验准备，加载观测，分析总结
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4.1 荷载试验原则
✓ 测试部位应突出受力关键：结构受力的控制部位 ✓ 测试内容反映承载力指标 ✓ 施测载位应以无损结构为限度 1. 原有裂缝不扩展，不增加新裂缝，不能使混凝土脱落 2. 最大挠度控制在预计的允许范围 3. 控制截面应变不能超过预计的允许值
试验观测
温度观察，需要对测试结果进行修订
仪器仪表读数
裂缝观测：在混凝土表面直接描绘裂缝的变化
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4.2.4 静载试验程序
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4.2.4 静载试验程序
应变计
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4.2.5 静载试验数据分析
挠度计算： ✓ 支座沉降的修正，消除刚体位移
Lx x f L f1L f2
✓
的安全程度 结构校验系数：
挠度，应力实 理测 论挠 挠度 度， ，应 应力 力
η> = < 1, 结构强度不足，理论与实际相符，结构强度足够
结构刚度分析：
相对挠度与规范比较
结构抗裂性分析：
f m ax L
f L
✓ 对预应力混凝土桥梁，出现第一条裂缝时的荷载为开裂荷载Pr，结构抗
裂安全系数：
－加载工况由低吨位分级向高吨位逐渐增加
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4.1 荷载试验原则
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4.2 静载试验
✓ 静载试验：将静止的荷载作用在桥梁的指定位置，然后对桥梁结 构的静力位移、静力应变、裂缝等参量进行测试，从而对桥梁结 构在荷载作用下的工作性能和使用能力作出评价。
✓ 静载试验内容：
✓ 试验目的 ✓ 试验准备工作 ✓ 加载方案设计 ✓ 测点设置与测试 ✓ 加载控制与安全措施 ✓ 试验结果分析与承载能力评定 ✓ 试验报告编写
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4.2.3 静载试验－测点布置
控制结构的最大应力（应变）、挠度（位移）
简支梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变 连续梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变 悬臂梁桥：悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变 拱桥：跨中、L/4处挠度，拱顶和拱脚截面应变 注意：裂缝对应变的影响
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4.2.1 静载试验－准备工作
➢ 选择试验桥孔、桥墩：受力状况不利，缺陷多、病害严重 ➢ 搭设脚手架和测试支架 ➢ 加载位置放样，卸载位置安排 ➢ 试验人员分工 ➢ 其它安全、供电、交通管制等
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4.2.2 静载试验－加载方案
试验荷载工况：反映桥梁最不利受力状况
简支梁桥：跨中（最大正弯矩），1/4跨（最大正弯矩），支点（最大剪力）， 桥墩（最大竖向反力）
控制桥梁设计的荷载有：汽车荷载，人群荷载，风荷载，等
控制桥梁加固设计的荷载：汽车荷载
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Sj S (1 )
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试验效率
控制截面最不 利内力、变形
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4.2.2 静载试验－加载方案
加载分级与控制
荷载分级：按照标准荷载的60%，80%，90%，100%划分 车辆加载：逐渐增加加载车数量，先轻后重 车辆位置：按照内力影响线布置，同《桥规》 试验时间：晚上10点至凌晨6点（温度稳定，减少温度应力的干扰） 加载设备：汽车（200kN，300kN）
设计荷载：汽车—13；挂车—60验算；
由于该桥设计荷载等级较低，经过多年的运营使用后，特别是近年来许
多超重车辆的通行，该桥已出现一些病害。现该桥已封闭交通，只容许
行人和摩托车通行。
试验目的：
1、测试该桥的受力性能，检测该桥的承载能力；
横向测点，沿截面高度测点，温度测点
试验仪器：
✓ 测量应变：百分表，千分表，应变片，应变计，电阻平衡箱
✓ 测量挠度：精密水准仪，水准尺，吊锤
✓ 测量裂缝：裂缝观测仪
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4.2.4 静载试验程序
加载程序
零载第一级卸载，零载第一级第二级第一级卸载，…… 加载稳定时间：> 5min 加载过程注意观测：控制点的位移，应变，薄弱部位破损状况 终止加载： ① 控制点的位移、应变超过容许值； ② 裂缝长度、宽度或数量急剧增加，影响结构使用寿命； ③ 实测挠度与理论计算值相差过大； ④ 墩台变形过大或出现不稳定状况。
应力计算：Hooks’定律－本构方程，本构关系
E来自百度文库
弹性模量E：按规范取值，或回弹法测量 应变计算：
总应变＝加载读数－初读数≈加载读数－卸载读数 残余应变＝总应变－弹性应变
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4.2.6 静载试验测试结果分析
结构强度分析：
✓ 最大应力、最大挠度与规范规定的允许应力、挠度相比较，来说明结构
连续梁桥：主跨跨中（最大正弯矩），主跨支点（负弯矩），主跨支点（最大 剪力），主跨桥墩（最大竖向反力），边跨（最大正弯矩）
T形刚构桥：墩顶（最大负弯矩），跨中（最大正弯矩），墩顶（最大剪力） 刚架拱桥：跨中（最大正弯矩），拱脚（最大负弯矩），拱脚（最大推力），
正负挠度绝对值之和最大工况
试验荷载等级：确定最大荷载