《公路桥梁荷载试验规程》(JTG T J21-01-2015)精华详解

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对于既有桥梁而言,在进行荷载试验前必须进行详尽 的外观检查以及试验过程中严格的分级加载,以防止给结 构形成新的损伤与安全隐患,造成意外发生。
注意事项
对于钢筋混凝土结构,还必须凿出钢筋用以测试试验荷 载作用下钢筋的受力性能。
当桥梁跨度较大,所需车辆较多时,应合理安排加载车 摆放位置与顺序,以防止非加载桥跨或桥梁相近结构因加载 车集中放置造成结构损伤与安全隐患。
确定下一级荷载的施加方式(是否施加及施加位置)。
注意事项
一般地,桥梁荷载试验加载终止条件为: ➢ 控制测点应力值已达到或超过弹性理论按规范安全条件
反算的控制应力值时; ➢ 控制测点变位(或挠度)超过规范允许值时; ➢ 由于加使结构裂缝长度、宽度急剧增加,新裂缝大量出
现,宽度超出允许值的裂缝大量增多,对结构使用寿命 造成较大的影响时;
1、端支点截面的最大剪力; 2、L/4截面最大弯剪力; 3、墩台最大垂直力; 4、连续刚构固结墩墩身控制截面的最大弯矩。
1、锚固跨跨中最大正弯矩和挠度; 2、支点最大负弯矩; 3、挂梁跨中最大正弯矩和挠度。
1、支点最大剪力; 2、挂梁支点截面或悬臂端截面最大剪力。
1、拱顶截面最大正弯矩和挠度、拱脚截面最大负弯矩; 2、刚架拱上弦杆跨中最大正弯矩。
据不完全统计,目前仅公路桥梁中危桥数量高达7.96万座,约占公 路桥梁总数的10.5%,直接影响人民的正常安全出行。
近年来,由于前期建设“重设计轻养护”,后期管养理念落后、技 术储备不足,以及运营过程中,过桥车辆与日俱增,远超设计负荷,重 车严重超载等因素,桥梁垮塌事件时有发生,给人民生命财产安全造成 巨大损失,给社会带来严重恶劣影响。
我国桥梁建设基本概况
经过改革开放30多年的发展,我国桥梁建设取得了举世 瞩目的成就。
截至2015年底,我国仅公路桥梁总数已近78万座,4592 万延米。
我国已建成的梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥这四类桥梁 的跨径均居世界同类桥梁前列。
我国桥梁建设基本概况
我国桥梁建设基本概况
我国桥梁建设基本概况
然而,经过30多年的大规模基础设施建设,当前步入维修期的桥梁 数量日益增多。
第四部分
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置 荷载试验数据处理与评价
设备选取原则
对于桥梁荷载试验,量测仪器的选择应多因素综合考虑,以满足试 验目的为前提,根据仪器的技术性能和试验条件的技术要求选择合理的 量测仪器。
在选用仪器设备时,宜注意以下几点: ✓ 满足量测所需的量程及精度要求,在选用仪表前,应先对被测值进行
动载数据后处理 通过对采集的动态测试信号进行检查和数据质量评判, 剔除异常数据、加窗和趋势项、数字滤波等必要的后处理, 舍弃噪声大、时程曲线畸变的样本或数据段, 应保证经过处理后的信号客观真实, 不得使有效信号受到抑制或产生畸变, 确保用于分析计算的样本数据真实可靠, 数据质量满足结构性能评价的要求。
1、主梁最大挠度; 2、主梁控制截面最大内力; 3、索塔塔顶水平变位; 4、主缆最大拉力,斜拉索最大拉力。
1、主梁最大纵向漂移; 2、主塔控制截面最大内力; 3、吊索最大索力。
测点布置
测点布置必须能够反应结构或构件最不利受力特征,同时应能满 足分析和推断结构工作状况最低的需要,确保实测数据的可靠性,并 应遵循必要、适量、方便观测的原则,具体如下: ✓ 测点布置应具有代表性 ✓ 测点布置要有针对性 ✓ 测点布置要有利于仪器安装和观测读数,对试验操作是安全的 ✓ 为保证测试数据的可靠性,测点数量应是足够的,利用结构的对称
荷载试验一般可分为试验准备、现场实施和试验结果分 析等三个阶段。
荷载试验流程
试验准备阶段主要有: 资料收集(设计与竣工资料、养护与维修记录等) 现场踏勘与外观检查(选取受力性能具有代表性的、易进
行试验的桥跨结构、选择合适的量测仪器等) 试验方案制订与优化(选用加载车辆或加载重物,拟定加
载位置等)等内容
第三部分
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置 荷载试验数据处理与评价
荷载试验流程
桥梁现场荷载试验是一项复杂的、系统的工程,有效组 织与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流程,同时应具备相关专业 知识及组织协调能力,对试验的各个环节进行精心安排,认 真做好各项应对措施,确保试验顺利实施并达到预期目的。
我国桥梁建设基本概况
我国桥梁建设基本概况
第二部分
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置
荷载试验数据处理与评价
试验目的与意义
荷载试验最基本的目的是了解桥跨结构的实际工作状态, 检验桥梁结构整体的施工质量与受力性能,对桥梁结构的正 常使用性能、强度、刚度、裂缝等各项指标做出全面的评价。
估算。 ✓ 同一试验中选用的仪器种类尽可能少,便于设备调配和量测实施以及
精度控制,减少数据处理工作量和避免差错。
设备选取原则
✓ 所选用测试设备的精度应与实际的测量值相匹配,既能满足测量范围 的需要,又能保证足够的精度。
✓ 选用仪表时应考虑试验的环境条件,尽可能避免因环境变化而产生的 测量误差,特别是对由温度变化而产生的误差,在试验时应给予高度 重视。
1、拱脚最大水平推力; 2、L/4截面最大正、负弯矩及其最大正、负挠度绝对值之和; 3、刚架拱斜腿根部截面最大负弯矩。
1、跨中截面最大正弯矩和挠度; 2、结点截面的最大负弯矩。
1、柱脚截面最大负弯矩、最大水平推力。
1、跨中、支点截面的主桁杆件最大内力; 2、跨中截面的挠度。
1、L/4截面的主桁杆件最大内力和挠度; 2、桥面系结构构件控制截面的最大内力和变位; 3、墩台最大垂直力。
《公路桥梁荷载试验规程》 (JTG/T J21-01-2015) 精华详解
交流提纲
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置 荷载试验数据处理与评价
第一部分
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置 荷载试验数据处理与评价
(拾振器),用放大特性相同的多路放大器和记录特性相 同的多路记录仪,同时测记各测点的振动响应信号。 II. 将结构分成若干段,选择合适的参考点(不动点),在参 考点和各分界点分别布设测振传感器(拾振器),用放大 特性相同的多路放大器和记录特性相同的多路记录仪,同 时测记各测点的振动响应信号。
第六部分
分级加卸载不仅是为了保障安全而且可以比较全面地 掌握试验桥梁结构实测力学响应(应变、挠度)与所加荷 载之间的关系。
注意事项
分级加载测读应遵循以下原则: ➢ 分级加载只有在前一级荷载阶段内结构变位相对稳定后,
才能进入下一级荷载加载。 ➢ 各级荷载施加完成后,裂纹、位移、应变观测点对典型部
位实时监测,待所有数据稳定后,完成数据的采集工作。 ➢ 每一级荷载施加后应观察结构的反应(应变、挠度、裂纹),
截面选取
对于验收性荷载试验,ηq取值0.85~1.05;对于鉴定性荷载试验,
ηq取值0.95~1.05。
q
S
Sstat
1
对于桥梁荷载试验,建议采用三轴载重车辆。当设计荷载为汽车 超—20级或公路—Ⅰ级时,采用两辆三轴车辆模拟55t重车是目前国内 比较常见的做法。
同时为了保证桥梁不会发生局部加载破坏或严重开裂,加载车单 轴重不应大于140kN,否则须验算桥面板的裂缝宽度和极限承载力。
对桥梁结构的实际承载能力做出科学的评估, 为桥梁交(竣)工验收提供重要的科学依据, 为桥梁的管养维护提供合理的建议。
试验目的与意义
对于新建桥梁 为桥梁顺利的投入运营提供可靠依据 为桥梁的长期监测提供完整的初始指纹数据 为同类型桥梁设计与施工积累实测试验资料
试验目的与意义
对于采用新结构、新材料、新技术、新工艺等修建的桥梁 通过桥梁荷载试验可以直接测得理论分析与计算所需的
互等原理,可适当减少测点布置数量。
测点布置
桥梁动力荷载试验的测试截面应根据桥梁结构振型特 征和行车动力响应最大的原则确定。
动力特性传感器布置应根据事先计算的理论最大值位 置(即振幅最大,波峰、波谷处)进行布置,同时要避免 振型节点位置。
测点布置
测定桥梁结构振型,可采用下述两种方法: I. 在所要测定桥梁结构振型的峰、谷点上布设测振传感器
注意事项
➢ 发生其它破坏,如预应力筋崩断、混凝土压碎、桥墩偏 位、支座损坏、变形过大并超过规范允许值等影响桥梁 承载能力或正常使用时;
➢ 桥体发出异常响声或其他异常情况; ➢ 斜拉索或吊索(杆)索力增量实测值超过计算时。
注意事项
对于新建桥梁来说,需要通过预加载来消除非试验荷 载引起的结构变形,对于尚未进行桥面铺装层施工的新建 桥梁,进行荷载试验时还需要考虑桥面铺装这部分的受力 影响。
截面选取
试验控制截面应根据具体的测试项目而定,在满足评定桥 梁承载能力的前提下,加载试验项目应抓住重点,不宜过多。
测试截面选择时,应根据桥梁结构的内力包络图,按 照最不利受力原则选定截面,然后拟定相应的试验工况。
截面选取
序号 1 2 3 4 5 6 7
桥型 简支梁桥
连续梁桥、 连续刚构
悬臂梁桥、 T型刚构
注意事项
桥梁荷载试验的对象是桥梁这种大型土木工程结构,造 价高昂、社会影响大。
试验方案与实施过程必须遵循科学、严谨、安全的原则。 对试验方案应反复推敲,对试验过程应做到实时监测、 及时反馈,发现问题及时处理,必要时终止加载。
注意事项
注意事项
试验荷载宜按控制截面最大内力或位移分成4~5级施 加,受条件所限时至少应分成3级施加,当试验加载车辆较 多时应增加分级次数。
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置 荷载试验数据处理与评价
数据后处理
静载数据后处理 温度影响修正:
导线电阻修正:
S S' t Kt
1
r R
1
2r R
支点沉降修正:
C l x a x b
l
l
数据后处理
✓ 对于动态试验的量测仪表,除线性范围、灵敏度、幅频特性以及相频 特性都应满足试验要求以外,还需充分考虑桥梁结构超低频振动以及 振动量值较小等的特点,选用灵敏度高、低频特性好的测振仪器。
第五部分
我国桥梁建设基本概况 荷载试验目的与依据 荷载试验流程与注意事项 荷载试验设备选取 荷载试验截面选取与测点布置 荷载试验数据处理与评价
拱桥
刚架桥(包括框架、斜腿刚构 和刚架-拱式组合体系)
钢桁桥
斜拉桥、 悬索桥
主要 附加 主要
附加
主要 附加 主要 附加 主要 附加 主要 附加
主要
附加
内力或位移控制截面
1、跨中截面最大正弯矩和挠度; 2、支点截面最大剪力。
1、L/4截面最大正弯矩和挠度; 2、墩台最大垂直力。
1、跨中最大正弯矩和挠度; 2、内支点截面最大负弯矩; 3、L/4截面最大弯矩和挠度。
相关参数,建立准确的力学模式 掌握桥梁结构在荷载作用下的实际受力和工作状况,探
索桥梁结构的受力特点 为充实、完善和发展桥梁设计计算理论和施工工艺积累
科学的实践资料
试验目的与意义
对于既有桥梁 通过荷载试验可以评估桥梁实际的使用性能和承载能力 为既有桥梁的继续安全使用、养护、加固、改建或限载提
供科学的依据
试验依据与规范
➢ JTG D60-2004.公路桥涵设计通用规范[S].2004.※ ➢ JTG D62-2004.公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].2004. ➢ YC4-4/1978.大跨径混凝土桥梁的试验方法[S].1982. ➢ JTG/T J21-2011.公路桥梁承载能力检测评定规程[S].2011. ➢ JTG D60-2015.公路桥涵设计通用规范[S].2015. ➢ JTG/T J21-01-2015.公路桥梁荷载试验规程[S].2016. ➢ CJJ/T 233-2015.城市桥梁检测与评定技术规施阶段主要包括: 现场准备(测点与载位布置、仪器设备安装与调试等) 预加载试验(整个试验观测系统工作状况的检验与调试等) 正式试验(数据采集、判别与存盘、分级加载、实时监测
等)等工作
荷载试验流程
试验结果分析阶段主要是: 根据实际加载载重与载位进行理论重计算分析 数据处理与分析 荷载试验报告编制等
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