靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

1、靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和和承載力評(píng)定方法承載力評(píng)定方法一、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 1試驗(yàn)資料的修正 （1）測(cè)值修正 （2）溫度影響修正 （3）支點(diǎn)沉降影響的修正 2各測(cè)點(diǎn)變位（撓度、位移、沉降）與應(yīng)變的計(jì)算。 3.應(yīng)力計(jì)算 4試驗(yàn)結(jié)果與理論分析的比較 1.試驗(yàn)資料的修正（1）測(cè)值修正 根據(jù)各類儀表的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的修正，如考慮機(jī)械式儀表較正系數(shù)、電測(cè)儀表率定系數(shù)、靈敏系數(shù)、電阻應(yīng)變觀測(cè)的導(dǎo)線電阻影響等等。當(dāng)這類因素對(duì)測(cè)值的影響小于1時(shí)可不予修正。 1.試驗(yàn)資料的修正（2）溫度影響修正 溫度對(duì)測(cè)試的影響比較復(fù)雜。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各部位不同的溫度變化、結(jié)構(gòu)的受力特性、測(cè)試儀表或元件的溫度變化、電測(cè)

2、元件的溫度敏感性。自補(bǔ)性等等均對(duì)測(cè)試精度造成一定的影響。逐項(xiàng)分析這些影響是困難的。一般可采用綜合分析的方法來進(jìn)行溫度影響修正，即利用加載試驗(yàn)前進(jìn)行的溫度穩(wěn)定觀測(cè)數(shù)據(jù)，建立溫度變化（測(cè)點(diǎn)處構(gòu)件表面溫度或空氣溫度）和測(cè)點(diǎn)測(cè)值（應(yīng)變和撓度）變化的線性關(guān)系 然后按下面兩式進(jìn)行溫度修正計(jì)算： S=S-tKt式中， S一一溫度修正后的測(cè)點(diǎn)加載測(cè)值變化； S一一溫度修正前的測(cè)點(diǎn)加載測(cè)值變化； t一一相應(yīng)于y觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的溫度變化(）； Kt一一空載時(shí)溫度上升1時(shí)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化量。 式中：S一一空載時(shí)某一時(shí)間區(qū)段內(nèi)測(cè)點(diǎn)測(cè)值變化量； t1一一相應(yīng)于S同一時(shí)間區(qū)段內(nèi)溫度變化量。 溫度變化量的觀測(cè)對(duì)應(yīng)變宜采用構(gòu)件表面

3、溫度，對(duì)撓度宜采用氣溫。溫度修正系數(shù)尺應(yīng)采用多次觀測(cè)的平均值，如測(cè)值變化與溫度變化關(guān)系不明顯時(shí)則不能采用。 由于溫度影響修正比較困難，一般不進(jìn)行這項(xiàng)工作，而采取縮短加載時(shí)間、選擇溫度穩(wěn)定性較好的時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)等辦法，盡量減小溫度對(duì)測(cè)試精度的影響。t1tSK1.試驗(yàn)資料的修正（3）支點(diǎn)沉降影響的修正 當(dāng)支點(diǎn)沉降量較大時(shí)，應(yīng)修正其對(duì)撓度值的影響，修正量C可按下式計(jì)算：式中：C測(cè)點(diǎn)的支點(diǎn)沉降影響修正量 lA支點(diǎn)到B支點(diǎn)的距離； x撓度測(cè)點(diǎn)到A支點(diǎn)的距離； aA支點(diǎn)沉降量； bB支點(diǎn)沉降量。2.各測(cè)點(diǎn)變位（撓度、位移、沉降）與應(yīng)變的計(jì)算根據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)作下列計(jì)算： 總變位（或總應(yīng)變）StS1-Si 彈性變位

4、（或彈性應(yīng)變）SeS1-Su 殘余變位（或殘余應(yīng)變）SpSt-SeSu-Si式中：Si一一加載前測(cè)值； S1一一加載達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)值； Su一一卸載后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)測(cè)值。 2.各測(cè)點(diǎn)變位（撓度、位移、沉降）與應(yīng)變的計(jì)算 引入相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變）的概念描述結(jié)構(gòu)整體或局部進(jìn)入塑性工作狀態(tài)的程度。 相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變）按下式計(jì)算： 式中：Sp相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變）， Sp 殘余變位（或殘余應(yīng)變）， St 總變位（或總應(yīng)變）。3.應(yīng)力計(jì)算 根據(jù)測(cè)量到的測(cè)點(diǎn)應(yīng)變，當(dāng)結(jié)構(gòu)處于線彈性工作狀態(tài)時(shí)可以利用應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系計(jì)算測(cè)點(diǎn)的應(yīng)力。（1）單向應(yīng)力狀態(tài)（2）平面應(yīng)力狀態(tài) 當(dāng)主應(yīng)力方向已知時(shí) 式中：E構(gòu)件材料彈性模量

5、； v構(gòu)件材料泊松比； 1、2方向相互垂直的主應(yīng)變； d1、a2方向相互垂直的主應(yīng)力。3.應(yīng)力計(jì)算 主應(yīng)力方向未知時(shí) 需用應(yīng)變花測(cè)量其應(yīng)變計(jì)算主應(yīng)力，應(yīng)變花的常見形式為直角形或等邊形，由三個(gè)應(yīng)變片組成；也可以增加校核片布置為扇形和傘形。 4.試驗(yàn)結(jié)果與理論分析的比較 為了評(píng)定結(jié)構(gòu)整體受力性能，需對(duì)橋梁荷載試驗(yàn)結(jié)果與理論分析值比較；以檢驗(yàn)新建橋是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的荷載標(biāo)準(zhǔn)，或判斷舊橋的承載能力。 比較時(shí)可以將結(jié)構(gòu)位移，應(yīng)變等試驗(yàn)值與理論計(jì)算值列表進(jìn)行比較，對(duì)結(jié)構(gòu)在最不利荷載工況作用下主要控制測(cè)點(diǎn)的位移、應(yīng)力的實(shí)測(cè)值與理論分析值，要分別繪出荷載位移（P-）曲線；荷載應(yīng)力（P-曲線）并繪出最不利荷載工

6、況作用下位移沿結(jié)構(gòu)（縱、橫向）分布曲線和控截面應(yīng)變（沿高度）分布圖，繪制結(jié)構(gòu)裂縫分布圖（對(duì)裂縫編號(hào)注明長度、寬度、初裂荷載以及裂縫發(fā)展情況）。 為了量化；以及描述試驗(yàn)值與理論分析值比較的結(jié)果，此處引人結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)：式中：Se一一試驗(yàn)荷載作用下量測(cè)的彈性變位（或應(yīng)變）值； Ss一一試驗(yàn)荷載作用下的理論計(jì)算變位（或應(yīng)變）值 Se與Ss的比較可用實(shí)測(cè)的橫截面平均值與計(jì)算值比較，也可考慮荷載橫向不均勻分布，而選用實(shí)測(cè)最大值與考慮橫向增大系數(shù)的計(jì)算值進(jìn)行比較。橫向增大系數(shù)最好采用實(shí)測(cè)值，如無實(shí)測(cè)值也可采用理論計(jì)算值。二、承載能力評(píng)定 經(jīng)過荷載試驗(yàn)的橋梁，應(yīng)根據(jù)整理的試驗(yàn)資料分析結(jié)構(gòu)的工作狀況，進(jìn)一步評(píng)定

7、橋梁承載能力，為新建橋驗(yàn)收做出鑒定結(jié)論，或作為舊橋承載力鑒定檢算的依據(jù)，并納入橋梁承載能力鑒定報(bào)告和橋梁載能力鑒定表。一般進(jìn)行下列分析評(píng)定工作： 1.結(jié)構(gòu)工作狀況 2.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性。 3.地基與基礎(chǔ) 4.結(jié)構(gòu)的剛度要求： 5.裂縫1結(jié)構(gòu)工作狀況（1）校驗(yàn)系數(shù) 校驗(yàn)系數(shù)是評(píng)定結(jié)構(gòu)工作狀況、確定橋梁承載能力的一個(gè)重要指標(biāo)。不同結(jié)構(gòu)形式的橋梁其值常不相同。一般要求值不大于1。值越小結(jié)構(gòu)的安全儲(chǔ)備越大。值過大或過小都應(yīng)該從多方面分析原因。如值過大可能說明組成結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度較低，結(jié)構(gòu)各部分聯(lián)結(jié)性較差，剛度較低等等。值過小可能說明材料的實(shí)際強(qiáng)度及彈性模量較高，梁橋的混凝土橋面鋪裝及人行道等與主梁共同

8、受力，拱橋拱上建筑與拱圈共同作用，支座摩阻力對(duì)結(jié)構(gòu)受力的有利影響，計(jì)算理論或簡化的計(jì)算式偏于安全等等。試驗(yàn)加載物的稱量誤差、儀表的觀測(cè)誤差等也對(duì)其有一定影響。1結(jié)構(gòu)工作狀況 （2）實(shí)測(cè)值與理論值的關(guān)系曲線 由于理論的變位（或應(yīng)變）一般系按線性關(guān)系計(jì)算，所以如測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)彈性變位（或應(yīng)變）與理論計(jì)算值成正比，其關(guān)系曲線接近于直線，說明結(jié)構(gòu)處于良好的彈性工作狀況。 （3）相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變） 測(cè)點(diǎn)在控制荷載工況作用下的相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變）SPSt越小說明結(jié)構(gòu)越接近彈性工作狀況。一般要求SPSt值不大于20，當(dāng)SPSt大于20時(shí)，應(yīng)查明原因。如確系橋梁強(qiáng)度不足，應(yīng)在評(píng)定時(shí)，酌情降低橋梁的承載能力。1

9、結(jié)構(gòu)工作狀況（4）動(dòng)載性能。 當(dāng)動(dòng)載試驗(yàn)效率接近1時(shí)，不同車速下實(shí)測(cè)的沖擊系數(shù)最大值可用于結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性檢算。 結(jié)構(gòu)隨自振頻率、活載強(qiáng)迫振動(dòng)頻率及阻尼系數(shù)等對(duì)橋梁承載能力的影響可參考其他有關(guān)資料進(jìn)行分析。 2.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性 當(dāng)荷載試驗(yàn)項(xiàng)目比較全面時(shí)，可采用荷載試驗(yàn)主要撓度測(cè)點(diǎn)的校驗(yàn)系數(shù)來評(píng)定結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。檢算時(shí)用荷載試驗(yàn)后的梁橋檢算系數(shù)Z2代替公路舊橋承載能力鑒定方法中舊橋檢算系數(shù)Z1，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗力效應(yīng)予以提高或折減。磚石和混凝土橋 2.結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及穩(wěn)定性鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋 根據(jù)值可在表中查取Z2的取值范圍，再根據(jù)下列條件確定Z2值。符合下列條件時(shí)，Z2值可取高限，否

10、則應(yīng)酌減，直至取低限。（1）加載內(nèi)力與總內(nèi)力（加載內(nèi)力+恒載內(nèi)力）的比值較大，荷載試驗(yàn)效果較好（2）實(shí)測(cè)值與理論值線性關(guān)系較好；相對(duì)殘余變位（或應(yīng)變）較小.。 應(yīng)取控制截面內(nèi)力最不利荷載工況時(shí)最大撓度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)梁橋可采用跨中最大正彎矩荷載工況的跨中撓度；對(duì)拱橋檢算拱頂截面時(shí)可采用拱頂最大正彎矩荷載工況時(shí)跨中撓度：檢算拱腳截面時(shí)可采用拱腳最大負(fù)彎矩荷載工況時(shí)L/4截面處撓度；檢算L/4截面時(shí)則可用上者平均值；如已安排L/4截面最大正、負(fù)彎矩荷載工況，則可采用該程序時(shí)L/4截面撓度。 對(duì)于舊橋采用Z1值根據(jù)公路舊橋承載能力鑒定方法（第二章第三節(jié)）檢算不符合要求，但采用Z2值根據(jù)5-34求5-

11、35檢算符合要求時(shí)，可評(píng)定橋梁承載能力滿足檢算荷載要求。 3地基與基礎(chǔ) 當(dāng)試驗(yàn)荷載作用下墩臺(tái)沉降、水平位移及傾角較小，符合上部結(jié)構(gòu)檢算要求，卸載后變位基本回復(fù)時(shí)。認(rèn)為地基與基礎(chǔ)在檢算荷載作用下能正常工作。 當(dāng)試驗(yàn)荷載作用下墩臺(tái)沉降、水平位移、傾角較大或不穩(wěn)定，卸載后變位不能回復(fù)時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步對(duì)地基、基礎(chǔ)進(jìn)行探查、檢算，必要時(shí)應(yīng)對(duì)地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固處理。4.結(jié)構(gòu)的剛度要求 試驗(yàn)荷載作用下，主要測(cè)點(diǎn)撓度校驗(yàn)系數(shù) 應(yīng)不大于1。各點(diǎn)的撓度不超過“橋規(guī)”（JTJ 022-85第4.2.13條和JTJ 023-85第4.2.3條）規(guī)定的允許值。即圬工拱橋：一個(gè)橋范圍內(nèi)正負(fù)撓度的最大絕對(duì)值之和不小于Ll000，履帶車和掛車要驗(yàn)算時(shí)提高20%。 鋼筋混凝土橋：梁橋主梁跨中 L/600 梁橋主要懸臂端 L/300 衍架、拱橋