[工5 橋梁結(jié)構(gòu)動載試驗

1、9:24:115 橋梁結(jié)構(gòu)靜動載試驗橋梁結(jié)構(gòu)靜動載試驗5.1 主要目的主要目的 靜載試驗和動載試驗，主要目的：靜載試驗和動載試驗，主要目的：檢驗橋梁設(shè)計與施工的質(zhì)量（新建橋）檢驗橋梁設(shè)計與施工的質(zhì)量（新建橋） 施工中做施工監(jiān)控和監(jiān)測，成橋后進(jìn)行現(xiàn)場荷施工中做施工監(jiān)控和監(jiān)測，成橋后進(jìn)行現(xiàn)場荷載試驗，竣工驗收重要資料。載試驗，竣工驗收重要資料。判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載能力 （舊橋）（舊橋） 超齡、超載、有損傷舊橋加固改造依據(jù)。超齡、超載、有損傷舊橋加固改造依據(jù)。驗證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法驗證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和方法 （新橋型）（新橋型） 為新橋型和橋梁中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工

2、藝創(chuàng)為新橋型和橋梁中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝創(chuàng)新發(fā)展提供的實測數(shù)據(jù)。新發(fā)展提供的實測數(shù)據(jù)。9:24:125.2 一般程序一般程序1、 橋梁考察和方案設(shè)計（必要條件）橋梁考察和方案設(shè)計（必要條件）（1）技術(shù)資料的收集）技術(shù)資料的收集 設(shè)計文件、施工文件、施工控制文件、監(jiān)理記錄、原始試驗資料、設(shè)計文件、施工文件、施工控制文件、監(jiān)理記錄、原始試驗資料、橋梁養(yǎng)護(hù)與維修記錄、現(xiàn)有車流量和重載車輛情況等。橋梁養(yǎng)護(hù)與維修記錄、現(xiàn)有車流量和重載車輛情況等。技術(shù)狀況認(rèn)識技術(shù)狀況認(rèn)識 （2）橋梁外觀檢查）橋梁外觀檢查 表面裂縫以及露筋情況，支座是否老化，鋼結(jié)構(gòu)主要是檢查銹蝕以表面裂縫以及露筋情況，支座是否老化，鋼

3、結(jié)構(gòu)主要是檢查銹蝕以及使用扭力扳手抽查螺栓松緊度等。及使用扭力扳手抽查螺栓松緊度等。橋梁現(xiàn)狀宏觀認(rèn)識。橋梁現(xiàn)狀宏觀認(rèn)識。（3）理論計算與分析）理論計算與分析 設(shè)計內(nèi)力計算（橋博、設(shè)計內(nèi)力計算（橋博、midas、ansys）和試驗荷載效應(yīng)計算）和試驗荷載效應(yīng)計算 （4）實施細(xì)則的制定）實施細(xì)則的制定 測試內(nèi)容、加載方案、觀測方案、儀器儀表選用等方面，必要時測試內(nèi)容、加載方案、觀測方案、儀器儀表選用等方面，必要時還應(yīng)進(jìn)行評審。還應(yīng)進(jìn)行評審。 9:24:125.2 一般程序一般程序2、現(xiàn)場試驗準(zhǔn)備、現(xiàn)場試驗準(zhǔn)備 交通封閉交通封閉電源及照明、工作腳手架或掛籃、儀表安裝架。電源及照明、工作腳手架或掛籃、

4、儀表安裝架。加載車輛型號和數(shù)量（載重物、車輛輪載過磅、軸距和輪加載車輛型號和數(shù)量（載重物、車輛輪載過磅、軸距和輪距測定），橋面車位加載標(biāo)識。距測定），橋面車位加載標(biāo)識。測點布置：應(yīng)變、位移等布置，測試系統(tǒng)調(diào)試測點布置：應(yīng)變、位移等布置，測試系統(tǒng)調(diào)試3、加載試驗與觀測、加載試驗與觀測按照預(yù)定的加載程序?qū)υ囼灅蛄哼M(jìn)行加載試驗，同時測試按照預(yù)定的加載程序?qū)υ囼灅蛄哼M(jìn)行加載試驗，同時測試結(jié)構(gòu)受力后的各項性能指標(biāo)如撓度、應(yīng)變、裂縫寬度。一般結(jié)構(gòu)受力后的各項性能指標(biāo)如撓度、應(yīng)變、裂縫寬度。一般還應(yīng)同步測得結(jié)構(gòu)和環(huán)境溫度場（用于修正溫度對實測值的還應(yīng)同步測得結(jié)構(gòu)和環(huán)境溫度場（用于修正溫度對實測值的影響）影響

5、）9:24:124、結(jié)果分析與處理、結(jié)果分析與處理 原始數(shù)據(jù)的分析處理：數(shù)量轉(zhuǎn)換、數(shù)理統(tǒng)計、頻原始數(shù)據(jù)的分析處理：數(shù)量轉(zhuǎn)換、數(shù)理統(tǒng)計、頻譜分析、過濾溫度影響譜分析、過濾溫度影響撰寫報告：按照相關(guān)規(guī)范或規(guī)程以及試驗?zāi)康?，撰寫報告：按照相關(guān)規(guī)范或規(guī)程以及試驗?zāi)康?，對試驗對象做出科學(xué)的判斷與評價。對試驗對象做出科學(xué)的判斷與評價。5.3 試驗方案設(shè)計試驗方案設(shè)計1、試驗對象選擇、試驗對象選擇 每種結(jié)構(gòu)型式選擇跨度最大的一孔或幾孔進(jìn)行每種結(jié)構(gòu)型式選擇跨度最大的一孔或幾孔進(jìn)行加載試驗。（考慮：等跨、不等跨、不同結(jié)構(gòu)形式加載試驗。（考慮：等跨、不等跨、不同結(jié)構(gòu)形式和測試布點方便）和測試布點方便） 9:24:

6、122 、試驗荷載效率、試驗荷載效率試驗荷載產(chǎn)生的控制截面內(nèi)力及變形等效應(yīng)不低于設(shè)計試驗荷載產(chǎn)生的控制截面內(nèi)力及變形等效應(yīng)不低于設(shè)計荷載效應(yīng)的荷載效應(yīng)的80%，用，用試驗荷載效率系數(shù)表示：試驗荷載效率系數(shù)表示：st試驗荷載作用下，控制截面內(nèi)力或變形計算值；試驗荷載作用下，控制截面內(nèi)力或變形計算值；sd設(shè)計荷載作用下，控制截面內(nèi)力或變形的計算值；設(shè)計荷載作用下，控制截面內(nèi)力或變形的計算值；設(shè)計中取用的沖擊系數(shù)。設(shè)計中取用的沖擊系數(shù)。05. 18 . 0)1 (sstd9:24:123、荷載試驗工況、荷載試驗工況 縱向加載：縱向加載：根據(jù)控制截面最不利受力確定，簡單根據(jù)控制截面最不利受力確定，簡單

7、結(jié)構(gòu)的橋梁選結(jié)構(gòu)的橋梁選23個工況，復(fù)雜結(jié)構(gòu)可適當(dāng)多選幾個工況，復(fù)雜結(jié)構(gòu)可適當(dāng)多選幾個，但不宜過多。個，但不宜過多。橫向加載：橫向加載：對稱加載、偏向加載、扭轉(zhuǎn)加載（需對稱加載、偏向加載、扭轉(zhuǎn)加載（需要時）。要時）。對稱加載對稱加載偏向加載偏向加載9:24:12t構(gòu)9:24:131）梁式橋）梁式橋主要工況：主要工況：跨中跨中最大正彎距；最大正彎距；支點支點最大負(fù)彎距；最大負(fù)彎距；墩身墩身控制控制截面彎距。截面彎距。附加工況：附加工況：l/4截面最大正彎矩；截面最大正彎矩；支點支點處最大剪力；橋墩最處最大剪力；橋墩最大豎向反力；牛腿最不利受力。大豎向反力；牛腿最不利受力。2）無鉸拱橋）無鉸拱橋主

8、要工況：主要工況：拱頂拱頂最大正彎矩；最大正彎矩；拱腳拱腳最大負(fù)彎矩；吊索最大最大負(fù)彎矩；吊索最大受力加載受力加載 （中下承式拱橋）；系桿最大受力加載（系桿拱（中下承式拱橋）；系桿最大受力加載（系桿拱橋）。橋）。附加工況：拱腳最大水平推力；附加工況：拱腳最大水平推力；l/4截面最大正彎矩和最大截面最大正彎矩和最大負(fù)彎距；負(fù)彎距；l/4截面正負(fù)撓度絕對值之和最大；橫梁最不利受截面正負(fù)撓度絕對值之和最大；橫梁最不利受力加載；排架最不利受力加載試驗。力加載；排架最不利受力加載試驗。9:24:133）斜拉橋）斜拉橋主要工況主要工況 主梁主梁中孔跨中中孔跨中最大正彎矩；最大正彎矩；主梁墩頂支點主梁墩頂支

9、點截面最截面最大負(fù)彎矩；主塔大負(fù)彎矩；主塔塔頂塔頂縱橋向最大水平縱橋向最大水平變位變位；主塔控；主塔控制截面最大彎矩試驗。制截面最大彎矩試驗。附加工況：邊跨或次邊跨跨中最大正彎矩；主梁附加工況：邊跨或次邊跨跨中最大正彎矩；主梁最大水平漂移（主梁縱向漂浮體系）；尾索區(qū)斜拉最大水平漂移（主梁縱向漂浮體系）；尾索區(qū)斜拉索最大拉力；主梁最大撓度；輔助墩最大豎向反力；索最大拉力；主梁最大撓度；輔助墩最大豎向反力；橫梁最不利受力；錨箱最不利受力（鋼斜拉橋）；橫梁最不利受力；錨箱最不利受力（鋼斜拉橋）；塔、梁和索溫度場的同步測定。塔、梁和索溫度場的同步測定。9:24:134）懸索橋）懸索橋主要工況：主要工況

10、：加勁梁跨中截面最大正彎距加勁梁跨中截面最大正彎距；加勁梁；加勁梁l/8截面最大正彎距；截面最大正彎距；主塔主塔塔頂縱橋向最大水平變位塔頂縱橋向最大水平變位與塔腳截面最大彎距；與塔腳截面最大彎距；附加工況：加勁梁最大豎向撓度；主纜錨跨索股附加工況：加勁梁最大豎向撓度；主纜錨跨索股最大張力；加勁梁梁端最大縱向漂移；吊桿（索）最大張力；加勁梁梁端最大縱向漂移；吊桿（索）荷載張力最大增量；主纜截面溫度和索塔截面溫度荷載張力最大增量；主纜截面溫度和索塔截面溫度同步測試。同步測試。9:24:134、靜載試驗加載方案、靜載試驗加載方案 1）加載方式）加載方式 一般選用三軸和兩軸載重車輛（軸重、軸距和橫向輪

11、距）來一般選用三軸和兩軸載重車輛（軸重、軸距和橫向輪距）來模擬規(guī)范的汽車荷載。整體結(jié)構(gòu)計算采用車道荷載，局部設(shè)計模擬規(guī)范的汽車荷載。整體結(jié)構(gòu)計算采用車道荷載，局部設(shè)計車輛荷載。汽車荷載應(yīng)考慮車道數(shù)折減和沖擊系數(shù)增加。車輛荷載。汽車荷載應(yīng)考慮車道數(shù)折減和沖擊系數(shù)增加。2）荷載：）荷載：城市橋梁荷載規(guī)范城市橋梁荷載規(guī)范（cjj77-98）：跨度）：跨度20-150m 城市城市a：車道：車道4時，剪力乘時，剪力乘1.25。（。（3m/車道）車道） 城市城市b: 車道車道4時，剪力乘時，剪力乘1.3。9:24:13城市a車輛荷載9:24:13城市城市b車車輛荷載輛荷載9:24:14車道折減系數(shù)車道折減

12、系數(shù)車道數(shù)車道數(shù)23456 折減系數(shù)折減系數(shù)1.00.80.670.600.55沖擊系數(shù)沖擊系數(shù)9:24:14公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范（jtg d60-2004）：）： 車道車道荷載荷載1）公路）公路i級：車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值級：車道均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=10.5kn/m；集中；集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值：計算跨徑荷載標(biāo)準(zhǔn)值：計算跨徑l5m時，時，pk=180kn； l 50m時，時，pk=360kn；跨徑在；跨徑在5m50m之間時，之間時，pk值直線內(nèi)插。計值直線內(nèi)插。計算剪力效應(yīng)時，集中荷載算剪力效應(yīng)時，集中荷載pk乘乘1.2增大系數(shù)。增大系數(shù)。2）公路）公路ii級：按公路級：按公路i級車

13、道荷載的級車道荷載的0.75倍采用。倍采用。9:24:14車輛荷載橫向布置平面尺寸 立面布置車輛荷載車輛荷載550kn9:24:14車道橫向折減系數(shù)車道橫向折減系數(shù)車道數(shù)車道數(shù)2345678折減系數(shù)折減系數(shù)1.00.780.670.600.550.520.50汽車沖擊系數(shù)汽車沖擊系數(shù)9:24:143）加載程序）加載程序分級加載：一般分為分級加載：一般分為35級；車輛荷載應(yīng)級；車輛荷載應(yīng)逐輛逐輛緩緩緩駛?cè)腩A(yù)定位置；緩駛?cè)腩A(yù)定位置；卸載程序：分級盡量與加載分級對應(yīng)，以便校對。卸載程序：分級盡量與加載分級對應(yīng)，以便校對。加載時間：溫度變化不大的時間段（如在陰天或加載時間：溫度變化不大的時間段（如在陰

14、天或晚上晚上)加載，每級持續(xù)時間不能太長（效應(yīng)穩(wěn)定），加載，每級持續(xù)時間不能太長（效應(yīng)穩(wěn)定），并同步測定溫度場。并同步測定溫度場。9:24:145、測點設(shè)置、測點設(shè)置 基本原則：基本原則：最大應(yīng)力、最大位移。溫度測點最大應(yīng)力、最大位移。溫度測點 梁式橋：梁式橋：跨中撓度和應(yīng)變，支座附近或懸臂端截跨中撓度和應(yīng)變，支座附近或懸臂端截面沉降和負(fù)彎距應(yīng)變；面沉降和負(fù)彎距應(yīng)變；拱橋：拱橋：主拱圈主拱圈跨中和跨中和l/4處處的撓度，拱腳、的撓度，拱腳、l/4和和跨中截面的應(yīng)變；跨中截面的應(yīng)變； 斜拉橋：斜拉橋：主梁跨中、主梁跨中、l/4和和l/8處撓度，支座處沉處撓度，支座處沉降，跨中和控制截面應(yīng)變；塔頂

15、變位，塔身控制截降，跨中和控制截面應(yīng)變；塔頂變位，塔身控制截面應(yīng)變；鋼箱梁橋的斜拉索錨箱應(yīng)變；控制索索力。面應(yīng)變；鋼箱梁橋的斜拉索錨箱應(yīng)變；控制索索力。懸索橋懸索橋：加勁梁跨中與：加勁梁跨中與l/8和和3l/8處撓度，支點沉處撓度，支點沉降；跨中與降；跨中與l/8和和3l/8處截面應(yīng)變；塔頂縱橋向位移，處截面應(yīng)變；塔頂縱橋向位移，塔腳截面應(yīng)變。塔腳截面應(yīng)變。9:24:14截面位置截面位置變形測點變形測點:整體式梁橋一般對稱于橋面中軸線布設(shè)整體式梁橋一般對稱于橋面中軸線布設(shè);多梁式橋在每根梁底布置一個測點；對于索塔，則多梁式橋在每根梁底布置一個測點；對于索塔，則布置在索塔縱橋向?qū)ΨQ面相對應(yīng)位置。

16、布置在索塔縱橋向?qū)ΨQ面相對應(yīng)位置。拉應(yīng)變測點拉應(yīng)變測點：設(shè)置在截面橫橋向應(yīng)力可能分布較：設(shè)置在截面橫橋向應(yīng)力可能分布較大的部位，沿截面上、下緣布設(shè)，橫橋向測定設(shè)置大的部位，沿截面上、下緣布設(shè)，橫橋向測定設(shè)置不少于不少于3處，以控制最大應(yīng)力分布。處，以控制最大應(yīng)力分布?；炷烈验_裂：宜在鋼筋上設(shè)置應(yīng)力測點混凝土已開裂：宜在鋼筋上設(shè)置應(yīng)力測點 。 剪應(yīng)變測點剪應(yīng)變測點 ：應(yīng)變花應(yīng)變花或在自梁底支承線與水平成或在自梁底支承線與水平成45方向斜線與截面中性軸的交點上方向斜線與截面中性軸的交點上 布置單向應(yīng)變布置單向應(yīng)變溫度測點溫度測點：大多數(shù)測點附近設(shè)置：大多數(shù)測點附近設(shè)置12處。處。 9:24:14

17、6、動載試驗加載、動載試驗加載脈動試驗：測量橋梁結(jié)構(gòu)動力特性；脈動試驗：測量橋梁結(jié)構(gòu)動力特性；跑車試驗：無障礙和有障礙兩種條件下的載重車跑車試驗：無障礙和有障礙兩種條件下的載重車（大多數(shù)是三軸車）行車，判別不同的行車速度下（大多數(shù)是三軸車）行車，判別不同的行車速度下橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)。橋梁結(jié)構(gòu)動態(tài)響應(yīng)。20，30，40，50。km/h跳車試驗：通常用跳車試驗：通常用兩軸載兩軸載重車，重車，模擬不平整的路模擬不平整的路面狀況面狀況效應(yīng)。效應(yīng)。(10km/h）剎車試驗：三軸重車，測出緊急剎車的水平制動剎車試驗：三軸重車，測出緊急剎車的水平制動力等對橋面效應(yīng)。力等對橋面效應(yīng)。9:24:147、測量儀器

18、、測量儀器 反力、應(yīng)變、位移、傾角、裂縫：同前。常用的反力、應(yīng)變、位移、傾角、裂縫：同前。常用的儀器有百分表、千分表、位移計、應(yīng)變計（應(yīng)變儀器有百分表、千分表、位移計、應(yīng)變計（應(yīng)變片）、振弦應(yīng)變計、精密水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、傾角片）、振弦應(yīng)變計、精密水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、傾角儀、全站儀、刻度放大鏡、溫度計等。儀、全站儀、刻度放大鏡、溫度計等。 索力測量：索力測量：1）張拉頂油表：張拉頂油表：讀數(shù)換算得到索力（施工）讀數(shù)換算得到索力（施工）2）測力傳感器：測力傳感器：裝在錨頭與墊板間（成本）；裝在錨頭與墊板間（成本）；3）索力計：通過索力計：通過測出拉索橫向振動頻率，再計測出拉索橫向振動頻率，再計算出索力。

19、（常用）算出索力。（常用）9:24:14索力計索力計張緊斜拉索的動力平衡微分方程張緊斜拉索的動力平衡微分方程 （忽略索的（忽略索的ei）9:24:15索力計算索力計算假定斜拉索兩端鉸支假定斜拉索兩端鉸支 ，則有，則有式中：式中：fn索的第索的第n階頻率；階頻率； l 有效索長。有效索長。9:24:155.4 數(shù)據(jù)整理與評定數(shù)據(jù)整理與評定1、車輛荷載整理：車輛軸重過磅，并實測軸距和輪距、車輛荷載整理：車輛軸重過磅，并實測軸距和輪距（用于理論計算）（用于理論計算）車 型軸距（mm）輪距（mm）l1l2前輪后輪東 風(fēng)35001400210019003350b360028502400重慶鐵馬30001400180018009:24:152、數(shù)據(jù)計算、數(shù)據(jù)計算測點應(yīng)力應(yīng)變換算，撓度計算測點應(yīng)力應(yīng)變換算，撓度計算 荷載橫向分布系數(shù)的計算（多片主梁的橋）荷載橫向分布系數(shù)的計算（多片主梁的橋） 利用跨中截面各主梁撓度或應(yīng)力測試值計算：利用跨中截面各主梁撓度或應(yīng)力測試值計算：,iiiiiiww：荷載均勻分布全橋?qū)挄r產(chǎn)生的撓度和應(yīng)力 iiw：i：荷載引起i號主梁的撓度和應(yīng)力。 iw 校驗系數(shù)校驗系數(shù)：=測點的實測值 / 測點的理論計算值 自振頻率：沖擊系數(shù)：9:24:153、結(jié)果評定方法、結(jié)果評定方法