橋梁荷載試驗

1、梁棟手機北工業(yè)大學土木工程學院橋梁荷載試驗適用范圍和目的非破壞性試驗、破壞性試驗適用于新建、改建、加固和舊有等各種混凝土橋梁為檢驗橋梁運營的安全可靠性，檢驗其承載力和工作狀況，能否滿足使用要求。橋梁荷載試驗分類驗收荷載試驗檢驗結構承載力是否符合設計要求，以確定能否交付正常使用。主要用于新建結構。如：天津地方要求：跨徑30m以上，必須做驗收試驗。鑒定荷載試驗確定結構容許承載能力的界限。主要用于現(xiàn)有橋梁。如，鑒定病害橋梁在當前荷載作用下的安全性、能否承受預定增大荷載的舊橋、鑒定加固效果等。橋梁靜載試驗原理28kq l4kPl248kkPlq l248kkPlq l2kkq

2、 lPP橋梁荷載試驗依據公路舊橋承載能力鑒定方法（試行），人民交通出版社，1988年大跨徑混凝土橋梁的試驗方法，交通部公路科學研究所等，1982年公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程，JTG/T J21-2011橋梁靜載試驗試驗現(xiàn)場圖片橋梁靜載試驗效率系數(shù)靜載試驗的效率系數(shù)h式中，Sstat 試驗荷載作用下，檢測部位變位或內力的計算值；S設計標準可變作用下，檢測部位變位或內力的計算值(不計沖擊系數(shù))；m 設計取用的沖擊系數(shù)?；竞奢d試驗：1.05 =h 0.801statSShm橋梁靜載試驗加載設備及布置靜載試驗的加載物車輛荷載重物、水箱、施工機械等，應注意的是：加載系統(tǒng)不能參與結構受力；如果橋下具備

3、設置平衡重或錨桿的條件，也可用液壓千斤頂加載靜載試驗的加載物布置按結構計算或檢測的控制截面的最不利工作條件布置荷載，使控制截面達到最大試驗效率。橋梁靜載試驗加載分級和加載方式靜載試驗的加載分級為了獲得結構試驗荷載與變位關系的連續(xù)曲線，并防止結構的意外損壞，試驗荷載至少分為4級，逐級施加，直到最大值。每次卸載量可分為加載量的2倍，或一次性卸完。靜載試驗的加載方式單次逐級遞加到最大荷載，然后逐級遞卸到零級荷載。每次加載后均卸載到零級荷載，且每次加載量逐級增加，直到最大荷載。也稱為逐級遞增的循環(huán)加載方法。橋梁靜載試驗加載分級和加載方式橋梁靜載試驗觀測內容撓度和扭轉變位控制截面的最大應力支座及連結部分

4、的變位支點沉降細長受壓桿的穩(wěn)定性裂縫的出現(xiàn)和擴展，及卸載閉合情況橋梁靜載試驗觀測內容橋梁靜載試驗觀測部位簡支梁主要：跨中撓度和跨中截面應變，支點沉降。附加：跨徑4分點撓度、支點斜截面的應變。連續(xù)梁主要：跨中撓度、跨中和中支點截面應變，支點沉降。附加：跨徑1/8處撓度和截面應變，支點斜截面的應變。拱橋主要：跨中，4分點和跨徑3/8截面的撓度和應變、拱腳截面應變附加：跨徑1/8截面的撓度和應變連續(xù)剛構橋、斜拉橋、懸索橋等橋梁靜載試驗觀測部位 1# 2# 3# 4# 5#順橋向應變測點橋梁靜載試驗觀測部位橋梁靜載試驗終止加載條件控制測點應力值已達到或超過用彈性理論按規(guī)范安全條件反算的控制應力值時；控

5、制測點變位超過規(guī)范允許值時；由于加載，結構裂縫長度或寬度急劇增加，新裂縫大量出現(xiàn)時；拱橋加載時沿跨長方向的實測撓度曲線分布規(guī)律與計算值相差過大時；發(fā)生其他損壞，影響橋梁承載能力或正常使用時。橋梁靜載試驗數(shù)據整理計算各測點的彈性變形值（Se）、殘余變形值（Sp）和總的變形值（Stot）。應注意扣除支點變位和溫度影響。變位與應變與荷載的關系裂縫的擴展與分布各荷載階段下的彈性變位及應變曲線各荷載階段下截面彈性應變圖控制截面的影響線橋梁靜載試驗數(shù)據整理-4.5-3.0-1.50.01.53.0-0.30.00.30.60.91.2 等效荷載作用下的試驗值 公路-I 級汽車荷載作用下的主梁應力理論值梁高

6、(m)主梁沿梁高方向的應力(MPa)-5051015202530354045505560657075-16-14-12-10-8-6-4-20246主梁的撓度(mm)自S4開始的梁長(m) 理論計算值 實測值012345-17-16-15-14-13-12-11-10-9-8-7-6-5-4-3-2-101邊跨跨中（B截面）撓度(mm)荷載等級 理論計算值 實測值-6-4-20246-8-6-4-202主跨跨中（D截面）沿橫橋向撓度(mm)主梁底寬(m) 無荷載作用下的主梁橫橋向撓度實測值 工況IV 偏載作用下的主梁橫橋向撓度實測值橋梁靜載試驗數(shù)據整理項 目工況工況II工況III邊跨（B截面）

7、主跨（D截面）邊跨（B截面）主跨（D截面）實測撓度(mm)-5.94-15.09-0.38-9.46理論撓度(mm)-6.66-15.84-0.46-10.01校驗系數(shù)校驗系數(shù)0.890.950.830.95項 目工況工況工況III邊跨（B截面）主跨（D截面）邊跨（B截面）主跨（D截面）實測撓度(mm)-5.940-15.090-0.385-9.460撓度殘余量撓度殘余量(mm)-0.010-0.600-0.030-0.720比值0.0020.0400.0780.076橋梁靜載試驗結果判定滿足以下全部條件，可認為橋梁是滿意的。量測彈性變形或應變（Se）與試驗荷載作用下的理論計算值（Sstat）

8、的比值量測的殘余變形（Sp）與量測的總變形值（Stot）的比值estatSS1PtotSS承重結構承重結構 1h h=1.4預應力混凝土結構預應力混凝土結構0.71.051.071.101.121.150.20鋼筋混凝土結構鋼筋混凝土結構0.61.101.121.151.171.200.25橋梁靜載試驗結果判定滿足以下全部條件，可認為橋梁是滿意的。試驗荷載作用下，裂縫寬度不應超過設計標準限值，并且卸載后應閉合到小于容許值的1/3。原有裂縫，受載后也不應超過標準容許寬度。量測結構的最大變形或應變總值（Stot）不應超過設計標準的容許值。靜力荷載試驗結果不滿足上述任何一項條件時，則認為橋梁結構不符

9、合要求。必須查明原因，并采取適當措施，如定期檢驗、長期觀測、降低通行標準、加固等。橋梁動載試驗目的研究公路橋梁結構的動力性能，是判斷橋梁營運狀況和承載能力的重要指標之一。橋梁過大的振動，或者從心理學來說人們很敏感的振動，將引起行人的不舒適。測定橋梁的自振頻率，消除外荷載（行駛車輛、行人、地震、風、海浪沖擊等）引起共振的危險。橋梁動載試驗目的橋梁動載試驗內容與分類內容受迫振動特性：沖擊系數(shù)、頻率、振幅、加速度和振型等自振特性：結構的自振頻率和阻尼特性等分類檢驗橋梁受迫振動特性的荷載試驗：通常采用接近運營條件的汽車，以不同速度通過橋梁，或在橋梁動力效應最大的檢測位置進行剎車試驗測定橋梁自振特性的激

10、振試驗：在預定激振位置，汽車后輪越過一根515cm的有坡面的橫木，車輪落下后立即停車；或車輛通過橋梁后的余振。橋梁動載試驗記錄資料、數(shù)據整理記錄橋梁垂直、水平位移、應力、速度或加速度的時程曲線。數(shù)據整理受迫振動效率系數(shù)hdSd動力試驗荷載（按靜載考慮時）作用下，檢測部位的變形和應變；S 設計標準可變作用下，檢測部位變位或內力的計算值(不計沖擊系數(shù))； 沖擊系數(shù)m Smax動力試驗荷載引起檢測部位的最大動力變形或應變Smean 靜荷載作用下，引起同一檢測部位的實測最大靜力變位或內力的計算值；ddSShmaxmeanSSm橋梁動載試驗數(shù)據整理數(shù)據整理受迫振動振型f1橋梁動載試驗數(shù)據整理數(shù)據整理受迫

11、振動振型 f2橋梁動載試驗數(shù)據整理數(shù)據整理受迫振動振型 f3橋梁動載試驗數(shù)據整理數(shù)據整理自振特性自振頻率：式中：l為結構的計算跨徑（m）；E為結構材料的彈性模量（N/m2）；Ic為結構跨中截面的截面慣矩（m4）；mc為結構跨中處的單位長度質量（kg/m）；結構阻尼:122ccEIflm橋梁動載試驗評定動載試驗評定沖擊系數(shù)應滿足：式中：自振頻率應大于有關標準的限值動應力或動撓度應小于標準容許值maxdesigndmhmdesigndesigndesign0.051.5Hz0.1767ln0.01571.5Hz14Hz0.4514Hzffffmmm橋梁動載試驗記錄資料、評定跳車時橋梁豎向振動的速度時程信號及頻譜分析橋梁動載試驗記錄資料、評定20km/h的豎向加速度時程曲線 40km/h的豎向加速度時程曲線10km/h剎車時的豎向加速度時程曲線 10km/h剎車時的水平加速度時程曲線橋梁荷載試驗報告簡要介紹試驗實施概況橋梁外觀檢查結果量測數(shù)據的計算結果和各種關系曲線對試驗結果的分析與評定關于結構適用性、耐久性、橋梁運營安全條件的建議試驗及報告日期、主持和參加單位、人員附錄，數(shù)據匯總表、現(xiàn)場照片等橋梁荷載試驗實例陳塘莊鐵路支線分離式立交橋天津快速路v跨徑：40+65+40m橋梁荷載試驗實例漢蔡路互通式立交橋天津