公路橋梁靜力荷載試驗檢測分析

1、公路橋梁靜力荷載試驗檢測分析一、靜荷載實驗橋梁靜載實驗是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置而測試結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應變、裂縫等參量的實驗項目，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作性能及使用能力。靜載實驗是結(jié)構(gòu)實驗中最大量、最常見的基本實驗。由于橋梁結(jié)構(gòu)工作時所受的荷載主要是靜力荷載，橋梁結(jié)構(gòu)的自重固然屬于靜力荷載，就是荷載位置隨時光而變的移動車輛荷載在設計計算時一般也是作為靜載來考慮的。靜載實驗一般可以通過重力或其他類型的加載設備來實現(xiàn)和滿意加載要求，靜載實驗的加載過程是從零開頭逐步遞增，始終到預定的荷載為止。靜載實驗是了解結(jié)構(gòu)特性的重要手段，不僅用它來直接解決結(jié)構(gòu)的靜力問題，就是在舉行結(jié)構(gòu)動

2、力實驗時，一般也要先舉行靜載實驗，以測定結(jié)構(gòu)有關的特性參數(shù)。二、大路橋梁靜力荷載實驗檢測分析（一）工程概況某立交橋為H市一座雙向四車道預應力混凝土空心板橋。該橋南北向共21跨,跨徑20.8m,橫向16塊空心板組成橋面系,全寬16m。因為該橋已運營多年,隨著交通量及車輛荷載的大幅增強,部分構(gòu)件已消失裂縫,急需通過檢測,決定其是否需要加固來提高其荷載等級。（二）實驗檢測內(nèi)容本次實驗選取由北向南的第16跨舉行實驗。該跨伸縮縫處橋面鋪裝損壞嚴峻,跳車現(xiàn)象非常顯然并導致此處蓋梁消失裂縫。本次檢測抉擇其中5片板梁舉行應力、撓度等內(nèi)容的測試。（三）實驗檢測方法本次荷載實驗的目的就是通過對實橋舉行加載、測試,

3、從而摸清橋梁結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài);通過實測各控制截面的應力和變形(撓度),并與相應的理論驗算值相比較,進而分析與推斷橋梁結(jié)構(gòu)的平安承載能力和使用條件。（四）加載方式對實驗荷載分級施加，以測試荷載效應與荷載的變化關系以及防止橋梁結(jié)構(gòu)意外損傷。一般將荷載按加載汽車數(shù)量分級。荷載逐級遞加，達到最大荷載后一次卸載。加載實驗每工況重復至少一次。實驗前在橋面預先畫出輪位，加載時汽車應精確就位，卸載時車輛應退出結(jié)構(gòu)實驗影響區(qū)，車速不大于5公里/小時。每次加載或卸載的持續(xù)時光取決于結(jié)構(gòu)變位達到穩(wěn)定標準所需的時光。實驗時取數(shù)個關鍵測點，監(jiān)測其測讀數(shù)，惟獨該級荷載階段內(nèi)結(jié)構(gòu)變位相對穩(wěn)定后才干進入下一個荷載階段。所有

4、測點在每次加載或卸載后立刻讀數(shù)一次，并在結(jié)構(gòu)變位穩(wěn)定后進入下一級荷載前再讀數(shù)一次。對本實驗選跨中斷面撓度測點每5分鐘讀數(shù)一次，以觀測結(jié)構(gòu)變位是否達到穩(wěn)定。一旦結(jié)構(gòu)變位達到穩(wěn)定，測讀完各測點讀數(shù)后即可進入下一級加載。本橋原設計荷載為汽-超20、掛-100,考慮到現(xiàn)有重型車輛通過,確定采用4輛200kN汽車舉行靜載實驗。加載車輛總重20t,前輪軸重5.0t,后輪軸重15.0t。（五）實驗規(guī)定（1）靜力實驗抉擇在氣溫變化不大和結(jié)構(gòu)溫度趨于穩(wěn)定的時光段內(nèi)舉行。實驗過程中在量測實驗荷載作用下結(jié)構(gòu)響應的同時相應地測量結(jié)構(gòu)表面溫度。（2）靜力實驗荷載持續(xù)時光，原則上取決于結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定所需要的時光，惟

5、獨結(jié)構(gòu)變位達到相對穩(wěn)定后，才干進入下一荷載階段。（3）所有測點在正式加載實驗前均應舉行零級荷載讀數(shù)，以后每次加載或卸載后應即讀數(shù)一次。實驗時選在結(jié)構(gòu)變位較大的測點，每隔5分鐘觀測一次，以觀測結(jié)構(gòu)變位是否達到相對穩(wěn)定。（六）靜載實驗的終止若在加載實驗過程中發(fā)生下列狀況之一，立刻終止加載實驗：（1）控制測點應力超過計算值并且達到或超過按規(guī)范平安條件反算的控制應力時。（2）控制測點變位超過規(guī)范允許值時。（3）因為加載實驗使結(jié)構(gòu)消失非正常的受力損傷或局部發(fā)生損壞，影響橋梁承載能力和今后正常使用時。(2)測試截面以及測點布置。為測定板梁的混凝土在活載作用下的應力狀況,取橋梁西南角1/4區(qū)域的梁布置應變片

6、。（七）計算方法與結(jié)果采用空間有限元軟件Midas,計算出結(jié)構(gòu)在各工況狀況下應力、內(nèi)力和位移,根據(jù)規(guī)范所規(guī)定的各項容許指標,驗算其是否滿意結(jié)構(gòu)承載力要求按照前述的荷載,列出四種工況相應于舉行靜載實驗時測點的理論應力值及跨中撓度,見表4、表5所列。通過實驗,在荷載效率系數(shù)滿意規(guī)范所規(guī)定的0.8-1.05前提條件下,本橋滿意設計強度要求,橋梁變形符合設計剛度規(guī)定,橋梁表面裂縫觀測、幾何尺寸偏差均滿意設計要求和大路工程質(zhì)量檢驗評定標準中的有關規(guī)定。因此,本橋承載能力能達到汽-超20級、掛車-100級。其預應力蓋梁(因跳車和超載產(chǎn)生的豎向裂縫)應舉行加固處理,蓋梁上已損壞的支座務必舉行更換,同時對該橋

7、常規(guī)檢測發(fā)覺的病害舉行處理。三、大路橋梁靜力荷載實驗檢測質(zhì)量保證措施為了確保荷載實驗達到既定的目的，滿意成橋質(zhì)量評價依據(jù)的需要，將實行以下措施保證實驗遺憾勝利：（1）在滿意荷載實驗要求的前提下，一定要保證大橋結(jié)構(gòu)的平安。因此，荷載實驗的效率系數(shù)不宜過大，同時留意主梁局部受力狀況，避開局部荷載集中，引起混凝土結(jié)構(gòu)應力過大而開裂。對實驗數(shù)據(jù)舉行須要的實時處理分析，準時推斷結(jié)構(gòu)在各級荷載下的反映是否正常，防止結(jié)構(gòu)消失非正常的受力損傷或局部損壞，影響橋梁的承載能力和今后的正常使用；（2）前期理論分析做到精確、細致，盡量反映大橋目前的實際受力和變形。（3）對位移和應變的測試儀器，在測試前舉行嚴格標定。測

8、試數(shù)據(jù)主要由系統(tǒng)自動采集，確保數(shù)據(jù)采集的迅速和精確，記錄清晰、真切。實驗打算期間，對相應的測試系統(tǒng)細心調(diào)試，確保設備正常工作，準時精確地采集數(shù)據(jù)；現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)時，留意測試數(shù)據(jù)的變化，準時與理論值比較，推斷數(shù)據(jù)是否正常，現(xiàn)場找出測試數(shù)據(jù)誤差緣由。切實履行記錄和檢查制度，發(fā)覺疑點或異樣的數(shù)據(jù)準時檢查，保證測試數(shù)據(jù)的精確牢靠。（4）橋梁的受力和變形與結(jié)構(gòu)溫度場的變化關系很大，因此，對于荷載實驗時的天氣變化將足夠重視，盡量避開在強烈變溫時段內(nèi)舉行實驗，測量結(jié)構(gòu)溫度場的變化并舉行須要的溫度修正。（5）靜載實驗加載量控制的難點加載應在指揮人員指揮下嚴格按規(guī)劃程序舉行。當采用車輛加載時，首先要選好作為實驗荷載的車輛，要使實驗車輛荷載對控制截面產(chǎn)生的內(nèi)力與設計荷載對同一截面產(chǎn)生的內(nèi)力等效。為了保證立交橋荷載實驗檢測過程平安，采用分級加載是常用的方法，目前成橋荷載實驗檢測的加載分量一般采用標準的后八輪自卸車，這給實驗過程的分級加載帶來一定的難度。實驗過程中除了租用完量多的標準