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高速公路橋梁荷載試驗試驗?zāi)康募胺椒▋?nèi)容提綱

一、荷載試驗簡介二、試驗?zāi)康娜⒃囼瀮x器四、試驗內(nèi)容及方法一、荷載試驗簡介

近幾年隨著公路運輸事業(yè)的飛速發(fā)展，我國依靠自己的力量，建成了不同結(jié)構(gòu)形式的大跨度懸索橋、斜拉橋、拱橋、連續(xù)剛構(gòu)橋等等，這些橋梁技術(shù)復(fù)雜，科技含量高，施工難度大，表明我國橋梁建設(shè)技術(shù)水平已經(jīng)邁入世界先進行列。這些大量新建橋梁，尤其是新型結(jié)構(gòu)特大橋，檢驗其施工質(zhì)量最有效、最直接的方法就是進行荷載試驗。同時隨著大量低等級公路市政橋梁被改建或者擴建，這些服役幾十年的橋梁能否繼續(xù)使用已經(jīng)成為管理決策部門關(guān)注的一件大事。矮寨大橋、主跨1176米杭州灣大橋、36公里325米一、荷載試驗簡介

上世紀70年代以前修建的大量低標(biāo)準橋梁已達到或者接近設(shè)計基準期，在各種超重、超載，自然外力的長期作用下橋梁結(jié)構(gòu)性能可能發(fā)生巨大的變化，有些橋梁已出現(xiàn)不同程度的損傷，甚至其承載能力已大大降低而逐漸演變成為危橋，對這類橋梁急需加以綜合評定，為養(yǎng)護決策提供依據(jù)，而對現(xiàn)役橋梁結(jié)構(gòu)進行承載能力評定最有效最直接的方法也就是橋梁荷載試驗。

一、荷載試驗簡介

橋梁荷載試驗按荷載性質(zhì)分為靜載和動載試驗兩個部分：橋梁靜載試驗是將靜止的荷載作用在橋梁的指定位置上，檢測橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫、沉降等靜態(tài)參量的試驗項目，然后根據(jù)相關(guān)規(guī)范和規(guī)程的指標(biāo)，判斷橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力以及在荷載作用下的工作性能。一、荷載試驗簡介

橋梁動載試驗則是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，測定橋梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比、動力沖擊系數(shù)、動力響應(yīng)（加速度、動撓度）等動態(tài)參量的試驗項目，從而宏觀的判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度與運營性能。一、荷載試驗簡介

橋梁荷載試驗又可根據(jù)測試對象的不同，分為現(xiàn)場橋梁試驗和室內(nèi)橋梁模型（或部件）試驗，前者多用于既有橋梁檢定，后者多用于重要的或新型橋梁的設(shè)計階段，必要時還可做模型或部件的破壞性試驗。二、橋梁荷載試驗的目的

1）檢驗橋梁設(shè)計與施工質(zhì)量對于一些新建的大、中型橋梁或者具有特殊設(shè)計的橋梁，在設(shè)計施工過程中必然會遇到許多新的問題，為保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，施工過程中往往要求作施工監(jiān)控。在竣工后一般還要求進行荷載試驗，以檢驗橋梁整體受力性能和承載能力是否達到設(shè)計文件和規(guī)范的要求，并把試驗結(jié)果作為評定工程質(zhì)量優(yōu)劣的主要技術(shù)資料和依據(jù)。二、橋梁荷載試驗的目的

2）判斷舊橋結(jié)構(gòu)的實際承載能力舊橋由于構(gòu)件局部發(fā)生意外損傷，使用過程中產(chǎn)生明顯病害，設(shè)計荷載等級偏低、原有設(shè)計資料遺失以及需要通過特種車輛等原因，都有必要通過荷載試驗判定構(gòu)件損傷程度及其承載力、受力性能的下降幅度，確定其運營荷載等級。同時，通過荷載試驗確定結(jié)構(gòu)承載能力需要補強的量值,對橋梁加固設(shè)計方案至關(guān)重要，有利于有效的使用有限的橋梁維修資金，避免資金浪費。二、橋梁荷載試驗的目的

3）驗證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和設(shè)計方法對于橋梁工程中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，應(yīng)通過荷載試驗驗證橋梁的計算圖式是否正確，材料性能是否與理論相符，施工工藝是否達到預(yù)期目的。對相關(guān)理論問題的深入研究，往往也需要大量荷載試驗的實測數(shù)據(jù)。二、主要儀器設(shè)設(shè)備橋梁靜載試驗時時需測結(jié)構(gòu)的反反力、應(yīng)變、位位移、傾角、裂裂縫等物理量。。常用的儀器有百百分表、位移計計、應(yīng)變計（應(yīng)應(yīng)變片）、精密密水準儀、經(jīng)緯緯儀、刻度放大大鏡等。這些測測試儀器按其工工作原理可分為為機械測試儀器器、電測儀器、、光測儀器等。。二、主要儀器設(shè)設(shè)備機械式儀器具有有安裝與便用方方便、迅速、讀讀數(shù)可靠的優(yōu)點點，但需要搭設(shè)設(shè)觀腳手架，而而且使用試驗人人員較多，觀測測讀數(shù)費時，不不便于自動記錄錄；電測儀表安裝調(diào)調(diào)試比較麻煩，，影響測試的精精度的因素也較較多，但測試記記錄儀，較方便便，便于數(shù)據(jù)自自動采集記錄，，操作安全。二、主要儀器設(shè)設(shè)備手持式應(yīng)變儀此儀器的主要部部分是千分表，，它固定在一根根金屬桿上，其其測桿則自由地地頂在另一金屬屬桿的突出部分分上、兩金屬桿桿之間用兩片富富有彈性的薄鋼鋼片相連，因而而能平行地相對對移動，每根金金屬桿的一端帶帶有一個尖形插插軸，兩插軸間間的距離L即儀器的標(biāo)距。。二次讀數(shù)差即即為結(jié)構(gòu)在區(qū)段段L內(nèi)的變形ΔL，除以標(biāo)距L即得桿件的應(yīng)變變值。儀器不是是固定在測點上上，而是讀數(shù)時時才安上去。二、主要儀器設(shè)設(shè)備連通管利用物理學(xué)上““連通器中處于于水平平面上的的靜止液體的壓壓強相同”的原原理。使用前先先沿橋跨方向布布置直徑為10-15mm的白塑料軟管，，然后在每個測測點位置剪斷管管子，接上三通通，把三通開口口的一端管子豎豎起來綁在支架架上，最后灌水水（或其它有色色液體）至標(biāo)尺尺位置，橋梁試試驗時加、卸荷荷載會引起橋梁梁結(jié)構(gòu)下?lián)?，此此時水管中的水水平液面仍需持持平，但每個測測點的相對水位位會發(fā)生變化，，讀取這個變化化值，經(jīng)簡單計計算即可得到橋橋梁的撓度。二、主要儀器設(shè)設(shè)備電阻應(yīng)變儀用電阻式應(yīng)變儀儀測試橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)應(yīng)變時需用應(yīng)應(yīng)變儀和電阻應(yīng)應(yīng)變片（應(yīng)變計計）配合使用。。金屬應(yīng)變片的工工作原理金屬應(yīng)變片的工工作原理在于導(dǎo)導(dǎo)體的“電阻應(yīng)應(yīng)變效應(yīng)”。所所謂電阻應(yīng)變效效應(yīng)是指導(dǎo)體或或半導(dǎo)體在機械械變形（伸長或或縮短）時，其其電阻隨其變形形而發(fā)生變化的的物理現(xiàn)象金屬屬導(dǎo)體產(chǎn)生電阻阻應(yīng)變效應(yīng)，主主要是因為電阻阻絲的幾何尺寸寸改變引起阻值值的變化.三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段第二階段加加載試驗和觀測測階段第三階段分分析及總結(jié)階段段三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段1、試驗孔（墩））的選擇對于多孔橋梁，，一般同一跨徑徑選擇一孔（或或墩）進行加載載試驗。選擇時時應(yīng)綜合考慮以以下因素：（1）該孔（或墩））計算受力最不不利；（2）該孔（或墩））施工質(zhì)量較差差、缺陷較多或或病害較為嚴重重；（3）該孔（或墩））便于搭設(shè)腳手手架，便于設(shè)置置測點或便于實實施加載。選擇試驗孔的工工作與制定計劃劃前的調(diào)查工作作結(jié)合進行。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段2、加載方案的制制定在選擇了加載孔孔（或墩）后，，需進行具體加加載方案的分析析和計算，這是是荷載試驗前期期準備中最重要要，也是最核心心的部分。方案案的制定主要包包含如下的幾個個方面：三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段荷載試驗工況的的確定a）簡支梁橋跨跨中正彎矩矩工況1/4L最大正彎矩工況況支支點最最大剪力工況橋橋墩最大大豎向反力工況況三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段b）連續(xù)梁橋主跨跨中最大正正彎矩工況主跨支點負彎矩矩工況主跨橋墩最大豎豎向反力工況主跨支點最大剪剪力工況邊跨最大正彎矩矩工況三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段c）懸臂梁橋（T型剛構(gòu)橋）支點（墩頂）最最大負彎矩工況況錨固孔跨中最大大正彎矩工況支點（墩頂）最最大剪力工況掛孔跨中正彎矩矩工況三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段d）無鉸拱橋跨中最大正彎矩矩工況拱腳最大負彎矩矩工況拱腳最大推力工工況正負撓度絕對值值之和最大工況況三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段（2）試驗荷載等級級的確定①控制荷載載的確定為了保證試驗的的效果，必須先先確定試驗的控控制荷載，控制橋梁設(shè)計的的荷載有下列幾幾種：a.汽車和人群（標(biāo)標(biāo)準設(shè)計荷載））b.掛車或履帶車（（標(biāo)準設(shè)計荷載載）c.需通行的特殊重重型車輛分別計算以上幾幾種荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)控制截面產(chǎn)生生的內(nèi)力（或變形）的最不利利值，進行比較較，取其最不利利者對應(yīng)的荷載載為控制荷載。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段②靜載試驗效率的的確定為了達到理想的的試驗效果，一一般要求加載試試驗所用荷載根據(jù)設(shè)計計標(biāo)準荷載的最最不利效應(yīng)值進進行等效換算，，使試驗荷載在主主要控制截面產(chǎn)產(chǎn)生的計算效應(yīng)應(yīng)與其相近。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段③靜載加載分級與與控制為了加載的安全全和了解結(jié)構(gòu)應(yīng)應(yīng)變和變位隨荷荷載增加的變化化關(guān)系，對橋梁梁荷載試驗的各各試驗工況的加加載應(yīng)分級進行行。一般可按最最大控制截面內(nèi)內(nèi)力荷載工況均均分為4～5級，對橋梁的調(diào)調(diào)查和驗算工作作不充分或橋況況較差，應(yīng)盡量量增多加載分級級，必要可在加加載車輛未到達達預(yù)定加載位置置前分次對控制制測點進行讀數(shù)數(shù)監(jiān)控，以確保保試驗的安全。。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段3、搭設(shè)腳手架和和測試支架腳手架和測試支支架應(yīng)該分開搭搭設(shè)互不影響，，腳手架和測試試支架應(yīng)有足夠夠的強度、剛度度和穩(wěn)定性。腳腳手架應(yīng)保證工工作人員的安全全、方便操作。。測試支架要滿滿足儀表安裝的的需要，且保證證在試驗時不受受干擾。橋下凈凈空較高，不易易搭設(shè)腳手架時時可采用輕便活活動吊架。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段4、靜載試驗加載載位置的放樣和和卸載位置的安安排靜載試驗前應(yīng)在在橋面上對加載載位置進行放樣樣，以便于加載載試驗的順利進進行。如加載工工況較多，可預(yù)預(yù)先放樣，且標(biāo)標(biāo)識工況名稱以以區(qū)分不同加載載工況時的荷載載位置。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段5、試驗人員組織織和分工橋梁的荷載試驗驗是一項技術(shù)性性較強的工作，，應(yīng)組織專門的的橋梁試驗隊伍伍來承擔(dān)，根據(jù)據(jù)各試驗人員的的特長進行分工工，每人分管的的儀表數(shù)目除考考慮便于進行觀觀測外，應(yīng)盡量量使每人對分管管儀表進行一次次觀測所需時間間大致相同。在在試驗前，應(yīng)對對各儀器進行演演練和調(diào)試，試試驗中，設(shè)試驗驗總指揮1人，其它人員的的配備可根據(jù)具具體情況而定。。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第一階段考考察和準備階段段6、其它準備工作作加載試驗的安全全設(shè)施、供電照照明設(shè)施、通訊訊聯(lián)絡(luò)設(shè)施、橋橋面交通管制等等工作應(yīng)根據(jù)荷荷載試驗的需要要進行準備。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第二階段加加載試驗和觀測測階段在完成準備工作作后，即可進行行試驗加載和觀觀測。加載試驗驗應(yīng)在現(xiàn)場指揮揮的統(tǒng)一指揮下下有秩序進行，，現(xiàn)場總指揮應(yīng)應(yīng)檢查不同分工工的測試人員是是否各司其職，，交通管理、加加載（或司機））和聯(lián)絡(luò)人員是是否到位，加載載設(shè)備、通訊設(shè)設(shè)備和電源（包包括備用電源））是否準備妥當(dāng)當(dāng)，加載位置測測點放樣和測試試儀器安裝是否否正確。然后利利用過往車輛對對各測點進行預(yù)預(yù)先演練，觀察察其規(guī)律性，使使整個測試系進進入正常工作狀狀態(tài)。然后記錄錄氣候天氣情況況和試驗開始時時間，進行正式式試驗。三、荷載試驗主主要內(nèi)容第三階段分分析及總結(jié)階段段通過靜載試驗得得到的原始數(shù)據(jù)據(jù)、文字和圖像像描述材料是荷荷載試驗最重要要的資料。雖然然它們是可靠的的，但這些原始始資料數(shù)量龐大大，不直觀，不不能直接用于評評定承載能力，，故進行承載能能力評定前必須須對它們進行分分析處理，得出出直接進行承載載能力評定的指指標(biāo)，以滿足承承載力評定的需需要。三、荷載試驗主主要內(nèi)容動載試驗橋梁結(jié)構(gòu)的動力力荷載試驗是研研究橋梁結(jié)構(gòu)的的自振特性和車車輛動力荷載與與橋梁結(jié)構(gòu)的聯(lián)聯(lián)合振動特性。。這些測試結(jié)果果是判斷橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)運營狀況和和承載特性的重重要指標(biāo)。主要要試驗項目包括括：（1）橋梁結(jié)構(gòu)動力力反應(yīng)的測定，，包括動位移、、動應(yīng)力和沖擊擊系數(shù)等；（2）測定橋跨結(jié)構(gòu)構(gòu)的自振特性，，包括自振頻率率、振型和阻尼尼特性等；（3）測定定動荷荷載本本身的的動力力特性性，包包括動動力荷荷載的的大小小、頻頻率及及作用用規(guī)律律等；；三、荷荷載試試驗主主要內(nèi)內(nèi)容動載試試驗（4）疲勞勞性能能試驗驗：主主要測測試結(jié)結(jié)構(gòu)和和構(gòu)件件的疲疲勞性性能。。動力荷荷載試試驗一一般偏偏重于于1、2兩項，，對于于鐵路路橋梁梁，第第3項要實實測機機車在在橋上上的制制動力力和與與旅客客舒適適度有有關(guān)的的列車車過橋橋時車車橋聯(lián)聯(lián)合振振動的的動位位移和和動應(yīng)應(yīng)力的的時程程曲線線，第第4項一般般只在在實驗驗室對對橋梁梁構(gòu)件件進行行疲勞勞試驗驗。三、荷荷載試試驗主主