midas系列培训-桥梁检测专题

midas系列培训-检测专题,北京迈达斯技术有限公司,目录,（1）外观检测（2）结构检算（3）静载试验加载方案确定试验荷载效率挠度、应变结果查看与对照（校验系数）（4）动载试验（5）FEA检测功能介绍静载试验-纵横向应变、挠度动载试验分级加载及裂缝查看,检测内容和目的,（1）外观检测：对桥梁各部件病害进行检测，记录各部件缺损状况，为荷载试验提供参考。（2）结构检算：通过结构承载能力分析，判断该桥原设计承载能力是否满足要求，并判断是否满足现行荷载等级要求，从而分析判断桥梁的实际承载能力。（3）静动载试验：了解结构在静力荷载和动力荷载分别作用下的实际工作状态，综合分析判断桥梁结构是否满足设计荷载及其使用性能。（4）针对桥梁现状，提出相应的建议及意见。,1、外观检测,公路桥涵养护规范对桥梁的所有部件进行现场检查，详细记录每一部件的具体缺损状况1、桥面系2、上部结构3、支座4、下部结构5、侧墙、护坡等其他构件目测观察结合仪器观测进行，近距离检查桥梁各部件的的缺损情况,2、结构验算,分别按照原来规范和荷载等级及现行规范及荷载等级进行结构验算判断该桥原设计承载能力是否满足要求，并判断是否满足现行荷载等级要求，结合本次检测结果，综合评定桥梁的实际承载能力,3、静载试验,静载试验检测内容（1）测试桥梁控制截面在试验荷载作用下的挠度；（2）测试桥梁控制截面在试验荷载作用下的应变；（3）观测梁体在试验荷载作用下裂缝的开展情况。,3、静载试验,步骤：（1）确定控制截面及加载工况（2）确定加载方案（试验荷载效率）（3）结果对比（应变和挠度）,桥梁概述：3X28预应力混凝土连续梁桥，单箱四室上部结构采用C50混凝土设计荷载：公路-I级设计行车速度：60km/h,3、静载试验,实例：,3、静载试验,控制截面,3、静载试验,梁桥的主要测试内容,3.1控制断面,正弯矩挠度,负弯矩,3、静载试验,正弯矩挠度,正弯矩挠度,3、静载试验,3.2荷载工况,3、静载试验,内容a、确定加载车辆b、根据实验荷载效率确定加载车辆的数量和位置,途径1、移动荷载追踪器，工具mct命令窗口2、梁单元荷载-集中荷载3、利用和EXCEL表格数据互换功能4、影响线数据导出为TXT文件、DWG文件功能,3.3确定加载方案,3、确定加载方案,3.3.1等效荷载加载车辆：3轴总重300KN,3、确定加载方案,3.3.1等效荷载加载车辆：3轴总重300KN,3、确定加载方案,原则：实验荷载效应与设计荷载效应等效（试验荷载效率满足检测规程的要求）,3.3.2加载车辆的数量和位置,3、静载试验内容,加载车个数估算（A-A截面弯矩影响线）,1、全部加载在15号节点上：5.65*300=1695.6KNm7113.2/1695.6=4.2(加载车个数)2、全部加载11节点上3.88*300=11647113.2/1164=6.11(加载车个数)可选为6个加载车7113.2为公路一级标准荷载下的A-A截面（边跨跨中）的弯矩值,3.3.2加载车辆的数量和位置,3、静载试验内容,移动荷载追踪器,利用civil的移动荷载追踪,追踪到的荷载保存为mct文件（不考虑冲击删除移动荷载分析控制）,工具mct命令窗口导入,结合excel完成车辆荷载的定义,3、静载试验内容,根据影响线确定最不利位置,Civil里影响线保存为DWG文件，在cad里确定加载单元及位置,梁单元荷载-集中荷载施加,结合excel完成车辆荷载的定义,利用影响线小工具,3、静载试验内容,3.4荷载效率,3.5应变和挠度测试结果（7种工况）,3、静载试验内容,挠度：结构刚度应变：结构强度,在工况、满载作用下，主梁实测挠度校验系数介于0.810.93之间，实测挠度均小于计算值，表明主梁结构竖向刚度满足设计要求,3.5.1挠度测试结果,3、静载试验内容,挠度测试测点,正弯矩挠度,3、静载试验,正弯矩挠度,正弯矩挠度,3、静载试验,挠度测试荷载工况,控制截面应力测点的应力采用应变片测试（纵向）控制断面上测点布置如下：,3.5.2应力测试结果,3、静载试验内容,控制截面应力测点的应力采用应变片测试（纵向）控制断面上测点布置如下：,3.5.2应力测试结果,3、静载试验内容,6.4.3应力测试结果,截面管理器-附加应力输出点：,3、静载试验,自定义应力输出点-梁单元细部分析（压为负拉为正）,6.4.3应力测试结果,3、静载试验,6.4.3应力测试结果,实测值：应变Civil计算值:应力，换算为应变,3、静载试验,6.4.3应力测试结果,3、静载试验,6.4.3应力测试结果,3、静载试验内容,工况IA-A截面应变结果各测点实测应变校验系数小于1，实测值均小于计算值，说明该控制截面强度满足设计要求,4、动载试验,4.1动载试验内容,4、动载试验,4、动载试验,4.2自振特性的试验,激振方法：,内容：,4、动载试验,模态一,各阶振型振动频率表,理论计算-特征值分析,4.2自振特性的试验,实测基频要大于理论值，实际刚度大于理论刚度,模态三,模态二,4、动载试验,4.2自振特性的试验,4、动载试验,4.3行车动力响应试验,测试内容和工况：,4、动载试验,4.3.1无障碍行车动力响应试验试验荷载：,车重：300KN三轴,4、动载试验,4.3行车动力响应试验,4、动载试验,4.3.2无障碍行车试验单元数：84节点数：85单元长度：1m支点：1、29、57、85,4、动载试验,无障碍行车试验：汽车车列，以不同的车速（5、10、20、30、40、50、60)KM/h通过，使桥体产生自由震动，从而测得主桥的随机振动信号，以分析该桥的自振频率和测定结构的阻尼特性。,4.3.1无障碍行车动力响应试验,4、动载试验,4.3.1无障碍行车动力响应试验,表达式：,4、动载试验,4.3.2实例单元数：84节点数：85单元长度：1m支点：1、29、57、85,车速：40kn/m车重N=300KNt1=1/40(h)=0.025h=0.09sect2=0.05h=0.18sec通过全桥时间：7.56sec,4、动载试验,具体步骤,1.建立结构模型2.输入质量数据3.输入特征值分析数据4.进行特征值分析5.分析特征值分析结果6.输入时程分析数据7.进行时程分析8.查看时程分析结果,4、动载试验,质量数据,4、动载试验,特征值分析,4、动载试验,特征值分析结果,4、动载试验,时程函数,4、动载试验,时程荷载工况,4、动载试验,节点动力荷载,4、动载试验,利用结果菜单里提供的各种后处理功能查看分析结果，程序将提供分析时间内结果的最大、最小值和包络结果,弯矩包络,变形,4、动载试验,14节点位移时程曲线,查看各个时刻的结构的反应时，可利用结果时程分析结果功能，程序将以时程图形和文本的形式输出结果。时程分析结果包括位移(速度、加速度)、内力和应力。,5、FEA在桥梁检测上应用,为什么要用FEA？1、实体仿真分析，结果精确，操作便捷，可直接从Civil导入几何和钢束信息2、可直接得到应变3、得到横向应力/应变分布和横向挠度分布4、宽桥、小半径弯桥、斜桥真实受力能精确模拟5、裂缝分析：得到分级加载的裂缝位置和发展趋势判断裂缝产生原因，得到极限承载能力6、加固方