桥梁结构荷载试验ppt课件

1、土木建筑学院，第四章桥梁结构荷载试验，桥梁结构荷载试验：评价桥梁承载能力的主要方法是“无论多么高科技的结构分析技术，都不能取代评价道路桥梁性能的现场试验。 桥梁承受工作负荷时，记录应变测试结果，根据测试结果，技术人员能够很好地理解桥梁的真正结果响应。 静载试验动载试验、2、土木建筑学院、4.1载试验、静载试验：使最常见的静载作用于桥梁的指定位置，测量桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参数，评价桥梁结构在载作用下的工作性能和使用能力。 动载试验：利用某种激振方法引起桥梁结构振动，测量其固有频率、阻尼比、振动型、动力冲击系数、行走响应等参数，判断桥梁结构的整体刚性、行走性能。 1 .通过测量移动车辆的载荷，测量桥梁在指定截面的动态变形和在指定点的动态挠曲2 .测量桥梁结构的自振特性和动力响应载荷的试验程序：试验准备、载荷观测、分析总结、3、土木建筑学院、 4.1载荷试验原则测试部位应强调受力要点：结构受力控制部位测试内容应反映承载力指标的测试部位应以无损结构为限1 .原裂纹不扩大，不增加新裂纹， 混凝土不能脱落2 .最大挠度不得控制在预期的容许范围3 .截面应变不得超过预期的容许值-加载情况从吨位向吨位逐渐增加。 4、土木建筑学院，4.1负荷试验原则。 5、土木建筑学院、4.2静载试验、静载试验：将静载作用于桥梁的指定位置，测量桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝等参数，评价桥梁结构的载荷作用性能和使用能力。静载试验内容：试验目的试验准备作业加载方案设计要点的设置和试验加载控制及安全措施试验结果的分析和加载能力评价试验报告书的制作，6，土木建筑学院，4.2.1静载试验-准备作业，卸载位置安排试验员分工的其他安全、供电、交通规制等。 7、土木建筑学院，4.2.2静载试验-加载方案、试验荷载工况：反映桥梁最不利受力情况的简支梁桥：跨度中(最大正弯矩)、1/4跨度(最大正弯矩)、支点(最大剪切力)、桥墩(最大纵向反力)连续梁桥：主跨度中(最大正弯矩) 主跨度支点(负弯矩)主跨度支点(最大剪力)、主跨度桥墩(最大垂直反作用力)、侧跨度(最大正弯矩) t形刚构桥：桥墩(最大负弯矩)、跨度中(最大正弯矩)、桥墩(最大正弯矩)、拱腿(最大负弯矩)、拱桥正负挠曲绝对值和最大工况试验负荷等级：确定最大负荷控制桥梁设计负荷：控制汽车负荷、人群负荷风荷等桥梁加固设计的负荷：汽车负荷、截面最不利的内力、变形、试验效率、8、土木建筑学院、4.2.2静负荷试验-负荷方案、负荷等级和控制负荷等级：标准负荷的60%、80%， 按90%、100%区分车辆载荷：逐渐增加载荷车辆数量，减轻后重车辆位置：按内力影响线配置同桥规试验时间：晚上10点至上午6点(温度稳定，减少温度应力干扰)加载设备：汽车(200kN，300kN )、9、土木建筑学院、 4.2.3静载试验-测点布置、控制结构的最大应力(应变)、挠曲(位移)简支梁桥：中挠曲、支点沉降、中断面应变连续梁桥：中挠曲、支点沉降中和支点横截面应变悬臂梁桥：悬臂梁端部挠曲、支点沉降、支点横截面应变拱桥：横断面中、L/4处挠曲， 拱顶和拱形截面应变注意：裂纹对应变的影响横向测量点、截面高度测量点、温度测量点试验器：应变测量：百分比表、千分表、应变计、应变计、电阻平衡箱测量挠曲：精密水平仪、水准尺、吊床测量裂纹：裂纹观测器、纵向测量点10、土木建筑学院、 4.2.4静载试验程序、加载程序零载荷一级卸载、零载荷一级二级卸载、加载稳定时间：5min加载过程注意观测：控制点的位移、变形、脆弱部破损状况结束加载：控制点的位移、变形超过允许值的裂纹的长度、宽度或数量急剧变化影响结构寿命的实测挠曲与理论计算值之差过大，脚台变形过大，或发生不稳定的情况。试验观测温度观测需要对修订试验结果的仪表仪表的读取值进行龟裂观测：在混凝土表面直接描绘龟裂的变化，11，土木建筑学院，4.2.4静载试验程序，12，土木建筑学院，4.2.4静载试验程序，应变计，13，土木建筑4.2.5静载试验数据分析， 挠度计算：支架沉降修正消除刚体位移应力的计算： hooks定律-结构方程式、结构关系弹性模量e :根据标准取值或用回弹法测量应变的计算：总应变=加载引线值-初始引线值-加载引线值残馀应变=总应变-弹性应变， 土木建筑学院，4.2.6静载试验结果分析， 结构强度分析：将最大应力、最大挠度与规范规定的容许应力、挠度进行比较，结构安全度结构验证系数：=1，结构强度不足，理论与实际一致，结构强度充分的结构刚度分析：相对挠度与规范比较结构的抗裂性分析：对于预应力混凝土桥梁， 首次发生裂缝时的载荷为裂缝载荷Pr，结构抗裂安全系数：裂缝宽度与容许值的比较.15，土木建筑学院，4.2.7静载试验例，桥概况：石角桥建于1968年，采用少筋无铰接平板式肋拱桥的结构形式。 桥全长149.5米，分为五个洞，一个洞净跨度25米。 该桥的主要技术标准：每孔网跨度： 25米矢量交叉比1/6，网矢量高4.167米桥面净宽： 8米(=6米行车道21.0米人行道)设计负荷：汽车-13挂车60管理该桥由于设计负荷水平低，经过多年运行，特别是现在这座桥关闭了交通，只允许行人和摩托车通行。 试验目的： 1、测试该桥的受力性能，检测该桥的承载能力2、为大桥今后的运营和养护提供检测资料。 3、为该桥今后的使用、养护修理及加固决策提供依据。16、土木建筑学院、4.2.7静载试验实例、试验依据： 1、道路桥涵设计规范2、大跨度混凝土桥梁试验方法3、道路旧桥承载力检定方法(试验) 4、石角桥施工设计图试验内容：测定桥梁结构在基本试验载荷下的工作性能，试验内容包括桥梁结构挠曲、应力(应变)和裂缝展开等情况根据拱桥的受力特性，以拱顶、拱脚和拱桥的L/4横截面为主要测试截面。17，土木建筑学院，4.2.7静载试验例，载荷方式和载荷效率：载荷位置为圆顶和L/4跨度，采用结构分析软件计算，设计载荷为汽车-13。 考虑到试验负荷与设计弯矩相等，同时在试验方法时负荷效率满足0.801.00的要求。 试验共使用了4辆200kN重型车辆。 横跨中拱的负荷过程分为0kN200kN400kN，满载后保持负荷变形稳定，510分钟变形稳定后读取值的2个阶段。 卸载过程分为1阶段、400kN0kN，卸载后继续测量直至变形稳定。 为了保证测试数据的可靠性，每个加载用例进行两次。 在试验载荷过程中，实时观测结构控制截面的位移、应力，如果应力或位移达到或超过设计标准的允许值，则在不添加到预期的最大试验载荷之前立即停止载荷。，18，土木建筑学院，4.2.7静载试验例：，石角桥在广州方向第一，第二，第二，第三，第二，第三，第三，第二，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第四，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三，第三第三、第三、第三、第三、第三、第四石角桥在广州方向上在第一横跨第三装载车上配置平面图20、土木建筑学院、4.2.7静载试验例：石角桥在广州方向上配置在第一横跨挠曲测定点，石角桥在广州方向上配置在第一横跨拱桥测定点，配置立面图21， 土木建筑学院，4.2.7静载试验例：石角桥在广州方向横跨第一拱的测量点配置平面图，石角桥在广州方向横跨第一拱的测量点配置剖面图。、22、土木建筑学院、4.2.7静载试验实例、试验项目：结构变形观测、应力观测、裂缝观测、结构变形观测挠曲：在桥面沿人行道路缘石的多个截面设置挠曲测量点，用精密水平仪测量桥梁在各级试验载荷下的挠曲。 应力观测应变：在各级负荷下，测量各拱顶、拱脚和拱L/4截面的应变变化。 采用高精度、抗环境干扰的振弦式应变仪，配套振弦应变仪，测量并记录各测点的应变。 在裂纹观测试验前和试验中仔细检查了各观测断面的裂纹情况，用刻度放大镜观测了裂纹宽度的变化。 加载过程中，监视主拱的每个测试截面是否有裂纹，如果有裂纹，测试其宽度。23、土木建筑学院、4.2.7静载试验例，测试结果表明：传统广州方向第一横断面拱顶截面载荷例挠曲：在各级载荷作用下，卸载后变形基本恢复，主要承重结构处于弹性工作状态。 应变：在各级负荷作用下，两次重复负荷结果一致，表明试验结果可靠。 满载时两次测试的最大压力应变基本相同，卸载后仅2残馀应变，说明了中跨加载时拱的L/4截面处于弹性作业阶段。 说明了拱桥断面满载时，两次测试的最大压力应变几乎相同，卸载后应变几乎完全恢复，中跨加载