桥梁荷载试验讲座

1、n1.荷载试验基本知识 n2.荷载试验准备工作 n3.静力荷载试验n4. 动力荷载试验n5.桥梁检测相关图片n第一章：荷载试验的基本知识 桥梁荷载试验就是一种比较直观评定桥梁承载力桥梁荷载试验就是一种比较直观评定桥梁承载力的方法，而且比较为广大工程技术人员所接受。的方法，而且比较为广大工程技术人员所接受。1.1 荷载试验的定义静力荷载试验荷载试验动力荷载试验（1）工程检验性质：）工程检验性质：1）验收性荷载试验2）鉴定性荷载试验（2）最大荷载量：）最大荷载量：1）基本荷载试验2）轻型荷载试验3）重型荷载试验分类主要内容（1）脉动试验）脉动试验（2）跑车试验）跑车试验（3）跳车试验）跳车试验（4

2、）刹车试验）刹车试验n哪些桥要做荷载试验呢？1.2 荷载试验的条件满足下列条件的桥梁须做荷载试验1.3 荷载试验的目的新建桥梁荷载试验目的既有桥梁1.4 荷载试验的主要内容荷载试验主要内容包括：荷载试验主要内容包括： 桥梁结构的考察和试验准备（1-2） 加载试验与观测（3-5） 测试结果的分析与评定（6-7）n第二章：荷载试验的准备工作2.1 试验方案 计划与准备阶段：计划与准备阶段：试验计划主要包括：试验计划主要包括：2.2 试验孔的选择 试验孔的选择应结合桥梁调查与检算工作一并进行。对多孔结构中跨试验孔的选择应结合桥梁调查与检算工作一并进行。对多孔结构中跨径相同的桥孔（或墩）可选择径相同的

3、桥孔（或墩）可选择13个具有代表性的桥孔进行荷载试验。个具有代表性的桥孔进行荷载试验。选择时应综合考虑以下条件：选择时应综合考虑以下条件：2.2 搭设测试支架几种支架搭设情况几种支架搭设情况:2.3 试验加载位置的放样与卸载位置的安排2.4试验人员的组织与分工做详细的计划安排2.4 其它准备工作n第三章：静力荷载试验3.1 试验工况的确定桥型主要截面附加截面简支梁跨中最大正弯矩支点最大剪力墩台最大竖向力连续梁支点最大负弯矩跨内最大正弯矩支点最大剪力墩台最大竖向力悬臂梁支点最大负弯矩锚跨跨中最大正弯矩支点最大剪力墩台最大竖向力挂梁跨中最大正弯矩拱桥拱顶最大正弯矩拱脚最大负弯矩拱脚最大水平推力L/

4、4截面最大正弯矩和负弯矩刚架桥跨中最大正弯矩结点最大负弯矩柱脚最大弯矩)1 (SSstat注意取值：提高还是降低、新桥与旧桥静载试验效率3.2 试验控制荷载的确定3.3 加载分级与控制当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力荷载工况均分为45级。当使用载重车加载，车辆称重有困难时也可分成3级加载。当桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差，应尽量增多加载分级。如限于条件，加载分组较少时，应汁意每级加载时，车辆荷载应逐辆缓缓驶入预定加载位置，必要时可在加载车辆未到达预定加就位置的分次对控制测点进行读数监控，以确保试验安全。在安排加载分级时，应注意加载过程中其他截面内力亦应逐渐增加，且最大内力不应

5、超过控制荷载作用下的最不利内力。根据具体条件决定分级加载的方法最好每级加载后卸载，也可逐级加载，达到最大荷载后逐级卸载。3.3 加载分级与控制逐渐增加加载车辆数。先上轻车后上重车。加载车位于内力影响线的不同部位。加载车分次装载重物。根据各荷载工况的加载分级，技弹性阶段计算结构各测点在不同荷载等级下的理论计算变位(或应变)，以便对加载试验过程进行分析和控制。计算采用的材料弹性模量如已做材料试验的用实测值，未做材料试验的可按规范规定取值。 以上各法亦可综合采用，以方便加载分级实施。 主要是考虑温度变化对试验引起的影响，一般以晚10时至晨6时为宜。3.4 加载设备的选择及加载物称量 可行式车辆、重物

6、直接加载称重法、体积法、综合计算法轴重无论采用何种方法确定加载重力，均应做到准确可靠，其称量误差最大不得越过5%，最好能采用两种称量方法互相校核。3.5 测点布置布没的测点不宜过多，但要保证观测质量。有条件时，同一测点可用不同的测试方法进行校对。一般情况下，对主要测点的布设应能控制结构的最大应(应变)和最大挠度(或位移）。根据桥梁调查和检算工作的深度，综合考虑结构持点和桥梁目前状况等可适当加设以下测点：挠度沿桥长或沿控制裁面桥宽方向分布。应变沿控制截面桥宽方向分布。应变沿截面高度分布。组合构件的结合面上、下缘应变。（5）墩台的沉降、水平位移与转角，连拱桥多个墩台的水平位移（6）剪切应变（7）其

7、他结构薄弱部位的应变（8）裂缝的监测3.6 试验观测与记录 主要包括应变测试仪表和变形测试仪表的测读和记录3.7 加载的实施和控制重物加载：按荷载分级逐级加载，每级荷载堆放位置准确、整齐稳定。荷载施加完毕后，逐级卸载。 车辆加载：用车辆加载时，先由零载加至第一级荷载、卸载至零载；再由零载加至第二级何载，卸至零载，直至所有荷载施加完毕(有时为了确保试验结果准确无误，每一级荷载重复施加12次)。每一级荷载施加次序为纵向先施加重车，后施加前后标淮车；横向先施加桥中心的车辆，后施加外侧的车辆。重所有测点读数时间必须基本相等，在加载前均需进行零读数，以后每次加卸载后立即读数一次，并在结构变位稳定后，进入

8、下一级荷载前再读数一次。对于结构变位最大的测点，需每隔5min读数一次，以观测结构变位相对稳定与否。每次测读时，应记录测试环境影响因素如温度、湿度等。3.7 加载的实施和控制（1）控制测点应力（应变）或挠度（变位）超过计算控制值和规范允许值。（2）超过规范允许宽度的裂缝大量增多，对桥梁使用寿命造成明显影响。（3）墩台变位超过允许值且不能稳定。（4）发生其它损坏，影响桥梁承载能力和正常使用。（5）达到最大试验荷载。 （1）加载步骤错误。（2）量测系统出现故障，对采集数据的质量有怀疑时。（3）试验受外界环境干扰或其他因素影响导致试验失败。tSeSpS3.8 试验数据处理（1）测值修正（2）温度影响

9、修正（3）支点沉降影响修正（1）总变形（2）弹性变位（3）残余变位（1）荷载-变形曲线（2）位置-变形曲线（挠度沿桥梁纵轴线及横向的分布曲线）（3）应变沿截面高度的分布曲线3.9 试验结果评定试验荷载作用下测点的实测弹性值（ Se）与相应的理论计算值（ Sstat ）的比值应满足公式3.9.1要求。（实测值可以是挠度、应变等）。卸载后测点的实测残余值（ Sp ）与该测点的总实测值（ Stot ）的比值应满足公式3.9.2要求。结构类型11.0=1.1=1.2=1.31.4预应力混凝土与组合结构0.71.051.071.101.121.150.20钢筋混凝土与圬工结构0.61.101.121.1

10、51.171.200.25说明：当静力荷载试验效率为中间数值时，值可直线内插。 estatetotpSSSSS3.9.11totpSS3.9.2 、1取值如下表所示。3.9 试验结果评定桥梁类型计算活载挠度限值圬工拱桥一个桥跨范围内正、负挠度的最大绝对值之和不大于L/1000钢筋混凝土与预应力混凝土桥梁桥主梁跨中L/600梁桥主梁悬臂端L1/300桁架、拱L/800斜拉桥预应力混凝土主梁L/500悬索桥预应力混凝土加劲梁L/500钢 桥简支或连续桁架L/800简支或连续板梁L/600斜拉桥钢主梁L/400悬索桥钢加劲梁L/4003.9 试验结果评定n第四章：动力荷载试验脉动试验测试内容跑车试验

11、跳车试验刹车试验 测定结构的固有频率、阻尼比和振型等参数 测定结构受迫振动频率、加速度、振幅和冲击系数等参数。4.1 试验内容4.2 试验荷载（1）环境振动法激振车激振（3）车辆通过桥梁后的余振（4）撞击或冲击荷载（5）突然卸载（6）运转频率可调节的起振机(可测定不同振型的频率)（7）对于频率低、柔性大的桥梁可用有节奏行进的人群荷载跑车试验时宜采用接近运营条件的车列或单辆重车以不同的车速通过桥梁，试验时车辆宜匀速通过；刹车试验时宜采用单辆重车在桥梁动力效应最大的检测位置紧急刹车进行试验。4.3 试验实施（1）针对不同的试验目的和桥型，测定固有频率的阶数可以不同，通常悬索桥、斜拉桥不宜少于10阶，连续梁桥、刚构桥、拱桥和简支梁桥不宜少于3阶（2）脉动试验记录时间不宜少于30min，当大跨径桥梁测试断面较多时，可分批次记录，但应保证有一个共同的参考点。4.4 试验观测与记录4.5 试验资料的整理（1）结构的固有频率结构的阻尼特性（3）结构的振型曲线（4）结构各控制截面的振动速度或加速度的分布图（1）动力荷载试验效率冲击系数（3）结构受迫振动频率、振幅与加速度（4）冲击系数与车速的关系曲线冲击系数与受迫振动频率的关系曲线（6）车速与受迫振动频率的关系