桥梁静载试验

第四章桥梁静载试验1第一节

静载试验的方法与程序3一、静载试验的目的桥梁静载试验是按照预定的试验目的与试验方案，将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置，观测桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、沉降等参量的试验项目，然后根据有关规范和规程的指标，判断桥梁结构的承载能力以及在荷载作用下的工作性能。桥梁静载试验主要解决以下问题6检验桥梁结构的设计与施工质量，验证结构的安全性与可靠性。验证桥梁结构的设计理论与计算方法，充实与完善桥梁结构的计算理论与施工技

术，积累科学技术资料。掌握桥梁结构的工作性能，判断桥梁结构的实际承载能力。1.准备规划阶段①技术资料的收集：设计、施工、监理、试验、养护与维修、环境因素、交通量及重载车辆的情况等②桥梁现状检查：桥面、排水、承重结构开裂与否及裂缝分布情况、有无露筋现象及钢筋锈蚀程度、混凝土碳化剥落程度、支座、冲刷等。对试验桥梁的现状做出宏观判断。81.准备规划阶段10④试验方案制定：测试内容确定、加载方案设计、观测方案设计、仪器仪表选用等。试验方案是整个检测工作技术纲领性文件，因此，必须具备全面、详实、可操作性强等基本特点。⑤现场准备：搭设工作脚手架、测量仪表支架、测点放样、测试元件布置、测量仪器安装调试、通讯照明安排等，现场准备阶段工作量大，工作条件复杂，是试验过程重要环节。2.加载与观测阶段11加载与观测阶段是整个检测工作中心环节。流程：准备工作试验方案进行加载观测试验结构受力后的各项性能指标记录各种观测数据和资料2.加载与观测阶段12注意：对于静载试验，测得的各种技术数据与理论计算结果必须进行现场分析比较。目的：以判断受力后结构行为是否正常；是否可以进行下一级加载；确保试验结构、仪器设备及试验人员的安全。3.分析总结阶段13本阶段是对原始测试资料进行综合分析的过程。这一阶段的工作，直接反映整个检测工作的质量。大量的观测数据、文字记载和图片等材料，受各种因素的影响，原始测试数据一般显得缺乏条理性与规律性，未必能直接揭示试验结构的内在行为。14对它们进行科学的分析与处理，以去伪存真、去粗存精，进行综合分析比较，从中提取有价值的资料。对于一些数据或信号，有时还需按照数理统计或其它方法进行分析，或依靠专门的分析仪器和分析软件进行分析处理，或按照有关规程的方法进行计算。测试数据经分析处理后，按照相关规范或规程以及检测的目的要求，对检测对象做出科学准确的判断与评价。桥梁静载试验依照规范15《大跨径混凝土桥梁的试验方法》《公路桥梁设计规范》《公路旧桥承载能力鉴定方法》《城市桥梁养护规范》《城市桥梁荷载规范》等等第二节

静载试验的方案设计16一、试验对象选择二、理论分析计算三、加载方案设计试验方案设计流程四、观测内容确定五、测点布置六、测试仪器选择一、试验对象的选择17结构型式与跨度相同：代表性的一孔或几孔；结构型式不相同：按不同的结构型式分别选取具有代表性的一孔或几孔；结构型式相同但跨度不同：取跨度最大的一孔或几孔；对于预制梁，应根据不同跨度及制梁工艺，按照一定的比例进行随机抽查试验。一、试验对象的选择试验对象的选择还应考虑以下条件。试验孔或试验墩台的受力状态最为不利；

试验孔或试验墩台的破损或缺陷比较严重；试验孔或试验墩台便于搭设脚手支架，布置测点及加载。18二、理论分析计算理论分析计算包括试验桥跨的设计内力计算 和试验荷载效应计算两个方面。设计图纸设计荷载计算模型设计内力荷载效应控制截面19常见桥型控制截面设计内力及观测内容跨中截面的弯矩设计内力支点截面的剪力（曲线梁：支点扭矩）简支梁应变观测变形观测跨中截面应变支点、L/4、跨中、（曲线梁跨中扭转角）常见桥型控制截面设计内力及观测内容拱肋或拱圈控制截面（拱顶、L/4、拱脚）的轴力、弯矩；设计内力中承式、下承式还包括吊杆的轴力；上承式还包括立柱的轴力拱桥应变观测变形观测拱脚、L/4、跨中、L3/4或拱中承式或下承式，还应测试吊杆的应变；系杆拱，还应测试系杆的内力变化；拱脚、L/4、跨中、L3/4处拱肋或墩台顶的挠度与常见桥型控制截面设计内力及观测内容加劲梁控制截面的弯矩、扭矩与轴力；索塔控制截面的弯矩与轴力；设计内力控制拉索的轴力；桥面系的局部弯曲应力；斜拉桥应变观测加劲梁控制截面及索塔控制截面的应变；控制拉索的索力；桥面系的工作性能；变形观测各跨支点、L/4、跨中、L3/4截面的挠度；上述部位的扭转角和横桥向位移；索塔塔顶的水平位移，24常见桥型控制截面设计内力及观测内容加劲梁控制截面的弯矩与剪力，主缆的轴力，设计内力索塔控制截面的轴力、弯矩，吊杆的轴力，桥面系的应力悬索桥应变观测加劲梁跨中截面、L/8截面、索塔控制截面的应变；控制吊杆的轴力，最大索股索力；主缆的表面温度，桥面系的工作性能；变形观测加劲梁支点、L/8、L/4、L3/8、跨中、L5/8、L3/4、L7/8截面的挠度；以及上述测点在偏载情况下的扭转角和横桥向位移；索塔塔顶的25水平位在不影响主要试验目的的前提下，一般采 用内力或变形等效的加载方式，即计算出 设计标准荷载对控制截面产生的最不利内 力，以此作为控制值，然后调整试验荷载 使该截面内力逐级达到此控制值，从而实 现检验鉴定的目的27试验荷载效应根据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的要求，在选择试验荷载大小及加载位置时应采用静载试验效率η进行调控，即η

=StS

d

(1

+

μ

)St

——试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；Sd——设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值；1＋μ

——设计取用的冲击系数。η取值宜在0.8～1.05之间。28试验荷载效应29根据最大试验荷载量及试验目的的不同，可以分为：☺基本荷载试验：最大试验荷载为设计标准规定的荷载，即1.0≥η＞0.8，包括设计标准规定的动力系数或荷载增大系数等因素的作用；☺重荷载试验：最大试验荷载大于基本荷载，即η＞1.0，一般只在特殊情况下才进行重荷载试验，其上限值根据检验要求确定；试验荷载效应32其次，根据最终确定的加载等级、加载位置及加载重量，计算出试验桥梁各级试验荷载作用下的结构行为，包括试验桥梁各应力测试截面的应力应变，各挠度测点的挠度，必要时还要根据试验桥梁的受力特点，计算出各测点的扭角、水平位移等结构反应，以便与实测值进行比较，评价该桥的工作性

能。最后，在上述工作的基础上，结合现场实际情况，形成严密可行的加载程序，以便试验时实施。三、加载方案设计33加载是桥梁静载试验重要的环节之一，包 括加载设备的选用，加载、卸载程序的确 定以及加载持续时间三个方面。393.2加载卸载程序基本原则：1.分级。《方法》规定：一般情况不少于4级、车辆较少时不少于3级、特殊情况（如测开裂荷载）还应更

细。2.预加载。相当于演习，发现组织、仪器等方面问题，新结构可消除支点沉降、支座压缩等非弹性变形。3.监测。试验过程中密切监测结构的反应。特别是有缺陷桥梁，应分级更细、密切监测、保障安全。4.注意卸载过程。卸载可分2∼3级，并尽量使卸载的部分工况与加载的部分工况相对应，以便进行校核3.2加载卸载程序5.加载车辆位置应尽可能靠近测试截面内力影响 线的峰值处，以便用较少的车辆来产生较大的试 验荷载效应，从而节省试验费用与测试时间。同 时，加载车辆位置还应尽可能兼顾不同测试截面 的试验荷载效应，以减少加载工况与测试工作

量，如三跨连续梁中跨跨中截面的加载与中支点 截面的加载就可以互相兼顾。此外，对于直线桥 跨每级荷载应尽可能对称于桥轴线，以便利用对 称性校核测试数据，减少测试工作量。40四、观测内容42变形可以分两大类：整体变形；局部变形整体变形：反映结构整体性能；如梁的挠度、转角，索塔的水平变位局部变形：结构局部工作状态；如裂缝、纤维变形桩基础静载试验分为类57桩试验竖向荷载试验水平荷载试验竖向荷载竖向变位关系判定桩基础的竖向、水平承载能力水平荷载水平变位关系试桩内容58试桩试验内容主要是测定荷载-变位关系， 必要时可增加一些应力、反力测试项目。1、荷载的测试2、变位的测试3、应力的测试4、桩底反力测试5、土中应力测试6、地面变形测试3.试验基本要求64（1）试桩试验时间沙性土打入式预制桩，沉桩后距静载试验 的时间间隔不得少于7天；粘性土打入式预制桩，沉桩后距静载试验 的时间间隔不得少于14天；钻孔灌注桩要满足桩身混凝土养护时间， 一般情况下不少于28天。（2）试桩的加载、卸载方法加载：根据公式计算最大试验荷载，分8～ 12级施加；卸载：分为4～6级，逐级等量卸载，卸载 量取加载量2倍；65（3）沉降测读时间在每级加载后的第1小时内，每隔15分钟测 读1次，以后每隔30分钟测读1次，直至沉 降稳定为止。沉降稳定的标准规定：沙性土30分钟沉降不超过0.1mm；粘性土60分钟不超过0.1mm。664.成果整理分析68根据试验原始记录资料确定试桩的极限承载力，作成试桩曲线来分析。两种常用方法：（1）P-S曲线转折点法；（2）S-logt法沉降S69沉降S（1）P-S曲线转折点法曲线出现明显下弯转折点所对应的荷载作为极限荷载荷载PP

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P4时间tP5

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