2025年桥梁结构检测与强化实验研究报告华中科技大学桥梁工程研究成果

学生姓名：施宏侣所在班级：道桥1202班华中科技大学土木工程与力学学院12月18日上午一、无损试验包括混凝土完整性、裂缝深度、钢筋保护层厚度和钢筋分布试如图，在混凝土块的右侧划线交点处作为节点来通过超声波测时间来检测混凝土块中与否有损伤。裂缝深度是通过将仪器对准一条侧线测超声波的速度来反应与否有裂缝，如有裂缝则速度会发生变化。【试验数据】fiabCde图一无裂缝有裂缝根据图一完整性试验数据分析，我们懂得速度均在4.2km/s和3.9km/s附近变化，阐明其混凝土块还是有损伤的，否则在同样距离的状况下，超声波传播的速度应当是同样的，有图可知，b方向应当是完整性很好，其他线都或有损伤。图二为另一方向的完整性测试，速度在4.0km/s和3.6km/s附近变化，也发现其有损伤。有无裂缝对超声波传播的速度也是有影响的，在无裂缝状况下，超声波会沿着最短的途径传播，而假如有裂缝的话那超声波的传播速度就会变化，图三就反应12月18日下午(一)静载试验3、预加载：预加载一级荷载(在主跨L/2、L/4、3L/4,边跨L/2上同步加载),每加载点15kN,每级停歇5分钟后读取数据。同步检查试验装置，试件和仪表工4、正式加载：仪表重新调零后，重新加载试验，共加载三种荷载工况，详细每级停歇5分钟后读取试验数据；2)边跨满载：在边跨L/2加载点上分两级加载，每级每加载点15kN,每级停歇5分钟后读取试验数据；3)全桥满载：在边跨L/2和主跨L/2上分两级加载，每级每加载点15kN,每级停歇5分钟后读取试验数据；4)卸载：在以上各加载工况下分两级卸载，每级15kN,并停歇5分钟读取试5)反复一次加载、卸载，读取试验数据。(二)动载试验2、加载车按一定的速度在桥梁模型上运动，测量各测点的应变和跨中的动挠【试验数据及分析】一、测点布置、试验装置和测试系统图静载试验数据一、时间静载试验数据二、a、主跨满载时1、主梁内力—荷载曲线图左半桥主梁内力一荷载曲线图—S-1 —S-96荷载变化052右半桥主梁内力一荷载曲线图荷载变化62、主塔内力一荷载曲线图主塔内力一荷载曲线图—S-3荷载变化651索力N索力N0索力一荷载曲线图荷载变化—S-604、位移—荷载曲线图1、主梁内力一荷载曲线图左半桥主梁内力一荷载曲线图 3—S-7—S-8右半桥主梁内力一荷载曲线图主梁内力一荷载曲线图 -0.1—S'-12、主塔内力一荷载曲线图主塔内力一荷载曲线图0.20.1 3、索力一荷载曲线图左半桥索力一荷载曲线图0右半桥4、位移—荷载曲线图//4—Y-1c、全桥满载时1、主梁内力一荷载曲线图左半桥主梁内力一荷载曲线图4231右半桥主梁内力主梁内力一荷载曲线图—S°-1—S'-7荷载变化12、主塔内力一荷载曲线图主塔内力一荷载曲线图—S-303、索力—荷载曲线图左半桥索力一荷载曲线图01右半桥索力一荷载曲线图-S'-2-S-3—S'-6荷载变化02543614、位移—荷载曲线图位移—荷载曲线图位移—荷载曲线图荷载变化oooo~WwMMwH1据上述试验梁，完毕试验设计(加载设计和观测设计)。重要确定试验加载装1、加载系统设计2、加载程序载时细分2-4级，并给出加载程序表。(1)开裂荷载确定荷载级取为原则荷载的5%。(2)破坏荷载确定●正截面强度破坏：③纵向受拉钢筋到达或超过屈服强度后致使构件挠度到达跨度的1/50;或构件纵向受拉钢筋处的最大裂缝宽度到达1.5毫米。●斜截面强度破坏②箍筋到达或超过屈服强度后致使斜裂缝宽度到达1.5毫米；【试验成果及分析】测点钢筋混凝土应变级数12123412345με预载01010000046800原则加载229775985破坏加载5858665509705351491525073330试验现象描述及裂缝分布图如图，伴随荷载的逐渐增大，梁逐渐出现裂缝并变大，且裂缝成斜向分布。当最终梁被破坏是，斜裂缝贯穿整个梁。一、荷载挠度曲线、荷载应变曲线1、钢筋荷载一应变曲线图0—应变22、混凝土荷载一应变曲线图混凝土荷载一应变曲线图-应变10荷载/KN2、梁荷载一挠度曲线图3、梁荷载一挠度曲线图8642-挠度16420四、试验值与理论值对比分析钢筋混凝土梁在荷载为66KN的时候遭到破坏，为破坏荷载。受力截面积S=2*0.12=0.24平米破坏强度=66000/0.24=275MP与理论值相差不多，所认为合格梁试验四、持续梁荷载横向分布试验1.增强对刚接板(梁)桥基本构造特性，以及肋、板、横向联络构造和支座2.深化理解荷载作用下，刚接板(梁)桥构造构件中的传力过程，该桥型的4.培养学生进行构造试验与量测的动手能力和科1.试件横向由7片T梁构成的持续梁。如图1-1所示。2.重要仪表及用途(1)静态电阻应变仪KD7024:测量应变值。(2)千分表或位移计：测量主梁线位移。(3)应变计：测量主梁应变。(4)静态数据采集系统：采集试验数据3.加载设备(一)加载方案(1)荷载工况I,横向均布线荷载作用在单跨跨中L/2处；(2)荷载工况Ⅱ,单个集中力作用在单跨1号梁跨中L/2处；(3)荷载工况Ⅲ,单个集中力作用在单跨2号梁跨中L/2处；(4)荷载工况IV,单个集中力作用在单跨3号梁跨中L/2处；(5)荷载工况V,单个集中力作用在单跨4号梁跨中L/2处；(6)荷载工况VI,单个集中力作用在单跨4号梁跨中L/4处；(7)荷载工况VII,单个集中力作用在单跨4号梁跨中L/8处；(8)荷载工况VⅢ,单个集中力作用在单跨4号梁支点处。(二)测点布置(1)应变片顺桥向粘贴于每片梁肋跨中底面、腹板侧面或顶板面处；(3)压力传感器或机械测力计，在梁端支承处，于1号、3号、5号、7号梁图1-1加载位置和测点布置(三)试验环节2、确定模型材料的容重、弹性模量、剪切模量、泊松比，以及材料的力学指3、选择并粘贴应变片，选择并安设千分表(或位移计)、力(或荷重)传感器(1)施加初荷载，待稳定后读取荷载、应变、挠度和反力等初读数；(2)继续加载，待稳定后读取荷载、应变、挠度和反力等读数值。继续加载须按同一原则量值反复进行两次，如两次加载的试验量测值相差10%2.对应于每一种荷载工况，分别根据应变、挠度及反力，计算肋板梁桥的荷3、按荷载工况所计算的荷载横向分布系数，绘制横向分布系数沿桥跨方向的变化【试验数据及分析】1224端点均布荷载下0一0二三四五点10点20点400000000点60点170点18点19点200001000一四五点10点200点5000000000100110点170点18点190点2000000000000000000初位移法(模式一)用一根绳子前后向拉钢框架使其震动并通过DH-5956动态图一图二图三图四图五图六图一、二、三分别为加速度、位移、应变的动态图；图四、五、六分别为其对应的频谱分析图。初速度法是用锤子轻轻敲击(以防传感器受损)钢框架使其震动，再通过DH-5956动态信号测试分析系统获得其实时动态图。其中通道一接加速度传感器、通道二接应变传感器、通道三接位移传感器。图七图八图七为加速度的动态图，图八为其对应的频谱分析图。脉动法是不需要任何加载或处位移，只需通过自然界的声音，并将DH-5956动态信号测试分析系统的敏捷度调到最大，测其动态图。此时需要周围保持安静。图九图十图九为加速的的动态图，图十为其对应的频谱分析图。模式二下的初位移法如之前所述，是在钢框架的第一层加左右方向的横撑，试验措施如模式一同样。图十一图十二图十一为位移的动态图，图十二为其对应的频谱分析图。模式一与模式二的对比：模式一与模式二均采用初位移法，所不一样的在于模式二中钢框架的底层加有左右方向的横撑。根据图六与图十二的对比，我们发现模式一中的频谱分析曲线中有一种主峰，频率为2.54HZ,模式二中有三个峰(分别为前三个振型),频率分别为2.83HZ、8.59HZ、此处我们对比分析第一种峰，发现模式二下的固有频率比模式一的高，这也符合实际状况，毕竟模式二增长横撑使构造整体刚度加大，固有频率增大。初位移法、初速度法和脉动法的对比初位移法中根据加速度频谱分析曲线得到频率为2.59HZ,根据应变频谱分析曲线得到频率为2.59HZ,根据位移频谱分析曲线得到频率为2.54HZ.基本相似，符合规定。初速度法中根据加速度频谱分析曲线得到的三个峰的频率分别为2.69HZ、8.40HZ、17.18HZ。其中第一种峰的频率与初位移法差不多。脉动法中根据根据加速度频谱分析曲线得