桥梁试验（精选11篇）
桥梁试验 篇1
摘要：由于桥梁受各种不利因素的影响, 结构性能在使用过程中发生着不同的变化, 同时也出现了不同程度的损伤, 并且承载能力也逐渐降低, 所以对现役桥梁结构进行荷载试验是对承载能力评定最有效最直接的方法, 详细介绍了桥梁静载试验和动载试验。。
关键词：荷载试验,静载试验,动载试验
随着高速公路的快速发展, 桥梁建设技术也迈入了一个新的台阶, 目前我国有不同结构的桥梁, 如斜拉桥、悬索桥、拱桥、连续刚构桥等等, 这些桥梁建设完成之后, 最重要的一步就是要做荷载试验, 以确保桥梁的安全使用, 下面对荷载试验进行详述分析。
试验工作主要包含前期准备及现场实施两部分, 前期准备包括结构计算、测试截面和加载方式的确定等, 现场实施内容为荷载试验。
1 荷载试验的目的
通过本次桥梁荷载试验, 主要达到以下目的:
(1) 通过静载试验, 确定结构测试截面的应变分布情况 (包括应变沿截面高度的分布情况) 、截面下缘或上缘的抗裂性等, 并评估桥梁结构实际受力状况;
(2) 通过分析在试验荷载作用下桥梁测试截面的挠度情况, 评估桥梁上部结构刚度及整体性;
(3) 通过动载试验, 掌握桥梁结构的动力特性。
通过以上工作, 掌握桥梁的整体工作状况, 对桥梁承载能力做出综合评价。
2 荷载试验依据
本次荷载试验工作依据或参照以下规范和资料进行:
《公路桥涵养护规范》 (JTG H11-2004) ;
《公路桥梁承载能力检测评定规程》 (征求意见稿) ;
《大跨径混凝土桥梁的试验方法》 (1982) ;
《混凝土结构试验方法标准》 (GB50152—92) ;
《公路桥涵设计通用规范》 (JTG D60-2004) ;
《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 (JTG D62-2004) 。
3 计算分析
下面拿一个具体桥梁进行计算分析。结构的计算分析采用桥梁博士软件。上部结构主要参数取自南运河大桥施工图, 桥梁博士计算模型见图1、图2。本桥动载试验分析计算过程中按实际结构建立模型, 并以全真有限元模型来模拟全桥受力情况。试验跨跨中及支点截面尺寸大样见图3。
4 试验思路及内容
4.1 试验思路
根据桥梁的结构特点, 参考以往同类桥梁荷载试验工作的检测经验, 总结出荷载试验的基本思路和方法为:
(1) 依据预应力混凝土连续梁桥的结构及受力特点, 确定荷载试验方案, 主要为控制截面、控制内力、加载方式的确定等。
(2) 荷载试验。根据试验方案, 在结构控制截面有针对性地布置测点, 测试桥梁的实际受力、变形状态。
(3) 综合评定。根据荷载试验的实测数据, 与计算结果进行综合对比分析, 对桥梁的工作状况和承载能力进行综合评定, 确定结构的成桥工作状态。
4.2 试验内容
试验主要包括以下两方面的内容:
(1) 静载试验
根据连续梁桥受力特点及既有同类桥梁的病害特征, 选择结构主要控制截面进行静载试验, 了解测试截面在试验荷载下的应变分布及挠度, 评定桥梁结构的工作状态和承载能力。鉴于本桥上部为变截面预应力混凝土连续箱梁结构, 测试截面按如下选取:A截面 (应变、挠度) 、B截面 (挠度) 、梁端截面 (支点沉降) 。
(2) 动载试验
动载试验主要用于综合了解桥梁结构自身的动力特性, 以评价结构的现有工作状态。
动载试验主要用于综合了解结构自身的动力特性以及结构抵抗受迫振动 (行车) 的能力。试验内容包括脉动试验和行车试验。
5 静载试验测试
5.1 试验加载原则
(1) 试验荷载效率η=Sstat/S×δ应满足:0.8<η≤1.05, 其中:Sstat为试验荷载作用下检测部位变位或力的计算值;S为设计标准荷载作用下变位或力的计算值;δ为设计取用的动力系数。
(2) 试验加载采用分级加载的方式, 共分四级加载, 1级卸载。
(3) 为保证测试数据的可靠性, 每一加载工况稳定约10 min读数。
5.2 试验加载安全监测
试验加载过程中, 实时观测结构控制截面的变位、应力, 如果在未加到预计的最大试验荷载前, 应力或变位提前达到或超过设计标准的容许值, 应立即停止继续加载。
5.3 试验加载方式
试验加载采用42t左右的重车, 根据控制截面的内力影响线, 用加载车布载, 每一测试截面通过移动不同的加载车达到试验目标值, 使控制截面的弯矩与标准活载作用下的设计弯矩之比达到试验荷载效率的要求。
5.4 加载图示
静载试验加载位置经结构分析软件—桥梁博士计算确定, 设计荷载按照公路-I级 (考虑相应的折减系数) 考虑, 按照弯矩等效的原则, 同时要符合对荷载效率在0.8～1.05之间的要求。
5.5 加载工序
本桥静载试验各截面各加载工况实施程序如下:
初始状态 (静载试验加载开始) →预加载→预加载卸零→读取测点初读数
移动加载车至一级加载位置→读取试验数据
移动加载车至二级加载位置→读取试验数据
移动加载车至三级加载位置→读取试验数据
加载车开出主桥桥面, 卸零→读取测点卸载读数 (一个截面静载试验测试结束, 根据各测点的残余情况决定是否进行第二循环加载) 。
6 动载试验测试
桥梁动载试验内容包括脉动试验和行车试验。
6.1 脉动试验
脉动试验主要是在桥面无动荷载以及桥址附近无规则振源的情况下, 测定桥跨结构由于桥址处风荷载、地脉动等随机荷载激振而引起的桥跨结构微幅振动响应, 进而测定桥跨结构固有振动特性 (自振频率、振型和临界阻尼比) 。
(1) 测试方法:
在封闭交通的情况下, 采用超低频振动传感器测量桥跨结构天然脉动作用下的微小振动响应, 并通过数据采集和信号处理系统对信号进行采集和分析, 获得结构自振频率、振型和阻尼比等桥梁自振特征参数, 以确定桥梁自身的动力特征。
(2) 测试时段:
原则上测试时段选择夜间进行。
(3) 测试时间:
在测记桥跨结构振动响应要注意保证信号完整, 信号测记长度应足够, 并需照顾到各测记通道的动态范围, 小信号足够灵敏, 大信号不饱和, 测记时应配有示波器监视振动响应信号的质量。实测每次测试时间为30min。
6.2 行车试验
在桥面无任何障碍的情况下, 用一辆载重汽车 (总重约42t) 按对称情形, 分别以20km/h、40km/h、60km/h的速度驶过桥跨结构, 测定其截面A (跨中附近) 在行车车辆荷载作用下的动力反应。
7 结论
(1) 通过对桥梁试验跨静载试验应变数据的分析可知, 现浇箱梁强度及抗裂性是否满足设计要求。
(2) 通过对桥梁试验跨静载试验挠度数据的分析可知, 现浇箱梁刚度是否满足设计要求, 并且可以存在一定安全储备。
(3) 桥梁试验跨的各项动力性能指标是否满足设计要求, 同时可以说明试验跨动力性能是否正常。
由于桥梁受各种不利因素的影响, 结构性能在使用过程中发生着不同的变化, 同时也出现了不同程度的损伤, 并且承载能力也逐渐降低, 使本来安全的桥梁演变成为危桥, 所以对现役桥梁结构进行荷载试验是对承载能力评定最有效最直接的方法。
参考文献
[1]胡钊芳.公路桥梁荷载试验[M].北京:人民交通出版社, 2003.
[2]王国鼎, 袁海庆, 陈开利.桥梁检测与加固[M].北京:人民交通出版社, 2003.
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[5]潘松林, 张红阳.公路桥梁检测概述[J].城市道桥与防洪, 2003 (9) .
桥梁试验 篇2
对国内桥梁结构模型振动台试验研究的`历史与现状进行了介绍,在综述了国内一些桥梁结构模型振动台试验研究及其相关结论的基础上,简要探讨了桥梁结构模型振动台试验研究中存在的一些问题及其发展趋势,为今后进行桥梁结构模型振动台试验研究的工作人员提供必要的参考.
作 者：谢玮 刘洋 李涛 XIE Wei LIU Yang LI Tao 作者单位：谢玮,XIE Wei(重庆市设计院,重庆,400015)
刘洋,LIU Yang(重庆市四维环保设备有限公司,重庆,400015)
李涛,LI Tao(重庆交通大学,重庆,400074)
刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 36(11) 分类号：U441 关键词：桥梁结构模型 振动台试验 发展趋势
对公路桥梁试验检测技术的分析 篇3
摘要：本文以高速公路常规桥梁的检测技术为例，详细论述了高速公路常规桥梁检测技术的一般步骤及评价方法，并结合工程实例进行了阐述，只有这样才能为公路桥梁的检测工作提供切实可靠有效的数据，进而确保公路桥梁的安全使用。对目前大量的已经服役多年的同类桥梁的检测、评定具有重要的借鉴和参考意义。
关键词：公路桥梁；检测内容；检测技术
引言
在进入21世纪后，科技在不断的进步对于的桥梁的建设受到了各界的广泛关注。从前两的设计到施工完成，其中多多少少会存在一些问题。这些存在的问题可以分为两个方面：第一个是材料问题，其中最为常见的问题就是工程材料出现缺陷或是质量问题。第二个是施工过程中存在的问题，其中最为常见的问题就是在施工过程中或建造时出现一些失误。虽然这些小问题单独拿出来看时没有什么，但是如果在施工完成之后的总体来看它的安全性就有待考究了。对于施工完成后的桥梁进行性能检验是非常重要的，如果把带有安全隐患的桥梁开放使用就是对于人们人身安全的不负责，所以这就需要进行严格的公路桥梁试验检测。我国目前还没有一个关于公路桥梁试验检测的标准和技术，这样对于以建成桥梁是否存在安全隐患就无从得知。
1 工程概况
某桥梁，总长49m，桥跨布置为16.5m桥台+16m+16.5m桥台。上部结构为简支空心板，桥面全宽25.5m，横向布置为0.5m 防撞护栏带+11.25m行车道+2.0m中央分隔带+11.25m 行车道+0.5m防撞护栏带。下部结构为重力式桥台，群桩承台基础。设计荷载为汽车-20级，挂车-120。
为判断结构实际工作状况确定桥梁使用性能，对健康程度与完好状态进行评定，通过结构验算确定桥梁的承载能力，确保桥梁使用过程中的安全，为运营、养护提供依据。本次桥梁检测工作包括现状检查、专项检查和结构检算。
2 现状检查
2. 1 结构外观尺寸测量、构件外观检查
经现场测量，该桥桥面设计纵坡-0.6%，桥面横坡为2%双向坡，装配式预应力混凝土空心板，桥幅间以搭板连接，石砌圬工重力式桥台。
2.2 桥面系检查
桥面为沥青混凝土铺装，多处铺装层出现坑洞，全桥桥面破损程度<3%。伸缩缝处存在明显跳车，且堵塞严重。桥面有部分泄水孔被阻塞，排水不畅，路缘线外排水孔区域多处淤积污泥。防撞护栏多处扶手脱落、缺失、锈蚀，防撞墙部分区域混凝土保护层开裂，全桥护栏破损程度>3%。
2.3 上部结构检查
现状检查未发现上部预应力空心板有裂缝，但混凝土外观质量较差，板底混凝土浇注面凹凸不平，边板底板外侧边有多处碰损、缺角。桥台端头混凝土破损，保护层局部剥落，少量构造钢筋出露，锈蚀较严重。空心板间铰缝浇筑不密实，边板外侧悬挂有管线，在竣工资料中未见，该管线荷载可能不在设计考虑范围内，且管线上淤积了大量泥土，加大了边板负荷，托架锈蚀较严重。
2.4 支座及下部结构检查
现状检查未发现桥台、基础存在明显的倾斜及下沉现象，未发现基础冲刷。桥台为圬工砌体结构，砌体风化轻微，未见起层、剥落等，桥台台身未鼓胀变形。但台身多处砌缝开裂、并有渗水泛白。桥台前堆积有干草等杂物，易引发火灾等安全事故，对结构造成损伤。桥台台帽混凝土浇筑质量差，各台帽表面浮浆较重，蜂窝麻面较多，右幅0 #桥台台帽外侧混凝土保护层开裂破损，1#桥台上发现4条竖向裂缝。挡块混凝土均有碰损、缺角，挡块上杂草丛生，右幅0#桥台外侧挡块开裂，渗水严重。支座未见明显异常。
2.5 线形测量
桥面线形测量采用在桥头建立坐标基准点测试桥面相对高程的方法，左右幅桥标高观测位置均为外侧桥面。右幅基准点建立在左岸大型建筑物基础，测量从 0#台梁端开始，每2m设置一个测点，共9个测点；左幅基准点建立在右岸，测量从1#台梁端开始，每2m设置一个测点，共9个测点。经桥面线形测量检查，桥面纵坡与竣工资料基本一致，未发现板梁有明显上拱或下挠。
3 公路桥梁的检测技术方法
3.1 混凝土的检测评估法
混凝土的检测评估主要检测强度以及测量碳化的深度：首先是检测混凝土的强度，借助回弹仪展开检测，应用抽检方法来选择确定测区，测区部位以构件受力比较不利的位置为主，测区的面积控制在0.42m×4.6m之间，测点的分布应确保在测区中匀分布。以《回弹法检测混凝土的抗压强度技术规范》中的相关规范规定，在各测区测定16个回弹值。其次是测量碳化深度测量：在取回弹值的测区或者是周围，用冲击钻取钻孔，钻孔的直径以及深度分别是17mm、16mm，将钻孔清扫干净之后，以酚酞酒精（1%）滴于凿除位置边缘。再过5min之后，通过以游标卡尺或者是钢板尺对已经碳化的以及没有碳化的混凝土进行测定，测量次数3次左右，读数每次都精确至1mm。
3.2 裂缝检测
裂缝的检测主要是应用刻度放大镜观察测量裂缝的宽度。
3.3 空心板的混凝土的抗压强度检测
应用回弹值的碳化修正方法对混凝土的强度进行测定。利用回弹仪对混凝土的强度展开碳化回弹的综合测定，在混凝土的结构上的同一测区进行回弹值以及碳化深度的值的测定，进而采用碳化的深度来纠正回弹值，进而推算出测区的混凝土强度。此方法可减少受到龄期以及含水率两者的影响，弥补参数之间的不足，测量精度相对高。
3.4 桥梁结构损伤检测
（1）灵敏度法：采用灵敏度法，检测员能将结构参数有效纠正并使之合乎使用要求，并能设计弹性模量和设计参数的截面面积来修改有限元模型。（2）矩阵型法：使用矩阵型法展开检测，可以对计算模型全部矩阵展开修正，精确度高，利于执行操作。此法主要缺陷在于未得明确修正模型整体的物理意义，导致已有限元模型自身的带状性特征丧失，所以需要依靠其它的修正方法来辅助修正。（3）子矩阵修正方法：需修正有关修正系数，调整子矩阵的修正系数，这样能改变桥梁结构的刚度，其最大优点是修正之后的刚度矩阵，还是和原有矩阵的对称性以及稀疏性相一致。（4）指纹分析法：在桥梁的检测过程中，找出和它结构的动力性有关系的动力指纹，且以对应指纹的具体变化情况为根据，判断出桥梁结构实际的状况。通常在线监测过程中，频率是最容易获取。且参数精确度极高。所以检测员能依据监测频率所出现的变化，对结构破损的实际情况展开识别，操作方便。再有检测出的信息更多更全。多种检测模型及其实践证实，因桥梁结构的损伤造成的固有频率所发生的变化极小，可是振型形式的变化却显著，通常损伤造成的结构自振频率发生变化的概率在5%以内。
4 桥梁技术状况评定
通过详细的检查，经分析比较，按照《公路桥涵养护规范》中桥梁状况评分标准，对桥梁进行全桥总体技术状况等级评定。考虑桥梁各部件权重的桥梁技术状况综合评定方法：根据缺损程度（大小、多少或轻重）、缺损时结构功能的影响程度（无、小、大）和缺损发展变化状况（趋向稳定、发展缓慢、发展较快）等三个方面，以累加评分方法对各部件缺损状况作出等级评定。重要部件（如墩台和基础、上部承重构件、支座）以其中缺损最严重的构件评分；其他部件，根据多数构件缺损状况评分。全桥总体技术状况等级评定，采用考虑桥梁各部件权重的综合评定方法，亦可以重要部件最差的缺损状况评定。桥梁总体评定分值64分，桥梁状况评定为二类，处于较好的状态。应重点针对评定标度Ri≥3的部件进行必要的处治，以确保结构安全和桥梁的长期正常使用。
5 结语
如今，桥梁道路的检测仪器还在向着自动化和高精度的方向发展，而且检测设备也在不断的更新。为了使路桥检测结果更加的准确，更加的合理可靠，必须根据实际情况，对相关的理论和技术进行完善，这样才能更好的对公路桥梁进行检测。
参考文献：
[1]JTGT J21 -2011，公路桥梁承载能力检测评定规程[S]
[2]张莉.提高公路桥梁试验检测水平的几点思考[J].山西建筑，2014，03：2-3.
[3]陈小勇.公路桥梁试验检测技術及应用研究[J].江西建材，2014，14：4.
桥梁静荷载试验分析 篇4
目前, 国内许多单位在进行桥梁静荷载试验的时候, 其加载一般是按规范采用车辆分级加载, 寄希望于通过控制每级加载车的荷载大小来做到安全加载。当桥梁结构仅有一个控制截面或部位的时候, 这种加载策略是正确的。事实上, 当结构有多个控制截面时, 这种加载方法并不能确保每个控制截面都不超限。在拱桥荷载实验中, 一侧拱脚正弯矩加载则很有可能造成另一侧拱脚负弯矩超限。在梁桥加载过程中, 若加载过程指定不合理, 则会出现在某截面加载的过程中导致其它截面响应超限。
某具有5片主梁的20 m简支T梁桥, 设计荷载等级为汽-超20, 挂-120。经计算, 其单梁跨中截面活载控制弯矩为1 6 00 kN·m, 支点活载控制剪力为236 kN。荷载试验时, 跨中截面荷载试验效率取0.93, 为达到跨中截面试验效率, 经计算, 需要4辆重300 kN轴距4 m的2轴车, 在跨中截面加载时该4辆车按照2行2列布置, 每列车的2个车均为车尾对车尾并以跨中为对称线布置。现考虑如下的分级加载方法:设进行偏载试验加载时, 分2级加载, 每次加载1列车, 每列车的两车后轴之间始终保持4 m距离, 则在偏外侧列加载车辆的加载过程中, 单梁支点剪力将超过279 kN。 (279-234) /234=19%, 显然这不是合理安全的加载过程。因此, 要做到安全加载, 仅仅分级加载是不够的, 还应在分级加载的动过程中对全桥所有控制截面进行控制。
实际上, 规范推荐的这种分级加载方法是静态控制策略, 其荷载分级仅仅针对了测试的控制截面, 因此, 其安全性也是仅仅针对该测试控制截面而言的。对于非测试的多控制截面则无法简单地通过分级加载保证在车辆加载的动态过程中不出现响应超限。在实际的荷载试验中, 往往是通过试算看加载过程中其余截面响应是否会超限, 显然在控制截面数量较多时是比较困难的, 因此, 有必要研究在加载的动过程中如何确定合理的分级加载方法和各车辆的加载路线。目前, 还没有文献对加载动态过程的安全性进行过专门研究。
1 安全加载域
对于多控制截面的安全加载, 在研究桥梁静载试验车辆自动加载系统时, 可以按照这样一种加载思路进行:首先确定各控制截面的安全加载域, 然后确定所有安全加载域的交集, 该交集即为整个结构的安全加载域。文献1中所指安全加载域是指车辆加载的某一个范围, 在该范围内布置车辆时, 控制截面的响应不超限。事实上, 很难在理论上证明该加载范围内的车辆加载的任意性, 即是否对于该范围的任意布载形式均为安全加载。故不能保证在整个
结构的安全加载域内任意布载, 而使整个结构安全。
为避免安全加载域内的加载任意性问题, 在此对安全加载域重新进行更确切的定义:
设荷载试验测试控制截面Ki需要m辆加载车, 记加载车的位置为x1, x2, …, xm。控制截面在单个加载车辆荷载作用下的内力、应变和挠度等响应为r (x) , 定义Ki截面的影响函数为Ri (X)
Ω{X) , 满足Ri (X) ≤Ci, i=1, M. (2)
α≤Ri (X) ≤β. (3)
式中:α=0.8, β=1.05。
可能加载域A为所有布载方式的位置组合
2安全加载域的计算
安全加载域的计算是在影响函数的基础上进行。此时, 按照有限元法计算桥梁结构影响线一般可满足安全加载域计算精度的要求。
考虑控制截面为M个截面, 加载车为m辆车的情况, 此时, 应注意到各控制截面响应函数是有限个点 (设为N) 的插值函数, O表桥的一个端点, N表桥的另一个端点。显然, 每个控制截面可计算出Nm个点的响应函数值, 计算出所有点的响应函数值后, 则可按式 (2) 分别计算M个控制截面的安全域, 其交集为整个结构的安全域, 要完全计算出M×Nm个点的响应函数值的计算工作量是非常巨大的。如某个截面采用10辆加载车在100个加载位置上布载, 则其计算量为1020。显然, 一个控制截面有如此大的计算量是难以接受的。事实上, 不需要计算出所有点的影响函数, 可只计算安全加载域边界上的点。安全加载域边界方程见下式
Ω{X) , 满足R (Xi) =Ci, i=1, M. (4)
为了减少计算量, 可参考文献2中的薄膜法进行计算。下面给出一种更简洁有效的算法。
2.1 加载域的计算过程
1) 在可能加载域上计算出若干个点的响应函数值Ri, 设有k个点;
2) 计算出k个点中任意两点距离, dij (i=1 , k;j=1, k) , 当i=j时, 令dij=1;
3) 计算Dij= d2iji× (Log (dij-1) (i=1, k;j=1, k) , 当i=j时, Dij=0;
4) 计算[W]=[D]-1×[R], []表示矩阵;
5) 计算出某点与k个点中每点的距离d′i, i=1, k;
6) 则该点的响应函数估计值为R′=[W][d′];
7) 从可能加载域的边界开始搜索点, 使得该点满足式 (3) ;
8) 向前继续搜索该点的周围点, 使得该点满足式 (3) ;
9) 搜索完成后, 重复步骤7) 、8) , 但此时式 (3) 中的约束条件右端项Ci取αCi取α<1, 实际计算中可取α=0.9;
10) 第9) 步完成后, 即得到安全加载域Ω′, Ω′是结构实际安全加载域的一个子集;
11) 若该子集与控制域B无交集, 则重新搜索可能加载域的其余边界点。
在计算过程中, 应计算出所有控制截面的[W]后, 再统一进行5) ～10) 步的计算。若第7) 步失败, 则该结构对于拟订的车辆荷载不存在一个安全的加载动过程, 此时必须改变加载车辆的轴重, 轴距等。
按上面所述方法计算出的安全加载域Ω′必须与控制域B有交集, 否则兀实际意义。典型的安全加载域如图2所示, 并示出了其中一种加载路径L。加载路径L对应了加载车辆从桥外行驶到控制域B的过程, 加载路径L在可能加载域A上的端点对应了车辆加载的初始位置。
一般情况下, 加载路径的起点在图2的左下角点或右上角点, 即Xo={0, 0, …, O) 或XN={N, N, …, N) , 根据影响函数的定义, Xo和XN对应了所有车在桥的两端点, 显然此时的影响函数R (X0) =R (XN) =0<C。
由于在计算安全域的时候, 是针对式 (4) 进行求解, 而式4是多控制截面的安全加载域的定义, 故实际求出的加载路径L是使所有控制截面的响应都不超限的安全加载路径。从而对于具有多控制截面桥梁的安全加载域和加载路径的问题得以一并解决。
对于控制域B的求解也可参照上述方法进行, 此时只需将式 (4) 参照式 (3) 分别替换为Rj (X) =α和Rj (X) =β, 并求其交集即得控制域B。
2.2 加载过程的优化
在荷载试验过程中, 一般希望加载的路线总长最短。实际上可归结为求最短路径问题。具体算法可参考的文献较多, 在此不再进行讨论。
3 结束语
通过将荷载试验车辆加载位置比拟成广义点, 使得车辆加载的动过程的安全性问题转化为计算加载安全域的边界问题, 使得计算工作量大大减少, 同时安全域边界得出后, 也就容易得出车辆实际的加载路径。这样在理论上和算法上解决了桥梁静荷载试验加载动过程中的安全性问题。
摘要：在目前通常采用的桥梁静荷载试验中, 试验规范推荐的分级加载法不能确保在分级加载过程中桥梁结构的多个控制截面同时是安全的。介绍安全加载域的定义、原理及计算过程, 并优化加载过程的计算, 将所有加载车的加载位置比拟成一个广义的点, 使得安全动态加载的问题转化成求解安全加载域边界的几何问题, 易于计算出安全加载路径。
关键词：静载试验,动态过程,分级加载,加载安全域
参考文献
[1]石永燕, 王云莉.静载试验车辆自动加载算法及系统[J].公路交通技术, 2003 (2) :24-26.
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[3]王武勤.大跨度桥梁施工技术[M].北京:人民交通出版社, 2007.
[4]徐君兰.大跨度桥梁施工控制[M].北京:人民交通出版社, 2000.
桥梁试验 篇5
与解析完整版
一、单选题(共30题，每题1分，共30分)。
1.桥梁用塑料波纹管环刚度试验，应从()根管材上各截取长300mm±10mm试样一段。
A.二
B.三
C.五
D.六
2.桥梁锚具组装件静载锚固性能试验加载以预应力钢绞线抗拉强度标准值分()级等速加载。
A.5
B.10
C.6
D.4
3.桥梁异形钢单缝伸缩装置试验检测项目为()试验。
A.拉伸、压缩
B.垂直变形
C.水平摩阻力
D.橡胶密封带防水
4.按照《公路隧道设计规范》(JTGD70-2004)的规定，长度为1000m的隧道为()。
A.特长隧道
B.长隧道
C.中隧道
D.短隧道
5.在建设项目中，根据签订的合同，具有独立施工条件的工程，如独立大桥、中桥、互通式立交应划分为（）。
A.分项工程
B.分部工程
C.单位工程
D.子分部工程
6.对经久压实的桥梁地基士，在墩台与基础无异常变位的情况下可适当提高承载能力，最大提高系数不得超过()。
A.1.15
B.1.20
C.1.2D.1.35
7.当钢筋保护层厚度测试仪的探头位于()时，其指示信号最强。
A.钢筋正上方
B.与钢筋轴线垂直
C.与钢筋轴线平行
D.与钢筋轴线平行且位于钢筋正上方
8.钻芯法中对芯样要求其公称直径不宜小于集料最大粒径的()；也可采用小直径芯样试件，但其工程直径不直小于()且不得小于集料最大粒径的()。
A.4倍，80mm，3倍
B.3倍，70mm，2倍
C.3倍，60mm，2倍
D.3倍，50mm，2倍
9.回弹法检测混凝土强度时如果为非水平方向且测试因为非混凝土的浇筑侧面时，()。
A.应先对回弹值进行角度修正再对修正后的值进行浇筑面修正
B.应先进行浇筑面修正再对回弹值进行角度修正
C.修正顺序不影响检测结果
D.对回弹值进行角度修正即可
10.对混凝士桥梁主要构件或主要受力部位布设测区检测钢筋锈蚀电位，每一测区的测点数不宜少于()个。
A.5
B.10
C.15
D.20
11.桥梁主要部件材料有严重缺损，或出现中等功能性病害，且发展较快;结构变形小于或等于规范值，功能明显降低，其技术状况评定标度为()。
A.2类
B.3类
C.4类
D.5类
12.关于定期检查周期，以下说法错误的是()。
A.新建桥梁交付使用两年后，进行
B.均布荷载
C.等效荷载
D.分级荷载
17.测量大跨径桥梁结构纵向线形，测量断面不宜少于()个。
A.3
B.5
C.7
D.9
18.实桥上使用电阻应变计测量多点静应力时，最常用桥路为()。
A.1/4桥
B.半桥
C.3/4桥
D.全桥
19.JTG D60-2015将桥梁跨径≤5m的车道荷载中集中荷载提高到()。规范P27
A.180kN
B.240kN
C.270kN
D.360kN
20.按《公路桥涵养护规范》JTG Hl1-2004，桥梁定期检查周期根据技术状况确定，最长不得超过()年。
A.一
B.二
C.三
D.四
21.隧道锚杆杆体长度偏差不得小于设计长度的()。
A.60%
B.85%
C.90%
D.95%
22.隧道开挖时，I~II级围岩两车道及以下跨度的隧道开挖时常用()开挖。
A.全断面法
B.弧形导坑留核心土法
C.台阶法
D.双侧壁导坑
23.并行布置的两隧道的人工结构连接在一起的隧道，称为()。
A.分离式隧道
B.小净距隧道
D.连拱隧道
E.分叉隧道
24.桥梁承载能力检算系数的三个检测指标:表现缺损状况、材质强度和桥梁结构自振频率的权重值分别为:()。
A.0.4、0.35、0.25
B.0.4、0.3、0.C.0.3、0.3、0.4
D.0.3、0.4、0.3
25.《公路桥梁荷载试验规程》JTG/TJ21-01-2015规定:新建桥梁静载试验效率直取()。
A.0.85~1.0B.0.8~1.0
C.0.85~1.0
D.0.8~1.05
26.人车混合通行的隧道中，中间段亮度不得低于()。
A.1.0cd/m
B.1.5cd/m
C.2.0cd/m
D.3.5cd/m 222
227.隧道防水混凝土衬砌每()需要做一组抗渗试件。
A.50m
B.100m
C.200m
D.500m
28.以下隧道用防水卷材不属于高分子卷材的是()。
A.聚乙烯
B.醋酸乙烯其聚物
C.石油沥青油毡
D.醋酸乙烯与沥青其聚物
29.以下检测方法不属于隧道内混凝土衬砌厚度检测方法的是()。
A.凿芯法
B.回弹法
C.地质雷达法
D.激光断面仪法
30.某隧道进行定期检查时，在一段落超车道中部发现较大面积的坑洞，行车道左侧部存在严重积水，该病害己经影响行车安全，那么此隧道路面分项的状况值应评为()类。
A.1
B.2
C.3
D.4
二、判断题(共30题，每题1分，共30分)。
1.混凝土强度检测评定可分为结构或构件的强度检测评定与承重构件的主要受力部位的强度检测评定。
2.桥梁无损检测中，对于混凝土电阻率的测量，通常混凝土电阻率越大，说明钢筋锈蚀发展速度越快。
3.桥梁板式橡胶制作试验机的示值相对误差最大允许值为±1.0%，使用负荷可在其满负荷的范围内。
4.桥梁预应力锚具静载试验应连续进行两个组装件的试验，试验结束后需计算锚具效率系数和实测极限拉力时组装件受力长度的总应变。
5.分项工程是指具有独立的施工条件的工程。
6.桥梁钻孔灌注桩成孔质量检测时，对于钻孔桩成孔倾斜度允许偏差为小于2%。
7.当采用超声法检测混凝土浅裂缝时，最好在裂缝处贯入清水。
8.桥梁基础砌体缝裂缝宽度超过0.5mm时必须进行处理。
9.一般地基土根据塑性指数、粒径、工程地质特性等分为六类。
10.半电池电位法是通过测定钢筋/混凝土半电池电极与在混凝土表面的铜/硫酸铜参考电极之间电位差的大小，来评定混凝土中钢筋的锈蚀活化程度。
11.电阻应变片测试技术不能测桥梁振动。
12.按《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21-2011，桁架拱桥桥面板属于主要部件。
13.依据《公路桥梁技术状况评定标准》JTG/T H21-2011，在全桥总体技术状况等级评定时，当主要部件评分达到4类或5类时，可按照桥梁主要部件最差的缺损状况评定。
14.某空心板梁桥有一篇空心板梁因施工缺陷导致顶板较薄，且在车轮直接碾压下被压碎出现较大空洞，该桥在技术状况评定中，可直接评定为5类桥。
15.对于梁式桥上部承重构件有严重的异常位移，存在失稳现象时，在其技术状况评定中，可直接评定为5类桥。
16.拟提高技术等级的桥梁，应进行承载能力检测评定。
17.结构自振频率是桥梁重要的动力响应参数。
18.因电子水准仪的分辨力为0.0lmm，故其测量精度亦为0.01mmo
19.电阻钢筋应立即适合对桥梁结构进行长期监测。
20.应变花可用来测试桥梁构件的平面应变，也可测单向应变。
21.隧道施工检测，钢弦式测力锚杆与机械式量测锚杆相比，不便于远距离测量，对施工扰动大。
22.公路隧道衬砌结构受力是不确定的。
23.钢绞线松弛试验初应力应根据理论及经验确定。
24.桥梁的技术状况评定为1、2、3、4和5，对应的缺损状况评定为5、4、3、2和1.25.《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2015规定，索吊杆设计使用年限为20年。26.隧道开挖时预留变形量大小宜根据监控量测信息进行调整。
27.公路隧道经常性检查结果一般分为五个等级，分别为0、l、2、3、4。
28.公路隧道防水混凝土的试验抗渗等级应大于设计抗渗等级。
29.周边收敛是指隧道两侧壁测点间之间连线的相对位移。
30.由于采用激光断面仪进行隧道断面检测，多采用等角自动检测，为了使测点之间距离大致相等，应尽量在隧道重点附近设置测点。
三、多选题(共20题，每题2分，共40分。下列各题的各选项中，至少有两个是符合题意的，选项全部正确得满分，选项部分正确按比例得分，出现错误选项该题不得分）。
1.桥梁盆式支座成品试验检测项目为()。
A.抗压弹性模量
B.坚向承载力
C.摩擦系数
D.转动试验
E.水平承载力
2.预应力混凝土桥梁用塑料波纹管按截面形状可分为()。
A.矩形
B.扁形
C.圆形
D.螺纹形
3.桥梁梳齿板式伸缩装置试验检测项目主要为()试验。
A.拉伸、压缩
B.垂直变形
C.水平摩阻力
D.变位均匀性
4.隧道止水带按照设置的位置可分为()。
A.中埋式止水带
B.背贴式止水带
C.可排水止水带
D.可注浆止水带
E.橡胶止水带
5.公路隧道特点有()。
A.断面大
B.形状扁平
C.防水要求高
D.围岩条件复杂
E.结构受力不确定
6.芯样试件内不宜含有钢筋。如不能满足此项要求，试件应符合下列要求()。
A.标准芯样试件，每个试件内直径小于10mm的钢筋不得多于2根
B.公称直径小于100mm的芯样，每个试件内最多只允许有一根直径小于10mm的钢筋
C.芯样内的钢筋应与芯样试件的轴线基本垂直并离开端面10mm以上
D.芯样有裂缝或有其他较大缺陷
7.钢筋混凝土梁钢筋保护层厚度测试时，应注意()。
A.应对全部底排纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验
B.对于每根钢筋，应在有代表性的部位测量
C.应抽取不少于6根纵向受力钢筋的保护层厚度进行检验
D.纵向受力钢筋的保护层厚度检验比例不直小于30%
8.混凝士中碱集料反应()。
A.属于化学反应
B.对钢筋有侵蚀作用
C.可在钢筋表面生成致密氧化膜
D.可导致混凝土涨裂
9.超声回弹法与超声法比，超声回弹综合法具有以下优点()。
A.受混凝土含水率和龄期影响小
B.对测试面要求低
C.能够较全面反映结构混凝土实际质量，测试精度高
D.简便快捷
10.混凝土桥梁钢筋锈蚀电位评定标度为()时，应测量混凝土中氯离子含量及其分布。
A.1
B.2
C.3
D.4
E.5
11.在用桥梁实际承载能力，可通过()。
A.试验检测
B.荷载试验
C.动载试验
D.按设计规范重新计算
E.检测基础上检算
12.应变测量桥路组合的主要作用有()。
A.机械量与电量之间的相互转换
B.提高输出灵敏度
C.电压输出
D.应变花测量
E.温度补偿
13.桥梁技术状况评价中，有下列情况之一时，整座桥应评定为5类桥:()。
A.上部结构有落梁;或有梁、板断裂现象
B.梁式桥上部承重结构有明显裂缝，裂缝超限值
C.梁式桥上部承重构件有严重的异常位移，存在失稳现象
D.结构出现明显的永久变形，变形大于规范值
E.斜拉桥拉索钢丝出现严重锈蚀、断丝，主梁出现严重变形
14.桥梁结构铰缝渗水现象，技术状况评定中应对以下哪些项目扣分:()。
A.上部一般构件
B.防排水系统
C.桥面铺装
D.伸缩缝装置
15.桥梁基础新近沉积粘性土的地基承载力容许值，可按()确定。
A.液性指数
B.压缩模量
C.含水量
D.天然孔隙比
16.隧道超前地质预报中物探法主要包括（）。
A.弹性波法
B.电磁波法
C.瞬变电磁法
D.高分辨率直流电法
E.红外探测法
17.对某隧道防水层搭接宽度进行检测，以下测试结果可判为合格的有（）。
A.131mm
B.102mm
C.52mm
D.48mm
18.隧道混凝土衬砌质量检测包括（）。
A.衬砌模板
B.混凝土强度和厚度
C.衬砌背后空洞
D.外观
E.整体几何尺寸
19.隧道超前锚杆实测项目包括（）。
A.密实度
B.长度
C.孔位
D.钻孔深度
E.孔径
20.隧道一般采用（）开挖方法。
A.全断面法
B.短台阶法
C.多台阶法
D.长台阶法
四、综合题(从6道大题中选答5道大题，共25小题，每小题2分，共50分。如6道大题均作答，则按前5道大题计算分数。下列各题的备选项中，有1个或1个以上是符合题意的，出现漏选或错误选项均不得分，完全正确得满分）。
1.预应力混凝土先简支后连续T梁旧桥，四跨一联(4×5m），横向6片主梁，车行道宽12.5m，设计荷载汽车超-20级、挂车-120验算。现拟对该桥进行荷载试验，试为以下问题选择最佳答案。
1)为试验进行的结构计算内容，包括()。
A.试验控制荷载
B.T梁截面特性
C.控制断面内力
D.加载效率
2)静载试验主要加载工况应选()。
A.内支点负弯矩最大
B.边跨正弯矩最大
C.边跨挠度最大
D.中跨跨中正弯矩最大
3)试验荷载作用下，跨中挠度计算值估计值10mm，测试挠度可选用()。
A.普通连通管
B.电测位移计
C.全站仪
D.精密水准仪
4)测量T梁截面静应力，可采用()。
A.钢筋应力计
B.振弦应力计
C.电阻应变计
D.弓形应变计
5)测量T梁截面动应力，可采用()。
A.钢筋应力计
B.振弦应力计
C.电阻应变计
D.弓形应变计
2.低应变法现场检测桥梁基桩完整性原理及现场检测技术:
6)低应变法的原理是，把桩视为一维弹性均质杆件，当桩顶收到激励后，压缩波以波速C沿桩身向下传播，当遇到桩身披阻抗或截面积变化的界面时，在界面将产生()。
A.反射波、透射波
B.绕射波、折射披
C.反射波、吸收波
D.反射波、绕射波
7)现场准备工作包括()。
A.现场踏勘
B.资料收集
C.桩头处理
D.传感器安装
8）仪器需要设置的参数包括()。
A.采样频率
B.采样点数
C.适调放大器
D.脉冲宽度
9)信号采集要求正确的是()。
①根据桩径大小，在与桩心对称处布置()个测点。
②实测信号能反映桩身完整性特征，有明显的桩底反射信号，每个测点记录的有效信号不宜小于()个
③不同测点及同一测点多次实测时域信号一致性好，否则找出问题后进行重测。
④信号幅值适度，波形光滑，无记剌、振荡出现，信号曲线最终()。
A.2~4个、3个、归零
B.1~2个、2个、归零
C.1~2个、3个、归一
D.2~4个、2个、归一
10)结果分析包括()。
A.桩身波速平均值确定
B.桩身缺陷位置计算
C.桩身完整性判断
D.混凝土强度计算
3.某检测中心进行热轧带肋钢筋拉伸的委托检测项目，用户委托的热轧带肋钢筋试样技术参数及相关信息见下表。用户要求试验人员采用GB1499.2-2007《钢筋混凝土用钢
C.最大力总伸长率
D.抗拉强度
4.隧道风压是隧道通风的基本控制参量，在长大隧道中，通风系统往往由复杂的通风网络构成，要使风流有规律地流动，就必须调整或控制网络内各节点的风压。
16)空盒气压计测量时，应将盒面()放置在被测地点，停留10~20min待指针稳定后再读数。
A.倒置
B.坚立
C.水平
D.与边墙平行
17)空气的相对静压可采用()测定。
A.空盒压力计
B.单管倾斜压差计
C.U形压差管
D.水银气压计
18)公路隧道单向交通隧道风速不直大于()，双向交通隧道风速不应大于()，人车混用风速不应大于()。
A.10m/s，8m/s，7m/s
B.12m/s，10m/s，8m/s
C.12m/s，8m/s，7m/s
D.12m/s，10m/s，7m/s
19)采用迎面法检测隧道风速时，测试结果为12m/s，则实际风速为()。
A.12.48
B.13.2
C.13.68
C.14.4
20)隧道风速检测说法有误的是()。
A.杯式风表和翼式风表的区别在于，杯式风表用于检测0.5~l0m/s的中等风速，翼式用于大于10m/s高风速
B.背面法测风速时，测试人员应背向隧道壁站立
C.皮托管和压差计不可用于通风机风筒内高风速的测定
D.公路隧道中一般采用射流风机纵向通风
5.隧道施工监控量测是指隧道施工过程中使用各种类型的仪表和工具，对围岩和支护衬砌变形、受力状态的检测。
21)洞内外观察内容包括()。
A.掌子面观察
B.支护状态观察
C.施工状态观察
D.洞外观察
22)隧道周边收敛测量采用的仪器有()。
A.地质罗盘
B.收敛计
C.水准仪
D.全站仪
23)拱顶沉降测量，基点设置于稳定的衬砌边墙，前一次后视点读数1114mm，前视点读数1126mm;当次后视点读数1116mm，前视点读数1125mm，则拱顶位移值为()。
A.3mm
B.-3mm
C.1mm
D.-1mm
24)地表沉降量测断面应尽可能与隧道轴线垂直，根据地表纵向坡度确定地表量测断面数量，一般不少于()。
A.1个
B.3个
C.5个
D.7个
25)量测数据结果判定错误的有()。
A.当位移速率大于2mm时，围岩处于急速变形阶段，应密切关注围岩动态
B.当位移速率在小于1mm时，围岩处于基本稳定状态
C.当位移速率d2u/d2t<0，围岩处于不稳定状态，应停止掘进
D.当位移速率d2u/d2t>0，围岩处于稳定状态
6.《公路桥梁承载能力检测评定规程》规定，对符合下述条件，如()的在用桥梁，可通过荷载试验进行承载能力检测评定。
26)该桥梁技术状态等级()。
A.低于三类
B.低于四类
C.为四类
D.为四、五类
27)该桥梁荷载等级()。
A.达不到原设计超20级
B.实测不满足设计要求
C.实测满足设计要求
D.有待提高
28)该桥梁需要承受()。
A.设计荷载
B.特种车辆荷载
C.550kN车辆荷载
D.超大荷载
29)经检算，该桥作用效应与抗力效应的比值()。
A.等于l
B.在1~1.1之间
C.在1~1.2之间
D.等于1.2
30)该桥遭受()。
A.(主体)严重损伤
B.桥面严重漏水
C.桥墩被火熏黑
桥梁试验 篇6
摘要：根据结构模型振动台试验相似理论和大跨结构多点激励理论，以某非规则钢筋混凝土高墩曲线连续梁桥为研究对象，建立缩尺比为1：20的桥梁结构试验模型，研究该非规则曲线桥梁模型在地震波多点激励作用下结构的地震响应规律。研究表明：随着地震波强度等级增大，非规则曲线桥梁结构一阶频率下降速度先快后慢，阻尼基本呈线性增加；非规则曲线桥梁结构地震响应具有明显的空间性；局部地形效应对曲线桥梁结构地震响应有放大作用；不同频谱地震波对非规则曲线桥梁结构地震响应影响各异，且差别较大。因此，在非规则高墩曲线梁桥结构抗震分析中应考虑多点激励效应的影響。
关键词：曲线桥梁；非规则；多点激励；局部地形效应；振动台试验
引言
随着中国城市化进程的推进和西部大开发计划战略的实施，中国桥梁建设得到了长足的发展。曲线桥梁以优美的流线构型，灵活多变的线路布置，在工程实践中得到广泛应用。当曲线桥梁结构的曲率过大时，曲梁内力将存在严重弯扭耦合，使得结构平面布置表现为非规则性。在山区中，由于地势起伏，曲线桥梁相邻桥墩或一联内的桥墩高度往往存在较大差异，结构在竖向刚度分布不均匀，导致曲线桥梁结构呈竖向不规则。对竖向和平面不规则的曲线桥梁结构在进行地震响应分析时，结构内力和变形较复杂，计算困难。
刘晶波用有限元法结合修正的透射人工边界，研究了P波、SV波和Rayleigh波传播时局部不规则地形对地面运动的影响，研究表明局部孤突地形对地震波有放大效应。根据已掌握的地震现场资料显示，50 m范围内大跨结构的支承点处接收的地震激励可能有较大差异。受局部地形效应对结构地震激励的影响，在进行桥梁结构地震响应分析时，应考虑局部场地效应的作用。由于局部地形效应对地震波幅值、频谱和相位的改变，使得大跨度空问结构在各支承点处接收的地震激励存在差异。文献对多点激励下大跨度桥梁结构地震响应进行理论和试验研究，结果表明：大跨度桥梁结构的地震响应与地震波的输入方式和桥梁支承点的场地特性有密切关系。
文献通过建立高墩大跨连续刚构桥梁实体模型，进行了地震模拟振动台试验，研究多点激励下高墩大跨连续刚构桥梁的地震响应。王蕾等利用北京工业大学地震模拟振动台台阵系统，研究了考虑局部地形效应和多点激励作用下曲线桥梁结构的地震响应规律。樊珂等利用小型联动地震模拟振动台台阵系统对某钢管混凝土拱桥进行了多点激励研究。王艳等对大跨曲线预应力混凝土刚构桥的自振特性和抗震性能进行了研究。刘保纲通过对箱梁进行内力和变形分析，研究了翘曲扭转对曲线桥梁主梁变形的影响。
桥梁试验 篇7
关键词：桥梁,动载试验,检测,冲击系数
高速公路作为国家走向现代化的桥梁, 它的建成和投入使用数量从侧面反映了一个国家国力的发展和进步。近年来我国在这条道路上已取得了相当大的成就, 而桥梁作为公路的咽喉, 在高速公路系统中占有举足轻重的地位。随着大批高速公路桥梁的建成, 早期修建的桥梁可能已出现部分病害和破损现象, 给桥梁结构带来潜在危害, 桥梁后期检测和加固也日益得到关注和重视。本文主要结合山东省某高速公路桥梁检测过程中的动载试验, 简述动载试验在桥梁检测过程中的应用方法。
1 工程概况
某大桥为山东省高速公路网中某四跨40 m预应力混凝土连续T梁桥, 施工方式采用先简支后连续结构, 共由五片T梁组成, 梁高为2.5 m, 梁间距2.4 m, 设计荷载等级为公路Ⅰ级荷载, 单幅两车道, 设计行车速度为80 km/h。混凝土主梁、横隔梁、湿接缝、墩顶现浇段、桥面均采用C50混凝土, 防水层采用10 cm厚的沥青混凝土;桥墩台基础均采用C30混凝土, 0号、4号桥台采用GJZF4 400×450×86型四氟滑板式橡胶支座, 并分别设置一道80型异型钢单缝式伸缩装置, 1号~3号桥墩与梁固结, 形成连续刚构体系。桥梁立面布置图见图1。
2 动载试验
2.1 动载试验测试内容
试验项目包括:
1) 脉动试验:在桥面无任何交通荷载以及桥址附近无规则振源情况下, 通过高灵敏度动力测试系统测定风荷载、地脉动、水流等随机荷载激振而引起桥跨结构的微小振动响应, 测得结构的自振频率和阻尼比等动力学特征。采用东华DH5922动态测试系统配合伺服式拾振器采集桥面振动信号。
2) 跑车试验:采用1辆360 k N重车分别以10 km/h, 20 km/h, 30 km/h, 40 km/h, 50 km/h车速沿桥中心线匀速行驶过桥梁, 测量各跨梁体的竖向动力响应和跨中动态增量。
3) 跳车试验:用1辆360 k N重车进行跳车试验, 在跨中截面车辆后轴位置布置三角垫块 (长50 cm, 高10 cm) , 通过跳车试验测试桥梁结构在冲击荷载作用下的振动响应。
4) 刹车试验:用1辆360 k N重车, 以20 km/h的车速沿桥中心线匀速行驶, 在试验截面位置紧急刹车至停止, 激发桥梁的水平振动, 测试桥梁的振动响应。
2.2 测试截面和测点布置
先利用结构分析有限元通用程序对桥梁进行动力分析, 得出桥梁的理论主要振型和自振频率, 将测点布置在试验桥跨振幅较大的位置, 加速度传感器布置在试验桥跨的跨中防撞栏内边缘, 且距内边缘约100 mm的位置。分析主梁在载重车辆匀速通过时的振动响应, 识别桥梁整体振动的动力特性参数, 包括自振频率和阻尼比等。测点布置图如图2所示。
注:测点1, 3, 6, 8位于各跨跨中, 测点2, 4, 5, 7位于第二, 第三跨四分点
2.3 动载试验结果及分析
2.3.1 振动特性试验结果
通过对脉动测试信号进行分析, 得到大桥前2阶频率及阻尼比如表1所示。动力特性分析采用MIDAS/CIVIL软件, 桥面铺装作为附加质量分配到各节点上, 不考虑其对结构刚度的影响。
由表1可见, 该大桥前2阶振型振动频率的实测值均大于理论计算值, 根据JTG/T J21—2011公路桥梁承载能力检测评定规程中第5.9条的相关规定, 结构动刚度满足设计要求。
2.3.2 跑车试验结果
通过测试桥跨在测试车辆行车过程中的各跨跨中动挠度来推算桥跨的实际冲击系数值。跑车中所测得的各跨冲击系数见表2, 冲击系数随车速变化关系曲线图如图3所示。
冲击系数是反映桥梁在运营阶段工作状况的一个重要指标, 它与桥梁的线形、桥面的平整程度、行驶车辆的动力性能都存在直接关系。从表2, 图3中可看出:本次实测车速为20 km/h时, 第二跨冲击系数最大为1.160;冲击系数整体呈现随车速增加而增大的趋势。
本次实测的冲击系数1+μ在1.036~1.160之间, 数值较小, 行车状态下对桥梁结构的冲击效应在设计允许范围内。
2.3.3 跳车试验结果
用1辆360 k N重车进行跳车试验, 在跨中截面车辆后轴位置布置三角垫块 (长50 cm, 高10 cm) , 车辆跳下垫块后马上刹车熄火, 测得的动挠度结果如表3所示。
mm
2.3.4 刹车试验结果
采用1台36 t的加载车以20 km/h的速度分别行驶至1号墩、2号墩立即刹车至停止, 测得的水平向位移结果如表4所示。
mm
2.3.5 动载试验结果分析
根据该大桥动荷载试验实测频率、阻尼比、冲击系数, 结合结构动力响应以及理论分析, 可以得到以下结论:
1) 试验跨桥梁结构的竖向频率的实测值与计算值有较好的吻合性, 一阶、二阶频率的实测结果大于理论计算值, 结构的动刚度满足设计要求。
2) 脉动试验得出试验跨桥梁结构的一、二阶振型与理论分析振型吻合。
3) 脉动试验中, 试验跨桥梁结构一阶频率的阻尼比为4.75%, 二阶频率的阻尼比为3.71%;阻尼比均大于2%, 说明结构耗散外部能量输入的能力较强。
4) 强迫振动试验基本上模拟了桥梁运营阶段的工作状态, 各个车速下冲击系数较小, 处于1.036~1.160之间, 冲击效应在设计允许范围内。
5) 在跑车、跳车及刹车荷载作用下, 结构各部位反应平稳, 无异常现象发生, 实桥结构的动力性能良好。
3 结语
桥梁动载试验由于其操作所需时间短、成本低、方法便捷, 近年来已在桥梁检测与评估、桥上荷载识别、疲劳试验等过程中得到广泛应用。虽然目前动载试验在实用过程中依旧存在一定的局限, 但随着我国公路桥梁检测制度的完善, 其前景必然会受到广泛重视。
参考文献
[1]袁万城, 崔飞, 张启伟.桥梁健康监测与状态评估的应用与发展[A].材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C].1998.
[2]罗蔚文.提速对既有桥梁的疲劳影响沪杭线41号桥测试资料分析[J].铁道学报, 1998, 20 (6) :67-68.
[3]申明文, 周海俊.桥梁静动载试验检测方法[J].城市桥梁与防洪, 2007, 7 (7) :158-160.
贴钢法加固桥梁试验与研究 篇8
21世纪以来, 公路交通量增大, 重载、超载车辆不断增多, 对桥梁结构伤害较大, 许多桥梁出现裂缝、挠度加大等现象, 严重影响桥梁的运行安全, 需要维修加固。目前, 我国桥梁上部结构加固方法主要有5种:增大梁截面和配筋加固法, 桥面补强层加固法, 预应力加固法, 改变结构体系加固法, 外贴法加固法。其中, 外贴加固法中有一种是在钢筋混凝土结构物表面粘贴钢 (钢板、钢筋或玻璃钢) 质材料以达到加固补强, 提高结构承载能力的方法。
贴钢法加固桥梁一般采用环氧树脂或建筑结构胶将钢板, 钢筋或玻璃钢等抗拉强度高的材料粘贴在钢筋混凝土受弯构件表面, 使之与结构物形成整体共同受力, 从而取得抗弯, 抗剪能力, 改善原结构的钢筋及混凝土的应力状态, 限制裂缝的进一步发展。该加固方法, 具有施工简便, 极小破坏原结构, 粘钢所占空间小, 施工周期短, 消耗材料少, 加固部位可以灵活布置等特点。所以, 贴钢法是常用的旧桥加固技术。
本文就钢板加固所做相关试验, 来验证其实用性。主要通过对9根缩尺梁进行不同预加荷载幅值的重复抗弯加载试验, 使其有不同的开裂损伤, 以模拟实际公路桥梁不同超载开裂损伤状况, 然后对其中6根粘贴钢板加固, 进行加固后的梁的抗弯性能对比试验。
2 试验准备
本次试验梁为普通钢筋混凝土梁, 采用C30混凝土, 受力钢筋采用HRB335钢筋, 试验梁截面尺寸为b×h=150mm×250mm, 梁长L=2700mm, 设计跨径L=2400mm。在试验前把试验梁分别以0.85、1.0和1.2倍的构件承载能力设计值作为预加荷载幅值进行预裂, 超载重复次数为20次[1]。
对每一加载幅值的预裂梁加载的程序为:第一次逐级加载至预裂荷载, 并逐级记录各测点的应变及挠度值;以预裂加载幅值的荷载反复加载20次, 记录第21次逐级加载至预裂荷载的各测点应变及挠度值。不同加载幅值的预裂荷载如表1, 试验梁基本参数见表2。
k N
加固材料:按照《混凝土结构加固设计规范》中对混凝土结构加固用钢板材的要求, 选择Q235级热轧钢板, 板实际厚度2.8mm (公称厚度3mm) , 钢板未进行材料性能检测;粘钢胶用金草田系列胶, JCT-2B粘钢胶[2]。
3 加固施工工艺
粘贴钢板加固分为单条钢板加固和双条钢板加固, 单条钢板宽10cm, 长2.2m, 双条钢板每条宽5cm, 长度为2.2m。图1为加固示意图[3]。
1) 加固前梁底处理, 打磨梁底面, 用环氧砂浆修补梁的损伤, 缺损部位 (本次试验, 梁预裂后无损伤部位) , 打孔植内爆胀管 (粘贴钢板后设置抗剪连接螺栓) 清理梁底粉尘, 保持表面干燥清洁。
2) 打磨钢板粘贴面, 清除铁锈并使表面呈现粗糙状。
3) 按比例配制粘钢胶并搅拌均匀, 将配制好的粘钢胶涂于梁底和钢板表面, 将钢板贴在梁底已涂好的胶上充分挤压, 直到将粘钢胶从钢板边缘挤出, 拧紧螺栓使钢板充分与胶接触, 确保内部没有空气和孔洞。
4) 用钢制小锤敲击表面听其声音, 以检验粘贴质量, 当有异样声响的数量小于敲击总数的1/10既为合格。
5) 黏贴后天然养护8h (本次试验实际超过24h) 方可进行加固后试验。
4 试验设备及仪器
本试验梁采用三分点对称加载, 加载装置为液压千斤顶 (见图2) 。
试验中应变检测用D3815静点应变采集系统, 挠度测试用百分表, 裂缝观测用放大镜及读数显微镜[4]。
5 实验结果和分析
5.1 承载能力极限状态分析
从表3中可以看出:
1) 在所设定的预裂荷载幅值范围内, 预裂荷载的大小对梁正截面的承载能力影响不大, 对钢板加固梁其实测承载力均在50k N·m左右。
2) 预裂加固梁的实测值均比预裂加固梁的理论值高, 对钢板加固梁高40%左右。比未加固的预裂参考梁, 钢板加固梁约高50%, 比实测值高, 这反映出梁经过粘贴加固后承载能力有较大的储备安全度。
5.2 应力分析
表4列出了不同预裂荷载钢板加固后的截面随加载不同的实测应力变化值。应力是由实测应变分别乘以各自弹性模量而得。混凝土弹性模量为3.0×104MPa, 钢筋弹性模量为2.0×105MPa, 粘贴钢板弹性模量为2.06×105MPa。
表5为试验预裂梁在经钢板加固后的跨中截面理论计算应力值。
MPa
从表中可以看出如下两点:
1) 任何预裂荷载幅值下的预裂梁, 加固后应力增长随荷载的增加均为线性增长, 当加载至极限承载力的1.2倍时截面混凝土, 钢筋及钢板的应力均未达到屈服应力, 这表现出粘贴加固后的良好效果。
梁的预裂程度在梁加固后, 在正常使用荷载作用下几乎不产生影响, 这表明二次受力后加固材料滞后应力对梁的受力状态不正常使用荷载作用下影响很小, 依规范说明可以不考虑滞后应力影响。但当荷载大于正常使用荷载以后预裂程度对应力增长明显。
2) 比较表4表5可以看出除个别点处理论计算应力均大于实测应力, 反映了实验的安全度和准确度。
5.3 加固前后梁挠度和刚度研究
在预加荷载幅值荷载作用下, 参考量跨中截面实测挠度和挠跨比 (f/L) 列于表6。
表7为预裂梁在粘贴钢板加固后梁跨中截面的实测挠度值和按上述抗弯刚度理论计算的挠度计算值。
1) 从6表中可以看出, 梁虽在接近或超过理论计算极限承载力作用下, 一次加载时梁挠度均小于梁的容许挠度 (1/600) L, 但反复20次预加载幅值荷载作用下, 梁的挠度均大于梁的容许挠度, 这说明超载幅值和超载次数对梁抗弯耐度和寿命的影响。
2) 预裂加载幅值的大小对梁加固后的抗弯刚度影响不大, 亦即表明梁加固后明显的限制了裂缝开裂, 并使裂缝闭合参与抗弯工作。
3) 从表6、表7看出, 经加固后, 挠度不同程度的减小。
6 小结
通过对缩尺梁梁抗弯性能试验研究, 可以得到以下结论:
1) 采用高幅值预裂荷载 (0.85Mu~1.2Mu) 对试验梁进行预裂, 超载幅值不仅符合我国桥梁的超载现状, 而且在预裂加载试验中证明, 在预裂加载幅值范围内对预裂梁加载, 试验梁仍在弹性范围内工作, 并符合平截面假定, 对以后的加固梁受力状态不会产生负面影响。
2) 当加载至设计极限承载力的1.2倍时, 在正常加固条件下, 其截面混凝土、钢筋和加固材料的应力均未达到屈服, 表现出预裂粘贴加固梁的良好抗弯性能, 反映出高幅值预裂梁加固的可行性。
3) 在高幅值预裂荷载作用下的预裂梁, 对加固后的承载能力影响很小, 承载能力仍有较大提高, 对加固梁极限承载能力实验值比理论计算值大约可提高30%~40%。
摘要：通过对9根缩尺梁进行不同预加荷载幅值的重复抗弯加载试验, 使其有不同的开裂损伤, 然后对其中6根粘贴钢板加固, 通过对贴碳钢板的缩尺梁和参考梁进行抗弯性能对比试验, 验证其加固性能, 为危桥加固研究提供可靠的试验参考。
关键词：钢板,加固,桥梁,试验
参考文献
[1]JTG D60—2004公路桥涵设计通用规范[S].
[2]GB50367—2006混凝土结构加固设计规范[S].
[3]朱伟.粘贴钢板法在桥梁加固工程中的应用[J].山西建筑, 2009, 35 (4) :306-307.
桥梁单梁(板)静载试验分析 篇9
实例中的桥梁为庄浪县甘子河桥2～16m后张法装配式预应力空心板, 桥梁全宽9.0m, 设计荷载为公路—Ⅱ级。试验梁板高80cm, 中梁底宽124cm, 顶宽124cm, 边梁底宽124cm, 顶宽174.5cm。
1 试验前的理论分析
在试验前应按照设计图纸对桥梁进行结构分析, 以便确定试验方法、荷载大小、测点布置等。
1.1 各梁 (板) 横向分布系数的计算
首先, 应依照设计图纸计算出主梁 (板) 的截面几何特征值如面积、截面抗弯 (抗扭) 惯性矩、主梁每延米抗扭惯性距, 中性轴位置等。
然后, 根据梁 (板) 间的组合情况选用横向分布系数的计算方法, 实例中的桥梁为空心板桥, 采用铰接板法。如果是梁桥可采用刚性横梁法、G-M法或二者同时采用, 取用最不利的情况进行分析。
横向分布系数得出后, 在综合考虑预制梁 (板) 的情况 (中、边梁的预制宽度, 截面几何特征值等) 时, 要采用最大的横向分布系数, 留待下一步分析时采用。
1.2 计算二期恒载+活荷载产生的各项内力
由于试验时, 预制梁已成形且预应力束张拉完毕, 即一期恒载已加载完成, 所以计算的各项内力应是二期恒载+活载产生的, 其中包括主梁 (板) 间接缝 (铰缝) 、桥面系统、活载、冲击荷载、温度应力、混凝土收缩徐变等, 且应进行荷载组合, 选取最不利组合值计算其控制截面的弯矩、剪力等各项内力, 但此内力值为全桥建成后主梁 (板) 全截面承受的二期恒载+活载内力值, 而在某些情况下, 预制梁比成桥时的截面尺寸要小, 截面几何特征值也要小一些, 因此, 应将内力值按照各相关公式中预制梁与成桥后主梁全截面的截面几何特征值的关系进行修正, 然后取用修正值做试验的基础数据。
2 试验前的准备工作
2.1 试验梁的选取
首先, 根据委托要求, 并着眼于成桥后的运营安全, 依据施工情况及有关资料, 选用施工质量相对最差, 成桥后最不利位置, 初步确定试验的主梁 (板) 的类别。
其次, 根据前一步计算结果, 综合比较中、边板的内力及换算截面几何特征值, 最终确定试验梁板。
2.2 试验方案
依据前面理论分析中得出的预制梁 (板) 的控制内力值, 综合考虑试验现场的实际情况选用试验的加载 (卸载) 方案、测点布置、试验步骤、试验临时支座设置。
2.2.1 加载 (卸载) 方案
可采用集中荷载或均布荷载加载。集中荷载加载可直接用龙门架吊装另一片预制梁将其一端通过油压千斤顶架设在试验架上;均布荷载加载是往加载梁上堆放重物。本实例采用水泥袋作为均布荷载加载。
2.2.2 加载力确定
从安全角度考虑, 且为使实验数据与理论值的比较更为科学合理, 试验荷载应逐级加载。在试验过程中分4级加载, 每次加载为计算荷载的25%, 每级荷载加载持续时间不少于10min, 且宜相等。为尽可能消除非线性变形, 正式试验前进行预压。
2.2.3 各截面在试验荷载下应力、应变、挠度的计算
在确定试验的加载方案后, 即可按加载步骤计算出各级荷载下各控制截面的各项内力, 然后由内力及换算截面几何特性值等计算出各截面的应力、挠度等, 再由应力应变的关系推算各点理论应变值。本实例中的桥梁在未开裂的预应力混凝土构件中各截面的应力计算可由《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》第7.1.3-1条计算, 公式如下:
undefined
式中:Mt——按作用 (或荷载) 标准值组合计算的弯矩值;
I0——全截面换算截面惯性距;
y0——构件换算截面重心轴至受拉区计算纤维处的距离。
而由下列公式可计算出各点的混凝土应变:
ε=σ/E
挠度的计算公式主要参考材料力学中的相应公式:f=ml/12EI0
式中各参数同上。
2.2.4 测点位置及临时支座的设置
一般在1/4跨、跨中、3/4跨截面设置应变和挠度测点, 由于试验过程中支点处也会有沉降, 因此在支点下缘应同样设置沉降测点。测点布置如图1所示。
临时支座应在支座中心线处、考虑到试验中荷载较大, 应采用强度较高的材料制成, 且临时支座顶面应水平、清洁。
2.2.5 试验器材的选用
试验器材应尽量采用教成熟可靠、采购方便或已有的设备。梁 (板) 各控制截面应变值的检测现多采用应变片粘贴在测点处, 用DH3816静态数据采集分析仪采集数据。各截面挠度的测定采用千分表。裂缝的观测采用裂缝测宽仪, 并记录裂缝的产生位置、发展情况。
3 试验数据的采集、分类、汇总及分析
3.1 实验数据的采集
在试验中, 为保证试验数据的可靠, 每次增加荷载后, 必须持荷5～10min后方可读数, 且应每隔3～5min读数一次, 一般当数据增量小于上一次增量的10%时, 即可认为数据稳定可靠。
数据记录应采用仪器记录与人工记录同步进行、互相校核。
3.2 试验数据的分类及汇总
3.2.1 应变数据
首先, 应将各应变测值按各自应变计试验前标定的系数得出混凝土应变值, 然后, 将各控制截面在每一加荷阶段的各点应变绘制成图。因此可在图上直观的判断截面是否在各荷载阶段都处于弹性变形状态及中性轴的变化情况。其次, 将各荷载阶段在梁 (板) 某一水平面上混凝土应变绘制成图, 判断其变化是否与弯矩图的变化相对应。最后, 可将一些控制点在各荷载阶段的应变汇总, 分析该点混凝土应变是否与荷载变化相对应。
3.2.2 挠度数据
首先, 应将1/4跨、跨中、3/4跨等处各荷载阶段的沉降值减去两支点处相应荷载下的平均沉降值, 得出以上各截面每阶段的挠度值。
其次, 汇总各截面在每个荷载阶段时的挠度值, 判断挠度变化是否与荷载的变化相对应。
再将各荷载阶段的挠度值汇总, 判断该阶段梁 (板) 整体挠度的分布是否均匀。
3.2.3 各应变测点的应力可由应力及应变间的关系得出
3.3 试验数据与理论值的比较分析及修正
将试验数据整理、分类、汇总后列表, 见表1、2。表中试验数据若与理论值相差较大时, 则应分析可能的原因及数据是否可靠, 在分析时, 不仅应比较试验数据与理论值的差异是否在允许范围内, 还应分析是否测试仪器出现异常。如在某个荷载阶段试验数据大部分超出理论值则说明施工质量未满足规范及设计的有关要求。另外, 还应比较试验数据推算值 (如中性轴位置、应力等) 与理论值之间的差异, 并分析是否在允许范围内。
试验时, 由于试验梁 (板) 的混凝土龄期、配合比、梁 (板) 预制尺寸的偏差等因素的影响, 对试验数据及理论值均应进行修正。
首先, 由于预制梁 (板) 时各部位尺寸存在一定偏差, 应修正各截面几何特征值, 且因混凝土龄期、配合比等因素的影响, 也应修正混凝土的弹性模量, 按上述值修正应力、应变、挠度的理论值。
其次, 混凝土弹性模量则由试验数据推算出的应力值也必须随之修正。
在各个数据修正完毕后, 重新比较试验数据与理论值的差异及其超出允许范围。当数据偏大时, 首先应分析仪器工作是否正常, 其次, 如果其他相关数据均小于理论值, 则可弃用该数据;当数据偏小时, 则往往是仪器工作不正常导致, 如应变片与混凝土的粘贴松动, 千分表与粱体的接触有脱落或其支座受到意外干扰, 可弃用该数据。
本实例经过修正, 在第二、三级荷载作用下混凝土的挠度变形较接近理论计算值, 第四、五级荷载作用下各截面混凝土应变及挠度均大于理论计算值, 所检测的梁板承载能力安全储备较小, 不能满足设计荷载等级要求。建议对该梁进行报废处理。
4 试验及其报告的不足之处
1) 未进行全桥的结构分析, 而是依据设计规范按偏于保守的计算出各截面控制内力、应力、应变、挠度等。
2) 试验中的控制内力未按预制梁截面与成桥后主梁全截面的几何特征值在相关公式中的关系进行修正。
参考文献
[1]中华人民共和国交通部.JTG D62-2004, 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范[S].人民交通出版社, 2004.
[2]中华人民共和国交通部.JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].人民交通出版社, 2004.
[3]中华人民共和国交通部.公路旧桥承载能力鉴定方法 (试行) [M].人民交通出版社, 1988.
某铁路桥梁动力性能试验与评估 篇10
该桥位于内蒙古地区,为铁路单线桥梁,跨径布置为28×16 m。16 m梁为普通钢筋混凝土简支T梁。该桥各孔梁均位于直线段。16 m钢筋混凝土简支T梁由2片T梁组成,2片T梁腹板横向中心距为1.8 m,每孔梁共设4道横隔板。每孔梁全长16.6 m,梁高1.92 m,采用平板橡胶支座,梁端在每片T梁下各设1个支座,单孔共4个支座,支座横向中心距1.8 m。桥墩采用等截面钢筋混凝土圆端形实体板式桥墩,墩身横桥向宽度3.4 m,纵桥向宽度1.0 m,相应编号依次为1号～27号。基础均为沉井基础,沉井直径5.4 m,深度4.0 m。基底为砾砂、卵石土。
2 动载试验概况及测点布置
2.1 测试荷载
试验列车编组为1节DF4机车+10节C70重车+10节C64空车+10节C70重车+10节C64空车+10节C70重车+1节DF4机车。试验速度为40 km/h,60 km/h,5 km/h共9趟,其中上行5趟,下行4趟。
2.2 测试内容
测点布置见表1。
3 测试结果及分析
3.1 梁体自振频率
实测第17孔梁的一阶竖向自振频率值为4.65 Hz,小于《既有线提速200 km/h技术条件(试行)》(铁科技函[2006]747号)限值80/L=5.0 Hz,大于《新建时速200 km客货共线铁路设计暂行规定》(铁建设函[2005]258号)规定的值n0=23.58L
3.2 梁体竖向挠度
桥梁跨中挠度测试结果表明:
1)试验列车准静态通过桥梁时,实测第17孔梁准静态挠度为3.31 mm,换算得到的中—活载时的挠跨比为1/3 310,大于《铁路桥梁检定规范》(2004年)(下称《桥检规》)通常值的1/4 000,说明梁体竖向刚度偏小。
2)试验列车以57 km/h过桥时,实测第17孔梁跨中最大动挠度为4.02 mm,最大挠度动力系数1.214,小于《桥检规》动力系数参考值1.261。
图1,图2给出了试验列车作用下,第17孔梁体跨中竖向挠度与速度关系,动力系数与速度关系。
3.3 梁体竖向振幅
由试验实测值得:
1)试验列车通过时,各种速度工况作用下,实测第17孔梁体跨中最大竖向振幅为1.40 mm;
2)用20 Hz低通滤波后的第17孔梁体跨中最大竖向加速度实测值为1.31 m/s2,满足《新建时速200 km客货共线铁路设计暂行规定》《既有线提速200 km/h技术条件》梁体竖向加速度限值3.50 m/s2的要求。
图3给出了试验列车作用下,第17孔梁体跨中竖向振幅与车速的关系。
3.4 梁体横向振幅与加速度
1)试验列车作用下,实测第17孔梁体跨中横向振幅最大值为2.27mm,大于《桥检规》梁体跨中横向振幅限值L/9 000=1.78 mm,说明梁体横向振幅偏大,梁体横向刚度不够。
2)按40Hz滤波得到的各次试验列车作用下的第17孔梁跨中横向振动加速度最大值为0.92 m/s2,小于《桥检规》限值1.40 m/s2。
振动加速度值与振幅值随试验列车速度的提高而增大的趋势存在。
3.5 桥墩横向自振频率
实测17号桥墩横向自振频率为3.96 Hz,小于《桥检规》自振频率通常值5.62 Hz。
3.6 墩顶横向振幅与加速度
从实测试验数据得出:实测17号墩墩顶横向振幅最大值0.44 mm,大于《桥检规》墩顶横向振幅限值Amax=0.38 mm;实测墩顶横向加速度最大值为0.47 m/s2,满足《桥检规》墩顶横向加速度限值Amax=1.40 m/s2。
从图4墩顶横向振幅与车速度的关系图可以看出:墩顶横向振幅大体上随着列车速度的增加而呈现增大的趋势。
3.7 梁体应变
从实测值得出:试验列车作用下,第17孔梁跨中上翼缘最大纵向压应变增量为121 με,对应的最大压应力增量为2.54 MPa,理论计算值为3.56 MPa,结构校验系数0.71,该值大于《桥检规》对钢筋混凝土梁混凝土应力结构校验系数的通常值0.45～0.55,说明梁体强度安全贮备偏小。
由第17孔梁跨中纵向应变实测值、应变动力系数与车速的关系可知,实测应力最大动力系数值为1.236,小于但接近《桥检规》参考值1.261。
3.8 支座位移
在试验列车作用下,实测得到支座的横向相对位移最大实测值为1.18 mm,纵向相对位移最大实测值为1.7 mm,均满足《桥检规》支座位移限值±2 mm。
4 结语
1)实测第17孔梁跨中准静态挠度换算到中—活载时的挠跨比为1/3 310,大于《桥检规》通常值;梁体上翼缘实测压应力较大,结构校验系数0.71,该值大于《桥检规》对钢筋混凝土梁混凝土应力校验系数的通常值0.45～0.55,说明梁体强度安全贮备不够。在目前情况下,应禁止超重货物列车过桥;有条件时,应对梁体进行加固处理,可采用粘贴钢板或贴碳纤维布的方法加固,以增加梁体承载能力。2)实测梁体跨中横向振幅最大值,均大于《桥检规》横向振幅安全限值,建议对梁体进行横向加固处理。3)实测17号墩横向自振频率均小于《桥检规》通常值,建议加强对桥墩基础的防冲刷措施。
参考文献
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桥梁试验 篇11
钢筋砼钢架拱桥建造历史悠久, 部分类型的桥梁由于车流量大, 不堪重负, 现为危桥, 需要进行加固维修。本文以东莞市万江大桥主桥为例, 万江大桥新主桥为3跨刚架拱桥, 跨越东莞水道, 跨径为42+54+42m, 桥面宽度为15m, 由5片拱肋组成, 边跨拱肋矢跨比约为1:8, 中跨拱肋矢跨比约为1:10, 拱肋混凝土设计标号为30号。该桥设计荷载为汽-20, 挂-100级。加固维修的主要措施:a.刚架拱增大面积, 即对拱肋外套U型钢模板, 然后再拱腿顶、底面增加15cm厚、侧面增加8cm厚C30自密实微膨胀混凝土;b.加强横系梁;c.增设桥墩防撞设施。桥梁立面图和跨中截面布置图分别如图1-2所示。
2 静载试验
2.1 试验目的
本次试验为了验证万江大桥新桥加固后, 桥梁的承载能力是否提高, 加固效果是否达到预期的要求, 为今后这种类型的桥梁加固提供依据。
2.2 试验方案
(1) 加固前后两次试验加载位置和加载重量一致。根据东莞市万江大桥新主桥 (3跨刚架拱桥) 加固维修工程设计图纸, 应用桥梁结构分析软件按桥梁设计规范要求, 计算出在设计荷载 (汽-20、挂-100) 作用下第一孔控制截面 (图3中的A截面) 最大正弯矩值 (工况一) 、第二孔控制截面 (图3中的C截面) 最大正弯矩值的设计值 (工况二) , 然后按照试验荷载作用下各控制截面弯矩值满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》中对荷载效率系数的要求来进行各工况的加载载位布置, 本次试验需要4辆重约350k N的重车。
(2) 在桥面两侧沿桥纵向在支座、L/4、跨中、
3L/4位置布置挠度测点, 共布置9个挠度测点, 图4为测点平面图。通过精密水准仪进行测量。在试验跨的控制截面处布置应变测点, 测点位置及编号见图5。
2.3 静载试验结果
(1) 根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》 (JTG/T J21-2011) 的要求, 桥梁的静力试验按荷载效率来确定试验的最大荷载。静力荷载效率的计算公式为:
式中:
Ss—静力试验荷载作用下, 某一加载试验项目对应的加载控制截面内力、应力或变位的最大计算效应值;
S'—检算荷载产生的同一加载控制截面内力、应力或变位的最不利效应计算值;
μ—按规范取用的冲击系数值;
ηq—静力试验荷载效率。
荷载效率宜介于0.95~1.05之间。
(2) 挠度结果:加固前后在满载作用, 加固后挠度值小于加固前挠度值, 如表1所示。
(3) 挠度结果:加固前后在满载作用, 加固后挠度值小于加固前挠度值, 如表2所示。
(4) 裂缝情况
加固前:在试验前的桥梁检查中, 未发现拱肋存在裂缝。在整个试验过程中对裂缝情况采用密贴钢弦应变计的方法进行监测, 监测结果表明, 密贴钢弦应变计应变测试值差异较大, 表明拱肋跨中出现裂缝 (卸载后裂缝基本恢复到试验前状态) , 同时应变及挠度测试结果均超出计算结果, 于是停止加载。加固后:在静载试验加载之前, 对试验跨梁体的裂缝情况进行了检查, 未发现有新裂缝。在静载试验中满载时, 再次检查试验跨梁体, 未发现有裂缝产生。
3 结论
加固前静载试验及分析结果表明:该桥的工作性能较差, 挠度和应变校验系数不能满足《公路桥梁承载能力检测评定规程》的要求, 在试验过程中3跨跨中拱顶均出现新裂缝, 原有裂缝扩展较大, 试验桥跨的桥墩则未产生可观测到的沉降变位, 承载能力不能满足设计荷载等级的要求。加固后控制位置测点的挠度与应变的校验系数均小于加固前的校验系数, 加固工程取得一定的效果。
刚架拱进行增大面积, 即对拱肋外套U型钢模板, 然后再拱腿顶、底面增加15cm厚、侧面增加8cm厚C30自密实微膨胀混凝土和加强横系梁后对桥梁整体承载能力都有所提高。
摘要：本文以东莞市万江大桥主桥为例, 进行刚架拱增大面积后, 通过加固前后荷载试验对比, 承载能力得到提高。
关键词：钢筋砼钢架拱桥,荷载试验,承载能力
参考文献
[1]黎毅.某刚架拱桥加固设计计算与荷载试验研究[J].华南理工大学学报.[1]黎毅.某刚架拱桥加固设计计算与荷载试验研究[J].华南理工大学学报.
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