桥梁结构荷载试验课件.ppt

土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院第四章第四章 桥梁结构荷载试验桥梁结构荷载试验桥梁结构荷载试验：评定桥梁承载能力的主要方法桥梁结构荷载试验：评定桥梁承载能力的主要方法桥梁结构荷载试验：评定桥梁承载能力的主要方法桥梁结构荷载试验：评定桥梁承载能力的主要方法“无无无无论论论论多多多多么么么么高高高高新新新新的的的的结结结结构构构构分分分分析析析析技技技技术术术术都都都都不不不不能能能能取取取取代代代代用用用用于于于于评评评评估估估估公公公公路路路路桥桥桥桥梁梁梁梁性性性性能能能能的的的的现现现现场场场场测测测测试试试试。当当当当桥桥桥桥梁梁梁梁承承承承受受受受工工工工作作作作荷荷荷荷载载载载时时时时，记记记记录录录录下下下下应应应应变变变变测测测测试试试试结结结结果果果果，根据测试结果工程师就能更好的了解桥梁的真实结果响应根据测试结果工程师就能更好的了解桥梁的真实结果响应根据测试结果工程师就能更好的了解桥梁的真实结果响应根据测试结果工程师就能更好的了解桥梁的真实结果响应。”静载试验静载试验静载试验静载试验动载试验动载试验动载试验动载试验精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.1 4.1 荷载试验荷载试验静载试验：最常见静载试验：最常见静载试验：最常见静载试验：最常见将将将将静静静静止止止止的的的的荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用在在在在桥桥桥桥梁梁梁梁的的的的指指指指定定定定位位位位置置置置，然然然然后后后后对对对对桥桥桥桥梁梁梁梁结结结结构构构构的的的的静静静静力力力力位位位位移移移移、静静静静力力力力应应应应变变变变、裂裂裂裂缝缝缝缝等等等等参参参参量量量量进进进进行行行行测测测测试试试试，从从从从而而而而对对对对桥桥桥桥梁梁梁梁结结结结构构构构在在在在荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用下下下下的的的的工工工工作作作作性性性性能能能能和和和和使使使使用用用用能能能能力力力力作作作作出评价。出评价。出评价。出评价。动载试验：动载试验：动载试验：动载试验：利利利利用用用用某某某某种种种种激激激激振振振振方方方方法法法法激激激激起起起起桥桥桥桥梁梁梁梁结结结结构构构构的的的的振振振振动动动动，然然然然后后后后测测测测定定定定其其其其固固固固有有有有频频频频率率率率，阻阻阻阻尼尼尼尼比比比比，振振振振型型型型，动力冲击系数，行车响应动力冲击系数，行车响应动力冲击系数，行车响应动力冲击系数，行车响应等参数，从而判断桥梁结构的等参数，从而判断桥梁结构的等参数，从而判断桥梁结构的等参数，从而判断桥梁结构的整体刚度、行车性能整体刚度、行车性能整体刚度、行车性能整体刚度、行车性能。1.1.1.1.测量移动车辆荷载作用下，桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度测量移动车辆荷载作用下，桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度测量移动车辆荷载作用下，桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度测量移动车辆荷载作用下，桥梁指定断面上的动应变或指定点的动挠度2.2.2.2.测量桥梁结构的自振特性和动力响应测量桥梁结构的自振特性和动力响应测量桥梁结构的自振特性和动力响应测量桥梁结构的自振特性和动力响应荷载试验程序：荷载试验程序：荷载试验程序：荷载试验程序：试验准备，加载观测，分析总结试验准备，加载观测，分析总结试验准备，加载观测，分析总结试验准备，加载观测，分析总结精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.1 4.1 荷载试验原则荷载试验原则测试部位应突出受力关键：结构受力的测试部位应突出受力关键：结构受力的测试部位应突出受力关键：结构受力的测试部位应突出受力关键：结构受力的控制部位控制部位控制部位控制部位测试内容反映测试内容反映测试内容反映测试内容反映承载力指标承载力指标承载力指标承载力指标施测载位应以施测载位应以施测载位应以施测载位应以无损无损无损无损结构为限度结构为限度结构为限度结构为限度1.1.1.1.原有原有原有原有裂缝裂缝裂缝裂缝不扩展，不增加新裂缝，不能使混凝土脱落不扩展，不增加新裂缝，不能使混凝土脱落不扩展，不增加新裂缝，不能使混凝土脱落不扩展，不增加新裂缝，不能使混凝土脱落2.2.2.2.最大最大最大最大挠度挠度挠度挠度控制在预计的允许范围控制在预计的允许范围控制在预计的允许范围控制在预计的允许范围3.3.3.3.控制截面控制截面控制截面控制截面应变应变应变应变不能超过预计的允许值不能超过预计的允许值不能超过预计的允许值不能超过预计的允许值加载工况由低吨位分级向高吨位逐渐增加加载工况由低吨位分级向高吨位逐渐增加加载工况由低吨位分级向高吨位逐渐增加加载工况由低吨位分级向高吨位逐渐增加精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.1 4.1 荷载试验原则荷载试验原则精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2 4.2 静载试验静载试验静静静静载载载载试试试试验验验验：将将将将静静静静止止止止的的的的荷荷荷荷载载载载作作作作用用用用在在在在桥桥桥桥梁梁梁梁的的的的指指指指定定定定位位位位置置置置，然然然然后后后后对对对对桥桥桥桥梁梁梁梁结结结结构构构构的的的的静静静静力力力力位位位位移移移移、静静静静力力力力应应应应变变变变、裂裂裂裂缝缝缝缝等等等等参参参参量量量量进进进进行行行行测测测测试试试试，从从从从而而而而对对对对桥桥桥桥梁梁梁梁结结结结构在荷载作用下的构在荷载作用下的构在荷载作用下的构在荷载作用下的工作性能和使用能力工作性能和使用能力工作性能和使用能力工作性能和使用能力作出评价。作出评价。作出评价。作出评价。静载试验内容：静载试验内容：静载试验内容：静载试验内容：试验目的试验目的试验目的试验目的试验准备工作试验准备工作试验准备工作试验准备工作加载方案设计加载方案设计加载方案设计加载方案设计测点设置与测试测点设置与测试测点设置与测试测点设置与测试加载控制与安全措施加载控制与安全措施加载控制与安全措施加载控制与安全措施试验结果分析与承载能力评定试验结果分析与承载能力评定试验结果分析与承载能力评定试验结果分析与承载能力评定试验报告编写试验报告编写试验报告编写试验报告编写精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.1 4.2.1 静载试验准备工作静载试验准备工作选择试验桥孔、桥墩：选择试验桥孔、桥墩：选择试验桥孔、桥墩：选择试验桥孔、桥墩：受力状况受力状况受力状况受力状况不利，不利，不利，不利，缺陷多、病害严重缺陷多、病害严重缺陷多、病害严重缺陷多、病害严重搭设脚手架和测试支架搭设脚手架和测试支架搭设脚手架和测试支架搭设脚手架和测试支架加载位置放样，卸载位置安排加载位置放样，卸载位置安排加载位置放样，卸载位置安排加载位置放样，卸载位置安排试验人员分工试验人员分工试验人员分工试验人员分工其它安全、供电、交通管制等其它安全、供电、交通管制等其它安全、供电、交通管制等其它安全、供电、交通管制等精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.2 4.2.2 静载试验加载方案静载试验加载方案n n试验荷载工况：反映桥梁试验荷载工况：反映桥梁试验荷载工况：反映桥梁试验荷载工况：反映桥梁最不利受力最不利受力最不利受力最不利受力状况状况状况状况pp简简简简支支支支梁梁梁梁桥桥桥桥：跨跨跨跨中中中中（最最最最大大大大正正正正弯弯弯弯矩矩矩矩），1/41/41/41/4跨跨跨跨（最最最最大大大大正正正正弯弯弯弯矩矩矩矩），支支支支点点点点（最最最最大大大大剪剪剪剪力力力力），桥墩（最大竖向反力）桥墩（最大竖向反力）桥墩（最大竖向反力）桥墩（最大竖向反力）pp连连连连续续续续梁梁梁梁桥桥桥桥：主主主主跨跨跨跨跨跨跨跨中中中中（最最最最大大大大正正正正弯弯弯弯矩矩矩矩），主主主主跨跨跨跨支支支支点点点点（负负负负弯弯弯弯矩矩矩矩），主主主主跨跨跨跨支支支支点点点点（最最最最大大大大剪力），主跨桥墩（最大竖向反力），边跨（最大正弯矩）剪力），主跨桥墩（最大竖向反力），边跨（最大正弯矩）剪力），主跨桥墩（最大竖向反力），边跨（最大正弯矩）剪力），主跨桥墩（最大竖向反力），边跨（最大正弯矩）ppT T T T形刚构桥：墩顶（最大负弯矩），跨中（最大正弯矩），墩顶（最大剪力）形刚构桥：墩顶（最大负弯矩），跨中（最大正弯矩），墩顶（最大剪力）形刚构桥：墩顶（最大负弯矩），跨中（最大正弯矩），墩顶（最大剪力）形刚构桥：墩顶（最大负弯矩），跨中（最大正弯矩），墩顶（最大剪力）pp刚刚刚刚架架架架拱拱拱拱桥桥桥桥：跨跨跨跨中中中中（最最最最大大大大正正正正弯弯弯弯矩矩矩矩），拱拱拱拱脚脚脚脚（最最最最大大大大负负负负弯弯弯弯矩矩矩矩），拱拱拱拱脚脚脚脚（最最最最大大大大推推推推力力力力），正负挠度绝对值之和最大工况正负挠度绝对值之和最大工况正负挠度绝对值之和最大工况正负挠度绝对值之和最大工况n n试验荷载等级：确定最大荷载试验荷载等级：确定最大荷载试验荷载等级：确定最大荷载试验荷载等级：确定最大荷载pp控制桥梁设计的荷载有：汽车荷载，人群荷载，风荷载，等控制桥梁设计的荷载有：汽车荷载，人群荷载，风荷载，等控制桥梁设计的荷载有：汽车荷载，人群荷载，风荷载，等控制桥梁设计的荷载有：汽车荷载，人群荷载，风荷载，等pp控制桥梁加固设计的荷载：控制桥梁加固设计的荷载：控制桥梁加固设计的荷载：控制桥梁加固设计的荷载：汽车荷载汽车荷载汽车荷载汽车荷载控制截面最不控制截面最不控制截面最不控制截面最不利内力、变形利内力、变形利内力、变形利内力、变形试验效率试验效率试验效率试验效率精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.2 4.2.2 静载试验加载方案静载试验加载方案n n加载分级与控制加载分级与控制加载分级与控制加载分级与控制pp荷载分级：按照标准荷载的荷载分级：按照标准荷载的荷载分级：按照标准荷载的荷载分级：按照标准荷载的60%60%60%60%，80%80%80%80%，90%90%90%90%，100%100%100%100%划分划分划分划分pp车辆加载：逐渐增加加载车数量，先轻后重车辆加载：逐渐增加加载车数量，先轻后重车辆加载：逐渐增加加载车数量，先轻后重车辆加载：逐渐增加加载车数量，先轻后重pp车辆位置：按照内力影响线布置，同桥规车辆位置：按照内力影响线布置，同桥规车辆位置：按照内力影响线布置，同桥规车辆位置：按照内力影响线布置，同桥规pp试验时间：晚上试验时间：晚上试验时间：晚上试验时间：晚上10101010点至凌晨点至凌晨点至凌晨点至凌晨6 6 6 6点（温度稳定，减少温度应力的干扰）点（温度稳定，减少温度应力的干扰）点（温度稳定，减少温度应力的干扰）点（温度稳定，减少温度应力的干扰）pp加载设备：汽车（加载设备：汽车（加载设备：汽车（加载设备：汽车（200kN200kN200kN200kN，300kN300kN300kN300kN）精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.3 4.2.3 静载试验测点布置静载试验测点布置n n控制结构的最大应力（应变）、挠度（位移）控制结构的最大应力（应变）、挠度（位移）控制结构的最大应力（应变）、挠度（位移）控制结构的最大应力（应变）、挠度（位移）pp简支梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变简支梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变简支梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变简支梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中截面应变pp连续梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变连续梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变连续梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变连续梁桥：跨中挠度，支点沉降，跨中和支点截面应变pp悬臂梁桥：悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变悬臂梁桥：悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变悬臂梁桥：悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变悬臂梁桥：悬臂端部挠度，支点沉降，支点截面应变pp拱桥：跨中、拱桥：跨中、拱桥：跨中、拱桥：跨中、L/4L/4L/4L/4处挠度，拱顶和拱脚截面应变处挠度，拱顶和拱脚截面应变处挠度，拱顶和拱脚截面应变处挠度，拱顶和拱脚截面应变pp注意：裂缝对应变的影响注意：裂缝对应变的影响注意：裂缝对应变的影响注意：裂缝对应变的影响n n横向测点，沿截面高度测点，温度测点横向测点，沿截面高度测点，温度测点横向测点，沿截面高度测点，温度测点横向测点，沿截面高度测点，温度测点uu试验仪器：试验仪器：试验仪器：试验仪器：测量应变：百分表，千分表，应变片，应变计，电阻平衡箱测量应变：百分表，千分表，应变片，应变计，电阻平衡箱测量应变：百分表，千分表，应变片，应变计，电阻平衡箱测量应变：百分表，千分表，应变片，应变计，电阻平衡箱测量挠度：精密水准仪，水准尺，吊锤测量挠度：精密水准仪，水准尺，吊锤测量挠度：精密水准仪，水准尺，吊锤测量挠度：精密水准仪，水准尺，吊锤测量裂缝：裂缝观测仪测量裂缝：裂缝观测仪测量裂缝：裂缝观测仪测量裂缝：裂缝观测仪纵向测点纵向测点纵向测点纵向测点精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.4 4.2.4 静载试验程序静载试验程序n n加载程序加载程序加载程序加载程序pp零载零载零载零载第一级第一级第一级第一级卸载，卸载，卸载，卸载，零载零载零载零载第一级第一级第一级第一级第二级第二级第二级第二级第一级第一级第一级第一级卸载，卸载，卸载，卸载，pp加载稳定时间：加载稳定时间：加载稳定时间：加载稳定时间：5min 5min 5min 5minpp加载过程注意观测：控制点的位移，应变，薄弱部位破损状况加载过程注意观测：控制点的位移，应变，薄弱部位破损状况加载过程注意观测：控制点的位移，应变，薄弱部位破损状况加载过程注意观测：控制点的位移，应变，薄弱部位破损状况pp终止加载：终止加载：终止加载：终止加载：控制点的位移、应变超过容许值；控制点的位移、应变超过容许值；控制点的位移、应变超过容许值；控制点的位移、应变超过容许值；裂缝长度、宽度或数量急剧增加，影响结构使用寿命；裂缝长度、宽度或数量急剧增加，影响结构使用寿命；裂缝长度、宽度或数量急剧增加，影响结构使用寿命；裂缝长度、宽度或数量急剧增加，影响结构使用寿命；实测挠度与理论计算值相差过大；实测挠度与理论计算值相差过大；实测挠度与理论计算值相差过大；实测挠度与理论计算值相差过大；墩台变形过大或出现不稳定状况。墩台变形过大或出现不稳定状况。墩台变形过大或出现不稳定状况。墩台变形过大或出现不稳定状况。n n试验观测试验观测试验观测试验观测n n温度观察，需要对测试结果进行修订温度观察，需要对测试结果进行修订温度观察，需要对测试结果进行修订温度观察，需要对测试结果进行修订n n仪器仪表读数仪器仪表读数仪器仪表读数仪器仪表读数n n裂缝观测：在混凝土表面直接描绘裂缝的变化裂缝观测：在混凝土表面直接描绘裂缝的变化裂缝观测：在混凝土表面直接描绘裂缝的变化裂缝观测：在混凝土表面直接描绘裂缝的变化精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.4 4.2.4 静载试验程序静载试验程序精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.4 4.2.4 静载试验程序静载试验程序n n应变计应变计应变计应变计精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.5 4.2.5 静载试验数据分析静载试验数据分析n n挠度计算：挠度计算：挠度计算：挠度计算：支座沉降的修正，消除刚体位移支座沉降的修正，消除刚体位移支座沉降的修正，消除刚体位移支座沉降的修正，消除刚体位移n n应力计算：应力计算：应力计算：应力计算：HooksHooksHooksHooks定律本构方程，本构关系定律本构方程，本构关系定律本构方程，本构关系定律本构方程，本构关系 弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量E E E E：按规范取值，或回弹法测量：按规范取值，或回弹法测量：按规范取值，或回弹法测量：按规范取值，或回弹法测量n n应变计算：应变计算：应变计算：应变计算：总应变加载读数初读数总应变加载读数初读数总应变加载读数初读数总应变加载读数初读数加载读数卸载读数加载读数卸载读数加载读数卸载读数加载读数卸载读数残余应变总应变弹性应变残余应变总应变弹性应变残余应变总应变弹性应变残余应变总应变弹性应变精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.6 4.2.6 静载试验测试结果分析静载试验测试结果分析n n结构强度分析：结构强度分析：结构强度分析：结构强度分析：最大应力、最大挠度与规范规定的允许应力、挠度相比较，来说明结构最大应力、最大挠度与规范规定的允许应力、挠度相比较，来说明结构最大应力、最大挠度与规范规定的允许应力、挠度相比较，来说明结构最大应力、最大挠度与规范规定的允许应力、挠度相比较，来说明结构的安全程度的安全程度的安全程度的安全程度结构校验系数：结构校验系数：结构校验系数：结构校验系数：=1,1,1,1,结构强度结构强度结构强度结构强度不足不足不足不足，理论与实际，理论与实际，理论与实际，理论与实际相符相符相符相符，结构强度，结构强度，结构强度，结构强度足够足够足够足够n n结构刚度分析：结构刚度分析：结构刚度分析：结构刚度分析：相对挠度与规范比较相对挠度与规范比较相对挠度与规范比较相对挠度与规范比较n n结构抗裂性分析：结构抗裂性分析：结构抗裂性分析：结构抗裂性分析：对预应力混凝土桥梁，出现第一条裂缝时的荷载为开裂荷载对预应力混凝土桥梁，出现第一条裂缝时的荷载为开裂荷载对预应力混凝土桥梁，出现第一条裂缝时的荷载为开裂荷载对预应力混凝土桥梁，出现第一条裂缝时的荷载为开裂荷载P P P Pr r r r，结构抗，结构抗，结构抗，结构抗裂安全系数：裂安全系数：裂安全系数：裂安全系数：裂缝宽度与容许值比较裂缝宽度与容许值比较裂缝宽度与容许值比较裂缝宽度与容许值比较精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n大桥概况：大桥概况：大桥概况：大桥概况：石角大桥建于石角大桥建于石角大桥建于石角大桥建于1968196819681968年，采用少筋无铰平板式肋拱桥的结构型式。大桥年，采用少筋无铰平板式肋拱桥的结构型式。大桥年，采用少筋无铰平板式肋拱桥的结构型式。大桥年，采用少筋无铰平板式肋拱桥的结构型式。大桥全长为全长为全长为全长为149.5149.5149.5149.5米，分为五孔，每孔的净跨为米，分为五孔，每孔的净跨为米，分为五孔，每孔的净跨为米，分为五孔，每孔的净跨为25252525米。该桥的主要技术标准：米。该桥的主要技术标准：米。该桥的主要技术标准：米。该桥的主要技术标准：每孔净跨：每孔净跨：每孔净跨：每孔净跨：25252525米；矢跨比米；矢跨比米；矢跨比米；矢跨比1/61/61/61/6，净矢高，净矢高，净矢高，净矢高4.1674.1674.1674.167米；米；米；米；桥面净宽：桥面净宽：桥面净宽：桥面净宽：8 8 8 8米（米（米（米（6 6 6 6米行车道米行车道米行车道米行车道+21.0+21.0+21.0+21.0米人行道）米人行道）米人行道）米人行道）;设计荷载：汽车设计荷载：汽车设计荷载：汽车设计荷载：汽车13131313；挂车；挂车；挂车；挂车60606060验算；验算；验算；验算；n n由于该桥设计荷载等级较低，经过多年的运营使用后，特别是近年来许由于该桥设计荷载等级较低，经过多年的运营使用后，特别是近年来许由于该桥设计荷载等级较低，经过多年的运营使用后，特别是近年来许由于该桥设计荷载等级较低，经过多年的运营使用后，特别是近年来许多超重车辆的通行，该桥已出现一些病害。现该桥已封闭交通，只容许多超重车辆的通行，该桥已出现一些病害。现该桥已封闭交通，只容许多超重车辆的通行，该桥已出现一些病害。现该桥已封闭交通，只容许多超重车辆的通行，该桥已出现一些病害。现该桥已封闭交通，只容许行人和摩托车通行。行人和摩托车通行。行人和摩托车通行。行人和摩托车通行。n n试验目的：试验目的：试验目的：试验目的：1 1 1 1、测试该桥的受力性能，检测该桥的承载能力；、测试该桥的受力性能，检测该桥的承载能力；、测试该桥的受力性能，检测该桥的承载能力；、测试该桥的受力性能，检测该桥的承载能力；2 2 2 2、为大桥今后的运营和养护提供检测资料。、为大桥今后的运营和养护提供检测资料。、为大桥今后的运营和养护提供检测资料。、为大桥今后的运营和养护提供检测资料。3 3 3 3、为该桥今后的使用、养护维修以及加固决策提供依据。、为该桥今后的使用、养护维修以及加固决策提供依据。、为该桥今后的使用、养护维修以及加固决策提供依据。、为该桥今后的使用、养护维修以及加固决策提供依据。精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n试验依据：试验依据：试验依据：试验依据：1 1 1 1、公路桥涵设计规范、公路桥涵设计规范、公路桥涵设计规范、公路桥涵设计规范2 2 2 2、大跨径混凝土桥梁试验方法、大跨径混凝土桥梁试验方法、大跨径混凝土桥梁试验方法、大跨径混凝土桥梁试验方法3 3 3 3、公路旧桥承载力鉴定方法（试行）、公路旧桥承载力鉴定方法（试行）、公路旧桥承载力鉴定方法（试行）、公路旧桥承载力鉴定方法（试行）4 4 4 4、石角大桥施工设计图、石角大桥施工设计图、石角大桥施工设计图、石角大桥施工设计图n n 试验内容：试验内容：试验内容：试验内容：测试桥梁结构在基本试验荷载作用下的工作性能，测试内容包括桥测试桥梁结构在基本试验荷载作用下的工作性能，测试内容包括桥测试桥梁结构在基本试验荷载作用下的工作性能，测试内容包括桥测试桥梁结构在基本试验荷载作用下的工作性能，测试内容包括桥梁结构的挠度、应力（应变）和裂缝开展等情况梁结构的挠度、应力（应变）和裂缝开展等情况梁结构的挠度、应力（应变）和裂缝开展等情况梁结构的挠度、应力（应变）和裂缝开展等情况n n 测试桥跨与测试截面：测试桥跨与测试截面：测试桥跨与测试截面：测试桥跨与测试截面：本次试验选择靠近广州方向的第一跨与另一侧的第五跨。按照拱桥本次试验选择靠近广州方向的第一跨与另一侧的第五跨。按照拱桥本次试验选择靠近广州方向的第一跨与另一侧的第五跨。按照拱桥本次试验选择靠近广州方向的第一跨与另一侧的第五跨。按照拱桥的受力特点，选择拱顶、拱脚和拱的的受力特点，选择拱顶、拱脚和拱的的受力特点，选择拱顶、拱脚和拱的的受力特点，选择拱顶、拱脚和拱的L/4L/4L/4L/4跨截面为主要测试截面。跨截面为主要测试截面。跨截面为主要测试截面。跨截面为主要测试截面。精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n 加载方式与荷载效率：加载方式与荷载效率：加载方式与荷载效率：加载方式与荷载效率：加载位置为拱顶和加载位置为拱顶和加载位置为拱顶和加载位置为拱顶和L/4L/4L/4L/4跨处，采用结构分析软件计算确定，设计荷载跨处，采用结构分析软件计算确定，设计荷载跨处，采用结构分析软件计算确定，设计荷载跨处，采用结构分析软件计算确定，设计荷载为汽车为汽车为汽车为汽车-13-13-13-13。考虑试验加载与设计弯矩等效，同时要符合试验方法。考虑试验加载与设计弯矩等效，同时要符合试验方法。考虑试验加载与设计弯矩等效，同时要符合试验方法。考虑试验加载与设计弯矩等效，同时要符合试验方法中对荷载效率在中对荷载效率在中对荷载效率在中对荷载效率在0.801.000.801.000.801.000.801.00之间的要求。试验共使用之间的要求。试验共使用之间的要求。试验共使用之间的要求。试验共使用200kN200kN200kN200kN重车重车重车重车4 4 4 4辆。辆。辆。辆。跨中和拱脚加载过程分为两级，即：跨中和拱脚加载过程分为两级，即：跨中和拱脚加载过程分为两级，即：跨中和拱脚加载过程分为两级，即：0kN0kN0kN0kN200kN 200kN 200kN 200kN 400kN400kN400kN400kN，满载后持，满载后持，满载后持，满载后持荷至变形稳定，荷至变形稳定，荷至变形稳定，荷至变形稳定，5 5 5 510101010分钟变形稳定后读数。分钟变形稳定后读数。分钟变形稳定后读数。分钟变形稳定后读数。卸载过程分为一级，卸载过程分为一级，卸载过程分为一级，卸载过程分为一级，400kN 400kN 400kN 400kN 0kN0kN0kN0kN，卸载后继续进行量测至变形稳定。，卸载后继续进行量测至变形稳定。，卸载后继续进行量测至变形稳定。，卸载后继续进行量测至变形稳定。为保证测试数据的可靠性，每一加载工况进行为保证测试数据的可靠性，每一加载工况进行为保证测试数据的可靠性，每一加载工况进行为保证测试数据的可靠性，每一加载工况进行2 2 2 2次。次。次。次。uu 试验加载过程中，实时观测结构控制截面的位移、应力，试验加载过程中，实时观测结构控制截面的位移、应力，试验加载过程中，实时观测结构控制截面的位移、应力，试验加载过程中，实时观测结构控制截面的位移、应力，如果在未加到预计的最大试验荷载前，应力或位移提前达如果在未加到预计的最大试验荷载前，应力或位移提前达如果在未加到预计的最大试验荷载前，应力或位移提前达如果在未加到预计的最大试验荷载前，应力或位移提前达到或超过设计标准的容许值，即立即停止继续加载到或超过设计标准的容许值，即立即停止继续加载到或超过设计标准的容许值，即立即停止继续加载到或超过设计标准的容许值，即立即停止继续加载。精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例石角大桥往广州方向第一跨第一载石角大桥往广州方向第一跨第一载石角大桥往广州方向第一跨第一载石角大桥往广州方向第一跨第一载位车辆布置平面图位车辆布置平面图位车辆布置平面图位车辆布置平面图 、立面图、立面图、立面图、立面图石角大桥往广州方向第一跨第二载石角大桥往广州方向第一跨第二载石角大桥往广州方向第一跨第二载石角大桥往广州方向第一跨第二载位车辆布置平面图位车辆布置平面图位车辆布置平面图位车辆布置平面图 、立面图、立面图、立面图、立面图精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方向第一跨第三载位向第一跨第三载位向第一跨第三载位向第一跨第三载位车辆布置立面图车辆布置立面图车辆布置立面图车辆布置立面图 石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方向第一跨第三载位向第一跨第三载位向第一跨第三载位向第一跨第三载位车辆布置平面图车辆布置平面图车辆布置平面图车辆布置平面图 精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方向第一跨桥面挠度向第一跨桥面挠度向第一跨桥面挠度向第一跨桥面挠度测点布置图测点布置图测点布置图测点布置图 石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点布置立面图布置立面图布置立面图布置立面图 精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点布置平面图布置平面图布置平面图布置平面图 石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方石角大桥往广州方向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点向第一跨拱肋测点布置断面图布置断面图布置断面图布置断面图 精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n测试项目：测试项目：测试项目：测试项目：结构变形观测、应力观测、裂缝观测结构变形观测、应力观测、裂缝观测结构变形观测、应力观测、裂缝观测结构变形观测、应力观测、裂缝观测结构变形观测结构变形观测结构变形观测结构变形观测 挠度：在桥面上沿人行道缘石的多个断面设置挠度测点，采用精密挠度：在桥面上沿人行道缘石的多个断面设置挠度测点，采用精密挠度：在桥面上沿人行道缘石的多个断面设置挠度测点，采用精密挠度：在桥面上沿人行道缘石的多个断面设置挠度测点，采用精密水准仪读数，测试桥梁在各级试验荷载下的挠度。水准仪读数，测试桥梁在各级试验荷载下的挠度。水准仪读数，测试桥梁在各级试验荷载下的挠度。水准仪读数，测试桥梁在各级试验荷载下的挠度。应力观测应力观测应力观测应力观测 应变：在各级荷载作用下，测试各拱肋拱顶、拱脚和拱肋应变：在各级荷载作用下，测试各拱肋拱顶、拱脚和拱肋应变：在各级荷载作用下，测试各拱肋拱顶、拱脚和拱肋应变：在各级荷载作用下，测试各拱肋拱顶、拱脚和拱肋L/4L/4L/4L/4截面截面截面截面上的应变变化。采用精度高、抗环境干扰能力强的振弦式应变计，配合上的应变变化。采用精度高、抗环境干扰能力强的振弦式应变计，配合上的应变变化。采用精度高、抗环境干扰能力强的振弦式应变计，配合上的应变变化。采用精度高、抗环境干扰能力强的振弦式应变计，配合配套振弦应变读数仪，测试并记录各测点的应变。配套振弦应变读数仪，测试并记录各测点的应变。配套振弦应变读数仪，测试并记录各测点的应变。配套振弦应变读数仪，测试并记录各测点的应变。裂缝观测裂缝观测裂缝观测裂缝观测 试验前和试验过程中仔细检查各观测断面的裂缝状况，并用刻度放试验前和试验过程中仔细检查各观测断面的裂缝状况，并用刻度放试验前和试验过程中仔细检查各观测断面的裂缝状况，并用刻度放试验前和试验过程中仔细检查各观测断面的裂缝状况，并用刻度放大镜观测裂缝宽度变化。在加载过程中，监测主拱肋各测试截面是否出大镜观测裂缝宽度变化。在加载过程中，监测主拱肋各测试截面是否出大镜观测裂缝宽度变化。在加载过程中，监测主拱肋各测试截面是否出大镜观测裂缝宽度变化。在加载过程中，监测主拱肋各测试截面是否出现裂缝，若有裂缝，测试其宽度。现裂缝，若有裂缝，测试其宽度。现裂缝，若有裂缝，测试其宽度。现裂缝，若有裂缝，测试其宽度。精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n测试结果：测试结果：测试结果：测试结果：以往广州方向第一跨跨中拱顶截面加载为例以往广州方向第一跨跨中拱顶截面加载为例以往广州方向第一跨跨中拱顶截面加载为例以往广州方向第一跨跨中拱顶截面加载为例挠度：在各级荷载作用下，卸载后变形基本恢复，说明主要承重结构处挠度：在各级荷载作用下，卸载后变形基本恢复，说明主要承重结构处挠度：在各级荷载作用下，卸载后变形基本恢复，说明主要承重结构处挠度：在各级荷载作用下，卸载后变形基本恢复，说明主要承重结构处于弹性工作状态。于弹性工作状态。于弹性工作状态。于弹性工作状态。应变：在各级荷载作用下，两次重复加载结果吻合良好，说明试验结果应变：在各级荷载作用下，两次重复加载结果吻合良好，说明试验结果应变：在各级荷载作用下，两次重复加载结果吻合良好，说明试验结果应变：在各级荷载作用下，两次重复加载结果吻合良好，说明试验结果是可靠的。满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后只有是可靠的。满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后只有是可靠的。满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后只有是可靠的。满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后只有2222残余应变，说明在中跨加载时拱肋残余应变，说明在中跨加载时拱肋残余应变，说明在中跨加载时拱肋残余应变，说明在中跨加载时拱肋L/4L/4L/4L/4截面处于弹性工作阶段。拱脚截截面处于弹性工作阶段。拱脚截截面处于弹性工作阶段。拱脚截截面处于弹性工作阶段。拱脚截面满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后应变基本完全恢复，面满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后应变基本完全恢复，面满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后应变基本完全恢复，面满载时两次测试的最大压应变基本相同，卸载后应变基本完全恢复，说明在中跨加载时拱脚截面处于弹性工作阶段。说明在中跨加载时拱脚截面处于弹性工作阶段。说明在中跨加载时拱脚截面处于弹性工作阶段。说明在中跨加载时拱脚截面处于弹性工作阶段。裂缝：试验前及试验过程中，拱肋各观测截面及其附近均未发现明显的裂缝：试验前及试验过程中，拱肋各观测截面及其附近均未发现明显的裂缝：试验前及试验过程中，拱肋各观测截面及其附近均未发现明显的裂缝：试验前及试验过程中，拱肋各观测截面及其附近均未发现明显的裂缝。裂缝。裂缝。裂缝。精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n分析评定：分析评定：分析评定：分析评定：uu荷载效率：荷载效率：荷载效率：荷载效率：根据试验方法规定，基本荷载的试验荷载效率根据试验方法规定，基本荷载的试验荷载效率根据试验方法规定，基本荷载的试验荷载效率根据试验方法规定，基本荷载的试验荷载效率应满足应满足应满足应满足0.81.00.81.00.81.00.81.0各试验截面得荷载效率为拱脚各试验截面得荷载效率为拱脚各试验截面得荷载效率为拱脚各试验截面得荷载效率为拱脚0.8430.8430.8430.843，拱肋，拱肋，拱肋，拱肋L/4L/4L/4L/4跨跨跨跨0.9550.9550.9550.955，拱肋，拱肋，拱肋，拱肋L/2L/2L/2L/2跨跨跨跨0.8810.8810.8810.881，均满足试验方法的要求。，均满足试验方法的要求。，均满足试验方法的要求。，均满足试验方法的要求。uu试验效率（试验效率（试验效率（试验效率（1 1 1 1）：）：）：）：根据试验方法规定，量测的弹性变形或力值与试验荷载作用下的理根据试验方法规定，量测的弹性变形或力值与试验荷载作用下的理根据试验方法规定，量测的弹性变形或力值与试验荷载作用下的理根据试验方法规定，量测的弹性变形或力值与试验荷载作用下的理论计算值的比值论计算值的比值论计算值的比值论计算值的比值K K K K应满足：应满足：应满足：应满足：KKKK本桥为砼拱桥结构，本桥为砼拱桥结构，本桥为砼拱桥结构，本桥为砼拱桥结构，=0.7,=1.05=0.7,=1.05=0.7,=1.05=0.7,=1.05最大挠度的试验效率最大挠度的试验效率最大挠度的试验效率最大挠度的试验效率K K K K值分别为值分别为值分别为值分别为1.01.01.01.0和和和和0.6670.6670.6670.667，一侧满足要求，而另一侧，一侧满足要求，而另一侧，一侧满足要求，而另一侧，一侧满足要求，而另一侧挠度值不满足。挠度值不满足。挠度值不满足。挠度值不满足。各测试截面最大应变的试验效率各测试截面最大应变的试验效率各测试截面最大应变的试验效率各测试截面最大应变的试验效率K K K K值均大于值均大于值均大于值均大于1.051.051.051.05，不满足要求。，不满足要求。，不满足要求。，不满足要求。精品课件土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院土木建筑学院4.2.7 4.2.7 静载试验实例静载试验实例n n试验效率（试验效率（试验效率（试验效率（2 2 2 2）：）：）：）：量测的残余变形值与量测的总变形值的比值量测的残余变形值与量测的总变形值的比值量测的残余变形值与量测的总变形值的比值量测的残余变形值与量测的总变形值的比值应满足：应满足：应满足：应满足：，本桥为，本桥为，本桥为，本桥为钢筋混凝土拱结构，取钢筋混凝土拱结构，取钢筋混凝土拱结构，取钢筋混凝土拱结构，取=0.20=0.20=0.20=0.20；最大挠度的最大挠度的最大挠度的最大挠度的值分别为值分别为值分别为值分别为0.3070.3070.307