公路桥梁承载能力试验鉴定.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流公路桥梁承载能力试验鉴定.精品文档.公路桥梁承载能力试验鉴定交通部公路科学研究院 2003年9月20日1 概 述1.1 我国公路桥梁现状2001年统计结果：桥梁共278809座，总计长度为10311794延米特大桥1547座、1316897延米大桥13783座、2349402延米小桥209537座、3698132延米98.76%的为永久性桥梁，0.67%为半永久性桥梁，0.57%为临时性桥梁。截止到2000年底，我国公路上现有危桥9597座，达323451延米。桥梁承载能力低，大部分达不到现行技术标准的要求，是我国公路桥梁技术状况较差、与当前

2、运输不相适应的一个主要表征。截止2002年底全国公路基本状况 表1-1截止2002年底全国公路桥梁基本状况表1-21.2 荷载试验的目的桥梁荷载试验是对桥梁结构进行直接加载测试的一项科学试验工作，其目的是通过荷载试验，了解结构在荷载作用下的实际工作状态，综合分析判断桥梁结构的安全承载能力和使用条件。桥梁荷载试验一般包括静力荷载试验与动力荷载试验两部分。一般情况下，桥梁荷载试验应按三个阶段进行，即计划与准备阶段、加载与测试阶段、分析与总结阶段。1.3 桥梁结构试验分类 桥梁结构试验是桥梁结构专业的一门基础技术科学，它是对桥梁的结构物进行直接测试的一项科学实验工作。其主要任务是通过有计划地对结构物

3、肥载后的性能进行观测和对测量参数(如位移、应力、振幅、频率等)进行分析，以便了解桥梁实际工作状态，对结构物的工作性能作出评价以及对桥梁结构的承载能力和使用条件作出正确估计，并为难和发展桥梁结构的计算、评定理论提供可靠依据。 “桥梁结构试验”的基本内容主要由下三方面构成： 1. 桥梁结构试验中所用仪器和设备的原理性能及其使用方法； 2. 桥梁结构试验的基本原则、方法和实践经验； 3. 收集、整理、计算和运用试验成果的原理和方法，以及利用结构试验评定桥梁承载能力和使用条件的基本原则和一般方法。在实际工作中，根据不同的试验目的，桥梁结构试验可分为研究性试验和鉴定性试验。鉴定性试验肯有直接和生产目的，

4、一般以真实结构为试验对象，通过试验鉴定对实际结构作出技术结论。鉴定性试验常用来解决以下几方面的问题。 1. 检验结果质量，说明工程的可靠性。对一些比较重要的结构物或采用新计算理论、新材料及新工艺的结构物，在建成之后要求通过试验综合鉴定其质量的可靠程度；对于成批生产的预制构件，则在出厂或安装之前，需要按照试验规程抽样试验以推断成批产品的质量。 2. 判断结构的实际承载能力和使用条件，为改建和扩建工程提供了数据。当旧桥梁结构需要拓宽或需要提高其使用荷载等级时，往往要求通过荷载试验来确定这些旧桥梁结构的承载潜力和使用条件，这对于那些缺乏技术资料的旧桥梁结构更为必要。 3. 处理工程质量事故，提供技术

5、依据。对于在建造或使用过程中产生严重缺损或遭受地震、火灾、爆炸等灾害而损伤的桥梁结构，常需通过荷承试验，分析桥梁缺损产生的原因，掌握其变化规律，了解其实际承载能力，为进行技术处理提供依据。 鉴定性试验总是在比较成熟的设计理论的基础上进行的，离开了这样的理论指导，鉴定试验就会成为盲目的试验。 鉴定性试验本身也具有重要的科学价值。根据一定标准或规范进行的鉴定性试验所提供的大量数据资料是发展与充实结构设计理论的一条主要途径。 研究性试验的任务是验证结构设计理论，验证各种科学判断、推理、假设和概念的正确性，并为设计计算提供必要的参数。研究性试验常按事先周密考虑的计划进行，一般把对构件有主要影响的因素作

6、为试验参数，试验结构的设计和数量均应按照具体研究目的的需要而定。试验可在实际原型结构上进行，也可在模拟结构上进行。后者常在专门的试验室内进行。在模拟设计中，常需经过细致分析，找出问题的实质，然后再根据抽象出来的本质问题和尽可能简化实验设备的原则进行设计。有时模型只是具体结构的某一关键性局部构件，从表面上看来，似乎与具体结构没有共同之处，但其往往是所研究问题的核心所在，通过系统的试验研究，就会揭示出具有普遍意义的规律。例如，在研究多层钢筋混凝土框架的变形能力时，设计X形节点模型试件。因为钢筋混凝土框架在塑性阶段的变形主要取决于塑性绞的转动能力，节点变形是研究的关键，X形节点试件是研究框架的核心构

7、件，而进行形节点试件试验的实验设备较做整体框架试验却简单得多，这样大大简化了试验规模。模型试件的尺寸一般根据试验室的加载设备条件和场地大小而定，不一定和实际结构一样大，但为了避免尺寸效应的影响，试件尺寸应尽可能和实际结构接近。如果条件可能，特别是由砖石或混凝土等材料变异较大的材料制成的结构，同样的试件应重复试验两个以上，以免试验结果带有偶然性。 研究性试验的规模和试验方法根据研究目的和任务的不同，可以有很大的差别。如为配合我国钢筋混凝土结构设计规范的修订，而进行的钢筋混凝土偏心受压长柱的试验研究。由于钢筋混凝土材料的复杂性，要获是钢筋混凝土柱的纵向弯曲和稳定问题的数学分析解十分困难，目前大多采

8、用半理论半经验的方法处理。试验研究的目的是为了获得合理的计算偏心距增大系数的经验公式，因而需对不同细长比、不同偏心距、不同配筋率和混凝土标号的钢筋混凝土柱进行系统的试验研究，试件数量多大233个，由8个有关高等院校及研究机构统一协调，分别进行。其主要量测内容为荷载、挠度、钢筋及混凝土的应变。与长柱研究任务不同的另一研究题目是钢筋混凝土海洋平台主体结构的试验研究。由于海洋平台结构形状复杂、承受荷载类型众多，加上缺乏正确的结构分析和合理的结构计算方法，特别缺乏受到海浪、大风暴或地震等动载作用时的动力性能资料。所以对这类试验研究，一般先通过小比例尺的弹性模型试验验证弹性工作时的内力计算方法是否可靠，

9、结构内部的应力或变形是否异常并取得结构自振频率等动力特性的资料，为实际结构的设计提供依据，然后经过必要的修改，再做小尺寸的钢筋混凝土结构试验，研究结构的弹塑性工作、动力特性和具体构造等方面的问题。这类试验的试件数量不多，一般只做一个，但其试验规模较大。为了取得结构的应力分布、变形等资料，量测内容很多，清华大学土木工程系所做的海洋平台主体结构1:100的有机玻璃模型试验和1:16的钢筋混凝土模型试验测点竟多达112个。 根据试验荷载作用性质的不同，桥梁结构试验可分为静载试验和动载试验。静动载试验在试验目的和测试内容等方面虽然极不相同，但对于承受以车辆荷载为主的桥梁结构来说，这两种性质的荷载试验，

10、对于全面分析和了解桥梁的工作状态是同等重要的。静载试验可布置较多的测点，便于较全面地分析结构的受力状态，而动载试验则是研究桥梁结构在车辆荷载或其它动力荷载作用下的振响应所必需的。 依据试验对结构所产生的后果，桥梁结构试验又可分为破坏性试验和非破坏性试验两种。一般地，鉴定试验多为非破坏性试验；而科研性试验，为了了解试验结构在逐渐增加的荷载作用下的骨架曲线，常需进行破坏性试验。实际上，原型结构的破坏试验，不论在费用还是在方法都存在一些具体问题，特别是实现结构在趋于破坏状态时的试验是比较困难的，因此，对原形结构很少进行破坏试验。但桥梁结构的破坏试验资料对了解其受力阶段，空间受力特征具有重大的意义和指

11、导价值。 按照结构实验持续的时间的长短，可分为长期观测和短期观测试验。鉴定性试验与一般性研究试验都采用短期观测的方法，只有那些必须进行长期观察的现象才采用长期观测的方法，如混凝土结构的徐变性能等。此外，对于特殊的大型结构划新型结构也常采用长期观测或组织定期的检验。总之，结合不同的试验目的和要求，可选用一种或几种试验方法。短期观测的静载试验是最基本的结构试验。在选择试验种类上应讲求经济效益，一般能用模型来替代的，就不搞大规模的原型试验；能用非破坏性试验的，就不作破坏性试验。1.4 桥梁结构试验的一般过程一般情况下，桥梁结构试验可分为四个阶段，即试验计划、试验准备、加载试验与观测以及试验资料整理分

12、析与总结阶段，各阶段的简繁程度以试验规模大小的不同而异。一、试验计划阶段 桥梁荷载试验是一项细致复杂工作，任何疏忽大意都会影响试验的正常进行，甚至会导致试验失或危及人身安全，因此在试验需对整个试验工作做出规划。 在此阶段需反复研究试验目的，充分了解试验具体任务，搜集有关资料，确定试验的性质和规模，鉴定性试验，应收集和研究有关的设计原始资料、设计计算书、施工、监理及养护等方面的技术资料，需对桥梁结构进行实地考察以检查结构物的设计质量和施工质量，并需详细了解结构物的使用情况和当前技术状况或主要存在问题，在经过必要的检算其后方可拟订试验大纲或方案。二、试验准备阶段试验准备工作要占全部试验工作的大部分

13、时间，工作量最重。试验准备工作的好坏以及充分与否直接影响到试验能否顺利进行和能获得试验结果的多少。特别是在现场鉴定性试验中，试验准备工作很为复杂，工作条件也很差，即使极小的疏忽大意也会使试验不能取得预期的结果或使试验结果不够理想，因此切务低估准备工作阶段的复杂性和重要性，应细致、认真地做好每一项准备工作。三、加载试验与观测阶段 加载试验与观测阶段是整个试验工作的中心环节，应按照预定的试验计划进行各项具体的试验内容，运用各种配备得当的测试仪器和设备，观测结构受载后的工作，并记录观测数据和资料，重要的量测数据应在加载试验中随时整理分析并与事先估算的数值作比较，发现有反常情况时应及时查明原因，待问题

14、弄清后才能继续试验。有时，为了更完善地实现某一加载、观测方案，可先进行试探性的试验。在试验过程中结构所反映出的外观变化是分析结构性能极宝贵资料，例如：节点的松动、异常变形、钢筋混凝土结构裂缝的出现和发展以及破坏形态等，对它们应作更为详尽的记录及描述。试件破坏后要拍照和测绘破坏部位及裂缝，必要时可从试件上切取部分材料测定力学性的。四、试验资料整理分析与总结阶段 试验资料的整理分析包括两部分工作。第一部分将所有的原始资料整理完善，即原始资料的整理及归档的过程。第二部分是进行数据处理。即通过科学的分析处理，去伪存真，去粗取精。最后，应对试验得出的规律和一些重要现象作出解释，将试验结果和理论值进行比较

15、，分析产生差异的原因并作出结论，写出试验总结报告。总结报告中应提出试验中发现的新问题以及进一步的研究计划。2 试验计划的制定桥梁荷载试验是一项复杂而又细致的工作，应在桥梁调查和检算的基础上，确定试验项目、加载方案、测点布设、观测方案、安全措施等内容，仔细考虑试验的全过程，预计可能出现的问题及其处理方法，制定切实可行的试验计划。在制定荷载试验计划时，应考虑荷载试验能够弥补桥梁调查和检算的不足，使桥梁承载能力鉴定工作进一步深化。荷载试验计划的主要内容包括：(1) 试验目的与任务(2) 试验准备工作(3) 加载方案与实施(4) 观测方案与实施(5) 加载试验的控制与安全措施(6) 加载试验资料的整理

16、(7) 试验成果分析与评定3 试验准备工作3.1 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。对多孔结构中跨径相同的桥孔（或墩）可选择13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：(1) 该孔（或墩）计算受力最不利；(2) 该孔（或墩）施工质量较差，缺陷较多或病害较严重；(3) 该孔（或墩）便于搭设脚手架及设置测点或试验加载实施；3.2 观测脚手架搭设及测点附属设施设置(1) 脚手架的搭设要因地制宜、牢固可靠，方便布置安装观测仪表，同时要保证不影响仪表和测点的正常工作，且不干扰测点附属设施。在不便搭设固定脚手架的情况下，可考虑采用轻便灵活的吊架、挂篮或专用的桥梁检

17、查设备（检查车、检查架等）。(2) 在安装挠度、沉降、水平位移等测点的观测仪表时，一般需要设置木桩、支架等测点附属设施。测点附属设施除要满足仪表的安装要求外，还应保证其自身不受被测试结构变形、位移的影响，并能承受试验时可能产生的其它外界干扰，如试验人员行走等。(3) 阳光直射的应变测点，应设置遮挡阳光的设施，以减少温度变化造成的观测误差。(4) 观测脚手架与测点附属设施应分开搭设、互不影响。观测脚手架及测点附属设施应有足够的强度、刚度和稳定性，以保证测试人员的安全和测试结果精确可靠。3.3 静载试验加载位置的放样与卸载位置的安排(1) 静载试验前应在桥面上对加载位置进行放样，以便于加载试验的顺

18、利进行。如加载程序较少，时间允许，可在每程序加载前临时放样。如加载程序较多，则应预先放样，且用不同颜色的标志区别不同加载程序时的荷载位置。(2) 静载试验荷载卸载的安放位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加卸载方便，离加载位置近一些，又要使安放的荷载不影响试验孔（或墩）的受力，一般可将荷载安放在桥台后一定距离处。对于多孔桥，如有必要将荷载停放在桥孔上，一般应停放在距试验孔较远处以不影响试验观测为度。3.4试验人员的组织与分工(1) 桥梁的荷载试验是一项技术性较强的工作，应由有资质的公路桥梁检测机构或专门的桥梁试验队伍来承担。(2) 桥梁试验队伍一般由桥梁结构工程师、专业技术测试人员、仪器仪表

19、工程师、熟练技术的不同专业、不同层次的人员组成。(3) 试验时应根据每个试验人员的特长进行分工，每人分管的仪表数目除考虑便于进行观测外，应尽量使每人对分管仪表进行一次观测所需的时间大致相同。(4) 所有参加试验的人员应能熟练掌握所分管的仪器设备，否则应在正式开始试验前进行演练。(5) 为使试验有条不紊地进行，应设试验总指挥1人，其他人员的配备可根据具体情况考虑。3.5 其它准备工作加载试验的安全措施，供电照明设施，通讯联络设施，桥面交通管制等应根据试验的需要提前进行准备。若采用汽车车辆作为试验荷载，应提前预约租用汽车并确定载重物及装载方法，按试验要求对车辆型号、轴距、轴重力等参数进行测试并记录

20、。4 静载试验加载方案与实施4.1 加载试验项目的确定(1) 在满足鉴定桥梁承载能力的前提下，加载试验项目应抓住重点，不宜过多。一般应有23个主要内力或位移控制截面，此外，根据桥梁具体情况可设置几个附加内力控制截面。一些主要桥型的内力或位移控制截面，见表4.1。主要桥型的内力或位移控制截面 表4.1序号桥型内力或位移控制截面1简支梁桥主要1、跨中截面最大正弯矩和挠度；2、支点截面最大剪力。附加1、L/4截面最大正弯矩和挠度；2、墩台最大垂直力。2连续梁桥、连续刚构主要1、跨中最大正弯矩和挠度；2、内支点截面最大负弯矩；3、L/4截面最大弯矩和挠度。附加1、端支点截面的最大剪力；2、L/4截面最

21、大弯剪力；3、墩台最大垂直力；4、连续刚构固结墩墩身控制截面的最大弯矩。3悬臂梁桥、T型刚构主要1、锚固跨跨中最大正弯矩和挠度；2、支点最大负弯矩；3、挂梁跨中最大正弯矩和挠度。附加1、支点最大剪力；2、挂梁支点截面或悬臂端截面最大剪力。4拱桥主要1、拱顶截面最大正弯矩和挠度、拱脚截面最大负弯矩；2、刚架拱上弦杆跨中最大正弯矩。附加1、拱脚最大水平推力；2、L/4截面最大正、负弯矩及其最大正、负挠度绝对值之和；3、刚架拱斜腿根部截面最大负弯矩。5刚架桥（包括框架、斜腿刚构和刚架拱式组合体系）主要1、跨中截面最大正弯矩和挠度；2、结点截面的最大负弯矩。附加1、柱脚截面最大负弯矩、最大水平推力。6

22、钢桁桥主要1、跨中、支点截面的主桁杆件最大内力；2、跨中截面的挠度。附加1、L/4截面的主桁杆件最大内力和挠度；2、桥面系结构构件控制截面的最大内力和变位；3、墩台最大垂直力。7斜拉桥与悬索桥主要1、主梁最大挠度；2、主梁控制截面最大内力；3、索塔塔顶水平变位；4、主缆最大拉力，斜拉索最大拉力。附加1、主梁最大纵向漂移；2、主塔控制截面最大内力；3、吊索最大索力。(2) 对桥梁的薄弱截面、损坏部位，比较薄弱的桥面结构，可根据桥梁调查与检算情况，确定是否设置内力控制截面及安排加载试验项目。4.2 试验控制荷载的确定(1) 根据桥梁需要鉴定承载能力的荷载：汽车+人群（标准荷载）、平板挂车或履带车（

23、标准荷载）、需通行的重型车辆，分别计算其对控制截面产生的最不利荷载效应（内力和位移），用产生最不利荷载效应较大的荷载作为试验控制荷载。(2) 荷载试验应尽量采用与控制荷载相同的荷载。但由于客观条件的限制，实际采用的试验荷载与控制荷载会有所不同。为保证试验效果，在确定试验荷载大小和加载位置时，可采用静力荷载试验效率q进行控制。(3) 静力试验荷载的效率按下式计算： (4. 2)式中：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或变位的最大计算效应值；控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值；按规范取用的冲击系数值； 静力试验荷载的效率，应介于0.801.05之间。

24、(4) 当温度变化对桥梁结构内力影响较大时，应选择温度内力较不利的季节进行荷载试验。否则，应考虑采用适当增大静力试验荷载效率的方法，来弥补温度对结构控制截面产生的不利内力。(5) 当试验控制荷载为挂车或履带车而采用汽车荷载加载时，考虑到汽车荷载的横向应力增大系数较小，为了使截面的最大应力与控制荷载作用下截面最大应力相等，可适当提高静力荷载试验效率。4. 3 试验荷载的加载分级与控制(1) 为了获取结构试验荷载与变位的相关曲线以及防止结构意外损伤，对主要控制截面试验荷载的施加应分级进行，而且一般安排在开始的几个加载程序中执行，对于附加控制截面一般只设置最大内力加载程序加载。(2) 试验荷载应按控

25、制截面最大内力或位移分成45级施加。受条件所限时，至少也应分成3级施加。(3) 当桥梁的调查和检算工作不充分或桥梁技术状况较差时，应尽量增多加载分级。如限于条件加载分级较少时，应注意每级加载时，车辆荷载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荷位置前，分次对控制测点进行读数以确保试验安全。 (4) 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，且最大内力不应超过控制荷载作用下的最不利内力。(5) 根据具体条件决定分级加载的方法，最好每级加载后卸载，也可逐级加载达最大荷载后逐级卸载。在安排加载分级时，应注意加载过程中其它截面受力情况，使其最大内力不超过控制荷载作用下

26、的最不利内力。(6) 车辆荷载加载分级可采用逐渐增加加载车数量、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等方法，或这些方法综合运用。(7) 加卸载的时间选择与控制。为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以晚10 时至晨6时为宜。尤其是采用重物直接加载，加卸载周期比较长，只能在夜间进行试验。对于采用车辆等加卸载迅速的试验方式，如夜间试验照明等有困难时，亦可安排在白天进行试验。但在晴天或多云的天气下进行加载试验时，每一加卸载周期所花费的时间不宜超过20分钟(8) 加卸载稳定时间取决于结构变位达到稳定所需的时间。要求在前一荷载阶段内结构变位相对稳定后，方可进入下一

27、荷载阶段。同一级荷载内，结构最大变位测点在最后5分钟内的变位增量小于第一个5分钟变位增量的15，或小于量测仪器的最小分辨值时，则认为结构变位达到相对稳定。但当进行主要控制截面最大内力加载程序时，加卸载稳定时间应不少于15分钟。(9) 当拱上建筑或桥面系参与主要承重构件的受力时，若因连接较弱或变形缓慢而造成测点观测值稳定时间较长，如结构的实测变位（或应变）值远小于计算值，则可将加载稳定时间定为2030分钟。(10) 加载分级的计算。根据各加载分级按弹性阶段计算加载各测点的理论计算变位（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，如己作材料试验则用实测值，否则可按规范选用。

28、4.4 加载设备的选择(1) 静载试验加载设备可根据加载要求及具体条件选用。一般有以下两种加载方式：装载重物的可行式车辆和重物直接加载。(2) 选用装载重物的可行式车辆（汽车或平板车）加载时，装载的重物应置放稳妥，以避免车辆行驶时因摇晃而改变重物的位置。(3) 选用重物直接加载时，一般可按控制荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在承载架上堆放重物或设置水箱进行加载，如加载仅为满足控制截面内力要求，也可采取直接在桥面堆放重物或设置水箱的方法加载。承载架的设置和加载物的堆放应安全、合理，能按要求分布加载重量，并不使加载设备与桥梁结构共同承载而形成“卸载”现象。(4) 重物直接加载准备工作量大，加卸载所需

29、周期一般较长，交通中断时间亦较长，且试验时温度变化对测点的影响较大，因此宜于安排夜间进行试验。4.5 加载物重力的称量(1) 可根据不同的加载方法和具体条件选用称重法、体积法及综合法等称量加载物的重力。(2) 采用称重法时，若采用重物直接在桥上加载，可将重物化整为零称量后按逐级加载要求分堆置放，以便加载取用。当采用车辆加载，可将车辆逐轴开上称重台进行称量，也可采用便携式轮重秤逐轮进行称量。(3) 采用水箱或采用在桥面直接堆放重物加载时，可通过测量水体积或堆放重物的体积与容重来换算加载物的重力。(4) 采用综合计算法时，应根据车辆出厂规格确定空车轴重，再根据装载重物的重力及其重心将其分配至各轴。

30、装载物最好采用规则外形的物体整齐码放，或采用松散均匀材料在车箱内摊铺平整，以便准确确定其重心位置。(5) 无论采用何种方法确定加载物重力，均应做到准确可靠，其称量误差最大不得超过5%。最好能采用两种称量方法互相校核。5 静载试验观测方案与实施5.1 静载试验的基本观测内容静载试验的基本观测内容如下：(1) 结构的最大挠度和扭转变位，包括桥梁上、下游两侧的挠度差及水平位移等；(2) 结构控制截面最大应力（或应变），包括混凝土表面应力和最外缘钢筋应力等；(3) 支点沉降、墩台位移与转角，活动支座的变位等；(4) 桁架结构支点附近杆件及其它细长杆件的稳定性；(5) 裂缝的出现和扩展，包括初始裂缝的出

31、现，裂缝的宽度、长度、间距、位置、方向和性状，以及卸载后的闭合状况；(6) 温度变化对结构控制截面测点应力和变位的影响。根据桥梁调查和检算的深度，综合考虑结构特点和桥梁技术现状等，可适当增加以下观测内容：(1) 桥跨结构挠度沿桥长或沿控制截面桥宽的分布；(2) 结构构件控制截面应变分布图，要求沿截面高度分布不少于5个应变测试点，包括最边缘和截面突变处的测点；(3) 控制截面的挠度、应力（或应变）的纵向和横向影响线；(4) 行车道板跨中和支点截面挠度或应变影响面；(5) 组合构件的结合面上、下缘应变；(6) 支点附近结构斜截面的主拉应力；(7) 控制断面的横向应力增大系数。5.2 静载试验观测内

32、容的确定原则1、 静载试验的测点布设应满足分析和推断结构工作状况最低的需要，测点的布设不宜过多，但要保证观测质量。主要测点的布设应能控制结构最大应力（应变）和最大挠度（位移）。对重要的测点宜采用两种测试方法校对测量。2、挠度观测测点布置：对于整体式梁桥，一般对称于桥轴线布置，截面设单点时，布置在桥轴线上；对于多梁式桥，可在每梁底布置一个或两个测点。3、截面抗弯应变测点应设置在截面横桥向应力分布较大的部位，沿截面上、下缘布设，横桥向测点设置一般不少于3处，以控制最大应力的分布。4、当采用测定混凝土表面应变的方法来确定钢筋混凝土结构中钢筋承受的拉力时，考虑到混凝土表面已经和可能产生的裂缝对观测的影

33、响，因而测点的位置应合理进行选择，如凿开混凝土保护层直接在钢筋上设置拉应力测点，则在试验完后必须修复保护层。5、对于剪切应变测点一般采取设置应变花的方法进行观测。为了方便，对于梁桥的剪应力也可在截面中性轴处主应力方向设置单一应变测点来进行观测。梁桥的实际最大剪应力截面应设置在支座附近而不是支座上。6、当结构横向联系构件质量较差，联接较弱时则必须测定控制截面的横向应力增大系数。简支梁跨中截面横向应力增大系数的测定，既可采用观测跨中沿桥宽方向应变变化的方法，也可采用观测跨中沿桥宽方向挠度变化的方法来进行计算或用两种方法互校。7、选择与大多数测点较接近的部位布置12处气温观测点。此外，根据需要可在结

34、构主要控制截面布置结构温度测点，以观测结构温度变化对测点应力和变位的影响。布设于结构上的温度测点应能反映结构温度的内外表面差异、向阳与背阴面差异、迎风面与背风面差异以及上面与下面的差异。5.3测试仪器、仪表的选择一、一般原则(1) 所用仪器、仪表数据采集设备应是经过计量检定的；(2) 选择仪器仪表应从试验的实际需要出发，选用的仪器仪表应满足测试精度的要求，一般要求不大于预计测量值的5%；(3) 在选用仪器仪表时，既要注意环境条件，又要避免盲目地追求精度，应根据实际情况，慎重选择和比较，采用符合要求又简易的量测装置；(4) 量测仪器仪表的型号、规格，在同一试验中种类愈少愈好，尽可能选用同一类型或

35、规格的仪器仪表。(5) 仪器仪表应当有足够的量程，以满足测试的需要。二、静载试验常用的仪器仪表的使用精度和测量范围静载试验常用仪表及适用范围 表5.5.11量测内容仪表名称最小分划值适用量测范围备 注应变千分表杠杆引伸仪手持应变仪电阻应变仪210-6210-6510-6110-650200010-6502001081002000010-650500010-6需配附件需配附件需配表脚需贴电阻片位移或挠度千分表百分表百分表（长标距）挠度计精密水平仪电阻应变位移计经纬仪0.001mm0.01mm0.01mm0.1mm0.1mm0.01mm0.5mm0.10.8mm0.38mm0.325mm1mm2m

36、m0.325mm2mm需配表座及吊架需配表座及吊架需配表座及吊架需配表座及钢丝需配特制水准尺需配表座需配短尺倾角水准式倾角仪2.52010需固定支架裂缝刻度放大镜0.05mm0.055mm量测设备都必需具备三个基本组成部分：感受部分、放大部分、显示记录部分。(一)量测仪表的主要性能指标 1. 量程：仪器能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称为仪表的量程或量测范围. 2. 刻度值：仪器指示装置的最小刻度所代表的被测量的数值。 3. 精确度(精度)：仪器指示与被测值的符合程度。 目前国内外都还没有统一的仪表精度的表示方法，常以最大量程时的相对误差来代表精度，并以此相对误差值来判定仪表的精度等级

37、。例如一台精度为0.2级的仪表，意思是测定值的误差不超过最大量程的0.2%。 4. 灵敏度：一般来说，仪器灵敏度是指在做静态量测时单位输出量所引起的仪表输出值的变化，对于不同用途的仪表，灵敏度的单位也各不相同，如百分表的灵敏度单位是毫米毫米，测力传感器的灵敏度单位是应变/千克。有些仪表的灵敏度还有另外的含义，使用时应相对其说明书，以了解其确切的含义。 5. 分辨率：使仪器输出量产生能观察出变化的最小被测量。 6. 滞后：仪表的输入量从起始量程增至最大量程的测量称为正行程，输入量由最大量程减至起始量程的测量称为反行程。同一输入量程正反两个形成输出值间的偏差称为滞后。常以全量程中的最大滞后值与满量

38、程输出值之比表示。 7. 零位温漂和满量程热漂移：零位温漂是指当仪表的工作环境温度不为20时零位输出温度的变化率。 满量程热漂移是指当仪表的工作环境温度不为20时满量程输出随温度的变化率。 它们都是温度变化的函数，一般由仪表的高低温试验得出其温漂曲线并在试验值中加以修正。 除上述性能外，对于动力试验量测仪表的传感器、放大器及显示记录仪器等各类仪表需考虑下述特性。 8. 线性范围：保持仪表的输入量和输出信号为线性关系时，输入量的允许变化范围。在动态量测中，对仪表的线性度应严格要求，否则将对量测结果引起较大的误差。 9. 频响特性：指仪器在不同频率下灵敏度的变化特性，常以频响曲线(一般以对数频率值

39、为横坐标，以相对灵敏度为纵坐标)表示。在进行高频动态量测时，应将使用频率限制在频响曲线的平坦部分以免引起过大的量测误差。对于传感器，提高其自振频率将有助增加使用频率范围。 10. 相移特性：振动参量经传感器转换成电信号或经放大、记录后在时间上产生的延迟叫相移。若相移特性随频率而变化，则对于具有不同频率成份的复合振动将引起输出电量的相位失真。常以仪器的相频率特性曲线来表示其相移特性。在使用频率范围内，输出信号相对于输出信号的相位差应不随频率改变而变化。(二) 量测仪表的选用原则 1. 符合量测所需的量程及精度要求。在选用仪表前，应先对被测值进行大致的估算。一般应使最大被测值在仪表的2/3量程范围

40、附近以防因估算值不准确引起仪表超量程而损坏仪表。同时，为得到足够大的读数以保证量测精度，应使仪表的最小刻度值不大于5%的最大被测值。2. 动力试验用的量测仪表，其线性范围、频响特性以及相移特性等都应满足试验要求。 3. 对于安装在结构上的仪表或传感器，要求自重轻、体积小，不影响结构工作。特别要注意夹具设计是否合理正确。不正确的安装夹具将使试验结果带有很大的误差。 4. 同一试验中选用的仪器仪表种类应尽可能少以便统一数据的精度，简化量测数据的整理工作和避免差错。 5. 选用仪表是应考虑试验的环境条件，例如在野外试验时仪表常受到风水日晒，周围的温、湿度变化较大，宜选用机械式仪表。此外，应从试验实际

41、需要出发选择仪器仪表的精度，切忌盲目选用高精度高灵敏度的仪表。一般来说，测定结果的最大相对误差不大于5%即满足要求。各类仪表各有其优、缺点，不可能同时满足上述要求，选用仪表时应首先满足试验的主要要求。(三) 电阻应变片的构造和性能 电阻应变片的性能主要有下列几项： 1. 标距 电阻应变片纵轴方向的有效长度。 2. 使用面积 以标距片宽表示。 3. 电阻值R。4. 灵敏系数K 电阻应变片的灵敏系数，其值一般比单阻丝的灵敏系数K0小，因为它还包括了电阻应变片的丝栅形状对灵敏度的影响。一般用抽样法实验确定此值。 5. 应变极限 应变片保持线输出时所能量测的最大应变值。除取决于金属电阻丝的材料性质外还

42、和制作及粘贴用胶有关。一般情况下为(1-3)%左右。 6. 机械滞后 试件加载和卸载时应变片(R/R)-特性曲线不重合的程度。 7. 疲劳寿命。 8. 零飘 在恒定温度环境中电阻应变片的电阻值随时间的变化。 9. 蠕变 在恒定的荷载和温度环境中，应变电阻值随时间的变化。 10.绝缘电阻 是指已安装的应变片的敏感栅及引线与被测试件间的电阻值。 除了绕丝式电阻应变片外，还发展了各种不同基底、不同丝形状、不同金属电阻材料的应变片(图1-2)。各生产厂家均有详细列出规格性能的产品目录供选用参考。图1-2 各种电阻应变片(四) 常用位移量测传感器图1-3 各种测位移仪表三、仪表的检查与安装调试(1) 试

43、验需用的所有仪表均应在测试前进行检查,并按仪表本身的要求进行标定和必要的误差修正。(2) 采用电阻应变仪进行应变测试时，粘贴电阻片的人员应具有一定的经验，要根据现场温度，湿度等条件选择贴片及防潮工艺，尽量选用与观测应变部位相同的材料制作温度补偿片。补尝片应尽量靠近应变片设置。(3) 采用千分表观测结构表面应变时，在不影响观测的前提下，应尽量使千分表轴线靠近结构表面，以减小测试误差。(4) 仪表、设备容易受到碰撞扰动的部位应加保护设备、系保险绳或设置醒目的标志，以保证仪表正常工作。(5) 仪表安装工作一般应在加载试验前完成，但亦不应安装过早，以免仪器受损和遗失。注意仪表安装位置和方法的正确与否。

44、安装完毕应由有测试经验的人员进行检查，有时可利用过往车辆来观察仪表工作是否正常。(6) 仪表安装完毕后，一般在加载试验之前应对各测点进行一段时间的温度稳定观测。中间可每隔10分钟读数一次，观测时间应尽量选择与加载试验相同的气候条件或选择加载试验前夕。这一观测成果用于衡量加载试验时外界气候条件对观测造成的误差影响范围。或用于测点的温度影响修正。5.4 试验观测与记录(1) 采用人工读表时，仪表的测读应准确、迅速，并记录在专门的表格上，以便于资料的整理和计算。记录者应对所有测点量测值变化情况进行检查，看其变化是否符合规律，尤其应着重检查第一次加载时量测值变化情况。对工作反常的测点应检查仪表安装是否

45、正确，并分析其他可能影响其正常工作的原因，及时排除故障。对于控制测点应在故障排除后，重复一次加载测试项目。(2) 采用计算机自动采集系统读数记录时，应利用系统实时监测功能对控制点的应变或位移进行监控，对测试结果异常现象应及时查明原因并采取补救措施。(3) 仪器安装完毕后，一般在加载试验之前应对各测点进行一段时间的温度稳定观测，中间可每隔10分钟读数一次。观测时间应尽可能选择与加载试验相同的外界气候条件或选择加载试验前夕。这一观测成果用于衡量加载试验时外界气候条件对观测造成误差的影响范围，或用于测点的温度影响修正。5.5 裂缝观测加载试验中裂缝观测的重点是结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽

46、的部位。在这些部位应量测裂缝长度、宽度，并在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘。加载过程中观测裂缝长度及宽度的变化情况，可直接在混凝土表面进行描绘记录，也可采用专门的表格记录。加载至最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查，尤其应仔细检查是否产生新的裂缝，并将最后检查情况填入裂缝观测记录表。6 静载试验测试数据实时处理分析6.1 在加载试验过程中，应对结构变位（应变）较大的测点进行稳定观测，并将最后一个5分钟的增量与第一个5分钟的增量进行比较，以判定结构变位（应变）是否稳定。6.2 试验前，应通过分级加载计算确定各荷载工况下主要控制截面测点的应变或变位理论计算值，加载过程中应及时将理论值与实测值进行比较。6.3 对结构变位或应变较大的测点，应实时绘制测点变位或应变与荷载的关系曲线，以分析结构所处的工作状态。6.4 对于技术状况较差的桥跨结构，应实时绘制桥跨结构挠度纵桥向或横桥向分布曲线，以分析桥跨结构的整体工作性能。7 静载试验的加载控制与安全措施7.1 试验指挥人员在加载试验过程中应随时掌握各方面情况，对加载进行控制。既要取得良好的试验效果，又要确保人员、仪表设备及桥梁的安全，避免不应