橋梁靜動載試驗方法

2022-05-05 07:36:04 字數 2973 閱讀 4706

關健詞:橋梁工程、動載試驗、靜載試驗

1引言:隨著現代橋梁工程技術的發展,橋梁的建設結構也趨於多樣化。在對新建的橋梁和已建的橋梁,進行營運質量的鑑定和檢測時通常使用的方法,就是對橋梁進行荷載的試驗,從而對橋梁的承載力以及運營的何載等級進行科學的評定。

橋梁的何載試驗具體包括動載試驗和靜載試驗兩種。靜載試驗是在對橋梁結構進行試驗荷載作用下的控制截面的應變、位移以及裂縫等的測試,用來分析和評定橋梁的承載能力。動載試驗是對橋梁在動載作用下的響應測試,來分析橋梁的頻率、阻尼和振動和模態等引數,並根據動力響應和模態引數來做出橋梁的何載力評定。

2橋梁的靜載試驗

2.1荷載作用下的橋梁結構驗算:在明確了橋梁的結構之後,首先要進行的就是理論的分析和計算,也就是按照試驗橋梁的設計圖紙與設計的荷載,來選取合理的計算圖式並按照設計的規範,計算出橋梁的結構圖設計內力。

目的就是為了確定各種控制截面的位置及控制截面的最不利活載內力,從而為檢測截面的選取以及載入方案提供主要依據。科學合理的計算是保證試驗成功進行的前提條件,一般情況下橋梁的實際結構和組成材料,與設計理論存在一定的差別,所以需要將模型進行合理的簡化,並合理的確定邊界條件和材料引數。

2.2橋梁測點的布置和截面的選擇:靜力荷載的試驗既需要滿足橋梁承載力與使用效能的真實全面評定,又需要考慮到試驗成本的控制,所以需要進行合理的簡化。

通常荷載試驗是選擇不同結構形式、不同跨徑的橋孔中具有代表性的一孔或幾孔進行的。變形的測點應該布置在被測橋孔的4分點或8分點所在的截面上,根據選擇的儀器或者實際的情況,可以布置在橋面或橋梁底面,至少需要在各截面的橫橋向分別布置3個點。應力的測點應該布置在被測理論計算的控制截面上,每個截面應該根據橋的寬度與高度,在橫縱向布置多個測點。

2.3載入方案的選擇:測點及截面布置完成之後,要需要制定合理的載入方案,如載入的方式、載入的位置以及載入的程式。

目前常用的載入方式有車輛荷載載入、專用加力架載入以及重物載入三種,選擇時應該根據現場的實際情況進行。載入的位置和載入的重量則應該通過試驗荷載效應計算來決定。當載入的方式確定以後,要根據載入物的體積重量等特點,將其簡化為集中荷載或者均勻荷載布置在計算的結構上,從而使各截面產生的內力,接近設計的最不利活載產生的內力,目的就是盡量使用最少最合理的載入物來達到最大效果。

引導程式的設計是為了使試驗能夠順利進行,並有效的獲取真實的資料,提高試驗工作的效率,同時也要防止試驗中結構發生意外破壞。對試驗的工序進行具體安排的工作,其主要的內容包括確定各控制截面試驗的工序,確定試驗載入及解除安裝的程式,確定載入的時間,以及確定變形的測量和測量工作的方式與方法。

2.4靜載試驗儀器的選用:靜載試驗主要的檢測目的是測量橋梁結構的變形和應變,橋梁結構的變形可採用撓度儀、精密水準儀、百分表以及連通管等儀器;而對於應變的測試則可根據試驗方法的不同選擇電阻應變儀、機械式應變計等;在選擇儀器時應該盡量注意:

(一)所選的儀器必須滿足測試的精度要求,通常情況下要求所測量的結果誤差小於5%,也不能過於盲目的追求精度,因為儀器越精確對環境的要求就越高;(二)儀器應該具有足夠的量程,來滿足測試的需要,盡量的避免在試驗中進行儀器的除錯;(三)測量相同內容時,應該選用同一種規格的儀器進行測量,以免出現誤差;(四)對儀器進行選擇時,還要客觀的考慮到環境的影響因素,通常電子儀器的適應性較差,機械式儀器的適應性則較強,但適應性最強的要屬光學儀器。所以在選擇儀器時要根據實際的環境,再結合測量的需要進行選擇。

2.5資料的採集與分析:試驗成功關鍵就是現場的組織操作和資料採集工作,所以要求現場的技術人員和工作人員必須準備充分。

載入前要對工作面、測點的布置、儀器的安裝以及載入系統等進行全面的協調和準備。準備工作完成以後就可以開始載入試驗,試驗時交通必須封閉。試驗過程中要求進行實時的監控,對現場採集的資料進行詳細記錄。

如果出現異常應當及時進行處理。現場採集的資料是進行試驗分析和橋梁使用效能評定的主要依據。而這些資料還要進行科學的處理才能得到真實的試驗結果,並根據進一步的分析和計算得出橋梁的承載能力和使用效能。

3橋梁的動載試驗

3.1試驗的儀器選用:應該選擇的主要動載試驗檢測儀器有感測器、放大器、磁帶記錄儀、光線示波器以及資料訊號處理機等。

在進行儀器選擇時也要根據實際環境和試驗需要,選擇合適且盡量簡化的儀器。而且儀器的選擇要匹配。

3.2試驗的方法:進行動載試驗的方法主要有三種(一)脈動試驗:

當橋面上沒有汽車通過和其他的週期性干擾力時,在有風、地面微振等環境下,橋梁所受到的激勵應該是平穩的各態歷經寬頻隨機激勵。結構所響應的主諧量是在固有的頻率附近進行振動,可以通過脈動測試確定結構的固定頻率;(二)跳車試驗:這種試驗方法是汽車在跨過15厘公尺高的跳板後制動,然後測量此時橋梁結構在附加汽車的重量以後的衰減振動,以確定橋梁的抗衝擊係數,從而分析橋梁結構的振動效能;(三)跑車試驗:

這專案試驗主要是測試當汽車在橋上行駛時,橋梁結構的強迫性振動響應,以及車輛通過以後的振動衰減情況。

3.3動載試驗資料的分析:(一)橋梁固有的頻率:

橋梁的豎向和橫向各階段的自振頻率,可以通過測試儀器直接進行測試記錄,並確定時域歷程曲線、功率圖譜上的峰值等。測試完成後將實際試測的結果與理論值進行比較,就可以評估出橋梁結構的剛度及效能,如果實測的數值大於理論的計算數值,就說明橋梁的風度較強,反之則說明剛度偏小,有可能存在較大裂縫或其他問題。在實際的試驗中,通常要求實測的頻率需大於理論分析得到的頻率值,因為理論分析中忽略了橋梁的橫隔梁和橋面鋪裝等,結構的剛度對橋梁剛度增大的貢獻;(二)阻尼比:

根據脈動試驗的資料和各種識別的方法,就可以計算出橋梁結構振動各階模態的阻尼。(三)衝擊係數:目前來講唯一可靠的方法就是,通過動載試驗測試橋梁結構的衝擊係數。

可以根據跑車試驗測出的資料來計算出橋梁的衝擊係數。通過此衝擊係數可以對橋梁結構的行車效能進行評定。實測的衝擊係數如果與理論值差距較大,就說明橋梁行車效能較差。

但是目前採用的衝擊係數評定橋梁結構的方法,還有待改進和提高。(四)振型:振型的試驗所採用的方法,就是將若干感測器安裝在橋梁結構的代表部位,當激振裝置激發結構共振時,便可以同時的記錄下橋梁各部位的相位和振幅,然後通過各測點的比較就可以得到振型的曲線圖。

結論:橋梁的動靜載試驗是橋梁效能評定的主要手段,在進行橋梁的動靜載試驗時必須結合實際的環境,合理、認真的進行。所得的資料要保證精確,對採集到的資料也要認真的分析和計算,以保證試驗結果的科學性。

靜動載試驗動載報告

第四章動載試驗 橋梁結構的動力荷載試驗是研究橋梁結構的自振特性和車輛動力荷載與橋梁結構的聯合振動特性。這些測試結果資料是判斷橋梁結構運營狀況和承載特性的重要指標。橋梁結構的振動週期 或頻率 與結構的剛度有著確定的關係。在設計時亦要避免引起橋跨結構共振的強迫振動振源 如風 列車等 的頻率與橋跨自振頻率...

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