公路橋梁荷載試驗評定分析（ppt）

公路橋梁梁荷載試試驗評定定分析第一節(jié)：：荷載試試驗的定定義、目目的及內(nèi)內(nèi)容第二節(jié)：：荷載試試驗準(zhǔn)備備工作第三節(jié)：：荷載試試驗方案案與實施施第四節(jié)：：荷載試試驗成果果分析與與評定第一節(jié)：：荷載試試驗的定定義、目目的及內(nèi)內(nèi)容橋梁的荷荷載試驗驗是一種種比較直直觀評定定橋梁承承載力的的方法，，而且比比較為廣廣大工程程技術(shù)人人員所接接受。靜載試驗驗要是通過過在橋梁梁結(jié)構(gòu)上上施加與與設(shè)計荷荷載或使使用荷載載基本相相當(dāng)?shù)耐馔廨d，采采用分級級加載的的方汰，，利用檢檢測儀器器測試橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的控制制部位與與控制截截而在各各級試驗驗荷載作作用下的的撓度、、應(yīng)力、、裂縫、、橫向分分布系數(shù)數(shù)等特性性的變化化，將測測試結(jié)果果與結(jié)構(gòu)構(gòu)相應(yīng)荷荷載作用用下的計計算值與與有關(guān)規(guī)規(guī)范規(guī)定定似作比比較，從從而評定定出橋梁梁結(jié)構(gòu)的的承載能能力。通通過校驗驗系數(shù)來來說明結(jié)結(jié)構(gòu)潛在在的承載載力，相相對殘余余變形反反映了結(jié)結(jié)構(gòu)的工工作狀態(tài)態(tài)。動力荷載載試驗主要是通通過對結(jié)結(jié)構(gòu)進(jìn)行行脈動測測試、汽汽車的行行車、跳跳車、剎剎車激振振或共他他方式的的激振試試驗測試試橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)上各各控制部部位的動動撓度、、功應(yīng)變變、模態(tài)態(tài)參數(shù)（（自振頻頻率、振振型、振振型阻尼尼比、應(yīng)應(yīng)變模態(tài)態(tài))，然后通通過模態(tài)態(tài)參數(shù)識識別結(jié)構(gòu)構(gòu)的損傷傷。1、1荷載試驗驗的定義義橋梁荷載載試驗是是對橋梁梁結(jié)構(gòu)工工作狀態(tài)態(tài)進(jìn)行直直接測試試的一種種檢定手手段。試試驗的目目的、任任務(wù)和內(nèi)內(nèi)容通常常由實際際的生產(chǎn)產(chǎn)需要或或科研需需要所決決定。一一般橋梁梁荷載試試驗的目目的有：：1．檢驗橋橋梁設(shè)計計與施工工的質(zhì)量量對于一些些新建的的大、中中型橋梁梁或者具具有特殊殊設(shè)計的的橋梁，，在設(shè)計計施工過過程中必必然會遇遇到許多多新問題題，為保保證橋梁梁建設(shè)質(zhì)質(zhì)量，施施工過程程中往往往要求做做施工監(jiān)監(jiān)控。在在竣工后后一般還還要求進(jìn)進(jìn)行荷載載試驗，，以檢驗驗橋梁整整體受力力性能和和承載力力是否達(dá)達(dá)到設(shè)計計文件和和規(guī)范的的要求，，并把試試驗結(jié)果果作為評評定工程程質(zhì)量優(yōu)優(yōu)劣的主主要技術(shù)術(shù)資料和和依據(jù)。。1.2荷載試驗驗的目的的2．判斷橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的實際際承載力力舊橋由于于構(gòu)件局局部發(fā)生生意外損損傷，使使用過程程中產(chǎn)生生明顯病病害，設(shè)設(shè)計荷載載等級偏偏低等原原因，有有必要通通過荷載載試驗判判定構(gòu)件件損傷程程度及承承載力、、受力性性能的下下降幅度度，確定定其運(yùn)營營荷載等等級。同同時，舊舊橋荷載載試驗也也是改建建、加固固設(shè)計的的重要依依據(jù)。3．驗證橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計理理論和設(shè)設(shè)計方法法對于橋梁梁工程中中的新結(jié)結(jié)構(gòu)、新新材料和和新工藝藝，應(yīng)通通過荷載載試驗驗驗證橋梁梁的計算算圖式是是否正確確，材料料性能是是否與理理論相符符，施工工工藝是是否達(dá)到到預(yù)期目目的。橋梁的荷荷載試驗驗是一項項復(fù)雜而而細(xì)致的的工作，，應(yīng)根據(jù)據(jù)試驗的的目的進(jìn)進(jìn)行認(rèn)真真的調(diào)查查，并并進(jìn)行相相關(guān)的理理論分析析，在此此基礎(chǔ)上上周密地地制定試試驗方案案，對于于所有可可能出現(xiàn)現(xiàn)的問題題都要認(rèn)認(rèn)真考慮慮并作出出處理預(yù)預(yù)案，制制定切實實可行的的試驗方方案。荷荷載試驗驗的主要要內(nèi)容為為：⑴明確荷荷載試驗驗的目的的；⑵試驗準(zhǔn)準(zhǔn)備工作作；⑶加載方方案設(shè)計計；⑷測點設(shè)設(shè)置與測測試；1.3荷載試驗驗的內(nèi)容容⑸加載控制制與安全全措施；；⑹試驗結(jié)結(jié)果分析析與承載載力評定定；⑺試驗報報告編寫寫。一般的，，以上荷荷載試驗驗內(nèi)容主主要包含含在三個個階段：：橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的考考察和試試驗準(zhǔn)備備、加載載試驗與與觀測、、測試結(jié)結(jié)果的分分析與評評定。第二節(jié)：：荷載試試驗準(zhǔn)備備工作2、1試驗孔（（聯(lián)）的的選擇試驗孔的的選擇應(yīng)應(yīng)結(jié)合橋橋梁調(diào)查查與檢算算工作一一并進(jìn)行行。對多多孔結(jié)構(gòu)構(gòu)中跨徑徑相同的的橋孔（（或墩））可選擇擇1～3個具有代代表性的的橋孔進(jìn)進(jìn)行荷載載試驗。。選擇時時應(yīng)綜合考慮以以下條件件：(1)該孔（或或墩）計計算受力力最不利利；(2)該孔（或或墩）施施工質(zhì)量量較差，，缺陷較較多或病病害較嚴(yán)嚴(yán)重；(3)該孔（或或墩）便便于搭設(shè)設(shè)腳手架架及設(shè)置置測點或或試驗加加載實施施；2、2搭設(shè)測試試支架試驗前應(yīng)應(yīng)對觀測測腳手架架搭設(shè)及及測點附附屬設(shè)施施設(shè)置、、靜載試試驗加載載位置的的放樣與與卸載位位置的安安排和試試驗人員員的組織織與分工工做詳細(xì)細(xì)的計劃劃安排.腳手架的的搭設(shè)要要因地制制宜、牢牢固可靠靠，方便便布置安安裝觀測測儀表，，同時要要保證不不影響儀儀表和測測點的正正常工作作，且不不干擾測測點附屬屬設(shè)施。。在不便便搭設(shè)固固定腳手手架的情情況下，，可考慮慮采用輕輕便靈活活的吊架架、掛籃籃或?qū)Ｓ糜玫臉蛄毫簷z查設(shè)設(shè)備（檢檢查車、、檢查架架等）。。2、3靜載試驗驗加載位位置的放放

樣與與卸載位位置的安安排靜載試驗驗前應(yīng)在在橋面上上對加載載位置進(jìn)進(jìn)行放樣樣，以便便于加載載試驗的的順利進(jìn)進(jìn)行。如如加載程程序較少少，時間間允許，，可在每每程序加加載前臨臨時放樣樣。如加加載程序序較多，，則應(yīng)預(yù)預(yù)先放樣樣，且用用不同顏顏色的標(biāo)標(biāo)志區(qū)別別不同加加載程序序時的荷荷載位置置。靜載試驗驗荷載卸卸載的安安放位置置應(yīng)預(yù)先先安排。。卸載位位置的選選擇既要要考慮加加卸載方方便，離離加載位位置近一一些，又又要使安安放的荷荷載不影影響試驗驗孔（或或墩）的的受力，，一般可可將荷載載安放在在橋臺后后一定距距離處。。對于多多孔橋，，如有必必要將荷荷載停放放在橋孔孔上，一一般應(yīng)停停放在距距試驗孔孔較遠(yuǎn)處處以不影影響試驗驗觀測為為度。2、4試驗人員員的組織織與分工工做詳細(xì)細(xì)的計劃劃安排橋梁的荷荷載試驗驗是一項項技術(shù)性性較強(qiáng)的的工作，，應(yīng)由有有資質(zhì)的的公路橋橋梁檢測測機(jī)構(gòu)或或?qū)ｉT的的橋梁試試驗隊伍伍來承擔(dān)擔(dān)。橋梁梁試驗隊隊伍一般般由橋梁梁結(jié)構(gòu)工工程師、、專業(yè)技技術(shù)測試試人員、、儀器儀儀表工程程師、熟熟練技術(shù)術(shù)的不同同專業(yè)、、不同層層次的人人員組成成。試驗驗時應(yīng)根根據(jù)每個個試驗人人員的特特長進(jìn)行行分工，，每人分分管的儀儀表數(shù)目目除考慮慮便于進(jìn)進(jìn)行觀測測外，應(yīng)應(yīng)盡量使使每人對對分管儀儀表進(jìn)行行一次觀觀測所需需的時間間大致相相同。所所有參加加試驗的的人員應(yīng)應(yīng)能熟練練掌握所所分管的的儀器設(shè)設(shè)備，否否則應(yīng)在在正式開開始試驗驗前進(jìn)行行演練。。為使試試驗有條條不紊地地進(jìn)行，，應(yīng)設(shè)試試驗總指指揮1人，其他人員員的配備可根根據(jù)具體情況況考慮。2、5其它準(zhǔn)備工作作根據(jù)加載進(jìn)行行的項目和橋橋址處的交通通狀況應(yīng)作好好加載試驗的的安全措施、、加載方式的的選擇、供電電照明設(shè)施、、通訊聯(lián)絡(luò)設(shè)設(shè)施、橋面交交通管制等方方面的準(zhǔn)備工工作。第三節(jié)：試驗驗方案與實施施3、1荷載試驗工況況的確定試驗控制截面面應(yīng)根據(jù)具體體的測試項目目而定在滿足足鑒定橋梁承承載能力的前前提下，加載載試驗項目應(yīng)應(yīng)抓住重點，，不宜過多。。一般應(yīng)有2～3個主要內(nèi)力或或位移控制截截面。此外，，可根據(jù)橋梁梁具體情況可可設(shè)置幾個附附加內(nèi)力控制制截面。3、2試驗控制荷載載的確定荷載試驗應(yīng)以以設(shè)計荷載等等級相應(yīng)的活活載效應(yīng)控制制值或有特殊殊要求的荷載載效應(yīng)值作為為試驗控制荷荷載。根據(jù)橋梁需要要鑒定承載能能力的荷載：：汽車+人群（標(biāo)準(zhǔn)荷荷載）、平板板掛車或履帶帶車（標(biāo)準(zhǔn)荷荷載）、需通通行的重型車車輛，分別計計算其對控制制截面產(chǎn)生的的最不利荷載載效應(yīng)（內(nèi)力力和位移），，用產(chǎn)生最不不利荷載效應(yīng)應(yīng)較大的荷載載作為試驗控控制荷載。確定靜力荷載載試驗各測試試項目的荷載載大小和加載載位置時，采采用靜力荷載試驗驗效率ηq（etaeit）進(jìn)行控制。為保證試驗效效果，荷載效效率ηq應(yīng)介于0.85～1.05之間。靜力試驗荷載載的效率按下下式計算：3、3試驗荷載的加加載分級與控控制為了獲取結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗荷載與與變位的相關(guān)關(guān)曲線以及防防止結(jié)構(gòu)意外外損傷，對主主要控制截面面試驗荷載的的施加應(yīng)分級級進(jìn)行，對于于附加控制截截面一般只設(shè)設(shè)置最大內(nèi)力力加載程序加加載。加載級數(shù)應(yīng)根根據(jù)荷載量和和加載最小荷荷載增量而定定。試驗荷載載應(yīng)按控制截截面最大內(nèi)力力或位移分成成4～5級施加。受條條件所限時，，至少也應(yīng)分分成3級施加。荷載試驗應(yīng)選選擇溫度較為為穩(wěn)定的時間間段進(jìn)行，加加載試驗時間間一般以晚10時至晨6時為宜。3、4測點的布設(shè)靜載試驗的基本觀測內(nèi)容容如下：(1)結(jié)構(gòu)的最大撓撓度和扭轉(zhuǎn)變變位，包括橋橋梁上、下游游兩側(cè)的撓度度差及水平位位移等；(2)結(jié)構(gòu)控制截面面最大應(yīng)力（（或應(yīng)變），，包括混凝土土表面應(yīng)力和和最外緣鋼筋筋應(yīng)力等；(3)支點沉降、墩墩臺位移與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，活動支支座的變位等等；第四節(jié)：荷載載試驗成果分分析與評定4、1結(jié)構(gòu)工作狀況況評定分析校驗系數(shù)ζ（zetazat）是評定結(jié)構(gòu)工工作狀況，確確定橋梁承載載能力的一個個重要指標(biāo)。。對加載試驗的的主要測點（（即控制測點點或加載試驗驗效率最大部部位測點）可可按下式計算算校驗系數(shù)ζ：:試驗荷載作用用下量測的彈彈性變位（或或應(yīng)變）值；；:試驗荷載作用用下的理論計計算變位（或或應(yīng)變）值。。一般要求校驗驗系數(shù)ζ值不大于1。不同結(jié)構(gòu)形式式的橋梁其ζ值一般不同，，ζ值的常值范圍圍可參見下表表。實測的結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件主要控控制截面應(yīng)變變沿高度分布布圖符合平截截面假定；因因理論的變位位（或應(yīng)變））一般按線性性關(guān)系計算，，故若測點實實測彈性變位位（或應(yīng)變））與理論計算算值成正比（（其關(guān)系曲線接接近于直線）說明結(jié)構(gòu)處處于良好的彈彈性工作狀況況。測點在控制加加載程序時的的相對殘余變位位（或應(yīng)變））/越小，說明結(jié)結(jié)構(gòu)越接近彈彈性工作狀況況，一般要求求/值不大于20%，當(dāng)其大于20%時，應(yīng)查明原原因，若確系系橋梁強(qiáng)度不不足，應(yīng)在評評定時酌情降降低承載能力力。在實際測試中中，通常通過過以下幾個方方面來評價橋橋梁結(jié)構(gòu)的動力性能。1、比較橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)頻率的理理論值與實測測值，如果實實測值大于理理論計算值，，說明橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的實際剛剛度較大，反反之則說明橋橋梁結(jié)構(gòu)的剛剛度偏小，可可能存在開裂裂或其他不正正常的現(xiàn)象。。2、根據(jù)動力沖沖擊系數(shù)的實實測值來評價價橋梁結(jié)構(gòu)的的行車性能，，實測沖擊系系數(shù)較大則說說明橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)的行車性能能差，橋面平平整度不良，，反之亦然。。3、實測阻尼比比的大小反應(yīng)應(yīng)了橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)耗散外部能能量輸入的能能力，阻尼比比大，說明橋橋梁耗散外部部能量輸入的的能力大，振振動衰減的快快；阻尼比小小，說明橋梁梁耗散外部能能量輸入的能能力差，振動動衰減的慢。。但是，過大大的阻尼比可可能是由于橋橋梁結(jié)構(gòu)存在在開裂或支座座工作不正常常等現(xiàn)象引起起的。4、2其它評定1.橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)強(qiáng)度及穩(wěn)定性性當(dāng)荷載試驗項項目比