桥梁静载试验

悬索桥
应变观测
变形观测
加劲梁支点、L/8、L/4、L3/8、跨中、 L5/8、L3/4、 L7/8截面的挠度； 以及上述测点在偏载情况下 的扭转角和横桥向位移 ； 索塔塔顶的水平位移，
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试验荷载效应
• 试验荷载效应计算是在设计内力计算结果的基 础上，来确定加载位置、加载等级以及在试验 荷载作用下结构反应大小的过程，也是一个反 复试算的过程。 • 由于桥梁静载试验为鉴定荷载试验，试验荷载 原则上应尽量采用与设计标准荷载相同的荷 载，但由于客观条件的限制，实际采用的试验 荷载往往很难与设计标准荷载一致。
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3. 分析总结阶段
本阶段是对原始测试资料进行综合分析的过 程。这一阶段的工作，直接反映整个检测工作 的质量。 大量的观测数据、文字记载和图片等材料，受 各种因素的影响，原始测试数据一般显得缺乏 条理性与规律性，未必能直接揭示试验结构的 内在行为。
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对它们进行科学的分析与处理，以去伪存 真、去粗存精，进行综合分析比较，从中 提取有价值的资料。 对于一些数据或信号，有时还需按照数理 统计或其它方法进行分析，或依靠专门的 分析仪器和分析软件进行分析处理，或按 照有关规程的方法进行计算。 测试数据经分析处理后，按照相关规范或 规程以及检测的目的要求，对检测对象做 出科学准确的判断与评价。
第四章 桥梁静载试验
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主要内容
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 静载试验的方法与程序 桥梁结构静载试验的方案设计 试验现场组织 桥梁桩基础静载试验(选学) 静载试验数据整理分析 静载试验实例(选学)
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第一节 静载试验的方法与程序
一、静载试验的目的
桥梁静载试验是按照预定的试验目的与试验方 案，将静止的荷载作用在桥梁上的指定位置，观测 桥梁结构的静力位移、静力应变、裂缝、沉降等参 量的试验项目，然后根据有关规范和规程的指标， 判断桥梁结构的承载能力以及在荷载作用下的工作 性能。
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二、理论分析计算
• 理论分析计算包括试验桥跨的设计内力计算 和试验荷载效应计算两个方面。
设计图纸 设计荷载 计算模型 设计内力 荷载效应 控制截面
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常见桥型控制截面设计内力及观测内容
设计内力 跨中截面的弯矩 支点截面的剪力 （曲线梁：支点扭矩） 跨中截面应变 支点、L/4、 跨中、L3/4 （曲线梁跨中扭转角）
设计内力 固端根部截面 的弯矩与剪力； 墩身控制截面 的弯矩与轴力； 固端根部截面、 墩身控制截面的应变 悬臂端部的挠度、 墩顶截面的水平 位移与转角
T型刚构
应变观测
变形观测
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常见桥型控制截面设计内力及观测内容
设计内力
拱肋或拱圈控制截面（拱顶、L/4、 拱脚）的轴力、弯矩； 中承式、下承式还包括吊杆的轴力； 上承式还包括立柱的轴力 拱脚、L/4、跨中、L3/4处拱肋 或拱圈截面； 中承式或下承式，还应测试吊杆的应变； 系杆拱，还应测试系杆的内力变化；
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1. 准备规划阶段
④ 试验方案制定：测试内容确定、加载方案设 计、观测方案设计、仪器仪表选用等。试验方 案是整个检测工作技术纲领性文件，因此，必 须具备全面、详实、可操作性强等基本特点。 ⑤ 现场准备：搭设工作脚手架、测量仪表支架、 测点放样、测试元件布置、测量仪器安装调 试、通讯照明安排等，现场准备阶段工作量 大，工作条件复杂，是试验过程重要环节。
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2. 加载与观测阶段
• 加载与观测阶段是整个检测工作中心环节。 • 流程：
准备工作 试验方案进行加载 观测试验结构受力后的各项性能指标 记录各种观测数据和资料
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2. 加载与观测阶段
注意：对于静载试验，测得的各种技术数据 与 理论计算结果必须进行现场分析比较。 目的：以判断受力后结构行为是否正常； 是否可以进行下一级加载； 确保试验结构、仪器设备及试验人员的 安全。
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三、加载方案设计
• 加载是桥梁静载试验重要的环节之一，包 括加载设备的选用，加载、卸载程序的确 定以及加载持续时间三个方面。
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3.1 加载设备选用
车辆荷载 常用 加载 设备
重物
专门的加力架
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车辆荷载加载
注意两点： • 一是对于加载车辆应严格称重，实际车辆 与计算相差不超过5%； • 二是尽可能采用与标准车相近的加载车 辆；确保车轴距离与计算相同。
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1. 准备规划阶段
① 技术资料的收集：设计、施工、监理、试验、养护 与维修、环境因素、交通量及重载车辆的情况等 ② 桥梁现状检查：桥面、排水、承重结构开裂与否及 裂缝分布情况、有无露筋现象及钢筋锈蚀程度、混 凝土碳化剥落程度、支座、冲刷等。对试验桥梁的 现状做出宏观判断。
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1. 准备规划阶段
③ 理论分析计算：设计内力计算是按设计图纸、 设计荷载、设计规范，采用专用或通用软件， 计算出结构的设计内力；试验荷载效应计算是 按实际加载等级、加载位置及加载重量，计算 出各级试验荷载作用下桥梁结构各测点的反应 如位移、应变等，以便与实测值进行比较。
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试验荷载效应
• 其次，根据最终确定的加载等级、加载位置及加载 重量，计算出试验桥梁各级试验荷载作用下的结构 行为，包括试验桥梁各应力测试截面的应力应变， 各挠度测点的挠度，必要时还要根据试验桥梁的受 力特点，计算出各测点的扭角、水平位移等结构反 应，以便与实测值进行比较，评价该桥的工作性 能。 • 最后，在上述工作的基础上，结合现场实际情况， 形成严密可行的加载程序，以便试验时实施。
St η= S d (1 + μ )
St —— 试验荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值； Sd——设计标准荷载作用下，检测部位变形或内力的计算值； 1＋μ ——设计取用的冲击系数。
η取值宜在0.8～1.05之间。
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试验荷载效应
根据最大试验荷载量及试验目的的不同，可以 分为：
☺基本荷载试验：最大试验荷载为设计标准规定的 荷载，即1.0≥η＞0.8，包括设计标准规定的动 力系数或荷载增大系数等因素的作用； ☺重荷载试验：最大试验荷载大于基本荷载，即η ＞1.0，一般只在特殊情况下才进行重荷载试验， 其上限值根据检验要求确定；
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试验荷载效应
• 同时，应计算其他控制截面在试验荷载作用下 内力，如未超过其设计内力，说明试验荷载的 加载位置、加载等级有效且安全，如超过其设 计内力，则应重新调整试验荷载的加载位置、 加载等级，直至找到既可使控制截面达到其加 载效率、又确保其它截面在试验荷载作用下不 超过其设计内力的加载方式为止。
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一、试验对象的选择
结构型式与跨度相同：代表性的一孔或几孔； 结构型式不相同：按不同的结构型式分别选取具 有代表性的一孔或几孔； 结构型式相同但跨度不同：取跨度最大的一孔或 几孔； 对于预制梁，应根据不同跨度及制梁工艺，按照 一定的比例进行随机抽查试验。
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一、试验对象的选择
试验对象的选择还应考虑以下条件。 试验孔或试验墩台的受力状态最为不利； 试验孔或试验墩台的破损或缺陷比较严重； 试验孔或试验墩台便于搭设脚手支架，布置测 点及加载。
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3.3 加载时间
• 减少温度对结构影响：温度补偿措施。 • 稳定的晚22时至次日凌晨6时之间； • 一般情况下，试验时每级荷载持续时间应 不小于15分钟方可进行观测；卸载后观测 残余变形、残余应变的时间间隔应不小于 30分钟。
检验桥梁结构的设计与施工质量，验证结 构的安全性与可靠性。 验证桥梁结构的设计理论与计算方法，充 实与完善桥梁结构的计算理论与施工技 术，积累科学技术资料。 掌握桥梁结构的工作性能，判断桥梁结构 的实际承载能力。
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二、静载试验的程序
桥梁现场检测 分为三个阶段
准备规划阶段
加载与观 测阶段
分析总结阶段
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桥梁静载试验依照规范
• 《大跨径混凝土桥梁的试验方法》 • 《公路桥梁设计规范》 • 《公路旧桥承载能力鉴定方法》 • 《城市桥梁养护规范》 • 《城市桥梁荷载规、试验对象选择 二、理论分析计算 三、加载方案设计
试验方案设计流程
四、观测内容确定 五、测点布置 六、测试仪器选择
简支梁
应变观测
变形观测
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常见桥型控制截面设计内力及观测内容
设计内力 中跨跨中、L/4、 L3/4、中支点截面、 边跨（次边跨） 跨中弯矩、剪力 中跨跨中、中支点、 近中支点的边跨跨中 支点沉降，各跨L/4、 跨中、L3/4
连续梁桥 连续刚构桥
应变观测
变形观测
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常见桥型控制截面设计内力及观测内容
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3.2 加载卸载程序
• 为获得应变和变形随荷载增加的连续关系 曲线，防止意外破坏，应采用科学严密的 加载卸载程序。 • 加载卸载程序就是试验进行期间荷载与时 间的关系，如加载速度的快慢、分级荷载 量值的大小、加卸载的流程等等。
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3.2 加载卸载程序
• 基本原则： • 1. 分级。《方法》规定：一般情况不少于4级、车辆较 少时不少于3级、特殊情况（如测开裂荷载）还应更 细。 • 2.预加载。相当于演习，发现组织、仪器等方面问题， 新结构可消除支点沉降、支座压缩等非弹性变形。 • 3.监测。试验过程中密切监测结构的反应。特别是有缺 陷桥梁，应分级更细、密切监测、保障安全。 • 4.注意卸载过程。卸载可分2∼3级，并尽量使卸载的部 分工况与加载的部分工况相对应，以便进行校核
变形观测
各跨支点、L/4、跨中、L3/4截面的挠度； 上述部位的扭转角和横桥向位移； 索塔塔顶的水平位移，
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常见桥型控制截面设计内力及观测内容
设计内力
加劲梁控制截面的弯矩与剪力， 主缆的轴力， 索塔控制截面的轴力、弯矩， 吊杆的轴力， 桥面系的应力 加劲梁跨中截面、L/8截面、 索塔控制截面的应变 ； 控制吊杆的轴力，最大索股索力； 主缆的表面温度，桥面系的工作性能 ；