桥梁静载试验

拱桥
应变观测
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；
变形观测
拱脚、L/4、跨中、L3/4处拱肋或拱圈 ； 墩台顶的挠度与水平位移 ；
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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、扭矩与轴力； 索塔控制截面的弯矩与轴力； 控制拉索的轴力； 桥面系的局部弯曲应力；
加载与观 测阶段
分析总结阶段
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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。
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
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
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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。
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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。
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
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
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桥梁静载试验主要解决以下问题
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
第四章 桥梁静载试验
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主要内容
第一节 静载试验的方法与程序
第二节
第三节
桥梁结构静载试验的方案设计
试验现场组织
第四节
第五节 第六节
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
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3.2 加载卸载程序
• 5.加载车辆位置应尽可能靠近测试截面内力影响 线的峰值处，以便用较少的车辆来产生较大的试 验荷载效应，从而节省试验费用与测试时间。同 时，加载车辆位置还应尽可能兼顾不同测试截面 的试验荷载效应，以减少加载工况与测试工作 量，如三跨连续梁中跨跨中截面的加载与中支点 截面的加载就可以互相兼顾。此外，对于直线桥 跨每级荷载应尽可能对称于桥轴线，以便利用对 称性校核测试数据，减少测试工作量。
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）
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
斜拉桥
应变观测
加劲梁控制截面及索塔控制截面的应变； 控制拉索的索力； 桥面系的工作性能 ；
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 ； 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，
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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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 设计内力 荷载效应 控制截面
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计算模型
常见桥型控制截面设计内力及观测内容
• 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。
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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
η=
St S d (1 + )
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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• 在不影响主要试验目的的前提下，一般采 用内力或变形等效的加载方式，即计算出 设计标准荷载对控制截面产生的最不利内 力，以此作为控制值，然后调整试验荷载 使该截面内力逐级达到此控制值，从而实 现检验鉴定的目的
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试验荷载效应
• 根据《大跨径混凝土桥梁的试验方法》的要求， 在选择试验荷载大小及加载位置时应采用静载试 验效率η进行调控，即
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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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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
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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。
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四、观测内容
• 变形可以分两大类：整体变形；局部变形
• 整体变形：反映结构整体性能；
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☺轻荷载试验：最大试验荷载小于基本荷载，即 0.8≥η＞0.5，但为了充分反映结构的整体工 作和减少量测的误差，要求试验荷载不小于基 本荷载的0.5倍。 • 根据上述两点，在计算试验荷载效应时，首先要 根据控制截面的设计内力及加载设备的种类，初 步确定加载位置、加载等级，以使试验荷载逐级 达到该截面的设计内力，实现预定的加载效率；
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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》 • 《城市桥梁荷载规范》 • 等等
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第二节
静载试验的方案设计
一、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