桥梁结构力学性能的现场检测?

现场检测桥梁结构的力学性能非常重要。测试数据符合标准才能更好的达到预期效果,每个细节都至关重要。仲达咨询公司将为您讲解桥梁结构机械性能的现场测试。

1.桥梁现场试验的任务

1.1检查桥梁设计和施工质量。对于一些新建的大中型桥梁或特殊设计的桥梁,在设计和施工过程中不可避免地会遇到许多新问题。为了保证桥梁建设,在设计和施工过程中不可避免地会遇到许多新问题。为了保证桥梁施工质量,在施工过程中经常需要进行监控。竣工后一般要进行现场荷载试验,试验结果作为评定桥梁工程质量的主要技术数据和依据。

1.2来判断桥梁结构的实际承载力。我国早年修建的许多桥梁设计荷载水平较低,难以满足当今交通的需要。为了加固改造,需要通过试验来确定桥梁的实际承载能力。有时,由于特殊原因(如超重型车辆过桥或结构意外损坏等。),桥梁的承载力应通过试验方法确定。

1.3验证了桥梁结构的设计理论和方法。桥梁工程中的新结构、新材料、新工艺不断创新。一些理论问题的深入研究和一种新方法、新材料的应用实践,往往需要来自现场试验的实测数据。

桥梁结构自振特性及动荷载下结构动力响应的试验研究。对于一些桥梁在动荷载作用下的动力响应、大跨度柔性结构的抗风稳定性以及地震区桥梁结构的抗震性能,需要通过实测了解桥梁结构的自振特性和动力响应。

2.需要观察一些主要的桥梁结构系统。

2.1梁桥。

(1)简支梁。主要观测跨中挠度、截面应力(或应变)和支点沉降。另外观测跨度四分之一挠度、支点斜截面应力。

(2)连续梁。主要观察跨中挠度、跨中和支点截面应力(或应变)。在l/4跨度处附加观测挠度和截面应力(或应变)、支点截面角、支点沉降和支点斜截面应力。

(3)悬臂梁(包括T型钢结构的悬臂部分)主要观测悬臂端的挠度和转角,固定端根部或支点截面的应力和转角,T型刚构桥墩控制截面的应力。另外观测悬臂跨中挠度、支架局部应力、墩顶位移(水平和垂直位移、转角)。

2.2拱桥。主要观测跨中和跨度1/4处的挠度和应力,拱脚段的应力,另外观测跨度处的挠度和应力,拱E楼控制段的挠度和应力,墩顶的位移和转角。

2.3刚构桥(包括框架、斜腿刚架和刚架-拱组合体系)主要观测跨中截面的挠度和应力,以及刚好靠近节点的截面的应力、位移和转角。另外观测柱脚截面应力、位移和转角、墩顶位移和转角。

2.4悬索结构(包括斜拉桥和桥面悬索桥)主要观测主梁的最大挠度、偏心荷载下的扭转位移和控制截面的应力、索塔顶部的水平位移和索力。补充观测钢索与横梁连接处的挠度、塔柱底部截面的应力和锚索的拉力。

上述桥梁系统的主要部分是一般静载试验中必须观察的部分。应在方案上画出结构示意图,标明测点的位置、总数和数量。

3.测试过程

3.1静载荷初始读数。静载荷初始读数是指实验开始时的空载读数,而不是准备阶段调试仪器的读数。对于新建的桥梁,初读前往往需要顶进(一般一些重型车辆在桥上减速几次)。从最初的读数开始,整个测试系统开始运行,测、读、录人员进场履行职责。

3.2装载。按照桥上划定的停车线安排载重,安排专人指挥车辆停放。

3.3稳定后的读数。结构受力后的变形和内力需要一个稳定的过程。这个过程的长短对于不同的结构是不一样的,一般是以控制点的应变值或挠度值的稳定性为依据。只要读数波动值在测试仪器的精度范围内,就认为该结构处于逐相稳定状态,可以测量读数。

3.4卸载读数零点。在一个工作状态结束时,载荷从桥上落下。每个测点都要回读零值,也要有一个稳定的过程。

3.5检查数据。在静载荷试验期间,主要工作条件应至少重复1次。在测试过程中,我们必须时刻关注几个控制点的数据,一旦出现问题(数据规则不佳或仪器故障等)就重新加载测试。)都找到了。这种现场数据检查的方法可以避免测量数据中的大误差。

4.桥梁现场动载试验

动态负载测试可以与静态负载测试一起进行,也可以单独进行。

现场动载试验的一般内容是测量桥梁结构在车辆动力作用下的挠度和应变。使用的仪器比静力试验用的仪器越来越复杂,试验要求也比静力试验高。特别是对于动态弯沉测试,除了接触式电位移计用于中小型桥梁的固定支架外,光电弯沉计还可用于大中型桥梁。

动载试验和静载试验的区别主要有以下几点。

4.1仪器调试。所有的仪器设备在准备阶段应该都已经调试好了,具体的记录方法还要考虑。如果使用动态电阻应变计,则必须根据估计的应变来确定增益和校准范围,并且必须调整记录速度和振幅。如果用计算机动态数据采集系统直接采样存储,增益、标定值等条件相差不大。

4.2车辆控制。需要控制车辆上、下桥的速度、位置和时间。需要辅助驾驶员准确控制行驶速度,每次在桥上注意行驶路线。对于一些大跨度桥梁,还需要确定车辆行驶到各个路段时的位置信息。

4.3测试记录。

(1)跑车。跑车试验的目的是判断桥梁结构在不同车速下的动力响应(如位移或应力的动力增量和时程曲线),进而分析动力响应与车速的关系。为车辆指定各档速度,要求车辆在桥上匀速行驶,记录动态响应全过程。如果跑车速度相当慢,动态测量仪记录的过程曲线就是测点位置对应的内力影响线或挠度影响线。

(2)刹车。车辆以一定速度行驶时,在当前位置突然刹车,记录刹车时的动态增量。

(3)跳跃(跨越障碍)。一般在桥上特征路段的位置设置一个障碍物,模拟路面的凹凸不平(弓形木板比较理想)。当车辆以不同速度驶过障碍物时,测量结构的动态增量。

以上三种不同的车行情况,可以是单车,也可以是多车。

4.4做好记录。在动载试验中,影响因素很多,要注意掌握各种工况下的主要内容。如果要求记录结构动力响应的全过程,重点应放在记录信号的完整性上;在确定功率增量时,需要记录响应信号的峰值及其附近的一些信号。

5.单根简支梁的检测试验

桥梁工程中应用最广泛的梁是钢筋混凝土简支梁和预应力混凝土简支梁。单根简支梁的试验一般是静载试验。实桥静载试验的前期准备和试验方法同样适用于单梁试验。本文介绍了预应力混凝土单梁试验的一些基本内容。

5.1预应力混凝土梁的拉应力试验。工程技术人员更关心预应力钢筋张拉施工前后预应力混凝土梁中的应力。因为对于预应力混凝土梁,设计计算与实际施工的差异或一致性直接关系到梁的预应力质量。在实际测试中,常取预应力梁的主动端、被动端和跨中测量张拉前后的应力值。

5.2装载方法。单梁静力加载通常采用带千斤顶设备的反力架,在没有反力架设备的地方也采用其他加载方式。荷载、破坏荷载和实际试验要求,总的原则是荷载等级差不宜过大,尤其是预应力混凝土梁开裂前后。

每次加载或卸载的持续时间取决于结构位移达到稳定性标准所需的时间。要求上一个荷载阶段的结构位移稳定后才能进入下一个荷载阶段。—一般来说,如果测量仪器的最小分辨率小于同等级荷载,则认为结构位移在相位上是稳定的。

5.3抗裂性试验。确定预应力混凝土梁的开裂荷载非常重要,可以根据下边缘钢筋和混凝土应变读数的变化规律来判断。例如,在梁下边缘混凝土应变与荷载的关系曲线中,可以通过曲线的拐点来确定开裂荷载;在梁下缘钢筋应力与荷载的关系曲线中,曲线斜率显著变化对应的荷载为开裂荷载。

5.4极限承载力的确定。钢筋混凝土梁和普通配筋预应力混凝土梁的正截面破坏准则控制为:(1)下缘钢筋拉应力达到屈服强度;(2)上缘混凝土压应力达到极限抗压强度(实际中一般不可能)或压应变达到极限压应变。

对于一些受剪压(拉)破坏控制的梁,其极限承载力的确定标准至今仍不明确,应注意破坏指标达到时对应的破坏荷载。

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