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桥梁结构静载试验实施重点及难点分析

编辑评级:★★★☆☆

关键词:桥梁,静载试验,重点,难点

上传者:编辑部

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上传时间:2015-01-06 16:17:45

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资源简介

 

  1 概述桥梁结构荷载试验是桥梁结构专业的一门基础技术科学,它是对桥梁结构物进行直接测试的一项科学实验工作。其主要任务是通过有计划地对结构物加载后的性能进行观测和对测量参数(如位移、应力、振幅、频率等)进行分析,以便了解桥梁实际

  工作状态,了解病害产生的原因和对结构的影响,对结构物的工作性能作出评价以及对桥梁结构的承载能力和使用条件作出正确估计,检验其承载能力和使用性能。根据试验荷载作用性质的不同,桥梁结构试验可分为静载试验和动载试验。桥梁静力荷载试验是一种较直观的评定桥梁承载能力的方法。静载试验可布置较多的测点,便于较全面地分析结构的受力状态,检验桥梁结构的质量,说明工程的安全度和可靠性。对于一般大、中跨径的桥梁或者具有特殊研究目的的桥梁,通过试验来具体地、综合地鉴定其工程质量的可靠性,并将该试验报告作为评定工程结构质量优劣的主要技术文件和依据。

  2 桥梁静载试验重点分析

  2.1 桥梁结构现状调查为便于试验有的放矢、合理评定试验测试结果以及正确解释试验现象,在试验前通过结构外观质量检查和对有关资料的搜集分析,以达到对试验结构的全面了解,并在这些工作的基础上,才有针对性地设计出周密合理的试验方案,所以桥梁结构现状调查是进行桥梁荷载试验的重要环节。试验前,试验人员应视试验实施的具体需要向业主、设计、施工和监理等有关方面搜集相关技术资料。包括:设计图纸、计算书、变更设计和作为设计依据的有关技术资料等;施工和监理日志、材料性能试验报告、施工观测记录、隐蔽工程验收记录、各分项或分部工程验收报告、工程质量事故检查及其处理情况等。

  2.2 试验成果分析与评定依据桥梁结构荷载试验项目,通过试验成果得出最后的技术结论,对试验结构作出科学的评价,同时根据存在的问题,提出改进设计或者加强维修养护方面的建议,是进行桥梁荷载试验的直接目的。试验评价的两个方面包括将实测值与相应的理论计算值进行比较说明理论与实践二者的符合程度,并将控制测点的实测值与规范规定的允许值进行比较,从而说明结构所处的工作状况,以及从试验中所发现的新问题。然而,评价一个桥的承载能力是否符合要求,还有两个重要的指标,裂缝是评价混凝土结构承载能力及其耐久性的主要标志之一,主要评定受力裂缝的出现和扩展的状态,试验荷载作用下裂缝宽度不应超过设计标准的许可值,并且卸载后应闭合到小于容许值的1/3。原有其他裂缝(施工的、收缩的温度裂缝),受载后不应超过标准容许宽度。另外,主要控制测点的相对残余变位(或应变)一般要求不大于20% ,当残余变位(或应变)大于20%时,应查明原因。且相对残余变位(或应变)越小,说明结构越接近弹性工作状况。若荷载试验结果不满足上述任何一项条件,则应认为桥梁结构不符合要求,必须查明原因,并采取适当的措施。3 桥梁荷载试验难点分析3.1 试验控制荷载的确定试验控制荷载根据与设计作用(或荷载)等级相应的活载效应控制值或有特殊要求的荷载效应值确定,以使控制截面产生最不利荷载效应(内力和变形)较大的荷载作为试验控制荷载。确定试验荷载大小和加载位置采用静力荷载试验效率η进行控制,静载试验荷载效率公式如下:

  s1——静载试验荷载作用下,某一加载试验项目对应的加载控制截面内力或变位的最大计算效应值;s——试验控制荷载产生的同一加载控制截面内力或变位的最不利效应计算值;u——冲击系数。静载试验荷载效率应介于0.80~1.05之间,为了试验结果的有效性,新建桥梁试验荷载效率一般控制在0.85~1.05之间,旧桥试验荷载效率控制在0.8O~1.00之间。3.2 应力(挠度)校验系数校验系数η是确定桥梁承载能力的一个重要指标。一般要求η≤1。11值越小,桥梁结构的安全储备和承载能力越大。计算公式为:

  应变计测试结果一般为应变值,人们关心的往往是应力。对钢筋混凝土或预应力混凝土结构来说,换算成混凝土应力都有一个实际弹性模量的取值问题,而目前大多数荷载试验均取用规范给出的混凝土弹性模量,有时直接以应变作为衡量指标。4 工程实例某桥桥跨结构为6×20m简支转连续箱梁,桥宽为(0.65+10.95+0.65)m,该桥设计为双车道,横桥向由4片主梁组成,整体化现浇混凝土厚10cm,沥青混凝土桥面铺装厚9em。桥梁下部结构采用肋板台、柱式墩、扩大基础。该桥于O7年建成,设计荷载为公路一I级,预制箱梁混凝土设计标号为C50,桥梁总体布置图如图1:

  桥梁表观病害检查主要针对承重构件的开裂和损坏状况,经检查发现预制梁总体表观状况良好,表面平滑,无显著受力裂缝。本次静力试验荷载就某一加载试验项目而言,其所需加载车辆的数量,是根据设计标准活荷载产生的该试验项目如内力、位移等的最不利效应值按下式所定原则等效换算而得,由于该桥属于新桥,加载效率取值偏大:

  测试结果如表2、表3所示,这里仅给出个别梁个别测点的测试结果,实测值均小于计算值,说明结构现有承载能力和刚度能够满足公路I级荷载等级的要求。

  各工况试验残余变形较小,相对残余应变在20% 以内,卸载后各测点读数大多能回零,表明结构仍处于弹性工作状态。在试验荷载作用下未观察到新裂缝开展。5 结语桥梁静力荷载试验是检验桥梁结构工作状态或实际承载能力的一种试验手段,本文结合实际提出了荷载试验实施中容易被忽视的重点和试验过程中的工作难点,并加以分析,为其他桥梁的荷载试验工作提供参考借鉴,从而达到更好的荷载试验效果。

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