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1、 桥梁荷载试验第一节 荷载试验的目的及主要内容一、荷载试验的目的 桥梁荷载试验分静载试验和动载试验，进行桥梁荷载试验的目的是检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范的要求，对于新桥型及桥梁中运用新材料、新工艺的，应验证桥梁的计算图式，为完善结构分析理论积累资料。对于旧桥通过荷载试验可以评定出其运营荷载等级。二、荷载试验的主要内容 桥梁的荷载试验是一项复杂而细致的工作，技术含量高，应根据荷载试验的目的进行认真的调查，必要时进行相关的理论分析。在此基础上周密地考虑试验的全过程，预计可能出现的问题及处理方法，制定出切实可行的试验计划（包括荷载试验的主要内容）。荷载试验的主要内容为： （1）
2、荷载试验的目的； （2）试验的准备工作； （3）加载方案设计； （4）测点设置与测试； （5）加载控制与安全措施； （6）试验结果分析与承载力评定； （7）试验报告编写。三、荷载试验的准备工作 荷载试验正式进行之前应做好下列准备工作。 1试验孔（或墩）的选择 对多孔桥梁中跨径相同的桥孔（或墩）可选1-3孔具有代表性的桥孔（或墩）进行加载试验。选择时应综合考虑以下因素： （1）该孔（或墩）计算受力最不利； （2）该孔（或墩）施工质量较差、缺陷较多或病害较严重； （3）该孔（或墩）便于搭设，脚手架，便于设置测点或便于实施加载。 选择试验孔的工作与制定计划前的调查工作结合进行。 2搭设脚手架和测试支
3、架 脚手架和测试支架应分开搭设互不影响，脚手架和测试支架应有足够的强度。刚度和稳定性。脚手架要保证工作人员的安全、方便操作。测试支架要满足仪表安装的需要，不因自身变形影响测试的精度，同时还应保证试验时不受车辆和行人的干扰。脚手架和测试支架设置要因地制宜，就地取材，便于搭设和拆卸，一般采用木支架或建筑钢管支架。当桥下净空较大不便搭设固定脚手架时，可考虑采用轻便活动吊架，两端用尼龙绳或细钢丝绳固定在栏杆或人行道缘石上。整套设置使用前应进行试载以确保安全，活动吊架如需多次使用可做成拼装式以便运输和存放。睛天或多云天气下进行加载试验时，阳光直射下的应变测点，应设置遮挡阳光的设备，以减小温度变化造成的观
4、测误差。雨季进行加载试验时，则应准备仪器，设备等的防雨设施，以备不时之需。桥下或桥头用活动房或帐篷搭设临时实验室安放数据采集等仪器、并供测试人员临时办公和看管设备之用。 3静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排 静载试验前应在桥面上对加载位置进行放样，以便于加载试验的顺利进行。如加载工况较少，时间允许，可在每次工况加载前临时放样。如加载工况较多，则应预先放样，且用不同颜色的标志区别不同加载工况时的荷载位置。 静载试验荷载卸载的安放位置应预先安排。卸载位置的选择既要考虑加卸载方便，离加载位置近一些，又要使安放的荷载不影响试验孔（或墩）的受力，一般可将荷载安放在桥台后一定距离处。对于多孔桥，如有必
5、要将荷载停放在桥孔上，一般应停放在距试验孔较远处以不影响试验观测为度。4.试验人员组织及分工 桥梁的荷载试验是一项技术性较强的工作，最好能组织专门的桥梁试验队伍来承担，也可由熟悉这项工作的技术人员为骨干来组织试验队伍。应根据每个试验人员的特长进行分工，每人分管的仪表数目除考虑便于进行观测外，应尽量使每人对分管仪表进行一次观测所需的时间大致相同。所有参加试验的人员应能熟练掌握所分管的仪器设备，否则应在正式开始试验前进行演练。为使试验有条不紊地进行，应设试验总指挥1人，其他人员的配备可根据具体情况考虑。5其他准备工作 加载试验的安全设施、供电照明设施、通讯联络设施、桥面交通管制等工作应根据荷载试验
6、的需要进行准备。 第二节、加载方案和测点设置 一、加载方案与实施 1试验荷载工况的确定 为了满足鉴定桥梁承载力的要求：荷载工况选择应反映桥梁设计的最不利受力状态，简单结构可选1-2个工况，复杂结构可适当多选几个工况，但不宜过多。进行各荷载工况布置时可参照截面内力（或变形）影响线进行，下面给出常见桥型荷载工况。（1）简支梁桥 跨中最大正弯矩工况L/4最大正弯矩工况支点最大剪力工况桥墩最大竖向反力工况（2）连续梁桥主跨跨中最大正弯矩工况主跨支点负弯矩工况主跨桥墩最大竖向反力工况主跨支点最大剪力工况边跨最大正弯矩工况（3）悬臂梁桥（T型刚构桥）支点（墩顶）最大负弯矩工况锚固孔跨中最大正弯矩工况支点（
7、墩顶）最大剪力工况挂孔跨中最大正弯矩工况（4）无铰拱桥跨中最大正弯矩工况拱脚最大负弯矩工况拱脚最大推力工况正负挠度绝对值之和最大工况 此外，对桥梁施工中的薄弱截面或缺陷修补后的截面可以专门进行荷载工况设计，以检验该部位或截面对结构整体性能的影响。 使用车辆加载而又未安排动载试验项目时，可在静载试验项目结束后，将加载车辆（多辆车则相应地进行排列）沿桥长慢速行驶一趟，以全面了解荷载作用于桥面不同部位时结构承载状况。 动载试验一般安排标准汽车车列（对小跨径桥也可用单车：）在不同车速时的跑车试验，跑车时速一般定为5km、10km、20km、30km、40km、sokm，此外可根据桥况安排其他试验项目,
8、如需测定桥梁承受活载水平力性能时作车辆制动试验，为测定桥梁自振频率作跳车后的余振观测，井在元荷载时进行脉动观测。 2试验荷载等级的确定 （1）控制荷载的确定 为了保证荷载试验的效果，必须先确定试验的控制荷载，控制桥梁设计的荷载有下列几种：汽车和人群（标准设计荷载）； 挂车或履带车（标准设计荷载）；”“ 需通行的特殊重型车辆。 分别计算以上几种荷载对结构控制截面产生的内力（或变形）的最不利值，进行比较，取其中最不利者对应的荷载作为控制荷载。因为挂车和履带车不计冲击力，所以动载试验以汽车荷载作为控制荷载。 荷载试验应尽量采用与控制荷载相同的荷载，而组成控制荷载（标准设计荷载）的车辆是由运管车辆统计
9、而得的概率模型。当客观条件所限，采用的试验荷载与控制荷载有差别时，为保证试验效果，在选择试验荷载的大小和加载位置时采用静载试验效率 。动载试验效率 进行控制。 （2）静载试验效率 静载试验效率为 式中：Ss静载试验荷载作用下控制截面内力计算值； S控制荷载作用下控制截面最不利内力计算值； 按规范采用的冲击系数，平板桂车、履带车、重型车辆，取“0。 q值可采用0.8-1.05，当桥梁的调查、检算工作比较完善而又受加载设备能力所限，q值可采用低限；当桥梁的调查、检算工作不充分，尤其是缺乏桥梁计算资料时，q值应采用高限。总之应根据前期工作的具体情况来确定，一般情况下q值不宜小于0.95。 荷载试验宜
10、选择温度稳定的季节和天气进行。当温度变化对桥梁结构内力影响较大时，应选择温度内力较不利的季节进行荷载试验，否则应考虑用适当增大静载试验效率q来弥补温度影响对结构控制截面产生的不利内力。 当控制荷载为挂车或履带车而采用汽车荷载加载时；考虑到汽车荷载的横向应力增大系数较小，为了使截面的最大应力与控制荷载作用下截面最大应力相等，可适当增大静载试验效率 （3）动载试验效率动载试验效率为 式中：Sd动载试验荷载作用下控制截面最大计算内力值； S标准汽车荷载作用下控制截面最大计算内力值（不计入汽车荷载冲击系数）。 d值一般采用l动载试验的效率不仅取决于试验车型及车重，而且取决于实际跑车时的车间距。因此在动
11、载试验跑车时应注意保持试验车辆之间的间距，并采用实际测定跑车时的车间距作为修正动载试验效率d的计算依据。 3静载加载分级与控制 为了加载安全和了解结构应变和变位随试验荷载增加的变化关系，对桥梁荷载试验的各荷载工况的加载应分级进行。 （1）分级控制的原则 当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力荷载工况均分为4-5级。 当使用载重车加载，车辆称重有困难时也可分成3级加载。 当桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差，应尽量增多加载分级。如限于条件，加载分级较少时，应注意每级加载时、车辆荷载应逐辆缓缓驶人预定加载位置，必要时可在加载车辆未到达预定加载位置前分次对控制测点进行读数监控，以确保试验安全
12、。 在安排加载分级时，应注意加载过程中其他截面内力亦应逐渐增加，且最大内力不应超过控制荷载作用下的最不利内力。 根据具体条件决定分级加载的方法，最好每级加载后卸载，也可逐级加载，达到最大荷载后逐级卸载。 （2）车辆荷载加载分级的方法逐渐增加加载车数量 先上轻车后上重车加载车位于内力影响线的不同部位。加载车分次装载重物。以上各法亦可综合采用。（3）加卸载的时间选择为了减少温度变化对试验造成的影响，加载试验时间以22：00至晨6：00为宜。尤其是采用重物直接加载，加卸载周期比较长的情况下只能在夜间进行试验。对于采用车辆等加卸载迅速的试验方式，如夜间试验照明等有困难时亦可安排在白天进行试验，但在晴天
13、或多云的天气下进行加载试验时每一加卸载周期所花费的时间不宜超过2min。（4）加载分级的计算根据各荷载工况的加载分级按弹性阶段计算结构各测点在不同荷载等级下计算变位（或应变），以便对加载试验过程进行分析和控制。计算采用的材料弹性模量，如已作材料试验的用实测值）未作材料试验的可按规范规定取值。 4加载设备的选择静载试验加载设备可根据加载要求及具体条件选用，一般有以下两种加载方式。（1）可行式车辆可选用装载重物的汽车或平板卒，也可就近利用施工机械车辆。选择装载故重物时要考虑车厢能否容纳得下，装载是否方便，装载的重物应置放稳妥，以避免车辆行驶时因摇晃而改变重物的位置。采用车辆加载优点很多，如便于调运
14、和加载布置，加卸载迅速等。采用汽车荷载既能作静试验又能作动载试验。这是较常采用的一种方法。（2）重物直接加载 一般可按控制荷载的着地轮迹先搭设承载架，再在承载架上堆放重物或设置水箱进行加载。如加载仅为满足控制面内力要求）也可采取直接在桥面堆放重物或设置水箱的方法加载。承载架的设置和加载物的堆放应安全、合理，能按要求分布和加载重量，并不使加载设备与桥梁结构共同承载而形成“卸载”现象。重物直接加载准备工作量大，加卸载所需周期一般较长，交通中断时间亦较长，且试验时温度变化对测点的影响较大，因此宜于安排夜间进行试验。此外其他一些加载方式也可根据加载要求因地制宜采用。5加载重物的称量可根据不同的加载方法和具体条件选用以下方法，对所加载进行称量。（1）称重法当采用重物直接在桥上加载时，可将重物化整为零称重后按逐级加载要求分堆置放，以便加载取用。 当采用车辆加载时，可将车辆逐轴开上称重台进行称重、如没有现成可供利用的称重台，可自制专用称重台进行称重。 （2）体积法
