大桥静动荷载Word文档格式.docx
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式中，η——荷载效率系数；
Sstat——试验荷载作用下，检测部位位移或力的计算值；
S——设计标准荷载作用下，检测部位位移或力的计算值；
δ——设计取用的动力系数。
本桥的静载试验采用等效荷载加载方式，在结构设计的影响线最不利处布载，计算出桥梁结构控制截面（跨中正弯矩最大截面、墩顶最大负弯矩截面）在试验荷载下的最大内力值，与设计荷载（汽车-超20级；
挂车-120）作用下的该控制截面的理论内力值的进行比较，以保证静力试验荷载效率系数在0.8～1.05范围内。
静载试验所用的加载车辆的型号、数量及轴距、轮距见表2－1。
表2-1加载车辆轴距、轮距及实际载重表
荷载等级
车型
前后轴距
中后轴距
前轴重
中轴重
后轴重
总重
（cm）
（kN）
汽-超20级
东风
540
140
75.6
151.2
373
77.6
155.2
379
78.2
156.4
385
74
148
386
2.2.2加载试验项目
该桥主跨结构为连续T型梁，在选择测试项目时，应充分考虑连续梁桥的特点。
连续梁桥由于连续梁端的卸载作用，最大正弯矩出现于边跨跨中位置，最大负弯矩出现在边跨与次边跨间的支点位置。
故测试的主要项目为连续T型梁桥跨结构边跨、次边跨跨中最大正弯矩以及支点最大负弯矩。
本次静力荷载试验确定的试验项目主要有：
`
1、第一跨跨中断面的应变、挠度；
2、第二跨跨中断面的应变、挠度；
3、1＃墩墩顶最大负弯矩；
4、第二跨1＃墩支点附近最大剪应力。
2.2.3加载位置与加载工况的确定
试验加载位置与加载工况的确定主要依据以下原则进行：
1）尽可能用最少的加载车辆达到最大的试验荷载效率；
2）在满足试验荷载效率以及能够达到的试验目的前提下，加载工况进行简化、合并，以尽量减少加载位置；
3）每一加载工况依据某一加载试验项目为主，兼顾其他加载试验项目。
由于此次桥梁荷载试验为竣工试验，为了防止结构出现意外损坏，试验过程中需进行逐级加载，加载至最大荷载，而后逐渐卸载至零载。
陡河大桥静载试验共有六种加载位置：
1）3辆加载车辆排成1行3列，横桥向偏心布载，纵向布置在第一跨跨中正弯矩最不利加载位置，具体加载位置和车辆的排列情况见图2－1；
2）3辆加载车辆排成1行3列，横桥向对称布载，纵向布置在第一跨跨中正弯矩最不利加载位置，具体加载位置和车辆的排列情况见图2－2；
3）3辆加载车辆排成1行3列，横桥向偏心布载，纵向布置在第二跨跨中正弯矩最不利加载位置，具体加载位置和车辆的排列情况见图2－3；
4）3辆加载车辆排成1行3列，横桥向对称布载，纵向布置在第二跨跨中正弯矩最不利加载位置，具体加载位置和车辆的排列情况见图2－4；
5）4辆加载车辆排成2行2列，横桥向偏心布载，纵向布置在一号墩墩顶负弯矩最不利加载位置，具体加载位置和车辆的排列情况见图2－5；
6）2辆加载车辆排成1行2列，横桥向偏心布载，纵向布置在第二跨支点剪力最不利加载位置，具体加载位置和车辆的排列情况见图2－6。
2.2.4静载试验荷载效率
试验前需对受力最不利梁的加载效应值与标准荷载效应值进行比较，以保证试验的有效性。
2.2.5测量仪器与方法
本次静力加载试验各测试项目所用仪器和方法如下：
1、挠度测试
挠度测试所用仪器是机械式百分表，方法采用悬挂钢丝法。
2、预应力T型梁混凝土表面应力测试
应力测试采用先测出应力测点处的应变，然后根据材料的物理特性由应变计算出应力的方法。
表2-2陡河大桥静载试验工况表
工况号
荷载位置
主要测试内容
01
零荷载
相关测试项目的初始值
1
3辆加载车横桥向偏心布载，纵向布置在第一跨跨中
测试第一跨跨中挠度及应变
02
2
3辆加载车横桥向对称布载，纵向布置在第一跨跨中
03
3
3辆加载车横桥向偏心布载，纵向布置在第二跨跨中
测试第二跨跨中挠度及应变
04
4
3辆加载车横桥向对称布载，纵向布置在第二跨跨中
05
5
4辆加载车横桥向偏心布载，纵向布置在第一、二跨
测试一号墩墩顶负弯矩应变
06
6
2辆加载车横桥向偏心布载，纵向布置在第一跨
测试第二跨1＃梁一号台附近剪力应变
07
相关测试项目的恢复值
表2-3静载试验荷载效率
加载工况
加载位置
试验断面及试验项目
主要测试断面
最不利梁号
试验荷载效应（KN·
m）
理论荷载效应（KN·
试验荷载
效率η
第一跨
3辆加载车横桥向偏心布载，第一跨最不利正弯矩
一跨
1＃
1331
1489.6
0.894
3辆加载车横桥向对称布载，第一跨最不利正弯矩
跨中
4＃
807
857.9
0.941
续表2-3静载试验荷载效率
试验荷载效率η
第二跨
3辆加载车横桥向偏心布载，第二跨最不利正弯矩
二跨
1121
1264.2
0.887
3辆加载车横桥向对称布载，第二跨最不利正弯矩
686.9
743.3
0.924
第一、二跨
4辆加载车横桥向偏心布载，一号墩墩顶最不利负弯矩
一号墩顶断面
-1186.6
-1344.9
0.882
2辆加载车横桥向偏心布载，第二跨最不利剪力
最大剪力断面
193.8
228
0.850
注：
1、理论荷载效应（已计入冲击系数影响）应为按汽车-超20级、挂车-120级设计标准的各断面最不利
内力，横向布置3列；
2、试验荷载效率η为各工况满载时的试验荷载效应与理论荷载效应之比。
应变测量的传感器是电阻应变片，配DH3815静态应变测量系统。
该系统由数据采集箱、微型计算机及支持软件组成。
数据采集箱与微型计算机通过RS-232C串行通信进行数据传输。
支持软件能自动完成预调平衡，自动采样、定时采样以及对初始值、长导线、灵敏系数修正等功能。
每台计算机可控制16台数据采集箱，每台数据采集箱可测60点，采样速率为12点／秒。
3、结构温度，采用定点搁置PN结点温度计现场标定、测定。
2.2.6测试断面与测点布置
本次静力加载试验选取的试验对象为该桥秦皇岛方向的北京桥台侧起第一、二跨，测试断面及测点布置如下：
1、应力测试
图2－7为应变测试断面及测点布置图。
2、挠度测试
图2－8为挠度测试断面及测点布置图。
2.2.7试验加载程序
1、为了使结构进入正常的工作状态，在进行正式加载试验前，用两辆加载车在主跨跨中部位进行2～3次横桥向对称的反复预加载，预加载试验每一加载工况的持荷时间为30分钟。
2、预加载卸至零荷载，并在结构得到充分的零荷载恢复后，即可进入正式加载试验。
正式加载时为了保证结构安全，防止意外情况的发生，采取分级加载的方式。
正式加载试验按加载工况序号进行，完成一个序号的加载工况，在结构得到充分的零荷载恢复后，再进入下一个序号的加载工况。
结构零荷载充分恢复的标志为：
加载试验实测的结构最大变位测点在卸载后变位恢复至最后一个10分钟的增量小于第1个10分钟增量的15％。
2.2.8静力试验规则
1、静力试验选择在气温变化不大于2℃和结构温度趋于稳定的时间间隔内进行。
试验过程中在试验荷载作用下，测量结构响应的同时应相应地测量结构表面温度，本次荷载试验为保证测试结果的准确性，选择傍晚时分进行；
2、静力试验荷载持续时间，根据结构变位达到相对稳定所需要的时间而定，只要结构变位达到相对稳定后，才能进入下一个荷载阶段。
同一级荷载内，若结构变位最大的测点在最后5分钟内的变位增量小于第1个5分钟变位增量的15％，或小于所用量测仪器的最小分辨率，即认为结构变位达到相对稳定。
3、全部测点在正式加载试验前均应进行零荷载读数，以后每次加载或卸载后即读数一次，并在结构变位达到相对稳定后，进入下一级荷载之前再读数一次。
只有对结构变位较大的测点，每隔5分钟观测一次，以观测结构变位是否达到相对稳定。
2.2.9测试结果
下列各表分别表示出各加载工况下的主要测试断面的应力及挠度（应力值表中正值表示受拉，负值表示受压；
挠度值表中负值表示向下，正值表示向上），并分别进行了比较。
1、各加载工况下的主要测试断面的应力值及其与理论值的比较（梁号从桥外侧向中心线位置从小往大编号）。
在以上各加载工况下，该桥的应力测试校验系数最小为0.37，最大为0.73，均小于1.0，表明该桥的结构强度满足设计要求，且具有一定的安全储备。
第一、二跨跨中加载工况下，荷载的横向分布与理论分布规律基本吻合。
表明该桥在试验荷载作用下，桥梁的横向整体受力状况良好。
表2-4第一跨跨中断面加载3辆车时第一跨跨中断面应力值表（单位：
MPa）
测点位置
梁底
2＃
3＃
5＃
6＃
7＃
8＃
测点号
偏
心
加
载
实测值
4.05
3.66
2.88
2.58
1.58
0.75
0.44
0.03
理论值
6.00
5.57
4.86
4.07
3.03
1.99
0.97
0.06
校验系数
0.68
0.66
0.59
0.63
0.52
0.38
0.45
0.50
对
称
0.94
1.69
1.97
2.85
2.41
2.29
1.40
0.98
2.54
3.19
3.61
3.92
0.37
0.53
0.55
0.73
0.61
0.39
表2-5支点负弯矩偏心加载时1号墩墩顶断面负弯矩应力值表（单位：
1＃墩边梁湿接头翼缘上
1＃墩边梁湿接头翼缘中
1＃墩边梁湿接头腹板上
1＃墩边梁湿接头腹板中上
1＃墩边梁湿接头腹板中
1＃墩边梁湿接头腹板中下
1＃墩边梁湿接头腹板下
偏心加载
14#
15#
16#
17#
18#
19#
20#
1.33
1.04
0.65
0.33
-0.31
-1.02
-1.54
2.00
1.87
1.74
0.62
-0.50
-1.62
-2.74
0.60
－
0.56
表2-61号墩支点剪力工况偏心加载2辆车时相应断面应力值表（单位：
项目
支点主应力
方向
51.2°
45°
0.48
数值
0.33
0.69
表2-7第一跨跨中断面偏心加载3辆车时1＃板腹板跨中断面应力值表（单位：
1＃梁跨中
腹板上部
腹板中上部
腹板中部
腹板中下部
腹板下部
9＃
10＃
11＃
12＃
13＃
-0.94
-0.50
0.02
0.94
1.34
-2.06
-0.70
0.65
2.00
3.36
0.46
0.40
通过对上表应力数据的分析发现，第一跨1＃梁在试验荷载作用下，中性轴距T梁下缘高度约为1.05m，理论值为1.11m，实测值与理论值比较接近，由此说明理论计算模型受力状况与上部结构实际受力状况比较接近，上部结构刚度未发生较大变化。
2、各加载工况下的主要测试断面的挠度值及其与理论值的比较（梁号从桥外侧向中心线位置从小往大编号）。
表2-8第一跨跨中断面加载3辆车时第一跨跨中断面挠度值表（单位：
mm）
梁号
-8.42
-7.88
-6.82
-5.64
-3.26
-1.06
-0.42
-0.2
-11.7
-10.41
-8.99
-7.39
-5.66
-3.84
-0.4
0.72
0.76
0.58
0.28
0.20
对称加载
-1.35
-3.24
-4.32
-5.42
-4.86
-3.61
-3.08
-1.99
-5.55
-6.11
-6.66
-6.9
-6.65
-6.1
0.24
0.79
0.70
0.54
0.36
表2-9第二跨跨中断面加载3辆车时第二跨跨中断面挠度值表（单位：
-7.42
-6.31
-5.09
-4.02
-2.88
-1.32
-0.08
-9.4
-8.39
-7.27
-5.97
-4.55
-3.03
-1.56
-0.19
0.67
0.27
0.42
-1.61
-2.45
-3.12
-4.04
-3.99
-3.28
-1.51
-4.31
-4.85
-5.39
-5.63
-5.38
-4.84
-4.3
0.51
0.71
0.41
0.35
表2-10第一跨跨中断面偏心加载3辆车时最不利梁（1＃梁）挠度值表（单位：
位置
0号台
L/4
L/2
3L/4
1号墩
2号墩
第一跨跨中3辆车
-3.88
-4.01
1.21
1.77
0.89
-7.54
-11.70
-7.69
3.52
3.76
2.13
表2-11第一跨跨中断面对称加载3辆车时最不利梁（4＃梁）挠度值表（单位：
-2.23
0.97
0.85.
-6.90
-4.43
1.96
2.06
1.17
表2-12第二跨跨中断面偏心加载3辆车时最不利梁（1＃梁）挠度值表（单位：
第二跨跨中3辆车
0.99
1.67
1.31
-3.21
计算值
3.71
3.42
-5.60
-9.40
-5.88
表2-13第二跨跨中断面对称加载3辆车时最不利梁（4＃梁）挠度值表（单位：
0号墩
1.04
0.75
-1.89
1.14
2.04
1.89
-3.22
表2-14第一跨跨中加载时跨中挠度残余变形对照表
偏心加载
对称加载
位置号
加载
挠度值
残余
相对残余变位（％）
-0.21
2.49
-0.12
8.89
-6.92
-0.51
7.37
-0.34
10.49
-0.33
4.84
-0.48
11.11
-0.29
5.14
-0.7
12.92
-0.28
8.59
5.97
-0.13
12.26
-0.17
4.71
-0.06
14.29
-0.23
7.47
-0.03
15.00
9.55
表2-15第二跨跨中加载时跨中挠度残余变形对照表
-0.32
4.31
-0.18
11.18
3.01
-0.15
6.12
6.29
9.29
-0.43
10.70
-0.56
13.86
6.60
7.02
15.91
-0.38
11.59
-0.07
16.67
-0.24
12.06
-0.01
12.50
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