桥梁荷载试验几个常识性问题
现场组织措施
为按期高质量的顺利完成桥梁的荷载试验工作,同时为保证试验工作的连续性本次荷载试验工作顺序如下。
1)试验人员进场后,先完成前期准备工作;
2)完成支架搭设(净空高时采用吊篮)、测点位移传感器、应变传感器的安装等荷载试验准备工作。
3)试验组开始进行静力试验加载工作。
4)试验组开始进行动力静力试验工作。
交通组织工作主要针对加载车辆的调度、和停放工作进行,主要做好一下几方面工作:
加载车辆自重较大,加载车停放位置应保证试验桥梁及其他道路桥梁结构的安全,在尽量靠近试验桥跨的同时,避免过分集中停放以免对非测试跨造成意外损伤。
加载车辆的车头朝向应事先根据荷载试验方案中要求的朝向确定好,避免车辆在桥上掉头,节省加载时间。
对于加载车辆多,工况多,桥跨较大的桥梁尽可能给每位驾驶员和车辆指挥员配备对讲机。
为防其他车辆和非工作人员的闯入,应在试验桥梁两侧150米
试验加载期间,除试验加载车和应急车辆外,其余一切车辆均停放在桥外,不得进入试验加载桥跨。
组织管理体系
为了保质保量完成本次检测任务,确保现场检测工作有序进行。本次检测试验工作机构设置如下(项目负责人负责落实):
1)荷载试验领导小组
2)荷载试验实施小组
3)荷载试验工作办公室
荷载试验领导小组下设荷载试验工作办公室,由荷载试验小组各成员具体实施。荷载试验工作办公室,负责处理日常事务、汇总各方提交的文件资料。业主、监理、荷载试验领导小组各方面的组织机构如图。
组织机构与职责、运作方式
桥梁外观检查
(1)资料(设计图纸及资料等)收集
(2)结构几何形态测定
(3)各关键部位外观检查
静载试验
(1)应力测试
本桥主梁为混凝土结构,通过实测应变及混凝土弹性模量推算主梁应力。
应变测试采用电测法,对于单向应变测点通过测量测点单向应变换算单向应力值。
对于应变花测点,先分别测量出三个方向的弹性应变ε,然后按照以下公式算出最大主应力和剪应力和最大主应力的方向。
(1)
(2)
(3)
(4)
静载应力测试采用全自动数据采集系统进行快速采集;电阻式应变片,采用相应读数仪读取。
(2)主梁竖向挠度
采用百分表、精密水准仪进行观测。
(3)主梁梁端位移
采用千分表、百分表、钢尺测量梁端到固定点之间的距离变化测量梁端位移。
动载试验
强迫振动试验是利用试验车辆对桥梁施以动力荷载,测量桥梁动力响应,即桥梁的响应频率、振幅、动应变等,并对测得的桥梁动力响应值进行分析,获得桥梁的动力响应特性。
强迫振动试验分为跑车试验、跳车试验两种工况。
a、跑车试验
采用一辆试验车以30km/h、40km/h、50km/h的速度在桥面上行驶,测量桥梁结构在行车状态下的振幅、动应变等,每种车速重复一次。
b、跳车试验
原地跳车:一辆试验汽车停在主跨跨中处,前轮越过高10cm的三角木后停车,测量梁体各测点振幅和梁体在竖向冲击荷载下的强迫振动频率。
动载测点断面图如图1。
图1动载测点断面图
自振特性有限元计算
自振特性是基本理论计算。针对一三孔一联连续梁,表1列出了大桥主要振型的周期及频率,图2~图6为桥梁1~5阶竖振型图。
表1各阶振动频率
竖弯自振频率
第一阶
第二阶
第三阶
第四阶
第五阶
0.91Hz
1.85Hz
2.51Hz
3.60Hz
5.78Hz
图2第一阶反对称竖弯振型:F1=0.91Hz
图3第二阶正对称竖弯振型:F2=1.85Hz
图4第三阶反对称竖弯振型:F3=2.51Hz
图5第四阶正对称竖弯振型:F4=3.60Hz
图6第五阶反对称竖弯振型:F5=5.78Hz