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桥梁荷载试验

  动载试验

  动载试验是利用某种激振方法激起桥梁结构的振动,如大地脉动、行车激励等,并测定其固有频率、阻尼比、动力响应系数等参数,从而判断桥梁结构的整体刚度、行车性能。

  动载试验用于了解桥梁自身的动力特性,抵抗受迫振动和突发荷载的能力。其主要项目应包括:测定桥梁结构的自振特性(自振频率)的脉动试验;检验桥梁结构在动力荷载作用下的受迫振动特性(动应力、冲击系数)的行车试验。

  ①脉动试验

  脉动试验是通过在桥上布置高灵敏度的拾振器,长时间记录结构在环境激励:如风、水流、地模态等引起的振动,然后进行频谱分析,求出结构自振特性的一种方法。

  对环境激励下桥梁的响应信号进行多次功率谱的平均分析,并利用各个测点的幅值和相位关系,可得到桥梁的各阶自振频率和振型值,利用波形分析法确定各阶模态阻尼比,从而获得桥梁的自振特性,并将实测值与理论值进行比较和分析,对桥梁的动力特性进行评估。

  ② 无障碍行车试验

  无障碍行车试验是利用试验车辆在桥上跑车和刹车,对桥梁施以动力荷载,测量桥梁特征位置的强迫振动时程曲线、动应变等,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及舒适度指标,并对它们进行评估。

  无障碍行车试验拟采用一辆360kN双后轴载重汽车以20~40km/h的车速匀速驶过试验桥跨,测量梁体各测点振幅、冲击系数和强迫振动频率。试验时,每10km/h为一级,每个速度重复一次。

  ③ 制动试验

  刹车试验拟采用一辆360kN双后轴载重汽车,以30km/h车速行驶至试验桥跨控制截面位置刹车,测量梁体各测点振幅和梁体在顺桥向冲击荷载下的强迫振动频率等。

  ④有障碍行车(跳车)试验

  拟采用一辆360kN双后轴载重汽车,以10~20km/h车速通过试验桥跨控制截面设置的5-7cm高的障碍物,测量梁体测点振幅和梁体在顺桥向冲击荷载下的强迫振动频率等,试验期间可根据实际情况决定是否进行。

  静载试验

  试验的控制荷载必须根据结构检算的结果确定,以保证荷载试验的效果及安全。桥梁的控制荷载:控制桥梁设计的荷载,公路-Ⅰ级。试验加载采用载重车,根据控制截面的内力影响线,用加载车布载使控制截面的内力与标准活载作用下的设计内力之比达到试验荷载效率的要求。

  根据《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)和《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01—2015)规定,确定静力荷载试验各测试项目的荷载大小和加载位置时,采用静力荷载试验效率进行控制。为保证试验效果,荷载效率应介于0.85-1.05之间。静力试验荷载效率按下式计算:

式中:-静载试验荷载作用下控制截面内力或变位的最大计算效应值;

  -控制荷载作用下同一控制截面内力或变位的最不利效应计算值;

  -按规范采用的冲击系数,平板挂车取用0。