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靜荷載試驗(yàn)和動(dòng)荷載試驗(yàn)
更新時(shí)間:2021-04-10 17:51
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靜載試驗(yàn)與動(dòng)載試驗(yàn)雖然在試驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)試內(nèi)容等方面不同,是兩種性質(zhì)的試驗(yàn),但對(duì)于全面分析掌握橋梁結(jié)構(gòu)的工作性能是同等重要的。

1.靜荷載試驗(yàn)

所謂橋梁靜載試驗(yàn),是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置,然后對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等參量進(jìn)行測(cè)試,從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作性能及使用能力作出評(píng)價(jià)。

靜載試驗(yàn)是橋梁結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中最大量、最常見的基本試驗(yàn)。因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)工作時(shí)所受的荷載主要是靜力荷載,其自重當(dāng)然屬于靜力荷載,就是荷載位置隨時(shí)間而變的移動(dòng)車輛荷載,在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)一般也是作為靜載來考慮的。這樣做的原因,一方面是:因?yàn)閰^(qū)分靜力問題與動(dòng)力問題的主要標(biāo)志,并不是與結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)有關(guān)的各物理量是否隨時(shí)間變化,而是由結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)加速度引起的慣性力是否已經(jīng)大到不可忽略的程度,通常由移動(dòng)車輛荷載引起的結(jié)構(gòu)反應(yīng)的動(dòng)態(tài)增量部分只占全部反應(yīng)的極小部分;另一方面,將移動(dòng)車輛荷載作為動(dòng)力問題來考慮,分析起來過于復(fù)雜,因此,常用將靜力荷載乘以沖擊系數(shù)的辦法來近似考慮移動(dòng)車輛荷載的動(dòng)力影響。

橋梁結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn),一般可以通過重力或其他類型的加載設(shè)備來實(shí)現(xiàn),并能滿足試驗(yàn)要求。靜載試驗(yàn)的加載過程,是從零開始逐步遞增,一直到預(yù)定的荷載為止。靜載試驗(yàn)是了解結(jié)構(gòu)特性的重要手段,不僅用它來直接解決結(jié)構(gòu)的靜力問題,就是在進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)時(shí),一般也要先進(jìn)行靜載試驗(yàn),以測(cè)定結(jié)構(gòu)有關(guān)的特性參數(shù)。

2.動(dòng)荷載試驗(yàn)

橋梁動(dòng)載試驗(yàn)是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng),然后測(cè)定其固有頻率、阻尼比、振型、動(dòng)力沖擊系數(shù)、行車響應(yīng)等參量,從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度、行車性能。

橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)載試驗(yàn),目前主要包括兩方面的內(nèi)容:

一是測(cè)量移動(dòng)車輛荷載作用下橋梁指定斷面上的動(dòng)應(yīng)變或指定點(diǎn)的動(dòng)撓度;

二是測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性和動(dòng)力響應(yīng)。

移動(dòng)車輛荷載作用下的動(dòng)應(yīng)變或動(dòng)撓度測(cè)定,一般用于實(shí)橋試驗(yàn),試驗(yàn)時(shí)將單輛或多輛載重車輛按不同的車速通過橋梁,有時(shí)為了模擬路面的不良情況,還在橋面上設(shè)置人工障礙(比如有一定寬度和高度的木板),使行駛車輛產(chǎn)生跳動(dòng),以形成對(duì)橋梁的沖擊作用,此時(shí)測(cè)出指定斷面上的動(dòng)應(yīng)變或動(dòng)撓度,將動(dòng)態(tài)情況下的峰值與相應(yīng)的靜態(tài)數(shù)值相比,可以求出車輛振動(dòng)引起的動(dòng)態(tài)增量。用測(cè)試的方法確定橋梁的動(dòng)態(tài)增量,是研究車輛對(duì)橋梁動(dòng)力作用的一種手段,由試驗(yàn)求得的數(shù)據(jù)可以作為確定橋梁沖擊系數(shù)的依據(jù)。

橋梁自振特性的測(cè)量對(duì)象,可以是實(shí)際橋梁,也可以是橋梁模型。測(cè)量模型的自振特性時(shí),一般要對(duì)模型進(jìn)行專門的激勵(lì)(輸入),然后測(cè)量模型的響應(yīng)(輸出),在巳知激勵(lì)和響應(yīng)(或只有響應(yīng))的情況下可以求出模型(系統(tǒng))的自振特性。測(cè)量實(shí)橋的自振特性時(shí),也可以同模型試驗(yàn)一樣,對(duì)實(shí)橋進(jìn)行激振,測(cè)得輸入和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)后可以求出自振特性。有時(shí),也可以不用對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)進(jìn)行專門的激振,而是利用自然因素(如風(fēng)、水流、地脈動(dòng)等)作為實(shí)際橋梁的振源(只要能滿足一定的條件),測(cè)出實(shí)際橋梁在這些自然因素作用下的響應(yīng),求出實(shí)際橋梁的自振特性。

正確確定橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性是進(jìn)行橋梁動(dòng)力響應(yīng)的基礎(chǔ)。結(jié)構(gòu)自振特性中除阻尼比外,頻率與振型可以用計(jì)算的力法求得,但計(jì)算時(shí)所采用的計(jì)算圖式與實(shí)際結(jié)構(gòu)往往有區(qū)別,所以用試驗(yàn)的方法確定橋梁結(jié)構(gòu)的自振特性就很有必要。

在諸如地震荷載和風(fēng)荷載作用下,測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)的目的是:研究橋梁結(jié)構(gòu)抗震和抗風(fēng)性能,確保橋梁結(jié)構(gòu)抵抗突發(fā)性自然災(zāi)害的能力。這類動(dòng)力響應(yīng)的測(cè)試分析一般都通過模擬震動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和風(fēng)洞試驗(yàn)進(jìn)行。在有條件的地方,也可以在實(shí)橋上進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試。

中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)

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