桥梁静载试验ppt.ppt

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1、桥梁静载试验桥梁静载试验 第一讲第一讲 结构试验设计及试验荷载结构试验设计及试验荷载v结构试验的一般程序结构试验的一般程序v结构试验包括：结构试结构试验包括：结构试验设计、结构试验准备、验设计、结构试验准备、结构试验实施和结构试结构试验实施和结构试验分析等主要环节。它验分析等主要环节。它们之间的关系如图所示。们之间的关系如图所示。1.试验设计阶段试验设计阶段 （1）研究试验目的、了解试验任务、搜集有关资料、确）研究试验目的、了解试验任务、搜集有关资料、确定试验方法等。定试验方法等。（2）确定试验的性质和规模。）确定试验的性质和规模。（3）确定试验参数、决定试件的外形及尺寸。）确定试验参数、决定

2、试件的外形及尺寸。（4）进行试件的设计与制作。）进行试件的设计与制作。（5）确定加载方法和设计支承系统。）确定加载方法和设计支承系统。（6）选定量测项目及量测方法。）选定量测项目及量测方法。（7）根据具体情况写出试验大纲。）根据具体情况写出试验大纲。2.试验准备阶段试验准备阶段 （1）试件的制作）试件的制作（2）试件的尺寸与质量检查）试件的尺寸与质量检查（3）试件的安装与就位）试件的安装与就位（4）安装加载设备）安装加载设备（5）设备仪表的率定）设备仪表的率定（6）做辅助试验（常和正式试验穿插进行）做辅助试验（常和正式试验穿插进行）（7）仪表的安装、连线调试）仪表的安装、连线调试（8）记录表格

3、的设计准备）记录表格的设计准备（9）通过计算结构内力进行判断和控制加载（加载应力估）通过计算结构内力进行判断和控制加载（加载应力估计）。计）。3.试验实施阶段试验实施阶段 这是整个试验过程的中心环节，应按照规定的加载顺序和这是整个试验过程的中心环节，应按照规定的加载顺序和量测顺序进行。量测顺序进行。（1）确定基本加载方案，如：破坏与否、试验周期的长短。）确定基本加载方案，如：破坏与否、试验周期的长短。（2）荷载图式的选择，如：集中荷载还是均布荷载。）荷载图式的选择，如：集中荷载还是均布荷载。（3）加载顺序的确定，如：直接加载还是分级加载，按几个）加载顺序的确定，如：直接加载还是分级加载，按几个

4、循环进行。循环进行。（4）观测注意点和测点布置。）观测注意点和测点布置。4.结构试验分析阶段结构试验分析阶段 (1)数据整理阶段：整理原始测试资料，进行数据分析。数据整理阶段：整理原始测试资料，进行数据分析。(2)数据处理总和试验结论：对试验现象和规律做出解释，数据处理总和试验结论：对试验现象和规律做出解释，试验结果和理论值比较，分析产生差异的原因，并做出结论，试验结果和理论值比较，分析产生差异的原因，并做出结论，写出试验总结报告，提出新问题和进一步研究计划。写出试验总结报告，提出新问题和进一步研究计划。结构试验荷载结构试验荷载（一）静力荷载（静荷载）（一）静力荷载（静荷载）1.静荷载加载顺序

5、：预加载阶段静荷载加载顺序：预加载阶段 标准荷载阶段标准荷载阶段 破坏破坏荷载阶段。荷载阶段。2.预加载的目的：预加载的目的：使结构进入正常的工作状态，使结构变形与荷载关系使结构进入正常的工作状态，使结构变形与荷载关系稳定；稳定；检验全部试验装置的可靠性；检验全部试验装置的可靠性；检查全部观测仪表的工作是否正常；检查全部观测仪表的工作是否正常；起到演习的作用，可实际检查试验人员的现场工作情况。起到演习的作用，可实际检查试验人员的现场工作情况。（二）动力荷载（动荷载）（二）动力荷载（动荷载）动荷载作用则是指使结构或构件产生不可忽略的加速度反应动荷载作用则是指使结构或构件产生不可忽略的加速度反应的

6、作用。的作用。对结构施加动荷载，主要是用于研究结构动力性能的试验，对结构施加动荷载，主要是用于研究结构动力性能的试验，如：结构的疲劳试验，采用匀速脉动荷载，一般应使试件在如：结构的疲劳试验，采用匀速脉动荷载，一般应使试件在试验时不产生共振，远离共振区，加载顺序根据实际情况而试验时不产生共振，远离共振区，加载顺序根据实际情况而定。定。（三）结构试验对测点布置的要求（三）结构试验对测点布置的要求满足条件的前提下，宜少不宜多；满足条件的前提下，宜少不宜多；测点位置要具有代表性，以便于分析和计算；测点位置要具有代表性，以便于分析和计算；为保证量测数据的可靠性，应该布置一定数量校核性测点；为保证量测数据

7、的可靠性，应该布置一定数量校核性测点；测点的布置应有利于试验时操作和测读，安全和方便。安装测点的布置应有利于试验时操作和测读，安全和方便。安装在结构上的附着式仪表在达到正常使用荷载的在结构上的附着式仪表在达到正常使用荷载的1.21.5倍时应倍时应该拆除，以免结构突然破坏，而使仪表受损。该拆除，以免结构突然破坏，而使仪表受损。（四）荷载图式（四）荷载图式 等效加载图式应满足以下条件：等效加载图式应满足以下条件：1)等效荷载产生的控制截面的主要内力应与计算内力相等；等效荷载产生的控制截面的主要内力应与计算内力相等；2)等效荷载产生的主要内力图形与计算内力图形相似；等效荷载产生的主要内力图形与计算内

8、力图形相似；3)对等效荷载引起的变形差别应予以修正；对等效荷载引起的变形差别应予以修正；4)控制截面上的内力等效时次要截面上的内力应与设计值接近。控制截面上的内力等效时次要截面上的内力应与设计值接近。除了控制截面的某个效应与理论计算荷载相同外，该截面除了控制截面的某个效应与理论计算荷载相同外，该截面的其他效应和非控制截面的效应，则可能有差别，所以必须全的其他效应和非控制截面的效应，则可能有差别，所以必须全面验算因荷载图式改变对试验结构构件的各种影响；必须特别面验算因荷载图式改变对试验结构构件的各种影响；必须特别注意结构构件是否因最大内力区域的某些变化而影响承载性能。注意结构构件是否因最大内力区

9、域的某些变化而影响承载性能。尤其对不等强的结构，一定要细加分析和验算，采取有效的等尤其对不等强的结构，一定要细加分析和验算，采取有效的等效荷载形式。比如说：增加集中荷载个数，减小或消除影响。效荷载形式。比如说：增加集中荷载个数，减小或消除影响。等效荷载图等效荷载图 第二讲第二讲 结构试验的加载技术结构试验的加载技术 目前采用的加载方法和加载设备种类很多，有重物加载、目前采用的加载方法和加载设备种类很多，有重物加载、气压加载、机械加载、液压加载、电液伺服加载系统等。气压加载、机械加载、液压加载、电液伺服加载系统等。在选择加载方法与加载设备时应满足以下条件，即结构试在选择加载方法与加载设备时应满足

10、以下条件，即结构试验对加载方法与加载设备的要求：验对加载方法与加载设备的要求：选用的试验荷载的图式必须是等效荷载图式；选用的试验荷载的图式必须是等效荷载图式；荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值准确稳定，荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值准确稳定，静荷载不随加载时间、外界环境和结构物变形而变化，保证静荷载不随加载时间、外界环境和结构物变形而变化，保证荷载量的相对误差不超过荷载量的相对误差不超过5%；静载试验便于分级加载和卸载，能控制加、卸载速度，静载试验便于分级加载和卸载，能控制加、卸载速度，荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求；荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求；加载设备

11、不参与结构工作，不影响结构的自由变形，不加载设备不参与结构工作，不影响结构的自由变形，不影响结构受力；影响结构受力；加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还需加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还需要严格控制其变形值。要严格控制其变形值。一一.重物荷载的加载设备重物荷载的加载设备 重物荷载加载就是利用物体的本身重量加于结构上作为荷载。试验重物荷载加载就是利用物体的本身重量加于结构上作为荷载。试验室内常用铁块、砼块、砖、水、砂石甚至废构件等。重物可直接加于室内常用铁块、砼块、砖、水、砂石甚至废构件等。重物可直接加于试验结构或构件上，也可以通过杠杆间接加在构件上。试验结构或构件上，也

12、可以通过杠杆间接加在构件上。重物加载的优缺点重物加载的优缺点 （1）优点：设备简单，取材方便，荷载数值稳定，加载形式灵活，）优点：设备简单，取材方便，荷载数值稳定，加载形式灵活，不因试验过程中结构的变形或徐变而减小，适用于长期均布荷载和静不因试验过程中结构的变形或徐变而减小，适用于长期均布荷载和静载试验，采用杠杆间接重力加载，对持久荷载试验及进行刚度和裂缝载试验，采用杠杆间接重力加载，对持久荷载试验及进行刚度和裂缝的研究尤为合适。因为荷载是否恒定，对裂缝的开展与闭合有直接影的研究尤为合适。因为荷载是否恒定，对裂缝的开展与闭合有直接影响。响。（2）缺点：产生的荷载值小，操作笨重，占用面积大，用堆

13、载法）缺点：产生的荷载值小，操作笨重，占用面积大，用堆载法时，一旦结构物达到极限后，因荷载不随结构变形而自行卸载，容易时，一旦结构物达到极限后，因荷载不随结构变形而自行卸载，容易发生安全事故。发生安全事故。重物直接加载重物直接加载杠杆加载杠杆加载二二.气压加载气压加载气压加载就是利用气体压力对结构物施加荷载。多用于模型试验。气压加载就是利用气体压力对结构物施加荷载。多用于模型试验。空压机充气加载（正压加载）：利用空气压缩机对气包（囊）充气给空压机充气加载（正压加载）：利用空气压缩机对气包（囊）充气给试件加以均布荷载，压力可达试件加以均布荷载，压力可达180kN/m2。真空泵抽真空加载（负压加载

14、）：用真空泵抽出试件与台座围成的封真空泵抽真空加载（负压加载）：用真空泵抽出试件与台座围成的封闭空间的空气，形成大气压力差，对试件加以均布荷载，最大压力可达闭空间的空气，形成大气压力差，对试件加以均布荷载，最大压力可达80100kN/m2。气压加载的优点：加、卸载方便，荷载稳定、安全构件破坏时能自动卸气压加载的优点：加、卸载方便，荷载稳定、安全构件破坏时能自动卸载构件外表面便于观察与安装仪表。载构件外表面便于观察与安装仪表。缺点缺点:是内表面无法直接观察。是内表面无法直接观察。三三.机械机具加载机械机具加载 索引起重机械（绞车、卷扬机，倒链葫芦），主要用于远距离或高耸索引起重机械（绞车、卷扬机

15、，倒链葫芦），主要用于远距离或高耸结构施加荷载。结构施加荷载。顶推机械（螺旋千斤顶、弹簧等）适用于施加长期试验荷载。产生的顶推机械（螺旋千斤顶、弹簧等）适用于施加长期试验荷载。产生的荷载相对比较稳定。荷载相对比较稳定。四四.液压加载液压加载 液压加载是目前结构试验中应用比较普遍和理想的一种液压加载是目前结构试验中应用比较普遍和理想的一种加载方法。其优点是利用油压使液压器（千斤顶）产生较加载方法。其优点是利用油压使液压器（千斤顶）产生较大的荷载，试验操作方便、安全，特别是对于大型结构构大的荷载，试验操作方便、安全，特别是对于大型结构构件试验，当要求荷载点数较多、吨位较大时更为合适，尤件试验，当要

16、求荷载点数较多、吨位较大时更为合适，尤其是电液伺服加载系统得到广泛应用后，为工程结构动力其是电液伺服加载系统得到广泛应用后，为工程结构动力试验模拟地震荷载等不同特性的动力荷载创造了有利条件试验模拟地震荷载等不同特性的动力荷载创造了有利条件。液压加载器、液压加载系统、液压加载器、液压加载系统、结构试验机、电液伺服加载结构试验机、电液伺服加载系统、地震模拟震动台系统、地震模拟震动台静力液压加载系统静力液压加载系统 五、电液伺服加载系统五、电液伺服加载系统 电液伺服加载系统大多采用闭环控制，主要组成是电液伺服加载系统大多采用闭环控制，主要组成是电液伺服液压加载器、控制系统和液压源等三大部分组电液伺服液压加载器、控制系统和液压源等三大部分组成。它可将荷载、应变、位移等物理量直接作为控制参成。它可将荷载、应变、位移等物理量直接作为控制参数，实行自动控制。数，实行自动控制。液压加载系统的优缺点：液压加载系统的优缺点：优点：加卸载方便、产生的荷载值大，设备体积小、优点：加卸载方便、产生的荷载值大，设备体积小、使用方便，便于往复循环加载，如试件变形极大或破坏使用方便，便于往复循环加载，如试件变形极大或