一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法技术

本发明专利技术涉及桥梁检测技术领域，提供一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法，包括下述步骤：步骤1：进行试验准备，收集改建空心板梁桥的相关数据资料；步骤2：建立待检测桥梁的有限元模型，通过分析确定试验截面、静载试验的工况与加载方式；步骤3：计算每种工况下试验截面的加载效率系数；步骤4：进行静载试验，收集各应变片测得的每种工况下的挠度、应力数据；步骤5：进行挠度测试：步骤6：进行应力测试：步骤7：进行裂缝测试；步骤8：评定待检测桥梁的承载能力。本发明专利技术能够减少试验时间从而提高试验效率，而且检测项目全面、充分考虑恒载效应对桥梁结构的影响，试验结果有效性高，能够全面反映桥梁的工作性能。

A Method for Evaluating Field Static Load Test of Reconstructed Hollow Slab Girder Bridge

【技术实现步骤摘要】
一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法
本专利技术涉及桥梁检测
，特别是涉及一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法。
技术介绍
近年来，随着我国经济实力的增长，交通事业迅猛发展，交通量的增长特别迅速，不断提高的车辆荷载对建成较早的在役桥梁提出了较大考验。目前，大量的旧桥暴露出了很多缺陷，有的甚至存在安全隐患，如承载力、刚度以及耐久性等指标的下降，这类桥梁严重影响着交通的正常运营和广大人民的生命财产安全。因此，对桥梁结构进行检测和评估，掌握其实际运营状态，为桥梁加固和改造提供科学的依据显得尤为重要。而如何对改建空心板梁桥进行静载试验评定，对全面评估其工作性能和运营状况来说意义重大。改建空心板梁桥是指对空心板梁桥进行加宽后得到的桥，现有的改建空心板梁桥现场静载试验评定方法中，其试验时间过长，效率低下，且检测项目较少、忽略恒载效应对桥梁结构的影响，得到的试验结果有效性低，不能够全面反映桥梁的工作性能，难以发现桥梁的隐蔽病害。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法，能够减少试验时间从而提高试验效率，而且检测项目全面、充分考虑恒载效应对桥梁结构的影响，试验结果有效性高，能够全面反映桥梁的工作性能。本专利技术的技术方案为：一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：进行试验准备：收集改建空心板梁桥的设计图纸、施工记录、竣工验收资料、监理日志及历次养护维修资料，所述改建空心板梁桥的第一次加宽中加宽部分与老桥合为中幅桥、第二次加宽中在中幅桥两侧各建一幅独立桥梁，选取中幅桥作为待检测桥梁，获取待检测桥梁的总跨度L、单孔跨度l、孔数M、每孔的板梁数N；步骤2：确定静载试验方案：运用专业桥梁结构有限元软件建立待检测桥梁的有限元模型，根据有限元模型的分析，确定试验截面为第m个孔空心板梁控制截面，确定静载试验的工况为两种工况，第一种工况为偏心加载工况，第二种工况为对称加载工况，确定静载试验的加载方式为每种工况下采用每排p辆的q排载荷为F的加载车进行分级加载；m∈{1,2,...,M}；步骤3：计算第k种工况下试验截面的加载效率系数若0.95＜ηq,1＜1.05且0.95＜ηq,2＜1.05，则满足桥梁静载试验规范要求；否则，返回步骤2，调整静载试验的加载方式；其中，Ss,k为第k种工况下静载试验荷载作用下的试验截面内力计算值，Sk为第k种工况下静载试验荷载作用下的试验截面最不利内力计算值，μk为冲击系数；步骤4：在第m个孔的每个板梁的两边及跨中分别选择一个测点，在每个测点上均安装应变片，按照静载试验方案，对待检测桥梁进行静载试验，收集各应变片测得的两种工况下的挠度、应力、应变数据；步骤5：对待检测桥梁进行挠度测试：步骤5.1：计算第k种工况下试验截面的最大挠度为其中，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中挠度，i＝1,2,...,N；步骤5.2：计算第k种工况下试验截面的最大挠度校验系数为为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中挠度校验系数，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中挠度理论值；步骤5.3：计算第k种工况下试验截面的最大相对残余变形为为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中相对残余变形，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中残余变形；步骤5.4：若且则待检测桥梁通过挠度测试；步骤6：对待检测桥梁进行应力测试：步骤6.1：计算第k种工况下试验截面的最大应力为其中，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中应力，i＝1,2,...,N；步骤6.2：计算第k种工况下试验截面的最大应力校验系数为为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中应力校验系数，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中应力理论值；步骤6.3：计算第k种工况下试验截面的最大相对残余应力为为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中相对残余应力，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中残余应力；步骤6.4：若且则待检测桥梁通过应力测试；步骤7：对待检测桥梁进行裂缝测试：选取第m个孔的边梁中的n1个板梁作为待裂缝测试集T，计算第k种工况下待裂缝测试集T中第j个板梁的第h个裂缝在满载时的宽度变化值在卸载后的残余宽度变化值若待裂缝测试集T中所有板梁的所有裂缝在满载时的宽度变化值均不超过0.05mm、在卸载后的残余宽度变化值均不超过0.01mm且第m个孔的中部板梁均未产生受力裂缝，则待检测桥梁在静载试验过程中处于弹性变形状态，待检测桥梁通过裂缝测试；其中，分别为第k种工况下待裂缝测试集T中第j个板梁的第h个裂缝的初始宽度、满载时的宽度、卸载后的宽度，j∈T，h＝1,2,...,Hj，Hj为第j个板梁的裂缝总数；步骤8：评定待检测桥梁的承载能力：若待检测桥梁通过挠度测试、应力测试及裂缝测试中的所有测试，则待检测桥梁的承载能力较好且在静载试验中处于安全状态；反之，待检测桥梁的承载能力较差且在静载试验中处于非安全状态。所述空心板梁桥为中小跨度公路桥梁，8m≤L≤100m，5m≤l≤40m。所述步骤2中，m＝1，所述静载试验的加载方式为每种工况下采用每排p＝2辆的q＝2排载荷为F的加载车进行四级分级加载，所述加载车的载荷F的范围为450KN-500KN、前中轴轴距均为3.7m、中后轴轴距均为1.4m；在第一种工况下，两排加载车布置在桥梁中心线一侧，每列中的两辆加载车沿第m个孔的跨中对称布置，两排加载车的后轴间距在一级加载、二级加载、三级加载、四级加载时分别为8m、6m、5m、4.5m；在第二种工况下，两排加载车沿桥梁中心线对称布置，每列中的两辆加载车沿第m个孔的跨中对称布置，两排加载车的后轴间距在一级加载、二级加载、三级加载、四级加载时分别为8m、5.5m、5m、4.5m。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术通过对待检测桥梁进行静载试验分析，充分考虑了恒荷载对桥梁结构的影响且检测项目全面、对静载试验过程进行量化分析，提高了桥梁静载试验结果的有效性，而且能够全面反映桥梁的工作性能并发现桥梁的隐蔽病害；(2)本专利技术方便、快捷，能够减少试验时间从而提高试验效率。附图说明图1为本专利技术改建空心板梁桥现场静载试验评定方法的流程图；图2为本专利技术实施例中改建空心板梁桥的横断面示意图；图3为本专利技术实施例中第一种工况下加载车布置方式的平面示意图；图4为本专利技术实施例中第一种工况下加载车布置方式的横向示意图；图5为本专利技术实施例中第二种工况下加载车布置方式的平面示意图；图6为本专利技术实施例中第二种工况下加载车布置方式的横向示意图；图7为本专利技术实施例中第1孔板梁的挠度测点支点及跨中截面布置的平面示意图；图8为本专利技术实施例中第1孔板梁的跨中挠度曲线图；图9为本专利技术实施例中第1孔板梁的跨中挠度校检系数曲线图；图10为本专利技术实施例中第1孔板梁的跨中相对残余变形曲线图；图11为本专利技术实施例中第1孔板梁的应力测点跨中截面布置的平面示意图；图12为本专利技术实施例中第1孔板梁的跨中应力曲线图；图13为本专利技术实施例中第1孔板梁的跨中应力校检系数曲线图；图14为本专利技术实施例中第1孔板梁的跨中应力残余变形曲线图。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步描述。如图1所示，为本专利技术改建空心板梁桥现场静载试验评定方法的流程图。本专利技术的改建空心板梁桥现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：进行试验准备：收集改建空心板梁桥的设计图纸、施工记录、竣工验收资料、监理日志及历次养护维修资料，所述改建空心板梁桥的第一次加宽中加宽部分与老桥合为中幅桥、第二次加宽中在中幅桥两侧各建一幅独立桥梁，选取中幅桥作为待检测桥梁，获取待检测桥梁的总跨度L、单孔跨度l、孔数M、每孔的板梁数N；步骤2：确定静载试验方案：运用专业桥梁结构有限元软件建立待检测桥梁的有限元模型，根据有限元模型的分析，确定试验截面为第m个孔空心板梁控制截面，确定静载试验的工况为两种工况，第一种工况为偏心加载工况，第二种工况为对称加载工况，确定静载试验的加载方式为每种工况下采用每排p辆的q排载荷为F的加载车进行分级加载；m∈{1,2,...,M}；步骤3：计算第k种工况下试验截面的加载效率系数

【技术特征摘要】
1.一种改建空心板梁桥现场静载试验评定方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：进行试验准备：收集改建空心板梁桥的设计图纸、施工记录、竣工验收资料、监理日志及历次养护维修资料，所述改建空心板梁桥的第一次加宽中加宽部分与老桥合为中幅桥、第二次加宽中在中幅桥两侧各建一幅独立桥梁，选取中幅桥作为待检测桥梁，获取待检测桥梁的总跨度L、单孔跨度l、孔数M、每孔的板梁数N；步骤2：确定静载试验方案：运用专业桥梁结构有限元软件建立待检测桥梁的有限元模型，根据有限元模型的分析，确定试验截面为第m个孔空心板梁控制截面，确定静载试验的工况为两种工况，第一种工况为偏心加载工况，第二种工况为对称加载工况，确定静载试验的加载方式为每种工况下采用每排p辆的q排载荷为F的加载车进行分级加载；m∈{1,2,...,M}；步骤3：计算第k种工况下试验截面的加载效率系数若0.95＜ηq,1＜1.05且0.95＜ηq,2＜1.05，则满足桥梁静载试验规范要求；否则，返回步骤2，调整静载试验的加载方式；其中，Ss,k为第k种工况下静载试验荷载作用下的试验截面内力计算值，Sk为第k种工况下静载试验荷载作用下的试验截面最不利内力计算值，μk为冲击系数；步骤4：在第m个孔的每个板梁的两边及跨中分别选择一个测点，在每个测点上均安装应变片，按照静载试验方案，对待检测桥梁进行静载试验，收集各应变片测得的两种工况下的挠度、应力、应变数据；步骤5：对待检测桥梁进行挠度测试：步骤5.1：计算第k种工况下试验截面的最大挠度为其中，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中挠度，i＝1,2,...,N；步骤5.2：计算第k种工况下试验截面的最大挠度校验系数为为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中挠度校验系数，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中挠度理论值；步骤5.3：计算第k种工况下试验截面的最大相对残余变形为为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中相对残余变形，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中残余变形；步骤5.4：若且则待检测桥梁通过挠度测试；步骤6：对待检测桥梁进行应力测试：步骤6.1：计算第k种工况下试验截面的最大应力为其中，为第k种工况下第m个孔第i个板梁的跨中应力，i＝1,2,...,N；步骤6.2：计算第k种工况下试验截面的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴继康，张彬，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21