一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法技术

本发明专利技术提供一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法，属于桥梁承载能力试验技术领域。该方法为：先以部分加载量消除钢栈桥非弹性变形，再根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点后，再以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载能力，桥梁效应变化值包括应变变化值和位移变化值。该法充分考虑钢桁架人行天桥的结构特点，能更加有效客观地评价钢桁架人行天桥承载能力，减少误判，试验时采用试验加载车进行适当预压后即可进行，能够减少资源浪费，提高试验的安全性，可广泛应用于钢桁架人行天桥通过静载试验评价其承载能力领域。

A Static Load Test Evaluation Method of Steel Truss Pedestrian Bridge Considering Pinhole Clearance

【技术实现步骤摘要】
一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法
本专利技术涉及属于桥梁承载能力试验
，具体涉及一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法。
技术介绍
在城市桥梁建设领域，为了避免车流和人流平面相交时的冲突，保障人们安全的穿越，提高车速，减少交通事故，通常在车流量大、行人稠密的地段，或者交口、广场及铁路上面建造人行天桥。其中人行天桥包括有预应力混凝土人行天桥、钢箱梁人行天桥和钢桁架人行天桥等结构形式。无论哪种结构形式的人行天桥，在其架设完成后往往需要通过静载试验以评价人行天桥的承载能力是否满足设计要求，本专利技术主要针对钢桁架人行天桥，寻找能有效评价钢桁架人行天桥静载试验的方法。钢桁架人行天桥静载试验评价当前的普遍做法是：⑴理论计算：根据设计荷载求出桥梁控制截面内力，作为静载试验加载控制的依据，然后通过车辆荷载或其他荷载分级加载至桥梁内力满足规范要求，进而求出理论加载值；⑵数据采集：在静载试验开始时，加载前，读取控制截面的应力值ε0和位移值H0；第一级加载时,读取控制截面的应力值ε1和位移值H1；第i级加载时,读取控制截面的应力值εi和位移值Hi；最终第N级加载时,读取控制截面的应力值εN和位移值HN；卸载后,读取控制截面的应力值εN-0和位移值HN-0。⑶数据处理：通过⑵中实测值求出：应变弹性值ε弹性值＝εN-εn-0；位移弹性值H弹性值＝HN-Hn-0；应变残余值ε残余值＝εN-0-ε0；位移残余值H残余值＝HN-0-H0；进而求出应变校验系数η应变＝ε弹性值/ε计算值、位移校验系数η位移＝H弹性值/H计算值(其中ε计算值和H计算值分别为相对应加载工况下测试截面应变和位移的计算值)、相对残余应变S应变＝(εN-0-ε0)/(εN-ε0)、相对残余位移S位移＝(HN-0-H0)/(HN-H0)。⑷静载试验评价：通过应变校验系数η应变、位移校验系数η位移、相对残余应变S应变和相对残余位移S位移来评价静载试验。然而，该做法用在评价钢桁架人行天桥承载能力上则存在诸多不妥之处：其一忽略了钢桁架人行天桥的结构特点，即钢桁架人行天桥的连接构件主要为贝雷梁，其成品尺寸和设计可能存在差别，导致构件之间往往存在不同程度的间隙，且构件一般通过销子连接，销子与销孔间亦存在间隙。以上种种造成钢桁架人行天桥结构本身存在着较大的非弹性变形，导致实测效应(应变、位移)往往大于因车辆荷载或其他荷载在桥梁结构上直接产生的效应，尤其是位移，由于包含了很大一部分销孔间隙量，进而导致校验系数η偏大，容易造成误判。其二其结构本身特点导致卸载后应变、位移残余值较大，从而使得相对残余应变S应变和相对残余位移S位移偏大，从而使得其值不满足规范要求。其三是为了消除结构本身的销孔间隙且使得桥梁结构荷载效率系数满足规范要求，需要更多的或者更重的车辆荷载，造成物质、能源浪费，既不经济，也不安全。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法，该法充分考虑钢桁架人行天桥的结构特点，能更加有效客观地评价钢栈桥承载能力，减少误判，可广泛应用于钢桁架人行天桥通过静载试验评价其承载能力领域。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法，该方法为：先以部分加载量消除钢栈桥非弹性变形，再根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点后，再以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载能力，桥梁效应变化值包括应变变化值和位移变化值。本专利技术中，进一步地，所述方法按以下步骤进行：⑴根据待试钢桁架人行天桥的相关资料建立钢栈桥有限元数值模型，制定静载试验方案；⑵由静载试验方案，在钢桁架人行天桥关键位置，即主跨跨中最大正弯矩截面、主跨支点位置最大负弯矩截面处埋设传感器，现场分级加载，读取每级加载工况下桥梁效应值，即即应变变化值和位移变化值，并根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点；⑶等满载状态桥梁结构稳定后，分两次卸载，第一次卸载弹性阶段加载量，第二次卸载所有剩余荷载，读取每级卸载工况下桥梁的应变变化值和位移变化值；⑷整理分析数据，以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值，即应变变化值和位移变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载能力。本专利技术中，进一步地，所述步骤(2)中现场加载是根据试验荷载总量和荷载增量分级进行，分级数不应低于5级；第i级加载时，读取控制截面的应变值εi和位移值Hi；第i+1级加载时，读取控制截面的应变值εi+1和位移值Hi+1；假设此级加载工况下理论计算位移变化值为ΔH理论值，若有ΔH实测值＝Hi+1-Hi≤ΔH理论值，则认为第i级为该结构弹性变形起点。本专利技术中，进一步地，所述步骤(3)中现场卸载分两级进行，第一级卸载至弹性阶段起点，第二级卸载完所有剩余荷载，读取每级卸载工况下桥梁的应变变化值和位移变化值。本专利技术中，进一步地，步骤(3)中卸载弹性阶段加载量引起引起应变变化值的校验系数η应变变化值和位移变化值的校验系数η位移变化值，按以下公式计算确定：η应变变化值＝Δε变化值/Δε理论值η位移变化值＝ΔH变化值/ΔH理论值式中，Δε变化值＝ε-1-ε+n，ΔH变化值＝H-1-H+n；ε-1、H-1分别为第一级卸载工况下，测试截面的桥梁效应的应变变化值和位移变化值；ε+n、H+n为满载状况下即最终加载工况下，测试截面的桥梁效应的应变变化值和位移变化值；Δε理论值、ΔH理论值分别为试验过程中卸载弹性阶段加载量引起的应变和位移变化的理论计算值。本专利技术中，进一步地，所述步骤(1)中待试钢栈桥的相关资料包括但不限于设计图纸、竣工图、施工记录、监理日志、竣工资料、养护维修的既有资料、桥梁历次检测试验的资料、加固维修的资料以及到钢栈桥现场考察到的表观状况、周围环境状况。为解决现有钢桁架人行天桥静载试验现行评价方法的不科学、不安全、不经济的做法，专利技术人建立了考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法，根据其效应(应力、位移)变化值的校验系数来评价钢桁架人行天桥的静载试验。该法充分考虑了钢桁架人行天桥的结构特点，即钢桁架人行天桥的连接构件主要为贝雷梁，其成品尺寸和设计可能存在差别，导致构件之间往往存在不同程度的间隙，且构件一般通过销子连接，销子与销孔间亦存在间隙，只有在消除结构的销孔间隙后，结构才能进入弹性受力阶段，才能更好地评价其静载试验。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：⑴本专利技术的方法充分考虑了钢栈桥的结构特点，即：钢桁架人行天桥的连接构件主要为贝雷梁，其成品尺寸和设计可能存在差别，导致构件之间往往存在不同程度的间隙，且构件一般通过销子连接，销子与销孔间亦存在间隙，以上种种造成钢桁架人行天桥结构本身存在着较大的非弹性变形，导致实测效应(应变、位移)往往大于因车辆荷载或其他荷载在桥梁结构上直接产生的效应，尤其是位移，由于包含了很大一部分销孔间隙量，进而导致校验系数η偏大，容易造成误判。本专利技术的方法通过部分加载量消除钢栈桥非弹性变形，再根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点后，再以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法，其特征在于，该方法为：先以部分加载量消除钢栈桥非弹性变形，再根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点后，再以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载能力，桥梁效应变化值包括应变变化值和位移变化值。

【技术特征摘要】
1.一种考虑销孔间隙影响的钢桁架人行天桥静载试验评价方法，其特征在于，该方法为：先以部分加载量消除钢栈桥非弹性变形，再根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点后，再以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载能力，桥梁效应变化值包括应变变化值和位移变化值。2.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于，所述方法按以下步骤进行：⑴根据待试钢桁架人行天桥的相关资料建立钢栈桥有限元数值模型，制定静载试验方案；⑵由静载试验方案，在钢桁架人行天桥关键位置，即主跨跨中最大正弯矩截面、主跨支点位置最大负弯矩截面处埋设传感器，现场分级加载，读取每级加载工况下桥梁效应值，即即应变变化值和位移变化值，并根据位移变化值找出试验过程中弹性阶段的起点；⑶等满载状态桥梁结构稳定后，分两次卸载，第一次卸载弹性阶段加载量，第二次卸载所有剩余荷载，读取每级卸载工况下桥梁的应变变化值和位移变化值；⑷整理分析数据，以卸载弹性阶段加载量引起桥梁效应变化值，即应变变化值和位移变化值的校验系数η变化值来评价钢桁架人行天桥承载能力。3.根据权利要求1所述的评价方法，其特征在于：所述步骤(2)中现场加载是根据试验荷载总量和荷载增量分级进行，分级数不应低于5级；第i级加载时，读取控制截面的应变值εi和位移值Hi；第i+1级加载时，读取控制截面的应变...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠玉财，杨雨厚，蒋国富，江京翼，卓小丽，刘世建，张磊，成魁，宁怡豪，蒋枫，
申请(专利权)人：广西交通科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45