钢筋混凝土桥梁检测技术 第5页
5.1.2.3 测试仪器与方法
试验中使用频率较高的仪器有应变仪、挠度计、水准仪、全站仪、百分表等等,有时候由于现场条件的限制我们无法直接使用仪器测试出我们想得到的参数,这就要求我们测试人员要有一定的经验,采用一定的措施用现有的仪器测出我们想要的数据。当然随着科技的不断发展现在可以使用到试验中的仪器也越来越先进,操作也越来越方便,能准确测试出我们所要参数的都可以大胆采用。
5.1.3 荷载试验的实施及现场组织安排毕业论文
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http://www.751com.cn/现场测试是最后一项工作,也是最关键的一项工作,它是对我们前期准备工作的检验,能否取得准确的数据也与现场试验是否顺利息息相关。
5.1.3.1 合理的分工
桥梁试验从空间上和时间上都涉及到一定的范围,每个人在测试过程中的任务也非常繁重,这就需要我们在试验前要精心计划安排,明确每个测试人员各个阶段的任务,做到有条不紊,保证试验按照计划正常进行。
5.1.3.2 试验流程的控制指挥
现场试验要有一名经验丰富的指挥人员,其他配合人员要绝对配合指挥人员的工作。指挥人员要求对整个试验的流程非常清楚,并且明确那一个阶段该做什么,要读取那些数据,同时要及时根据反馈回来的数据做一些初步判断,不断调整现场试验流程。荷载要严格按照方案中确定的分级加载方式,当未达到控制荷载工况却发现有数据超过正常允许的范围值时,指挥人员应当中止试验过程以保证试验人员的安全。
5.1.3.3 现场准备工作情况与临时应对措施
由于公路旧桥正是因为有很多未知的因素才需要做荷载试验,所以我们对现场试验中可能会出现的问题也难以一一作出预测,比如发现加载车辆与方案中要求的有所区别,可以调整车位来满足效率系数的要求。测试过程中试验人员如发现异常情况应及时通知指挥及其他测试人员,作出判断之后再进行后面的工作。
5. 2 动力试验
桥梁检测动载试验是动力测定评价方法的基本测试项目。是为了满足工程应用的需要,应用理论分析与试验测试结合的科学方法解决桥梁振动问题的必要手段,是桥梁检测工作中的重要环节,其对桥梁使用状况和承载力的评价提供了重要的数据参数。桥梁检测中动载试验的内容主要是结构动力特性和动载响应的试验与分析,量测的主要部位是结构动力效应最大构件的动应力及动变形的控制截面。一般来说,检测项目主要包括:桥梁动力特性模态参数测试(频率,振形,阻尼比)和桥梁动力响应测试(动挠度、动应力、加速度,冲击系数)。
5.2.1 测试仪器
动载试验的测试仪器主要包括测试传感器,信号放大器,光线示波器,磁带记录仪和数字信号处理机。根据仪器的性能和使用传感器的特性,可以选配不同的测试系统。
5.2.2 桥梁动载试验的激振方法
桥梁动载试验的激振方法应根据桥梁的结构型式和刚度,选择效果好、易实施的方法。常用的方法有自振法、共振法和脉动法三种。
5.2.3 动载试验数据分析及评定
桥梁结构的动力特性是与结构的组成形式、刚度、质量分布和材料性质等结构本身的固有性质有关而与荷载等其他条件无关的性质。桥梁的模态参数是整个结构振动系统的基本特性,它是进行结构动力分析所必须的参数,其结果不仅可以用来分析结构动载作用下的受力情况,而且对桥梁承载力状况评定提供重要指标。
a. 固有频率的测定
对于比较简单的结构,只需结构的一阶频率,对于较复杂的结构动力分析,还应考虑第二、第三及更高阶的频率。桥梁固有频率可以直接通过测试系统实测记录的功率谱图上的峰值、时域历程曲线或其自相关图上确定。由基频还可以推算承重结构的动刚度。
b. 阻尼
桥梁结构的阻尼特性一般由对数衰减率δ或阻尼比D来表示,可由时域信号中的振动衰减曲线求得。另外,也可以从功率谱图中,用半功率带宽法来计算阻尼,一般测试系统软件均可完成此类分析。
c. 振型
一般桥梁结构的基频是动力分析的重要参数。传感器测点的布置根据不同的结构形式,通过理论分析后确定。振型的测定一般采用两种方法,一种是使用多个传感器测定。另一种是使用一个传感器变换位置测量,这种情况下需要一个作用参考点,测试时比较烦琐,在条件限制时使用,一般应采取第一种方法测试。
5.2.3.4 冲击系数
桥规中定义冲击系数μ为冲击力与汽车荷载之比。对于线弹性状态下的结构来说,动荷载产生的荷载效应与静荷载产生的荷载效应之比即为1+μ。因此,冲击系数的测试通常采用测定结构动应变或动挠度的方法。测试前,在梁的跨中(或最大变位、应变处)布置电阻应变片式的位移计或应变计,并通过动态应变仪与电脑相接。试验时,由加载车辆以某一速度从测点驶过,记录其输出应变随时间变化的实时信号。一般情况下,应测试记录多种车速下的输出应变结果,以作分析比较。一般来讲,桥梁在跨径L=30—70m时,车辆与桥梁的自振频率较接近,易产生共振,在单台车作用下的冲击系数特别大;冲击系数随阻尼比的减小而增大,阻尼比越小,冲击系数受桥梁的影响越明显,预应力混凝土梁桥的冲击系数大于同等跨径的钢筋混凝土梁桥,这些在测试中需注意,以便更好地分析冲击系数的测试结果。事实上,实测汽车冲击系数除了与结构本身有关,还与试验车辆的性质、路面平整度、车速有一定关系。车辆荷载本身是一个带有质量的振动系统,当它在桥上行驶时,与桥产生车、桥耦合振动。由于车辆动力特性的复杂性,以及桥梁阻尼的离散性和桥面不平整的随机性,同一座桥梁多次不同的试验,测得的冲击系数也不尽相同。
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