桥梁结构试验第一章课件

同济大学桥梁系同济大学桥梁系http:/ 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有1.1.学习桥梁结构试验的方方面面学习桥梁结构试验的方方面面 （设计、组织、实施、数据处理、实例等）（设计、组织、实施、数据处理、实例等）课程教学目的课程教学目的3.3.了解桥梁结构试验的最新发展了解桥梁结构试验的最新发展 （新型仪器设备、无损检测等）（新型仪器设备、无损检测等）2.2.学习桥梁结构试验最基本的仪器设备学习桥梁结构试验最基本的仪器设备 (原理、应用、实验等原理、应用、实验等)第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有教学安排教学安排1.1.授课授课 26 26 学时（学时（1313次）次）2.2.实验课实验课 6 6 学时（学时（3 3次）次）3.3.现场教学现场教学 2 2 学时（学时（1 1次）次）共共 34 34 学时学时 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有 桥梁建设的成就桥梁建设的成就 有目共睹有目共睹 巨大成就离不开试验技术的进步巨大成就离不开试验技术的进步 （理论，试验（理论，试验理论，试验，计算机）理论，试验，计算机）（计算机分析（计算机分析试验新技术）试验新技术）第一章第一章 绪论绪论与理论研究相与理论研究相结结合合参数识别参数识别风振试验风振试验设计新结构设计新结构使用新材料使用新材料内力、变位、索力内力、变位、索力新桥、旧桥新桥、旧桥长期监测长期监测施工控制施工控制桥梁鉴定桥梁鉴定简化计算方法简化计算方法问题过于复杂问题过于复杂对实际缺乏了解对实际缺乏了解 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有桥梁结构试验的任务桥梁结构试验的任务外作用外作用桥梁结构桥梁结构结构响应结构响应车辆荷载、风荷载等车辆荷载、风荷载等已知或假定已知或假定位移、应力、加速度位移、应力、加速度分析方法分析方法已知或未知已知或未知 已知或未知已知或未知试验方法试验方法实测实测 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有桥梁结构试验的任务桥梁结构试验的任务分析方法分析方法理论荷载理论荷载桥梁结构桥梁结构假定截面假定截面理论荷载理论荷载验算截面强度、结构刚度验算截面强度、结构刚度 实际荷载实际荷载测量应力、挠度等测量应力、挠度等评价结构强度、刚度评价结构强度、刚度试验方法试验方法 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有桥梁结构试验的分类桥梁结构试验的分类1.1.按试验目的分类按试验目的分类科学研究性试验和生产性试验科学研究性试验和生产性试验2.2.按试验对象分类按试验对象分类原型试验和模型试验原型试验和模型试验 3.3.按结构受力状态分类按结构受力状态分类静力试验与动力试验静力试验与动力试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有验证新的结构分析理论、设计计算方法验证新的结构分析理论、设计计算方法（如桁梁扭转理论、横向分布计算方法）（如桁梁扭转理论、横向分布计算方法）发展新的结构形式发展新的结构形式（如风洞试验选主梁截面）（如风洞试验选主梁截面）新的生产工艺新的生产工艺（如预弯梁、预压梁）（如预弯梁、预压梁）为制定新的设计规范提供依据为制定新的设计规范提供依据（如混凝土抗剪）（如混凝土抗剪）l科学研究性试验科学研究性试验 1.1.按试验目的分类按试验目的分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l科学研究性试验科学研究性试验预弯梁设计和施工工艺研究预弯梁设计和施工工艺研究1.1.按试验目的分类按试验目的分类预弯钢梁压平浇筑一期混凝土释放后产生预应力浇筑二期混凝土 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l科学研究性试验科学研究性试验预弯梁设计和施工工艺研究预弯梁设计和施工工艺研究1.1.按试验目的分类按试验目的分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有预压力预应力筋钢管粗钢筋释放钢管预压力施加预应力梁上产生应力加外荷载加外荷载上缘混凝土应力减小l科学研究性试验科学研究性试验预拉预压混凝土梁研究预拉预压混凝土梁研究1.1.按试验目的分类按试验目的分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l科学研究性试验科学研究性试验预拉预压混凝土梁研究预拉预压混凝土梁研究1.1.按试验目的分类按试验目的分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有 大型、新型桥梁结构的施工监控大型、新型桥梁结构的施工监控 各类桥梁进行承载力鉴定各类桥梁进行承载力鉴定 新建桥梁进行交工、竣工验收试验新建桥梁进行交工、竣工验收试验 l生产性试验生产性试验 在役桥梁进行技术状态检测、评估在役桥梁进行技术状态检测、评估 1.1.按试验目的分类按试验目的分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l直接为生产服务直接为生产服务（施工控制、竣工验收等）（施工控制、竣工验收等）2.2.按试验对象分类按试验对象分类l原型（实桥）试验原型（实桥）试验n科研目的科研目的（验证设计理论、结构局部受力等）（验证设计理论、结构局部受力等）n质量鉴定质量鉴定（突发事故影响、结构安全评估等）（突发事故影响、结构安全评估等）第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l原型试验的特点原型试验的特点p试验结果真实反映结构的实际工作状态试验结果真实反映结构的实际工作状态p评价实际结构质量、检验设计理论比较直接可靠评价实际结构质量、检验设计理论比较直接可靠p野外测试居多野外测试居多l原型（实桥）试验原型（实桥）试验2.2.按试验对象分类按试验对象分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l原型（实桥）试验原型（实桥）试验2.2.按试验对象分类按试验对象分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l仿照真实结构，按照一定比例关系复制成的真实结构的代表物，仿照真实结构，按照一定比例关系复制成的真实结构的代表物，具有实际结构全部或部分特征，一般尺寸比原型小得多。具有实际结构全部或部分特征，一般尺寸比原型小得多。l模型试验模型试验n解决一些难于用分析计算解决的工程实际问题。解决一些难于用分析计算解决的工程实际问题。2.2.按试验对象分类按试验对象分类 严格按照相似理论设计制作，试验结果可以直接返回到原型上。严格按照相似理论设计制作，试验结果可以直接返回到原型上。不按照相似理论设计制作，验证计算理论和计算方法。不按照相似理论设计制作，验证计算理论和计算方法。模型试验可分成两类：模型试验可分成两类：第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l模型试验模型试验有机玻璃曲箱梁模型静载试验有机玻璃曲箱梁模型静载试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l模型试验模型试验预应力混凝土曲箱梁模型静动载试验预应力混凝土曲箱梁模型静动载试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有l模型模型（实桥（实桥1:11:1）试验试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有 静力试验静力试验 结构试验中最基本的试验，是了解结构受力特性的重要手段。结构试验中最基本的试验，是了解结构受力特性的重要手段。3.3.按结构受力状态分类按结构受力状态分类p一般测试桥梁结构在自重荷载和活荷载作用下的整体（或一般测试桥梁结构在自重荷载和活荷载作用下的整体（或 局部）的内力和变形。局部）的内力和变形。p特殊情况下做破坏荷载试验。特殊情况下做破坏荷载试验。p评定桥梁建设质量、结构承载能力等。评定桥梁建设质量、结构承载能力等。第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有 动力试验动力试验3.3.按结构受力状态分类按结构受力状态分类加速度加速度动位动位移移p移动车辆荷载作用下桥梁指定断面上的动应力（变）移动车辆荷载作用下桥梁指定断面上的动应力（变）或动挠度测量。或动挠度测量。p桥梁结构的动力桥梁结构的动力 响应测量。响应测量。第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有 动力试验动力试验上海杨浦大桥动载试验上海杨浦大桥动载试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有黄浦江轮渡人行栈桥静动载试验黄浦江轮渡人行栈桥静动载试验静载试验静载试验动载试验动载试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有q桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性q自振特性测量的意义自振特性测量的意义 三个主要参数：三个主要参数：自振频率自振频率 振型振型 阻尼比阻尼比n自振特性参数测定自振特性参数测定桥梁结构试验的分类桥梁结构试验的分类q桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性qqq自振特性测量的意义自振特性测量的意义自振特性测量的意义自振特性测量的意义自振特性测量的意义自振特性测量的意义 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有进行桥梁动力响应分析的基础进行桥梁动力响应分析的基础验证结构计算图式是否正确验证结构计算图式是否正确阻尼比只能实测得到阻尼比只能实测得到研究桥梁结构抗震和抗风性能，确保桥梁结构抵抗研究桥梁结构抗震和抗风性能，确保桥梁结构抵抗 突发性自然灾害的能力突发性自然灾害的能力qqq桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性桥梁结构的自振特性q自振特性测量的意义自振特性测量的意义n自振特性参数测定自振特性参数测定桥梁结构试验的分类桥梁结构试验的分类 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有例：日本多多拉（例：日本多多拉（TATARATATARA）桥试验项目）桥试验项目 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有一一.抗风（风洞试验）抗风（风洞试验）1.1.1/701/70全桥气动模型全桥气动模型（L=21.2mL=21.2m，结构动力特性为主），结构动力特性为主）2.2.1/2001/200全桥模型全桥模型（L=7.4mL=7.4m，环境模拟为主），环境模拟为主）3.3.1/701/70桥塔桥塔（H=3.3mH=3.3m，选型为主），选型为主）4.4.节段索节段索（雨振、涡激等试验，选型）（雨振、涡激等试验，选型）5.5.施工状态施工状态（独塔、大悬臂等状态，加施工设备）（独塔、大悬臂等状态，加施工设备）第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有1/2001/200全桥模型全桥模型（L=7.4mL=7.4m，环境模拟），环境模拟）一一.抗风（风洞试验）抗风（风洞试验）第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有二二.抗震抗震（特大混凝土模型）（特大混凝土模型）1.1.模拟实际结构基础与土共同作用模拟实际结构基础与土共同作用2.2.静、动土弹簧系数静、动土弹簧系数3.3.阻尼阻尼 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有1 1.1/50.1/50全桥全桥模型全桥全桥模型（L=30mL=30m，结构受力特性、，结构受力特性、破坏形态）破坏形态）三三.静力模型静力模型2.1/12.1/1箱梁节段模型箱梁节段模型（腹板、加劲肋破坏试验）（腹板、加劲肋破坏试验）第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有 1.1.拉索拉索（D=170mmD=170mm，L=20mL=20m）活载作用下次弯曲应力活载作用下次弯曲应力涡激、雨振作用下循环弯曲应力涡激、雨振作用下循环弯曲应力2.2.钢箱梁钢箱梁（30X2.7m30X2.7m）桥面板、加劲肋结合处（改进结构细部）桥面板、加劲肋结合处（改进结构细部）横隔板横隔板索锚固区索锚固区四四.疲劳试验疲劳试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有五五.竣工试验竣工试验 1.1.正常使用荷载作用下结构各主要控制断面的正常使用荷载作用下结构各主要控制断面的 应力（应变）、变形等应力（应变）、变形等2.2.动荷载作用下结构各主要控制断面的应力动荷载作用下结构各主要控制断面的应力 （应变）、变形等（应变）、变形等3.3.振动试验振动试验 第一章第一章 绪论绪论同济大学桥梁工程系版权所有外荷载外荷载应变（力）应变（力）变位变位挠度挠度变形变形实桥或模型实桥或模型裂缝裂缝振动振动恒、活载，恒、活载，环境荷载等环境荷载等混凝土强度混凝土强度疲劳疲劳材性材性刚度刚度内力内力抗力强度抗力强度抗裂性抗裂性自振特性自振特性动力反应动力反应动力性能动力性能动力特性动力特性