基于试验检测的大跨径连续刚构桥结构性能评定研究

摘要

试验检测作为评价桥梁结构性能的重要方式已被广泛运用于工程实践，其中，荷载试验是桥梁结构极为重要的一种安全检测手段，它为工程技术人员更科学、更直观的对桥梁结构的性能作出评价带来了便利，也为桥梁结构设计理论的更新与发展以及桥梁结构施工工艺的改进提供了宝贵经验。因此，通过试验检测对桥梁结构的整体性能进行评价具有十分重要的理论与应用价值。
　　本文在系统分析国内外结构试验检测研究发展现状的基础上，介绍了试验检测在桥梁建设领域的应用。以连续刚构桥为工程实例，通过现场试验检测将理论数据与实测数据进行对比，研究了动静载作用下桥梁结构响应参数，对桥梁的结构性能做出科学评价，为确保桥梁安全运营提供实践资料。本文主要研究成果如下:
　　(1)通过对国内外桥梁检测和荷载试验资料的总结，对桥梁状况检测和荷载试验的流程和目的进行了较为系统的剖析。
　　(2)通过对工程实例的外观检测，判定桥梁外观现状对结构性能的影响。
　　(3)通过测定结构在荷载作用下控制截面的应变及挠度，验证桥梁结构是否符合设计和规范要求。
　　(4)通过动载试验，测定桥梁结构在动力荷载作用下的模态参数、受迫振动特性、自振特性和冲击系数等，分析结构在动载作用下的响应参数变化，为桥梁结构整体性能评价提供更科学的依据。
　　(5)将桥梁结构长期挠度观测系统纳入评价体系，对桥梁结构进行寿命周期内的安全监测。
　　(6)综合评价桥梁的安全性能，为桥梁的竣工验收和将来的养护维修工作提供科学依据。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 桥梁荷载试验的重要性

1．4 本文主要研究内容

2 桥梁结构检测及荷载试验方法

2．1 桥梁结构状态检测方法

2．1．1 外观检测方法

2．1．2 局部检测方法

2．1．3 静态检测方法

2．1．4 动态检测方法

2．2 结构性能状况检测与评价

2．2．1 荷载试验的一般过程

2．2．2 荷载试验的目的

2．3 静载试验

2．4 动载试验

2．4．1 桥梁动载试验的作用

2．4．2 桥梁动态测试内容

2．4．3 测试项目

2．4．4 动载试验测点的布置

2．4．5 动力试验模态参数分析

2．5 本章小结

3 桥梁状况检测

3．1 工程概况

3．2 检测依据及内容

3．2．1 上部结构检测

3．2．2 下部结构检测

3．2．3 桥面系

3．3 外观检测结果

3．3．1 箱梁外部主要病害汇总

3．3．2 箱梁内部主要病害汇总

3．3．3 下部结构主要病害汇总

3．3．4 桥面系主要病害汇总

3．4 检测结论

3．5 本章小结

4 桥梁结构静载试验及数值模拟软件的应用

4．1 Midas Civil有限元分析软件

4．2 有限元模型计算

4．3 桥梁承载能力的评定方法

4．4 静载试验资料的整理分析

4．4．1 应力计算方法

4．4．2 各测点变位与应变的计算

4．4．3 测试选取项目

4．5 静载实施方案

4．5．1 测试项目

4．5．2 理论计算分析

4．5．3 测点布置

4．5．4 加载工况及试验荷载布置方式

4．5．5 静载试验加载程序

4．6 静载试验结果整理分析

4．6．1 挠度数据分析

4．6．2 残余挠度分析

4．6．3 应变分析

4．6．4 残余应变分析

4．7 静载试验小结

4．8 本章小结

5 桥梁结构动载试验结果与分析

5．1 动载实施方案

5．1．1 动荷载试验目的

5．1．2 动荷载试验内容

5．1．3 脉动试验测试方法与测点布置

5．1．4 跑车试验测试方法与测点布置

5．1．5 主要测试仪器及数据采集

5．2 动载试验结果整理分析

5．2．1 试验数据处理

5．2．2 自振特性分析

5．2．3 跑车试验及冲击系数分析

5．3 动载试验小结

5．4 本章小结

6 桥面高程及长期挠度观测系统

6．1 桥面高程

6．2 长期挠度观测系统

6．2．1 基准点

6．2．2 观测点

6．3 本章小结

7 检测结论及建议

7．1 检测结论

7．1．1 外观检测

7．1．2 静载试验

7．1．3 动载试验

7．2 检测建议

7．3 本章小结

8 结论及展望

8．1 结论

8．2 展望

参考文献

致谢