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桥梁荷载试验理论分析与实测验证
更新时间:2021-04-10 17:51
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确定桥梁承载力的核心问题,是通过理论计算与分析后提出承载力的具体指标,而理论分析的计算图式又是分析成果正确与否的关键。因此,必须用实测数据作验证,其验证结果信赖程度的重要衡量标准是结构校验系数指标。下面就理论分析图式的选择、成果可信度的衡量标准、指标校验系数等问题分析如下。

一、理论分析图式的选择

结构计算图式不是惟一的,有多种选择性,但选择的原则必须尽可能反映实际结构性能。计算简图实质上就是实际结构的简化图形。在计算分析中,应通过比较的方法(实测挠度或应力的规律应与理论分析的基本一致)来确定结构的最合理的计算图式。

二、成果可信度的衡量标准

分析成果信赖程度的主要衡量标准是校验系数,也就是理论分析数据要以实测值作检验。通过验证来表明分析计算图式的正确性,计算数据的可靠性。这是控制承载力指标质量的关键。

在承载力鉴定性评价中,校验系数包括:恒载应力校验系数、应力、应变校验系数,挠度校验系数,结构校验系数以及校验系数的修正等。

三、校验系数指标的分析

1.从实测值分析

实测值是实际结构在一定工况条件下承载力指标的客观反映。它受到如下因素的综合影响:

(1)结构的整体作用,上部建筑的联合作用;

(2)结构几何尺度的实际差异;

(3)材料的摩擦性能和其它力学特性;

(4)拱式结构具有内部的潜在能力。

在上述诸因素的相互制约、相互影响下,产生的综合效能比相同条件下理论计算结果小。

2.从理论值分析

它是通过实际结构抽象出来的,经过一定简化处理后,由计算模型得到的。它存在如下的局限性:

(1)理论模型一般取一个结构单元宽,简化为平面问题计算,略去了空间整体作用和上部建筑的联合作用;

(2)理论计算模型本身带有一定近似性,容许略去次要因素,其边界条件与实际结构有所差异;

(3)未考虑材料相互间的摩擦性能;

(4)对拱式结构自身的内存潜力,尚无规律性的定量描述。

综上所述,理论计算值总是大于试验实测值,因此,校验系数小于1,它表明结构有一定安全度;但并不是校验系数越小越好。相反,如果校验系数过小,说明理论计算与实测值之间有较大差异,应对理论分析计算再作周密考虑,以期提高分析的精确度。

四、指标参数曲线的比较

为将理论分析计算结果与试验实测数据加以比较,求得相互验证,由此寻求其中间状态的变化客观规律性,我们应对有关指标进行一些参数曲线的分析。

1.试验荷载与实测挠度的关系

按加载程序,根据试验时各加载工况的实测截面相应挠度,绘制实测截面荷载挠度关系图。

2. 实测挠度与计算挠度的关系

根据加载程序绘制实测的挠度平均值与计算挠度关系图。

3.实测应力与计算应力的关系

根据试验时各加载工况的实测应力与相应的理论计算应力,绘制实测应力与计算应力关系图。

4.实测应力与实测挠度的关系

根据加载程序,将实测截面应力平均值与该截面对应的实测挠度平均值绘制成关系图。

5.动力测试的振型分析

动载试验中,通过自动测控系统装置,对被测桥梁作一系列动力特性测试。

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