【正文】 ，進(jìn)行等效布載。2008年底，、。鐵道部部統(tǒng)計(jì)結(jié)果：2007年底國(guó)家鐵路營(yíng)業(yè)線路橋梁46888座、3355620延長(zhǎng)米。其中，全長(zhǎng)（正橋長(zhǎng)度與引橋長(zhǎng)度之和）500米以上的特大橋872座，全長(zhǎng)100米以上至500米的大橋5637座，全長(zhǎng)20米以上至100米的中橋14188座，全長(zhǎng)不足20米的小橋26827座。為保證公路的暢通，創(chuàng)造一個(gè)安全、舒適的行車環(huán)境，加強(qiáng)橋梁試驗(yàn)檢測(cè)工作顯得十分必要。盡管如此，總體而言我國(guó)的橋梁結(jié)構(gòu)安全現(xiàn)狀仍不樂(lè)觀，橋梁事故屢屢發(fā)生，給人民的生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，造成了極其惡劣的影響。(1) 公路交通量劇增，加快了橋梁老化的步伐。如江陰長(zhǎng)江大橋由于長(zhǎng)期的超載現(xiàn)象導(dǎo)致了設(shè)計(jì)使用年限為12年的橋面鋪裝層經(jīng)過(guò)3年就發(fā)生大面積開裂，交通部門通過(guò)實(shí)地檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)過(guò)往這座大橋的貨運(yùn)車輛的軸載有70%超限。(4) 橋梁設(shè)計(jì)計(jì)算荷載等級(jí)低，限制公路運(yùn)輸能力。因此對(duì)橋梁檢測(cè)具有以下意義[4]：(一) 橋梁養(yǎng)護(hù)的主要依據(jù)(1) 由于橋梁多年的營(yíng)運(yùn)使用，其主要部位出現(xiàn)缺陷，如裂縫、錯(cuò)位、沉降等，通過(guò)檢測(cè)確定橋梁各部位損壞的程度及實(shí)際承載能力。(二) 積累技術(shù)資料、建立橋梁數(shù)據(jù)庫(kù)(1) 現(xiàn)有橋梁資料不全或缺乏資料，需通過(guò)檢測(cè)重新建立和積累技術(shù)資料，為加強(qiáng)科學(xué)管理和提高橋梁技術(shù)水平提供必要條件。(3) 對(duì)經(jīng)過(guò)維修加固的橋梁進(jìn)行竣工檢測(cè)，通過(guò)檢測(cè)可檢驗(yàn)維修加固的質(zhì)量，加固方法的合理性與可靠性。它是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載測(cè)試的一項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)工作，通過(guò)了解橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力及評(píng)價(jià)橋梁的營(yíng)運(yùn)質(zhì)量。公路橋梁荷載試驗(yàn)應(yīng)以國(guó)家和交通部頒布的有關(guān)公路橋涵的法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范為依據(jù)來(lái)進(jìn)行。 靜力試驗(yàn)通過(guò)在橋梁結(jié)構(gòu)上施加與設(shè)計(jì)荷載或使用荷載基本相當(dāng)?shù)耐廨d，采用分級(jí)加載的方法，利用檢測(cè)儀器測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)的控制部位與控制截面在各級(jí)試驗(yàn)荷載作用下的撓度、應(yīng)力、裂縫擴(kuò)展情況等特性的變化，并將測(cè)試結(jié)果與結(jié)構(gòu)按相應(yīng)荷載作用下的計(jì)算值、有關(guān)規(guī)范規(guī)定值作比較，從而評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力，是檢驗(yàn)橋梁性能及工作狀態(tài)（如結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度）最直接、最有效的辦法。動(dòng)力試驗(yàn)反映了橋梁的整體工作性能。 國(guó)內(nèi)外橋梁檢測(cè)工作的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)橋梁結(jié)構(gòu)的檢測(cè)、評(píng)估及加固是從人類有修建橋梁以來(lái)便出現(xiàn)的一個(gè)傳統(tǒng)專業(yè)。目前正逐漸成為具有現(xiàn)實(shí)意義的重要研究課題，越來(lái)越廣泛地得到橋梁工程技術(shù)人員和管理人員的高度重視。(3) 加強(qiáng)對(duì)科研的投入力度。(三) 橋梁檢測(cè)的發(fā)展趨勢(shì)(l) 現(xiàn)階段我國(guó)橋梁評(píng)定還過(guò)份依賴荷載試驗(yàn)，而荷載試驗(yàn)規(guī)范的存在一些不足：a) 檢算要點(diǎn)、檢算方法等方面規(guī)定的過(guò)于原則；b) 評(píng)定指標(biāo)單一，可操作性差；c) 基于檢測(cè)結(jié)果的計(jì)算分析評(píng)定方法無(wú)法很好應(yīng)用，而需大量借助昂貴的荷載試驗(yàn)對(duì)舊橋加以鑒定；d) 荷載試驗(yàn)鑒定比較直觀，但費(fèi)用高，需中斷交通；e) 荷載試驗(yàn)不能反映結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)性能、疲勞性能，以及在鑒定期內(nèi)今后材料強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)響應(yīng)的不定性，以及耐久性檢測(cè)指標(biāo)等因素對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力的影響。 本文的主要工作本文在明確橋梁檢測(cè)重要性的前提下以現(xiàn)代橋梁設(shè)計(jì)理論、有限元分析技術(shù)為理論基礎(chǔ)，依托某實(shí)橋介紹了橋梁荷載試驗(yàn)的方法、內(nèi)容和過(guò)程。同時(shí)也通過(guò)荷載試驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)掌握橋梁結(jié)構(gòu)的有限元分析方法，了解橋梁荷載試驗(yàn)的全過(guò)程，并且明確模型試驗(yàn)力學(xué)分析在工程實(shí)際中的應(yīng)用。(4) 通過(guò)有限元模型，對(duì)大橋的結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性進(jìn)行理論分析，確定拱橋的控制截面和控制內(nèi)力。(6) 為以后進(jìn)行荷載試驗(yàn)方案的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，與有限元模型的理論值相對(duì)比，確定校驗(yàn)系數(shù)，從而驗(yàn)證兩者之間的一致性。有限元方法的最廣泛應(yīng)用就是如在橋梁、房屋建筑等工程結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析。簡(jiǎn)單的說(shuō)有限元法思想是將連續(xù)體分成有限個(gè)單元，單元間相互有結(jié)點(diǎn)連接的理想結(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。主孔為一跨凈跨100米鋼筋砼箱型拱橋，凈矢高20米，矢跨比為1/5，供系數(shù)M=。拱腳段底梁寬度為120厘米，拱頂段底梁寬度為100厘米。行車道板鋪裝層為8厘米的C40鋼纖維砼，鋪裝層設(shè)1010厘米的鋼筋網(wǎng)絡(luò)。通航等級(jí)：四級(jí)。 梁板截面屬性 拱圈截面屬性 在Sap2000建立平面桿件單元模型 在Sap2000中的幾何處理和約束限制處理幾何處理：拱圈處理——取形心軸，拱軸線分?jǐn)?，各段布置等分點(diǎn)，折線化。定義單元——主梁分段（4等分）、墩柱分段（自定）、分組拱圈單元、主梁?jiǎn)卧蚨諉卧?、立柱單元、蓋梁?jiǎn)卧?、立柱底梁?jiǎn)卧＃┲亓γ芏龋∟/m179。首先按照《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》 （JTG D602004）的要求完成對(duì)車道、人群、車輛荷載的定義，其次定義車輛類別，最后定義荷載組合。所謂橋梁靜力試驗(yàn)，是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置，然后對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應(yīng)變、裂縫等參量進(jìn)行測(cè)試，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作性能及使用能力做出評(píng)價(jià)。靜力試驗(yàn)是了解結(jié)構(gòu)特性的重要手段，不僅用它來(lái)直接解決結(jié)構(gòu)的靜力問(wèn)題，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)一般也要先進(jìn)行靜力試驗(yàn)以測(cè)定結(jié)構(gòu)有關(guān)的特性參數(shù)?！?52。C1/4拱截面252。252。 拱橋的各個(gè)控制截面運(yùn)行荷載工況，分別得出個(gè)控制截面的彎矩影響線，從而得出個(gè)控制截面的最不利加載位置，以進(jìn)一步了解橋梁的受力特性，也為確定試驗(yàn)車輛的布載位置做好準(zhǔn)備工作。由拱橋的受力特性可知，拱腳處承受的彎矩最大，試驗(yàn)結(jié)果理論值符合要求。 荷載效率的概念試驗(yàn)荷載效應(yīng)計(jì)算是在設(shè)計(jì)內(nèi)力計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上來(lái)確定加載位置、加載等級(jí)以及在試驗(yàn)荷載作用下結(jié)構(gòu)反應(yīng)大小的過(guò)程，也是一個(gè)反復(fù)試算的過(guò)程。然后調(diào)整試驗(yàn)荷載使該截面內(nèi)力逐級(jí)達(dá)到此控制值。 試驗(yàn)工況的確定目前對(duì)于橋梁靜荷載試驗(yàn)主要是測(cè)試控制截面的應(yīng)力（應(yīng)變）、撓度等。以使試驗(yàn)荷載逐級(jí)達(dá)到該截面的設(shè)計(jì)內(nèi)力，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加載效率。靜力試驗(yàn)荷載效率為試驗(yàn)方案計(jì)算值，實(shí)際荷載效率因加載車輛裝載的差異會(huì)有所變化。工況序號(hào)工況名稱測(cè)試內(nèi)容備注1拱腳最大正彎矩的加載試驗(yàn)拱腳處應(yīng)力及位移 試驗(yàn)車輛及其布置方式詳見(jiàn)第4章2拱腳最大負(fù)彎矩的加載試驗(yàn)拱腳處應(yīng)力及各截面位移31/4拱最大正彎矩的加載試驗(yàn)1/4拱處應(yīng)力與各截面位移41/4拱最大負(fù)彎矩的加載試驗(yàn)3/8拱處應(yīng)力與各截面位移53/8拱最大正彎矩的加載試驗(yàn)3/8拱處應(yīng)力與各截面位移63/8拱最大負(fù)彎矩的加載試驗(yàn)3/8拱處應(yīng)力與各截面位移7拱頂最大正彎矩的加載試驗(yàn)拱頂截面應(yīng)力與各截面位移8拱腳最大水平推力的加載試驗(yàn)拱腳處應(yīng)力 試驗(yàn)工況 試驗(yàn)結(jié)果分析由此得出每個(gè)試驗(yàn)工況下的試驗(yàn)車輛布載，通過(guò)對(duì)各個(gè)工況的運(yùn)行分析，得出各部位的內(nèi)力及加載效率。其中F、M可由sap2000試驗(yàn)工況確定，A、I、y由在CAD中查找截面屬性確定。 試驗(yàn)荷載作用下的應(yīng)力控制截面截面屬性軸應(yīng)力（MPa）正彎曲應(yīng)力（MPa）負(fù)彎曲應(yīng)力（MPa）正應(yīng)力（MPa）負(fù)應(yīng)力（MPa）面積A(m2)慣性矩I（m4）距離y（m）拱腳3/8拱1/4拱拱頂——————由于在實(shí)測(cè)中測(cè)試拱圈撓度比較困難，而經(jīng)過(guò)模型驗(yàn)算，發(fā)現(xiàn)立柱對(duì)橋面和拱圈的豎向變形影響很小，因此在橋面采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)試橋面對(duì)應(yīng)截面的撓度來(lái)與橋面豎向變形的理論值做比較。同時(shí)，車輛駛過(guò)橋梁時(shí)，由于橋面起伏不平或發(fā)動(dòng)機(jī)的抖動(dòng)等原因都會(huì)使橋梁振動(dòng)加劇。 橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)分析是橋梁結(jié)構(gòu)分析的又一項(xiàng)重要內(nèi)容。沖擊系數(shù)綜合地反映了橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性、車輛的運(yùn)動(dòng)性能以及橋面的平整程度等因素的影響。首先，引起結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)的振源(例如車輛、人群、陣風(fēng)或地震力等)和結(jié)構(gòu)的振動(dòng)響應(yīng)都是隨時(shí)間而變化，而且結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下的響應(yīng)與結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特性有密切關(guān)系。行車激振試驗(yàn)包括有障礙行車試驗(yàn)和無(wú)障礙行車試驗(yàn)，分別模擬橋面有無(wú)損傷時(shí)橋面行車對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)的沖擊作用。(3) 橋梁在風(fēng)力、流冰幢擊和地震力等動(dòng)力荷載作用下的動(dòng)力性能試驗(yàn)，只宜在專門的長(zhǎng)期觀測(cè)中實(shí)現(xiàn)。(1) 在預(yù)定激振位置，汽車后輪越過(guò)一根高5─I5厘米的有坡面的橫木，車輪落下后立即停車。(5) 運(yùn)轉(zhuǎn)頻率可調(diào)節(jié)的起振機(jī)(可測(cè)定不同振型的頻率)。 橋梁結(jié)構(gòu)在運(yùn)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)受到由車輛自身的振動(dòng)所引起的動(dòng)力作用，特別是當(dāng)車輛行駛在不平整的橋面上時(shí)，這種作用尤為明顯。如果車身連同貨物的慣性力使輪壓發(fā)生周期性的變化，則對(duì)結(jié)構(gòu)形成周期性的擾動(dòng)力。對(duì)于大跨度懸吊結(jié)構(gòu)需要考慮風(fēng)荷載的動(dòng)力作用，由于結(jié)構(gòu)在風(fēng)力作用下的受力和振動(dòng)情況很復(fù)雜，在理論上目前還不能很好的解決橋梁的風(fēng)振問(wèn)題。因此，可以在地震時(shí)觀測(cè)地面運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)物在地震荷載作用下的振動(dòng)過(guò)程，從而在此基礎(chǔ)上研究分析地震荷載的特性。(4) 振型。(7) 車速與受迫振動(dòng)頻率的關(guān)系曲線。結(jié)構(gòu)的換算質(zhì)量可用兩個(gè)不同重量的突加荷載依次激振，可用下列關(guān)系式求得換算質(zhì)量Mo 。(4) 結(jié)構(gòu)各部分的振動(dòng)速度和加速度的分布圖。靜力試驗(yàn) (1) 控制截面應(yīng)力；(2) 控制截面最大撓度及其橫向分布規(guī)律；(3) 控制截面附近區(qū)域裂縫觀測(cè)。1（1με），根據(jù)材料的彈性模量換算測(cè)點(diǎn)應(yīng)力。沿?fù)隙瓤刂平孛鏅M向布置2個(gè)測(cè)點(diǎn)，以檢測(cè)撓度橫向分布規(guī)律；并沿縱向截面布置8測(cè)點(diǎn)，以測(cè)試拱的縱向變形規(guī)律。經(jīng)第三章的分析，將拱橋的應(yīng)力測(cè)點(diǎn)及撓度測(cè)點(diǎn)布置詳圖如下，此外還應(yīng)在控制截面附近區(qū)域觀測(cè)主拱圈的開裂情況。圖 橫截面方向撓度測(cè)點(diǎn)布置 拱跨方向撓度測(cè)點(diǎn)布置注：，“”標(biāo)記為靜撓度測(cè)點(diǎn)，采用精密水準(zhǔn)儀測(cè)試。其中，汽車荷載按規(guī)范考慮沖擊效應(yīng)。加載車輛的軸重分配應(yīng)與表盡量一致。過(guò)磅單中應(yīng)有車輛牌號(hào)、前軸重、 中后軸重、總重、過(guò)磅員簽字、過(guò)磅單位印章等信息。以設(shè)計(jì)正常使用荷載作為加載控制按控制截面內(nèi)力、軸力等效原則進(jìn)行布載，并使控制截面的試驗(yàn)荷載效率滿足檢測(cè)規(guī)程的要求，試驗(yàn)工況分為靜力試驗(yàn)工況和動(dòng)力試驗(yàn)工況。其中，拱腳最大正彎矩工況采用兩臺(tái)30噸三軸重車，其余工況采用如圖所示的兩種三軸重車。根據(jù)不同的量測(cè)方法和條件，采取以下措施減少溫度對(duì)結(jié)構(gòu)及測(cè)量結(jié)果的影響： （1）荷載試驗(yàn)安排在晝夜溫差小、陰天或夜間（深夜至黎明前）近乎恒溫的條件下進(jìn)行試驗(yàn)； （2）選擇氣象條件較穩(wěn)定的日期進(jìn)行試驗(yàn)。此法只能補(bǔ)償結(jié)構(gòu)均勻溫度變化和均勻收縮的影響； （5）量測(cè)儀器的精度、靜態(tài)測(cè)定時(shí)應(yīng)選用不大于預(yù)計(jì)量測(cè)值的5％，動(dòng)態(tài)測(cè)定時(shí)應(yīng)選用不大于預(yù)計(jì)量測(cè)最大值的10％； （6）測(cè)量的基準(zhǔn)點(diǎn)、如儀表架、水準(zhǔn)觀測(cè)站及標(biāo)尺等，必須牢固可靠；連同量測(cè)儀器，均應(yīng)予以防護(hù)，避免日照、風(fēng)雨、振動(dòng)和周圍其它干擾； （7）測(cè)量中選用受溫度影響小、能夠進(jìn)行自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)膬x器設(shè)備。 試驗(yàn)的荷載的控制與安全措施（1）荷載試驗(yàn)的試驗(yàn)加載：a) 按預(yù)定的加載時(shí)間、加載方案開始試驗(yàn)； b) 按擬定的測(cè)試工況加載； c) 發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)異常，立即中止試驗(yàn)；d) 試驗(yàn)完成后，清理試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)；e) 整理試驗(yàn)資料和電子數(shù)據(jù)，確認(rèn)試驗(yàn)成果；f) 確定試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)結(jié)束。荷載的大小應(yīng)由小到大逐漸增加并隨時(shí)作好停止加載和卸載的準(zhǔn)備。試驗(yàn)人員如發(fā)現(xiàn)其它測(cè)點(diǎn)的測(cè)值有較大的反常變化也應(yīng)查找原因并及時(shí)向試驗(yàn)指揮人員報(bào)告。 荷載試驗(yàn)過(guò)程中的交通管制進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)，必須中斷交通，為此應(yīng)根據(jù)最終確定的試驗(yàn)方案、試驗(yàn)開始時(shí)間和試驗(yàn)預(yù)計(jì)歷時(shí)，編制交通管制方案，考慮道所有試驗(yàn)橋均未通車，交通管制采取封閉試。 c) 脈動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，合理地布置參考點(diǎn)和測(cè)點(diǎn)，可以根據(jù)理論分析結(jié)果對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行合理的優(yōu)化布置，測(cè)出前幾階固有振動(dòng)特性。第5章 總結(jié)與展望荷載試驗(yàn)是橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)的一種重要的手段是一項(xiàng)復(fù)雜而細(xì)致的試驗(yàn)研究工作。設(shè)計(jì)了該橋的靜、動(dòng)力試驗(yàn)方案。隨著國(guó)家基礎(chǔ)建投資的不斷增加，我國(guó)橋梁工程的建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，既有橋梁數(shù)量日益增多。它是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)物進(jìn)行直接加載測(cè)試的一項(xiàng)科學(xué)試驗(yàn)工作，通過(guò)了解橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷載作用下的實(shí)際工作狀態(tài)從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的安全承載能力及評(píng)價(jià)橋梁的營(yíng)運(yùn)質(zhì)量?？梢韵嘈?，在這一研究領(lǐng)域內(nèi)將具有廣闊的發(fā)展前景！隨著橋梁檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，特別是借助于現(xiàn)代化檢測(cè)手段的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)代表著橋梁檢測(cè)技術(shù)的最新發(fā)展方向，也是橋梁健康監(jiān)測(cè)這一大型綜合智能型決策系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在我撰寫論文的過(guò)程中，許老師傾注了大量的心血和汗水，無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了許老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助，特別是他廣博的學(xué)識(shí)、深厚的學(xué)術(shù)素養(yǎng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)使我終生受益，在此表示真誠(chéng)地感謝和深深的謝意。感謝所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友。什么是奮斗？奮斗就是每天很難，可一年一年卻越