近幾十年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，我國(guó)橋梁建設(shè)取得了舉世矚目的成就，橋梁建筑技術(shù)也有了很大的進(jìn)展。為保證橋梁的正常使用，檢驗(yàn)橋梁結(jié)構(gòu)特性及其工作狀態(tài)是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和使用要求，需要對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)靜載荷載試驗(yàn)。
我國(guó)自上世紀(jì)80年代起開始，公路建設(shè)事業(yè)步入了高速發(fā)展時(shí)期，建設(shè)了大量各類橋梁，目前公路橋梁總數(shù)已突破57萬(wàn)座，成為僅次于美國(guó)的世界第二橋梁大國(guó)。許多大跨度橋梁也應(yīng)運(yùn)而生，但隨著跨度的增大，從幾百m到3000m；加勁梁的高跨比越來(lái)越小(1/40-1/300)；安全系數(shù)也隨之下降，由以前的4-5下降為2-3。而我國(guó)現(xiàn)有橋梁設(shè)計(jì)、施工的缺陷和長(zhǎng)期使用過(guò)程中的損傷、老化或?yàn)?zāi)害也逐漸暴露出來(lái)，混凝土結(jié)構(gòu)開裂、使用性能降低、承載力不足、抗震性能不良等諸多問(wèn)題嚴(yán)重影響了現(xiàn)有路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命周期和結(jié)構(gòu)安全。且隨著超重設(shè)備運(yùn)輸?shù)某霈F(xiàn)，部分橋梁由于設(shè)計(jì)荷載等級(jí)的限制，特別是早期修建的橋梁，荷載等級(jí)均不能滿足超重設(shè)備運(yùn)輸?shù)男枰?。由于缺乏必要的監(jiān)測(cè)和相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)，世界各地出現(xiàn)了大量橋梁損壞事故，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)和生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大損失。
為了確保這些耗資巨大，與國(guó)計(jì)民生密切相關(guān)的大橋的質(zhì)量，特別是一些新結(jié)構(gòu)形式的橋梁及使用新材料、新施工工藝橋梁的質(zhì)量，根據(jù)交通部頒布的《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》要求，必須對(duì)這些大橋進(jìn)行承載力鑒定。然而由于理論推斷與實(shí)際結(jié)構(gòu)的特性往往存在著一定的差別，所以目前承載力的鑒定還離不開荷載試驗(yàn)，橋梁荷載試驗(yàn)是評(píng)價(jià)橋梁質(zhì)量的最直接和有效的方法和手段。
一般橋梁荷載試驗(yàn)的目的有:
1、檢驗(yàn)橋梁設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量
對(duì)于一些新建的大、中型橋梁或者具有特殊設(shè)計(jì)的橋梁，在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中必然會(huì)遇到許多新問(wèn)題，為保證橋梁建設(shè)質(zhì)量，施工過(guò)程中往往要求做施工監(jiān)控。在竣工后一般還要求進(jìn)行荷載試驗(yàn)，以檢驗(yàn)橋梁整體受力性能和承載力是否達(dá)到設(shè)計(jì)文件和規(guī)范的要求，并把試驗(yàn)結(jié)果作為評(píng)定工程質(zhì)量?jī)?yōu)劣的主要技術(shù)資料和依據(jù)。
2、判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力
舊橋由于構(gòu)件局部發(fā)生意外損傷，使用過(guò)程中產(chǎn)生明顯病害，設(shè)計(jì)荷載等級(jí)偏低等原因，有必要通過(guò)荷載試驗(yàn)判定構(gòu)件損傷程度及承載力、受力性能的下降幅度，確定其運(yùn)營(yíng)荷載等級(jí)。同時(shí)，舊橋荷載試驗(yàn)也是改建、加固設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。
3.驗(yàn)證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法
對(duì)于橋梁工程中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，應(yīng)通過(guò)荷載試驗(yàn)驗(yàn)證橋梁的計(jì)算圖式是否正確，材料性能是否與理論相符.施工工藝是否達(dá)到預(yù)期目的。對(duì)相關(guān)理論問(wèn)題的深入研究，往往也需要大量荷載試驗(yàn)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。
橋梁荷載試驗(yàn)是判定橋梁承載力性能時(shí)所不可忽略的重要步驟之一。橋梁荷載試驗(yàn)利用荷載作用引起橋梁結(jié)構(gòu)的變位和振動(dòng)從而測(cè)試橋梁結(jié)構(gòu)指定部位的應(yīng)力、應(yīng)變、位移及加速度等數(shù)據(jù)?？砂醇虞d方式不同分為靜載試驗(yàn)和動(dòng)載試驗(yàn)。由靜載試驗(yàn)可得到結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度;由動(dòng)載試驗(yàn)可得到結(jié)構(gòu)的模態(tài)特性(自振頻率、振型和阻尼比) 和系統(tǒng)參數(shù)(剛度、質(zhì)量和阻尼矩陣) 。由此可確定橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際工作狀況和承載能力,掌握理論上難以模擬的部位或工況下的橋梁實(shí)際受力狀態(tài),發(fā)現(xiàn)一般性檢查和檢測(cè)中難以發(fā)覺(jué)的隱蔽病害,對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)做出總體評(píng)價(jià)并判別橋梁的安全承載能力。目前,對(duì)于新建的大跨橋梁,修復(fù)或改建/ 加固的舊橋,以及要通過(guò)特種車輛的新、舊橋梁,均需進(jìn)行橋梁荷載試驗(yàn)以有效評(píng)定其承載能力。本文重點(diǎn)闡述了有限元模型的建立及橋梁荷載試驗(yàn)在橋梁檢測(cè)中的應(yīng)用,指出了其存在的問(wèn)題及今后的研究發(fā)展方向。


目 錄

摘要
ABSTRACT
第1章 緒論....................................................1
1.1橋梁動(dòng)載靜載試驗(yàn)簡(jiǎn)介...................................1
1.1.1橋梁的荷載試驗(yàn)....................................1
1.1.2選題目的的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義......................1
1.1.3本課題在國(guó)內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢(shì)................2
1.1.4荷載試驗(yàn)研究的主要內(nèi)容............................4
1.2 混凝土箱型肋拱橋靜荷載試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn).................5
1.2.1本論文研究?jī)?nèi)容及目的.................................5
1.2.2本方案設(shè)計(jì)的重點(diǎn).....................................5
1.3大橋概述..............................................6
1.3.1工程概況..........................................6
1.3.2 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn).........................................6
1.3.3橋位，橋型的確定..................................6
1.3.4橋孔布置及橋面標(biāo)高................................6
1.3.5基礎(chǔ)工程..........................................6
1.3.6設(shè)計(jì)要點(diǎn)..........................................6
第2章 軟件介紹及有限元模型的建立..............................8
2.1引言...................................................8
2.2 SAP2000介紹...........................................8
2.2.1 SAP2000特點(diǎn)......................................8
2.2.2 SAP2000適用范圍..................................8
2.2.3 SAP2000程序的一些主要功能........................9
2.3 SAP2000模型的建立.....................................9
2.3.1 SAP2000建模的一般步驟............................9
2.3.2 SAP2000模型平面圖形..............................12
2.3.3 SAP2000模型立體圖................................13
第3章 荷載試驗(yàn)理論計(jì)算資料....................................14
3.1荷載效率的定義.........................................14
3.2 計(jì)算汽車沖擊系數(shù)的確定....................................14
3.3試驗(yàn)荷載與控制截面的確定....................................15
3.4拱頂截面內(nèi)力的計(jì)算..........................................16
3.4.1求拱頂截面的設(shè)計(jì)內(nèi)力...................................16
3.4.2求拱頂截面的試驗(yàn)內(nèi)力...................................17
3.4.3拱頂截面的試驗(yàn)荷載效率...