2025年橋梁結(jié)構(gòu)檢測(cè)與強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告華中科技大學(xué)橋梁工程研究成果

學(xué)生姓名：施宏侶所在班級(jí)：道橋1202班華中科技大學(xué)土木工程與力學(xué)學(xué)院12月18日上午一、無損試驗(yàn)包括混凝土完整性、裂縫深度、鋼筋保護(hù)層厚度和鋼筋分布試如圖，在混凝土塊的右側(cè)劃線交點(diǎn)處作為節(jié)點(diǎn)來通過超聲波測(cè)時(shí)間來檢測(cè)混凝土塊中與否有損傷。裂縫深度是通過將儀器對(duì)準(zhǔn)一條側(cè)線測(cè)超聲波的速度來反應(yīng)與否有裂縫，如有裂縫則速度會(huì)發(fā)生變化?！驹囼?yàn)數(shù)據(jù)】fiabCde圖一無裂縫有裂縫根據(jù)圖一完整性試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，我們懂得速度均在4.2km/s和3.9km/s附近變化，闡明其混凝土塊還是有損傷的，否則在同樣距離的狀況下，超聲波傳播的速度應(yīng)當(dāng)是同樣的，有圖可知，b方向應(yīng)當(dāng)是完整性很好，其他線都或有損傷。圖二為另一方向的完整性測(cè)試，速度在4.0km/s和3.6km/s附近變化，也發(fā)現(xiàn)其有損傷。有無裂縫對(duì)超聲波傳播的速度也是有影響的，在無裂縫狀況下，超聲波會(huì)沿著最短的途徑傳播，而假如有裂縫的話那超聲波的傳播速度就會(huì)變化，圖三就反應(yīng)12月18日下午(一)靜載試驗(yàn)3、預(yù)加載：預(yù)加載一級(jí)荷載(在主跨L/2、L/4、3L/4,邊跨L/2上同步加載),每加載點(diǎn)15kN,每級(jí)停歇5分鐘后讀取數(shù)據(jù)。同步檢查試驗(yàn)裝置，試件和儀表工4、正式加載：儀表重新調(diào)零后，重新加載試驗(yàn)，共加載三種荷載工況，詳細(xì)每級(jí)停歇5分鐘后讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)；2)邊跨滿載：在邊跨L/2加載點(diǎn)上分兩級(jí)加載，每級(jí)每加載點(diǎn)15kN,每級(jí)停歇5分鐘后讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)；3)全橋滿載：在邊跨L/2和主跨L/2上分兩級(jí)加載，每級(jí)每加載點(diǎn)15kN,每級(jí)停歇5分鐘后讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)；4)卸載：在以上各加載工況下分兩級(jí)卸載，每級(jí)15kN,并停歇5分鐘讀取試5)反復(fù)一次加載、卸載，讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。(二)動(dòng)載試驗(yàn)2、加載車按一定的速度在橋梁模型上運(yùn)動(dòng)，測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變和跨中的動(dòng)撓【試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析】一、測(cè)點(diǎn)布置、試驗(yàn)裝置和測(cè)試系統(tǒng)圖靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)一、時(shí)間靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)二、a、主跨滿載時(shí)1、主梁內(nèi)力—荷載曲線圖左半橋主梁內(nèi)力一荷載曲線圖—S-1 —S-96荷載變化052右半橋主梁內(nèi)力一荷載曲線圖荷載變化62、主塔內(nèi)力一荷載曲線圖主塔內(nèi)力一荷載曲線圖—S-3荷載變化651索力N索力N0索力一荷載曲線圖荷載變化—S-604、位移—荷載曲線圖1、主梁內(nèi)力一荷載曲線圖左半橋主梁內(nèi)力一荷載曲線圖 3—S-7—S-8右半橋主梁內(nèi)力一荷載曲線圖主梁內(nèi)力一荷載曲線圖 -0.1—S'-12、主塔內(nèi)力一荷載曲線圖主塔內(nèi)力一荷載曲線圖0.20.1 3、索力一荷載曲線圖左半橋索力一荷載曲線圖0右半橋4、位移—荷載曲線圖//4—Y-1c、全橋滿載時(shí)1、主梁內(nèi)力一荷載曲線圖左半橋主梁內(nèi)力一荷載曲線圖4231右半橋主梁內(nèi)力主梁內(nèi)力一荷載曲線圖—S°-1—S'-7荷載變化12、主塔內(nèi)力一荷載曲線圖主塔內(nèi)力一荷載曲線圖—S-303、索力—荷載曲線圖左半橋索力一荷載曲線圖01右半橋索力一荷載曲線圖-S'-2-S-3—S'-6荷載變化02543614、位移—荷載曲線圖位移—荷載曲線圖位移—荷載曲線圖荷載變化oooo~WwMMwH1據(jù)上述試驗(yàn)梁，完畢試驗(yàn)設(shè)計(jì)(加載設(shè)計(jì)和觀測(cè)設(shè)計(jì))。重要確定試驗(yàn)加載裝1、加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)2、加載程序載時(shí)細(xì)分2-4級(jí)，并給出加載程序表。(1)開裂荷載確定荷載級(jí)取為原則荷載的5%。(2)破壞荷載確定●正截面強(qiáng)度破壞：③縱向受拉鋼筋到達(dá)或超過屈服強(qiáng)度后致使構(gòu)件撓度到達(dá)跨度的1/50;或構(gòu)件縱向受拉鋼筋處的最大裂縫寬度到達(dá)1.5毫米?！裥苯孛鎻?qiáng)度破壞②箍筋到達(dá)或超過屈服強(qiáng)度后致使斜裂縫寬度到達(dá)1.5毫米；【試驗(yàn)成果及分析】測(cè)點(diǎn)鋼筋混凝土應(yīng)變級(jí)數(shù)12123412345με預(yù)載01010000046800原則加載229775985破壞加載5858665509705351491525073330試驗(yàn)現(xiàn)象描述及裂縫分布圖如圖，伴隨荷載的逐漸增大，梁逐漸出現(xiàn)裂縫并變大，且裂縫成斜向分布。當(dāng)最終梁被破壞是，斜裂縫貫穿整個(gè)梁。一、荷載撓度曲線、荷載應(yīng)變曲線1、鋼筋荷載一應(yīng)變曲線圖0—應(yīng)變22、混凝土荷載一應(yīng)變曲線圖混凝土荷載一應(yīng)變曲線圖-應(yīng)變10荷載/KN2、梁荷載一撓度曲線圖3、梁荷載一撓度曲線圖8642-撓度16420四、試驗(yàn)值與理論值對(duì)比分析鋼筋混凝土梁在荷載為66KN的時(shí)候遭到破壞，為破壞荷載。受力截面積S=2*0.12=0.24平米破壞強(qiáng)度=66000/0.24=275MP與理論值相差不多，所認(rèn)為合格梁試驗(yàn)四、持續(xù)梁荷載橫向分布試驗(yàn)1.增強(qiáng)對(duì)剛接板(梁)橋基本構(gòu)造特性，以及肋、板、橫向聯(lián)絡(luò)構(gòu)造和支座2.深化理解荷載作用下，剛接板(梁)橋構(gòu)造構(gòu)件中的傳力過程，該橋型的4.培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行構(gòu)造試驗(yàn)與量測(cè)的動(dòng)手能力和科1.試件橫向由7片T梁構(gòu)成的持續(xù)梁。如圖1-1所示。2.重要儀表及用途(1)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀KD7024:測(cè)量應(yīng)變值。(2)千分表或位移計(jì)：測(cè)量主梁線位移。(3)應(yīng)變計(jì)：測(cè)量主梁應(yīng)變。(4)靜態(tài)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)3.加載設(shè)備(一)加載方案(1)荷載工況I,橫向均布線荷載作用在單跨跨中L/2處；(2)荷載工況Ⅱ,單個(gè)集中力作用在單跨1號(hào)梁跨中L/2處；(3)荷載工況Ⅲ,單個(gè)集中力作用在單跨2號(hào)梁跨中L/2處；(4)荷載工況IV,單個(gè)集中力作用在單跨3號(hào)梁跨中L/2處；(5)荷載工況V,單個(gè)集中力作用在單跨4號(hào)梁跨中L/2處；(6)荷載工況VI,單個(gè)集中力作用在單跨4號(hào)梁跨中L/4處；(7)荷載工況VII,單個(gè)集中力作用在單跨4號(hào)梁跨中L/8處；(8)荷載工況VⅢ,單個(gè)集中力作用在單跨4號(hào)梁支點(diǎn)處。(二)測(cè)點(diǎn)布置(1)應(yīng)變片順橋向粘貼于每片梁肋跨中底面、腹板側(cè)面或頂板面處；(3)壓力傳感器或機(jī)械測(cè)力計(jì)，在梁端支承處，于1號(hào)、3號(hào)、5號(hào)、7號(hào)梁圖1-1加載位置和測(cè)點(diǎn)布置(三)試驗(yàn)環(huán)節(jié)2、確定模型材料的容重、彈性模量、剪切模量、泊松比，以及材料的力學(xué)指3、選擇并粘貼應(yīng)變片，選擇并安設(shè)千分表(或位移計(jì))、力(或荷重)傳感器(1)施加初荷載，待穩(wěn)定后讀取荷載、應(yīng)變、撓度和反力等初讀數(shù)；(2)繼續(xù)加載，待穩(wěn)定后讀取荷載、應(yīng)變、撓度和反力等讀數(shù)值。繼續(xù)加載須按同一原則量值反復(fù)進(jìn)行兩次，如兩次加載的試驗(yàn)量測(cè)值相差10%2.對(duì)應(yīng)于每一種荷載工況，分別根據(jù)應(yīng)變、撓度及反力，計(jì)算肋板梁橋的荷3、按荷載工況所計(jì)算的荷載橫向分布系數(shù)，繪制橫向分布系數(shù)沿橋跨方向的變化【試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析】1224端點(diǎn)均布荷載下0一0二三四五點(diǎn)10點(diǎn)20點(diǎn)400000000點(diǎn)60點(diǎn)170點(diǎn)18點(diǎn)19點(diǎn)200001000一四五點(diǎn)10點(diǎn)200點(diǎn)5000000000100110點(diǎn)170點(diǎn)18點(diǎn)190點(diǎn)2000000000000000000初位移法(模式一)用一根繩子前后向拉鋼框架使其震動(dòng)并通過DH-5956動(dòng)態(tài)圖一圖二圖三圖四圖五圖六圖一、二、三分別為加速度、位移、應(yīng)變的動(dòng)態(tài)圖；圖四、五、六分別為其對(duì)應(yīng)的頻譜分析圖。初速度法是用錘子輕輕敲擊(以防傳感器受損)鋼框架使其震動(dòng)，再通過DH-5956動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)獲得其實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)圖。其中通道一接加速度傳感器、通道二接應(yīng)變傳感器、通道三接位移傳感器。圖七圖八圖七為加速度的動(dòng)態(tài)圖，圖八為其對(duì)應(yīng)的頻譜分析圖。脈動(dòng)法是不需要任何加載或處位移，只需通過自然界的聲音，并將DH-5956動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試分析系統(tǒng)的敏捷度調(diào)到最大，測(cè)其動(dòng)態(tài)圖。此時(shí)需要周圍保持安靜。圖九圖十圖九為加速的的動(dòng)態(tài)圖，圖十為其對(duì)應(yīng)的頻譜分析圖。模式二下的初位移法如之前所述，是在鋼框架的第一層加左右方向的橫撐，試驗(yàn)措施如模式一同樣。圖十一圖十二圖十一為位移的動(dòng)態(tài)圖，圖十二為其對(duì)應(yīng)的頻譜分析圖。模式一與模式二的對(duì)比：模式一與模式二均采用初位移法，所不一樣的在于模式二中鋼框架的底層加有左右方向的橫撐。根據(jù)圖六與圖十二的對(duì)比，我們發(fā)現(xiàn)模式一中的頻譜分析曲線中有一種主峰，頻率為2.54HZ,模式二中有三個(gè)峰(分別為前三個(gè)振型),頻率分別為2.83HZ、8.59HZ、此處我們對(duì)比分析第一種峰，發(fā)現(xiàn)模式二下的固有頻率比模式一的高，這也符合實(shí)際狀況，畢竟模式二增長(zhǎng)橫撐使構(gòu)造整體剛度加大，固有頻率增大。初位移法、初速度法和脈動(dòng)法的對(duì)比初位移法中根據(jù)加速度頻譜分析曲線得到頻率為2.59HZ,根據(jù)應(yīng)變頻譜分析曲線得到頻率為2.59HZ,根據(jù)位移頻譜分析曲線得到頻率為2.54HZ.基本相似，符合規(guī)定。初速度法中根據(jù)加速度頻譜分析曲線得到的三個(gè)峰的頻率分別為2.69HZ、8.40HZ、17.18HZ。其中第一種峰的頻率與初位移法差不多。脈動(dòng)法中根據(jù)根據(jù)加速度頻譜分析曲線得