1、诊断性诊断性荷载荷载试验方法试验方法在装配式梁桥中的应用在装配式梁桥中的应用探讨探讨Contents目 录 第一章 引言第二章 荷载横向分布系数概述第三章 诊断性荷载试验方法第五章 结论及建议第四章 工程应用第一章：引言1.相关规程相关规程公路桥梁承载能力评定规程（公路桥梁承载能力评定规程（JTG/T J21-）公路桥梁荷载试验规程公路桥梁荷载试验规程（JTG/T J21-01-）2.优点优点最直接、最有效的评估桥梁结构的承载能力最直接、最有效的评估桥梁结构的承载能力3.不足之处不足之处 不利于装配式梁桥横向性能的评定不利于装配式梁桥横向性能的评定 不能对单梁结构性能（结构损伤、病害等）进行评
2、定不能对单梁结构性能（结构损伤、病害等）进行评定 加载荷载接近或达到设计荷载，需要较多加载车辆及相关配套测量设施、人力加载荷载接近或达到设计荷载，需要较多加载车辆及相关配套测量设施、人力常规荷载试验常规荷载试验第五章结论及建议表2诊断性荷载试验各工况作用下各片梁荷载横向分布系数(次边跨B03梁加载)如采用在单根主梁上独立进行集中加载的方式以分析不同主梁间的刚度差异、鉴定某根主梁的损伤或老化程度等。(次边跨B03梁加载)5%，次边跨最大误差出现在偏心加载时的B02号梁，实测值比计算值小10.由表1、图4可知，以常规荷载试验方式加载所得的各片主梁荷载横向分布系数，理论值与实测值均比较接近。(次边跨
3、B05梁加载)(次边跨B07梁加载)(次边跨B06梁加载)1常规荷载试验荷载工况及布置第二章荷载横向分布系数概述(次边跨B07梁加载)诊断性荷载试验数据结果分析表1常规荷载各工况作用下各片梁荷载横向分布系数对于已经出现老化或病害的旧桥来讲，在加固前根据外观检查和实体检测的情况，诊断性荷载试验方法可设计出有针对性的加载方式，可能比常规的荷载试验更具意义，能实现常规试验方式难以实现的目标。诊断性荷载试验车辆加载示意如图3所示。常规荷载试验难以判别不同主梁之间的质量差异以及梁间横向联系强弱的差异。诊断性荷载试验方法诊断性荷载试验方法1.1.定义：定义：采用较低的荷载试验效率，在横桥向使用单排车辆，在
4、指定截面，沿桥梁的横向在指定位置逐次加载，使用单次加载试验的结果对桥梁的横向分布及单梁性能进行评定。2.2.优点 能对单梁结构性能（结构损伤、病害等）进行评定 能评定装配式梁桥横向性能 加载效率较小，加载车辆及相关配套测量设施、人力配置较少 可以作为常规荷载试验的一种很好的验证和补充第一章：引言Contents目 录第一章 引言第二章 荷载横向分布系数概述第三章 诊断性荷载试验方法第五章 结论及建议第四章 工程应用第二章：荷载横向分布系数概述公路桥梁承载能力检测评定规程（送审稿）中规定，同一截面上，各主梁的测点挠度占该截面上所有主梁挠度总和的比例，即荷载横向分布系数。荷载横向分布系数按下式进行
5、计算。式中：mi试验荷载作用下，某一量测截面第i片主梁的荷载横向分布系数；fi试验荷载作用下，某一量测截面第i片主梁的挠度；n每跨主梁的根数。定义定义第二章：荷载横向分布系数概述对于装配式梁桥来说，横向连接构件损伤、梁体开裂、老化以及桥梁加固和维修等均会改变其梁体刚度、强度和横向联系的强弱，在这种情况下，荷载横向分布系数将会有最直接的体现和反映，可作为评定装配式梁桥横向性能的重要依据。应用应用Contents目 录 第一章、引言第二章、荷载横向分布系数概述第三章、诊断性荷载试验方法第五章、结论及建议第四章、工程应用第三章：诊断性荷载试验方法不严格限制加载荷载必须接近设计荷载，而是采用少量荷载。
6、有针对性地在桥梁结构的局部区域进行布置，使得指定部位或构件的某项技术指标能够在这种加载方式下更为凸显的方法。如采用在单根主梁上独立进行集中加载的方式以分析不同主梁间的刚度差异、鉴定某根主梁的损伤或老化程度等。第三章：诊断性荷载试验方法常规荷载试验与诊断性荷载试验对比图常规荷载试验与诊断性荷载试验对比图Contents目 录 第一章 引言第二章 荷载横向分布系数概述第三章 诊断性荷载试验方法第五章 结论第四章 工程应用第四章：工程应用内蒙古某桥：上部结构为先简支后连续小箱梁，跨径组合为6*20米（小箱梁为20米标准跨径），横向由8片小箱梁通过湿接缝横向连接。桥梁下部结构采用排架桥台及排架桩墩，桩
7、基采用钻孔灌注桩。主要技术指标：（1）荷载标准：公路级；（2）人群荷载：3.0kPa；桥梁概况桥梁概况图1：桥梁上部结构横向截面示意（单位：m）第四章：工程应用4.1常规荷载试验荷载工况及布置常规荷载试验荷载工况及布置常规荷载试验在边跨跨中和次边跨跨中2个控制断面上，桥梁横向分别按对称和偏心2种方式进行加载，合计4个工况，加载效率为1.011.03，工况编号为工况14。常规荷载试验加载示意如图2所示。为全面评价该桥的承载能力和工作状况，试验分为常规荷载试验和诊断性荷载试验2种。第四章：工程应用图2：常规荷载试验车辆加载示意第四章：工程应用4.2诊断性荷载试验工况及布置诊断性荷载试验工况及布置诊
8、断性荷载试验使用2辆加载车，以控制断面为纵向对称轴，沿桥向横向分别在边跨跨中和次边跨跨中2个控制断面上，以编号为B02、B03、B04、B05、B06、B07的单根主梁为中心进行分次独立加载，合计12个工况，加载效率为0.380.43，工况编号为工况516。诊断性荷载试验车辆加载示意如图3所示。第四章：工程应用图3：诊断性荷载试验车辆加载示意第四章：工程应用 常规加载常规加载方式方式 诊断性诊断性加载加载方式方式第四章：工程应用4.3试验结果分析试验结果分析常规荷载试验数据常规荷载试验数据结果结果分析分析表1常规荷载各工况作用下各片梁荷载横向分布系数第四章：工程应用边跨跨中边跨跨中次边跨跨中次
9、边跨跨中图图 4 常规荷载作用下边跨、次边跨跨中加载各工况常规荷载作用下边跨、次边跨跨中加载各工况荷载荷载横向分布实测值与理论值对横向分布实测值与理论值对比比常规荷载试验数据常规荷载试验数据结果结果分析分析常规荷载试验数据常规荷载试验数据结果结果分析分析第四章：工程应用由表1、图4可知，以常规荷载试验方式加载所得的各片主梁荷载横向分布系数，理论值与实测值均比较接近。其中边跨最大差值出现在偏心加载时的B07号梁，实测值比计算值大4.5%，次边跨最大误差出现在偏心加载时的B02号梁，实测值比计算值小10.1%。很明显，基于上述加载方式，很难判断出各片主梁之间的质量差异或横向联系的强弱差别。第四章：
10、工程应用诊断性荷载试验数据结果分析诊断性荷载试验数据结果分析工况横向分布系数梁号B1B2B3B4B5B6B7B8工况5(边跨B02梁加载)实测横向分布系数0.2360.3860.2600.0940.0150.0040.0020.002计算横向分布系数0.2340.4380.2460.0600.0140.0030.0020.002误差0.8%-12.0%5.9%57.5%11.4%2.9%2.9%2.9%工况6(边跨B03梁加载)实测横向分布系数0.0630.2040.3980.2200.0990.0110.0020.002计算横向分布系数0.0750.2180.4300.2090.0510.0
11、120.0020.002误差-15.9%-6.2%-7.4%5.1%94.9%-12.4%-5.2%-5.2%工况7(边跨B04梁加载)实测横向分布系数0.0110.0550.2500.4030.2070.0560.0130.004计算横向分布系数0.0160.0530.2120.4390.2130.0520.0120.002误差-29.1%4.5%17.8%-8.4%-2.8%8.7%7.7%72.9%工况8(边跨B05梁加载)实测横向分布系数0.0030.0130.0480.2130.4390.2250.0480.011计算横向分布系数0.0040.0120.0510.2130.4390.
12、2120.0560.012误差-24.8%4.5%-6.1%-0.2%0.0%6.2%-14.2%-9.8%第四章：工程应用工况横向分布系数梁号B1B2B3B4B5B6B7B8工况9(边跨B06梁加载)实测横向分布系数0.0010.0030.0130.0560.2560.4020.2160.053计算横向分布系数0.0010.0020.0120.0510.2110.4350.2310.056误差20.5%20.5%8.4%9.0%20.9%-7.5%-6.4%-5.7%工况10(边跨B07梁加载)实测横向分布系数0.0030.0040.0050.0120.0900.2920.3920.202计
13、算横向分布系数0.0020.0040.0040.0140.0630.2600.4510.202误差9.1%9.1%45.5%-18.2%43.7%12.2%-13.1%0.1%工况11(次边跨B02梁加载)实测横向分布系数0.2010.4250.2500.0980.0140.0080.0020.003计算横向分布系数0.1930.4580.2490.0700.0200.0060.0020.003误差4.2%-7.3%0.4%40.1%-28.5%29.2%3.3%3.3%工况12(次边跨B03梁加载)实测横向分布系数0.0600.2340.4610.1560.0520.0280.0070.00
14、2计算横向分布系数0.0670.2150.4310.2040.0580.0170.0060.002误差-10.2%8.9%6.9%-23.6%-9.4%64.3%12.9%12.9%第四章：工程应用工况横向分布系数梁号B1B2B3B4B5B6B7B8工况13(次边跨B04梁加载)实测横向分布系数0.0180.0580.2120.4190.2190.0540.0150.005计算横向分布系数0.0200.0610.2040.4280.2040.0580.0180.006误差-8.7%-5.6%3.9%-2.1%7.1%-6.3%-19.1%-19.1%工况14(次边跨B05梁加载)实测横向分布系
15、数0.0030.0130.0420.2190.4710.1960.0390.017计算横向分布系数0.0060.0180.0580.2050.4290.2050.0610.018误差-48.7%-31.7%-27.2%7.1%9.8%-4.4%-35.9%-6.0%工况15(次边跨B06梁加载)实测横向分布系数0.0030.0050.0130.0490.2320.4170.2150.065计算横向分布系数0.0030.0060.0170.0580.2040.4310.2160.065误差10.2%-17.4%-19.9%-15.8%13.9%-3.2%-0.7%-0.1%工况16(次边跨B07
16、梁加载)实测横向分布系数0.0030.0060.0050.0180.0520.2570.4610.197计算横向分布系数0.0030.0020.0060.0200.0700.2510.4590.190误差0.0%200.0%-16.7%-10.0%-25.7%2.4%0.4%3.68%表2诊断性荷载试验各工况作用下各片梁荷载横向分布系数第四章：工程应用 图图5.1诊断性荷载试验诊断性荷载试验各工况各工况荷载荷载横向分布横向分布系数系数实测值与理论值对比实测值与理论值对比（边跨）（边跨）诊断性荷载试验数据结果分析诊断性荷载试验数据结果分析第四章：工程应用诊断性荷载试验数据结果分析诊断性荷载试验数
17、据结果分析 图图5.2诊断性荷载试验诊断性荷载试验各工况各工况荷载荷载横向分布横向分布系数系数实测值与理论值对比实测值与理论值对比（次边跨）（次边跨）第四章：工程应用图图6 诊诊断性荷载试验各工况下各片梁最大挠度理论值与实测值对断性荷载试验各工况下各片梁最大挠度理论值与实测值对比比诊断性荷载试验数据结果分析诊断性荷载试验数据结果分析第四章：工程应用 1.由表2、图5.1、图5.2可知，单梁逐片加载所得的各片主梁荷载横向分布系数理论值和实测值出现了很明显的差异，最大差异达94.9%。由于两种加载方式的挠度计算值取自同一个计算模型，可以判定，常规试验所测横向分布系数和诊断性荷载试验所测横向分布系数
18、之间所呈现出来的差别，是由实测值所引起的。2.由图6可知，在同样的加载方式下，边跨B3号梁的校验系数明显高于其它梁。由此可以初步判定，这片梁在结构相对较为薄弱。在此基础上，从图5.1中数据进一步分析可以看出，当车辆加载在边跨的B03号梁上时，与其相邻的B02和B04号梁的横向分布系数均较大，而当车辆加载在B02或B04号梁上时，处于荷载中心的B02或B04号梁横向分布系数却并不凸显，而与其相邻的B03号梁横向分布系数仍较大。由此可以判断，B03号梁与其相邻的梁之间的横向联系较好，但该片梁本身的刚度较差。同理，通过对次边跨诊断性荷载试验的数据分析，可以看出次边跨的B05号梁存在与边跨的B03号梁
19、相同的问题。诊断性荷载试验数据结果分析诊断性荷载试验数据结果分析Contents目 录第二章 荷载横向分布系数概述第三章 诊断性荷载试验方法第五章 结论及建议第四章 工程应用第一章 引言第五章：结论及建议 常规荷载试验难以判别不同主梁之间的质量差异以及梁间横向联系强弱的差异。诊断性荷载试验方法在测试桥梁横向性能方面具有较强的针对性，测试数据能明显反映出各片主梁之间横向联系的强弱，还能进一步分析出主梁之间的刚度差异，找出结构上的薄弱环节。对于已经出现老化或病害的旧桥来讲，在加固前根据外观检查和实体检测的情况，诊断性荷载试验方法可设计出有针对性的加载方式，可能比常规的荷载试验更具意义，能实现常规试
20、验方式难以实现的目标。结论结论建议建议第三章：诊断性荷载试验方法不严格限制加载荷载必须接近设计荷载，而是采用少量荷载。有针对性地在桥梁结构的局部区域进行布置，使得指定部位或构件的某项技术指标能够在这种加载方式下更为凸显的方法。如采用在单根主梁上独立进行集中加载的方式以分析不同主梁间的刚度差异、鉴定某根主梁的损伤或老化程度等。第三章：诊断性荷载试验方法常规荷载试验与诊断性荷载试验对比图常规荷载试验与诊断性荷载试验对比图常规荷载试验数据常规荷载试验数据结果结果分析分析第四章：工程应用由表1、图4可知，以常规荷载试验方式加载所得的各片主梁荷载横向分布系数，理论值与实测值均比较接近。其中边跨最大差值出
21、现在偏心加载时的B07号梁，实测值比计算值大4.5%，次边跨最大误差出现在偏心加载时的B02号梁，实测值比计算值小10.1%。很明显，基于上述加载方式，很难判断出各片主梁之间的质量差异或横向联系的强弱差别。第四章：工程应用工况横向分布系数梁号B1B2B3B4B5B6B7B8工况13(次边跨B04梁加载)实测横向分布系数0.0180.0580.2120.4190.2190.0540.0150.005计算横向分布系数0.0200.0610.2040.4280.2040.0580.0180.006误差-8.7%-5.6%3.9%-2.1%7.1%-6.3%-19.1%-19.1%工况14(次边跨B0
22、5梁加载)实测横向分布系数0.0030.0130.0420.2190.4710.1960.0390.017计算横向分布系数0.0060.0180.0580.2050.4290.2050.0610.018误差-48.7%-31.7%-27.2%7.1%9.8%-4.4%-35.9%-6.0%工况15(次边跨B06梁加载)实测横向分布系数0.0030.0050.0130.0490.2320.4170.2150.065计算横向分布系数0.0030.0060.0170.0580.2040.4310.2160.065误差10.2%-17.4%-19.9%-15.8%13.9%-3.2%-0.7%-0.1
23、%工况16(次边跨B07梁加载)实测横向分布系数0.0030.0060.0050.0180.0520.2570.4610.197计算横向分布系数0.0030.0020.0060.0200.0700.2510.4590.190误差0.0%200.0%-16.7%-10.0%-25.7%2.4%0.4%3.68%表2诊断性荷载试验各工况作用下各片梁荷载横向分布系数第二章荷载横向分布系数概述由表1、图4可知，以常规荷载试验方式加载所得的各片主梁荷载横向分布系数，理论值与实测值均比较接近。诊断性荷载试验车辆加载示意如图3所示。第二章荷载横向分布系数概述最直接、最有效的评估桥梁结构的承载能力常规荷载试验加载示意如图2所示。第四章：工程应用 图图5.1诊断性荷载试验诊断性荷载试验各工况各工况荷载荷载横向分布横向分布系数系数实测值与理论值对比实测值与理论值对比（边跨）（边跨）诊断性荷载试验数据结果分析诊断性荷载试验数据结果分析Contents目 录第二章 荷载横向分布系数概述第三章 诊断性荷载试验方法第五章 结论及建议第四章 工程应用第一章 引言
