近幾十年來，隨著科學技術(shù)的進步，國民經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，國家基礎設施建設規(guī)模的不斷擴大，我國橋梁建設取得了舉世矚目的成就，橋梁建筑技術(shù)也有了很大的進展。為保證橋梁的正常使用，檢驗橋梁結(jié)構(gòu)特性及其工作狀態(tài)是否符合設計標準和使用要求，需要對橋梁進行動靜載荷載試驗。
我國自上世紀80年代起開始，公路建設事業(yè)步入了高速發(fā)展時期，建設了大量各類橋梁，目前公路橋梁總數(shù)已突破57萬座，成為僅次于美國的世界第二橋梁大國。許多大跨度橋梁也應運而生，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。而我國現(xiàn)有橋梁設計、施工的缺陷和長期使用過程中的損傷、老化或災害也逐漸暴露出來，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題嚴重影響了現(xiàn)有路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命周期和結(jié)構(gòu)安全。且隨著超重設備運輸?shù)某霈F(xiàn)，部分橋梁由于設計荷載等級的限制，特別是早期修建的橋梁，荷載等級均不能滿足超重設備運輸?shù)男枰Ｓ捎谌狈Ρ匾谋O(jiān)測和相應的養(yǎng)護，世界各地出現(xiàn)了大量橋梁損壞事故，給國民經(jīng)濟和生命財產(chǎn)造成了巨大損失。
為了確保這些耗資巨大，與國計民生密切相關(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)護技術(shù)規(guī)范》要求，必須對這些大橋進行承載力鑒定。然而由于理論推斷與實際結(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，橋梁荷載試驗是評價橋梁質(zhì)量的最直接和有效的方法和手段。
一般橋梁荷載試驗的目的有:
1、檢驗橋梁設計與施工的質(zhì)量
對于一些新建的大、中型橋梁或者具有特殊設計的橋梁，在設計施工過程中必然會遇到許多新問題，為保證橋梁建設質(zhì)量，施工過程中往往要求做施工監(jiān)控。在竣工后一般還要求進行荷載試驗，以檢驗橋梁整體受力性能和承載力是否達到設計文件和規(guī)范的要求，并把試驗結(jié)果作為評定工程質(zhì)量優(yōu)劣的主要技術(shù)資料和依據(jù)。
2、判斷橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載力
舊橋由于構(gòu)件局部發(fā)生意外損傷，使用過程中產(chǎn)生明顯病害，設計荷載等級偏低等原因，有必要通過荷載試驗判定構(gòu)件損傷程度及承載力、受力性能的下降幅度，確定其運營荷載等級。同時，舊橋荷載試驗也是改建、加固設計的重要依據(jù)。
3.驗證橋梁結(jié)構(gòu)設計理論和設計方法
對于橋梁工程中的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝，應通過荷載試驗驗證橋梁的計算圖式是否正確，材料性能是否與理論相符.施工工藝是否達到預期目的。對相關(guān)理論問題的深入研究，往往也需要大量荷載試驗的實測數(shù)據(jù)。
橋梁荷載試驗是判定橋梁承載力性能時所不可忽略的重要步驟之一。橋梁荷載試驗利用荷載作用引起橋梁結(jié)構(gòu)的變位和振動從而測試橋梁結(jié)構(gòu)指定部位的應力、應變、位移及加速度等數(shù)據(jù)。可按加載方式不同分為靜載試驗和動載試驗。由靜載試驗可得到結(jié)構(gòu)的強度、剛度;由動載試驗可得到結(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際受力狀態(tài),發(fā)現(xiàn)一般性檢查和檢測中難以發(fā)覺的隱蔽病害,對橋梁結(jié)構(gòu)做出總體評價并判別橋梁的安全承載能力。目前,對于新建的大跨橋梁,修復或改建/ 加固的舊橋,以及要通過特種車輛的新、舊橋梁,均需進行橋梁荷載試驗以有效評定其承載能力。本文重點闡述了有限元模型的建立及橋梁荷載試驗在橋梁檢測中的應用,指出了其存在的問題及今后的研究發(fā)展方向。


目 錄

摘要
ABSTRACT
第1章 緒論....................................................1
1.1橋梁動載靜載試驗簡介...................................1
1.1.1橋梁的荷載試驗....................................1
1.1.2選題目的的理論價值和現(xiàn)實意義......................1
1.1.3本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢................2
1.1.4荷載試驗研究的主要內(nèi)容............................4
1.2 混凝土箱型肋拱橋靜荷載試驗方案設計的重點.................5
1.2.1本論文研究內(nèi)容及目的.................................5
1.2.2本方案設計的重點.....................................5
1.3大橋概述..............................................6
1.3.1工程概況..........................................6
1.3.2 技術(shù)標準.........................................6
1.3.3橋位，橋型的確定..................................6
1.3.4橋孔布置及橋面標高................................6
1.3.5基礎工程..........................................6
1.3.6設計要點..........................................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......................................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 荷載試驗理論計算資料....................................14
3.1荷載效率的定義.........................................14
3.2 計算汽車沖擊系數(shù)的確定....................................14
3.3試驗荷載與控制截面的確定....................................15
3.4拱頂截面內(nèi)力的計算..........................................16
3.4.1求拱頂截面的設計內(nèi)力...................................16
3.4.2求拱頂截面的試驗內(nèi)力...................................17
3.4.3拱頂截面的試驗荷載效率...