一种具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法与流程

专利2025-12-28  7


本发明属于公路桥梁施工设计,尤其涉及一种具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法。


背景技术:

1、随着社会的发展,我国公路建设事业迅猛发展,尤其是高速公路建设,从无到有,现已建成8700km。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,跨越大江、海峡的长大桥梁建设也相继修建,一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,形式多样,工程质量不断提高,为公路运输提供了安全、舒适的服务,而桥梁在设计之初或者后期的维护过程中,需要对桥梁的荷载能力进行检验,此种方式是桥梁的使用规范恒定的一个重要标准。

2、现有的公路桥梁在检测其荷载能力时,是通过静载加压的方式进行测量,此种测量方式,在桥梁未达到最大荷载程度前,需要不断的向桥梁上方增加加压物,且在临界桥梁最大荷载值时,需要对下压物的重量有着严格的把控,使得整个试验过程变得繁琐且极为不便。

3、因此,有必要提供一种新的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法解决上述技术问题。


技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种基于静态荷载试验和动态荷载试验的双重配合下进行荷载测试,进而可以提高荷载测试的准确性的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法。

2、为解决上述技术问题,本发明提供的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法包括以下步骤:s1.准备实验设备,并基于部分实验设备搭设出桥梁,实验设备包括脚手架、桁架式拉杆、载荷物和吊架;

3、s2.在搭设出的桥梁上安装测试设备,并基于测试设备来采集在桥梁上的载荷物数据,并依据测试得到的数据进行汇总形成荷载样本数据库,测试设备包括静态荷载测试设备和动态荷载测试设备;

4、s3.基于静态荷载测试设备和动态荷载测试设备来对载荷物在桥梁进行静态荷载试验和动态荷载试验,其具体如下:

5、(1).动态荷载试验:

6、1).基于动态荷载测试设备来对桥梁进行强迫振动,通过采用不同的激振力的频率使得桥梁产生共振,然后依据共振反应来判断桥梁动力特性并记录;

7、2).基于动态荷载测试设备来迫使桥梁产生带有阻尼的由衰减振动,同时并记录下衰减振动的数据;

8、3).基于载荷物来使桥梁发生不规则振动,进而准确测试出桥梁固有的频率。

9、(2).静态荷载试验:

10、1).确定加载位置,然后基于静态荷载测试设备加载在桥梁上。

11、作为本发明的进一步方案,所述静态荷载测试设备的数量为两个,静态荷载测试设备包括横梁、油压千斤顶和砼块,砼块位于油压千斤顶的底端,横梁位于油压千斤顶的顶端。

12、作为本发明的进一步方案,所述油压千斤顶可量程,故可逐级加载,如20%、15%和10%的增量逐步设置,且两个油压千斤顶均距离跨中2m处加载。

13、作为本发明的进一步方案,所述动态荷载试验一般最少测试三组,所述动态荷载试验需先确定测试脚手架搭设位置、导线的布设方法及仪器安放位置。

14、作为本发明的进一步方案,所述载荷物可为种类汽车,通过汽车在桥梁上以不同车速进行行驶,车速如10、20、30、40、50、60、70(km/h),且车在桥上时为车桥联合振动,而当车辆跨出桥梁后为自由衰减振动。

15、作为本发明的进一步方案,所述车辆在桥梁上行驶时,还可以在预定激振位置加设一块20cm的直角架,所述直角架斜边朝向汽车,故当满载车辆以不同车速行驶靠近时,后轮越过直角架由直角边落下,然后立即停车,故这时的振动是由一辆满载车辆附加质量的衰减振动,因此桥梁结构的动位移、动应力会增加,冲击系数会加大。

16、作为本发明的进一步方案,所述动态荷载试验可基于集中荷载aqiqik和均布荷载aqiqik组成,其中qik、qik为不同车道上轴荷载和均布载,aqi、aqi为调整系数,如没有特殊说明,这些系数取1。

17、作为本发明的进一步方案,所述车辆轮胎接触面积的单轴荷载,其能代表局部结构上的正常交通的动力效应,一个单个轴荷载βqqak组成,其中qak取400kn,且可作用于行车道的任何位置。

18、与相关技术相比较,本发明提供的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法具有如下有益效果:

19、1、本发明基于静态荷载试验和动态荷载试验的双重配合下进行荷载测试,进而可以提高荷载测试的准确性。



技术特征:

1.一种具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述静态荷载测试设备的数量为两个,静态荷载测试设备包括横梁、油压千斤顶和砼块,砼块位于油压千斤顶的底端,横梁位于油压千斤顶的顶端。

3.根据权利要求2所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述油压千斤顶可量程,故可逐级加载,如20%、15%和10%的增量逐步设置,且两个油压千斤顶均距离跨中2m处加载。

4.根据权利要求1所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述动态荷载试验一般最少测试三组,所述动态荷载试验需先确定测试脚手架搭设位置、导线的布设方法及仪器安放位置。

5.根据权利要求1所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述载荷物可为种类汽车,通过汽车在桥梁上以不同车速进行行驶,车速如10、20、30、40、50、60、70(km/h),且车在桥上时为车桥联合振动,而当车辆跨出桥梁后为自由衰减振动。

6.根据权利要求1所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述车辆在桥梁上行驶时,还可以在预定激振位置加设一块20cm的直角架,所述直角架斜边朝向汽车,故当满载车辆以不同车速行驶靠近时,后轮越过直角架由直角边落下,然后立即停车,故这时的振动是由一辆满载车辆附加质量的衰减振动,因此桥梁结构的动位移、动应力会增加,冲击系数会加大。

7.根据权利要求1所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述动态荷载试验可基于集中荷载aqiqik和均布荷载aqiqik组成,其中qik、qik为不同车道上轴荷载和均布载,aqi、aqi为调整系数,如没有特殊说明,这些系数取1。

8.根据权利要求1所述的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法,其特征在于:所述车辆轮胎接触面积的单轴荷载,其能代表局部结构上的正常交通的动力效应,一个单个轴荷载βqqak组成,其中qak取400kn,且可作用于行车道的任何位置。


技术总结
本发明提供一种具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法。所述具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法包括以下步骤:S1.准备实验设备,并基于部分实验设备搭设出桥梁,实验设备包括脚手架、桁架式拉杆、载荷物和吊架;S2.在搭设出的桥梁上安装测试设备,并基于测试设备来采集在桥梁上的载荷物数据,并依据测试得到的数据进行汇总形成荷载样本数据库,测试设备包括静态荷载测试设备和动态荷载测试设备。本发明提供的具有荷载模拟功能的公路桥梁施工设计方法基于静态荷载试验和动态荷载试验的双重配合下进行荷载测试,进而可以提高荷载测试的准确性的优点。

技术研发人员:刘长卿
受保护的技术使用者:中铁北京工程局集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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