CN104677656A - 一种用于简支梁桥静载荷试验应变测试温度修正方法及仪器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到在简支梁桥静载荷试验中对应变测试结果进行温度修正的方法及仪器，该方法可以提高简支梁桥载荷试验的精度，降低温度误差，放宽在野外环境下进行桥梁静载荷试验的时间段限制，提高桥梁试验组织安排的灵活性和实验工作效率，本方法主要包括，温度和应变传感器布置，温度曲线回归，应变温度修正几个步骤。

Description

一种用于简支梁桥静载荷试验应变测试温度修正方法及仪器

技术领域

本发明涉及到在桥梁检测中简支梁静载荷试验中一种用于温度应力修正的测试方法及配套使用的测试记录仪器，属于土木工程的桥梁工程检测领域。

背景技术

暴露在自然环境中的混凝土结构，经受气温、日照温差以及一些人为造成的温度变化等剧烈影响。由于混凝土材料的热传导性能差，受其周围环境气温以及日照等作用，将使表面温度迅速上升(降低)，但结构的内部温度仍处于原来状态，于是在混凝土结构中形成较大的温度梯度，混凝土结构的各部分处于不同温度状态。由此产生的温度变形，当被结构的内、外约束阻碍时，会产生相当大的温差应力。在混凝土桥梁结构中，由于温度荷载产生的应力，有时甚至比活载产生的应力还要大，并且温度应力会随着温度梯度和结构约束条件的变化而变化。

桥梁静载荷试验耗时较长，在测试过程中，桥梁结构的温度变化必然会造成桥梁结构温度应力的变化，这就造成了桥梁验收中的静载荷试验温度误差的存在。

桥梁结构通车运行之前一般要进行桥梁的动静载荷试验，以验证桥梁的实际承载能力，在静载荷试验中，由于温度梯度的变化，造成检测结果的正偏差或者负偏差，对检测结果的精确度以及后续评价的可靠度都有一定的降低，通过对桥梁结构温度应力的测试可以基本消除该部分误差。

本发明内容

基于上述简直梁桥静载荷试验中温度误差存在的问题，本发明的目的是提出一种降低温度误差的方法及测试仪器，通过该方法可直接计算在桥梁静载荷试验过程中因环境，光照等因素造成的桥梁温度变化带来的测试误差，是一种提高传统桥梁静载荷试验精度的方法。

本发明是通过测量桥梁梁体横断面的温度场，完成梁体横断面温度梯度曲线，并根据平截面假定等力学方法计算温度梯度的变化对梁体产生的应力，从而在桥梁静载荷试验中剔除温度对测试结果造成的部分误差，提高实验精度。其具体方法步骤是

(1)利用安装于梁体横断面上的温度传感器测量梁体的横断面的温度测点值，根据各个测试值回归算出温度曲线方程t(y)；

(2)根据温度曲线求出梁体的温度变形曲率

基础应变值 $\mathrm{\ϵ}0=\frac{\mathrm{\α}}{A}\underset{h}{\∫}t\left(y\right)\·b\left(y\right)\·\mathrm{dy}-\mathrm{yc\ψ};$

(3)根据梁体力学分析平截面假定可推出梁体的温度自应力值

σ(y)＝E[αt(y)-(ε0+ψ·y)]；

(4)用相应截面的相应高度处的应变实际测试值减掉温度自应力值即为修正后的力学加载值；

(5)在桥梁静载荷试验中静载应力值＝实测值-(温度修正终值-温度修正初值)；

附图说明

图1是测试仪器布置简图，用于说明温度传感器及应变传感器布置方式和位置；图2是实测温度曲线示意图；图3是梁体温度变形曲率及基础应变示意图；图4是温度补偿基本原理示意图。

下面结合测量方法的具体实施对本发明作进一步阐述。

具体实施方式

具体实施方法、步骤为：

(1)在图1中温度测点处安装温度传感器，测量梁体断面温度，回归温度曲线t(y)，如图2所示

(2)根据温度曲线求出梁体的温度变形曲率如图3所示基础应变值 $\mathrm{\ϵ}0=\frac{\mathrm{\α}}{A}\underset{h}{\∫}t\left(y\right)\·b\left(y\right)\·\mathrm{dy}-\mathrm{yc\ψ},$ 如图3所示

(3)根据梁体力学分析平截面假定可推出：

梁体的温度自应力值σ(y)＝E[αt(y)-(ε0+ψ·y)]，如图4所示

(4)分别在实验开始和实验结束分别测试梁体自应力值σ(y)_初与σ(y)_终

(5)在图1中应变传感器位置安装应变传感器，测量梁体的总应力增量σ(y)_总

(6)消除温度自应力影响后的静载荷应力为：σ(y)_真＝σ(y)_总-[σ(y)_终-σ(y)_初]

本发明主要用于减少桥梁承载能力评定中静载荷试验的温度误差，温度对桥梁结构的应力的影响非常明显，这给桥梁静载荷试验检测中的应力的精确测试带来困难，本方法通过对桥梁梁体相应断面温度场以及应变的测试，实现了对温度影响的测量，并对静载荷试验的结果给予修正。

Claims (4)

1.一种用于简支梁桥静载荷试验应变测试温度修正方法及仪器，包括温度场测试、桥梁静载荷试验应变采集，桥梁静载荷试验应变温度修正组成。

2.如权利要求1所述的梁体横断面温度场测试，包括温度传感器布置，温度曲线回归等。

3.如权利要求1所述的桥梁静载荷试验应变采集，主要指特定测试断面特定测试高度处的应变采集，采集应变数据应具有与梁体测试温度区域对应的关系。

4.如权利要求1所述的桥梁静载荷试验应变温度修正，包括梁体横断面特性的计算，以及温度梯度的使用，和测试位置与温度的对应关系及温度修正的计算方法步骤等。