第3章—桥梁工程实验.doc

第3章 桥梁工程实验 图3.1 无横隔板有机玻璃模型(单位：mm) 有横隔板简支有机玻璃模型 图3.2 有横隔板有机玻璃模型(单位：mm) 图3.3 杠杆加载示意图 3.1.3主要仪器与设备 电阻式应变片、电阻式静态应变仪、百分表及磁性表座、杠杆加载系统，钢尺等。 3.1.4实验原理 在跨中集中荷载作用下，五片T梁将共同承受这个荷载，各片T梁受力分布规律可以通过测试各片T梁在荷载作用下跨中截面的顶、底板所受应变和跨中变形反应出来。即通过这些测试值，反应出各片T梁受载横向分布规律。 实验采用等量增量法，即每增加等量的荷载，测定一次各测点的应变增量和挠度增量。荷载一般等分为3级，最后卸载，完成整个实验。图3.4为各测点的布置示意图。 图3.4 跨中截面应变测点及挠度测点布置示意图 3.1.5实验方法及步骤 （1）量测模型各部分的几何尺寸，模型的计算跨径等， （2）安装百分表及磁性表座； （3）模型上电阻应变传感器导线接入应变仪； （4）安设杠杆的加载系统，进行初始的调平； （5）调试仪器，检查仪表线路； （6）进行实验，实验流程见图3.5； （7）实验结果，关闭测试系统电源，清理现场。 图 3.5 实验流程图 3.1.6实验结果处理 （1）根据三次加载的应变、挠度与初值之差，平均得出每级荷载下的各点应变和挠度值； （2）根据顶板应变、底板应变和挠度，并转化为单位力作用下的力的分布，绘出桥梁五片T梁的单位力作用的荷载横向分布图； （3）根据理论方法（铰接板梁法、刚接板梁法）计算荷载横向分布图； （4）采用表格形式和直线图的形式将理论计算结果与实验结果进行对比。 3.1.7实验报告要求 （1）简述实验名称、实验目的、实验原理、实验方法及步骤、实验仪器、实验系统流程图和模型结构构造、加载位置及测点布置简图； （2）提交实验原始记录表（加载记录、应变记录和挠度记录表）； （3）完成两个模型的三项指标（跨中挠度、顶、底板应变）的荷载横向分布图； （4）对两个模型分别采用两种横向分布理论进行计算，并与实验比较分析，提出结论性总结。 3.1.8思考与分析 （1）有无横隔板对荷载横向分布的影响？ （2）两种计算理论（铰接班和刚接板）适用条件？ §3.2拱结构模型实验（实验二） 3.2.1实验目标 （1）了解无铰拱结构的构造，理解连拱受力特征； （2）测定无铰拱结构指定点的位移及指定截面的内力； （3）计算内力及位移的理论值，并与实验值相比较，计算相对误差。 3.2.2实验模型 拱桥实验模型分为单拱和连拱钢模型，如图3.6和图3.7所示。 图3.7 单拱钢模型 图3.7 连拱钢模型 3.2.3主要仪器与设备 电阻式应变片、电阻式静态应变仪、百分表及磁性表座、压力传感器（1吨），钢尺等。 3.2.4实验原理 拱结构是受压为主的构件，同时也承担了弯矩，所以是偏心受压构件。可以通过顶、底板的应变计算得到相应截面的弯矩和轴力，计算过程如下： 在拱圈上拱脚、四分点截面处，内外表面沿拱纵向各贴有一片应变片。实测得到顶底板纵向应变分别为 和，根据下面两个公式求得（轴力产生应变）和（弯矩产生应变）。 图3.8 顶、底板应变示意图 （3.1） 在拱顶荷载作用下，测试得到顶、底板应变后，由（3.1）求得和后，应用《材料力学》公式： （3.2） 得到轴力和弯矩。 3.2.5实验方法及步骤 （1）量测模型各部分的几何尺寸，模型的计算跨径等； （2）安装百分表及磁性表座； （3）模型上电阻应变传感器和压力传感器导线接入应变仪； （4）调试仪器，检查仪表线路； （5）拱顶加载，分三次加载，每次加载量为0.3kN； （6）实验结果，关闭测试系统电源，清理现场。 3.2.6实验结果处理 （1）根据三次加载的应变、挠度与初值之差，平均得出每级荷载下的各点应变和挠度值； （2）采用表格形式和直线图的形式将理论计算结果与实验结果进行对比。 3.2.7实验报告要求 （1）简述实验名称、实验目的、实验原理、实验方法及步骤、实验仪器、实验系统流程图和模型结构构造、加载位置及测点布置简图； （2）提交实验原始记录表（加载记录、应变记录和挠度记录表）； （3）通过量测1/4和拱脚处应变，计算两个模型这两个位置相应的弯矩和轴力值； （4）对两个模型分别进行理论计算，