[發明專利]一種測試橋梁支座是否脫空的方法

有效

• 申請號: 201110353263.7
• 申請日: 2011-11-09
• 公開（公告）號: CN102507248A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 周正茂
• 申請（專利權）人: 上海同豪土木工程咨詢有限公司
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01M5/00
• 代理公司: 上海東創專利代理事務所(普通合伙) 31245
• 代理人: 寧芝華

技術領域

本發明涉及一種測試橋梁支座是否脫空的方法。屬土木工程橋梁結構測試技術領域。

背景技術

橋梁支座是橋梁中的重要構件，用于將上部結構的力傳遞到下部結構中，其受力特點是只能承受壓力，不能承受拉力。如果支座上的壓力消失，則表明該支座沒有起到應有的作用，一方面，它改變了橋梁的受力形式，使橋梁沒有處于設計中的受力狀態；另一方面，支座脫空一般都是橋梁傾覆的先兆。支座脫空往往意味著橋梁處于失控的狀態，應極力避免，否則橋梁結構的安全將受到威脅，因此，橋梁結構試驗中時常會要求測試在使支座反力減小的測試荷載(以下簡稱測試荷載)作用下橋梁支座是否脫空。

檢查橋梁支座是否脫空的方法一般有兩種。一是壓力傳感器法，即在支座安裝過程中，將傳感器與支座上下放置，使傳感器與支座承受同樣的壓力，通過傳感器所受壓力的變化來判斷支座是否脫空，如果在加載過程中，傳感器壓力減小為0，則表明支座已脫空。該法要求壓力傳感器應在支座安裝時一并安裝，所以，對于已建成的橋梁，壓力傳感器法不適用。另一種方法可稱之為刀片法，即在最不利荷載作用下，用很薄的物體探入支座與橋梁之間，如能通過，則表示支座已經脫空。該法要求探入的物體很薄，一般采用刀片，所以稱之為刀片法。由于支座和橋梁均為表面粗糙的物體，若刀片能探入，則表明橋梁與支座之間的縫隙已遠超刀片本身的厚度。反之，若刀片不能探入，并不能說明支座沒有脫空。所以，刀片法有一定的滯后性，由于支座在壓力作用下的變形本來就不大，這種滯后性帶來的誤差還是相當可觀的。

目前的在役橋梁，基本上都沒有事先安裝過壓力傳感器，如需安裝，則要對橋梁頂升以騰出操作空間后才能安裝。頂升不僅花費巨大，而且對橋梁結構來說還存在一定的風險，操作不當會導致橋梁開裂。而刀片法由于誤差較大，測試結果往往沒有說服力。因此，開發一種無需在施工期間事先安裝傳感器且具有較高靈敏度的測試方法，以解決在役橋梁支座脫空的測試問題，是非常必要的。

發明內容

本發明公開了一種測試在役橋梁在測試荷載作用下支座是否脫空的方法，其目的在于克服傳統的傳感器測試方法需要頂升橋梁、花費巨大且可能給橋梁結構帶來巨大風險，采用刀片法測試則誤差太大等弊端。本發明技術方案不僅簡單易行，而且測試精度高、無需頂升橋梁，易于推廣。

理論研究證明：某支座脫空時，相當于橋梁在該處無支座。橋梁在有支座和無支座情況下的變形規律是不同的，一般來說，由于支座剛度很大，在單位荷載作用下，有支座的梁在支座位置處的變形是很小的，而當支座脫空時，支座處的變形將成倍放大，一般會超過10倍。

支座在正常使用荷載范圍內表現為較好的彈性特征，在加載和卸載過程中，其變形規律是可逆的。對支座脫空工況施加測試荷載，相當于對支座實施卸載。因此，對尚未脫空的支座施加測試荷載時，理論支反力增量-實測相對位移曲線會先經歷曲線斜率較小的過程，在支座脫空后，曲線斜率將成倍增加，理論支反力增量-實測相對位移曲線出現斜率增大的拐點。

對于本來就已脫空的支座或施加測試荷載過程中一直沒有脫空的支座，其理論支反力增量-實測相對位移曲線不會出現明顯的拐點，此時，可結合無支座情況下的理論支反力增量-理論相對位移曲線，依據實測曲線斜率與理論曲線斜率的比值，判斷支座是否脫空。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

1、一種測試橋梁支座是否脫空的方法，其特征在于：按照如下步驟進行：

A)在支座上接觸面即主梁底面與支座下接觸面即墩柱或蓋梁頂面之間設置位移測量裝置；

B)在橋面上布置測試荷載，將該荷載分級，并計算在各級測試荷載作用下該支座處的理論支反力增量；

C)測量在各級測試荷載作用下支座上接觸面與支座下接觸面的相對位移，并繪制理論支反力增量-實測相對位移曲線；

D)計算在各級測試荷載作用下支座上接觸面與支座下接觸面的相對位移，并繪制理論支反力增量-理論相對位移曲線；

E)根據實測曲線斜率與理論曲線斜率的關系，判斷支座是否脫空：

(1)如理論支反力增量-實測位移曲線出現明顯拐點，則表明在拐點處理論支反力增量所對應的荷載作用下，支座發生脫空；

(2)如理論支反力增量-實測位移曲線未出現明顯拐點，可結合無支座情況下的理論支反力增量-理論相對位移曲線，判斷支座是否脫空，若實測曲線斜率與理論曲線斜率的比值小于某一界限，則說明支座沒有脫空；否則說明支座在試驗前已脫空。

所述的位移測量裝置一般是千分表、百分表或5mm以下的小量程位移計，其最小分辨率須達到0.02mm。