温度与桥梁跨中挠度的关联性分析
摘要：近年来，预应力混凝土桥梁的高速发展及推动了桥梁事业的前进，同时也带来了一些急需解决的问题，预制梁由于日照、骤然降温等而产生温度应力和挠度。温度作为一项重要的环境输入, 对桥梁结构状态的影响是不容忽视的。本文通过引例对温度效应的分析、温度对混凝土的影响，提出了对桥梁挠度控制的建议。
关键词：温度挠度挠度计算应力和挠度控制
一、引例
先分析结构力学（一）力法中的一道例题
由上面图7-17d可知，在不受任何外力作用只发生温度改变时的梁段也能产生很大的弯矩。而在工程中，若不能考虑到这些问题，就
会大大降低试件的寿命。为保证工程质量, 已在预制梁生产过程中实行应力、应变和挠度“三控”。使温度影响最小化。
下面看工程上温度和桥梁挠度的关联性
二、温度对混凝土的影响
混凝土拌和物是由水泥、集料、拌和用水及外加剂等物组成的混合物。在混合物拌制过程及硬化过程中主要发生的化学变化是水泥的水化反应，水泥水化速度与水泥细度有关，同时也是随着温度的变化而变化的，温度越高，反应越快。简言之，如果说温度是按算术级数升高的话，那么反应速率是在实用的温度范围内以每升高10 ℃大约增长70%的速率按几何级数增长的，反之亦然。由此可见，水化反应速率要比温度的变化强烈得多。同样给低温条件下混凝土的强度增长速率提供了研究依据。
与此同时，温度还对混凝土的裂缝形成也有很大的影响。
气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。在施工中混凝土由最高温度冷却到使用时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其他外荷载所引起的应力和挠度。
下面列举工程上一种由温度引起的挠度计算方法
三、计算图式及其挠度计算
1、计算图式
由温度引起预应力混凝土预制梁的温度应力和挠度的计算图式, 见图1 。(图中x轴与预制梁截面重心轴重合)。
图1 温度引起预应力混凝土预制梁的挠度计算图式
2、挠度计算
YT1的计算
由日照引起预制梁产生的挠度YT1可按下式计算:
Nt =A1·T1·a·Eh (8)
MT1 =N1·e (9)
式中:Nt 为在预制梁顶板重心处由温差引起的纵向力, 以拉力为正, 压力为负;
A1 为预制梁顶板截面面积;
T1 为由日照引起预制梁顶板与其它部分温度差, 升温为正, 降温为负,
e 为预制梁顶板截面重心至截面重心轴的距离;
L 为预制梁计算跨径;
YT1 为Nt 在预制梁跨中截面处引起的挠度值。
式中:Tgm为各公路自然区最大温度梯度推荐
δ为预制梁顶板厚度
YT 2的计算
由日气温变化引起预制梁产生的挠度YT 2可按下式计算:
预制梁跨中截面挠度YT 的计算
知道了施工过程和试件运行阶段的温度变化范围就可以求出其应力和挠度的最大值。从而达到制作试件时对预应力的控制。
四、对桥梁挠度控制的建议
基于材料力学的角度提出自己的观点
1、混凝土浇筑的降温措施
（1）夏季浇筑混凝土前，准备工作全部到位，施工设备备置齐全，能保证连续浇筑; 通过各种措施保证混凝土从搅拌机到入模的时间，尽量缩短浇筑时间，浇筑完成后尽快开始养护。
( 2) 混凝土浇筑完成后立即采用遮阳棚进行覆盖，并加快混凝土的收面速度，收面时可用喷雾器喷少量水防止表面裂纹，但不准直接往混凝土表面洒水。如混凝土表面有泌水时不能进行修整。当发现混凝土有塑性收缩开裂的可能性时，采取措施控制混凝土表面的水分蒸发，覆盖土工布。
2、混凝土养护的降温措施
混凝土抹面收光后，立即采用土工布进行覆盖养护。拆除内模后，对箱内腹板喷洒养护剂进行养护。派专人负责养护工作，洒水使混凝
土处于湿润状态为度，养护时间为14 d，能满足混凝土硬化和强度增长的要求，使混凝土强度达到设计要求。
以上对混凝土的施工温度控制进行了理论和实践上的初步探讨，具体施工中要靠在施工现场操作中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种处理措施，温度对混凝土的影响是会减小到最小化的。
1. 挠度建筑的基础、上部结构或构件等在弯矩作用下因挠曲引起的垂直于轴线的线位移。 2. 148梁施工图在计算挠度前，先要形成连续梁。在连续梁与其它梁相交的节点处，若恒载弯矩＜0且为峰值点，则认为此节点为梁的一个支座，否则没有支座。此规则对于大多数的情况都是正确的。但对于井字梁的情况，用此方法判断出的结果计算挠度误差较大。 对于这种情况，建议参考SATWE中的挠度计算结果。需注意SATWE中的挠度计算采用了弹性刚度，故需×长期刚度与弹性刚度的比值。另外，SATWE中的弹性挠度是在恒+活的作用下的结果，故还需注意到规范规定的挠度计算采用准永久组合，应对其进行换算。 可以使用放大弹性挠度的方法来求长期挠度吗？ 日期：2011-10-21 点击：62在梁上弯矩不变的情况下，挠度与刚度成反比例关系。由于有限元计算变形时考虑构件变形协调，因此对于次梁和井字梁，此方案得到结果要比各跨单独计算挠度更合理一些。特别是井字梁，此方案算得两方向的挠度更为接近。对次梁和井字梁，放大弹性挠度不失为一种求长期挠度的合理解决方案。计算时放大系数可以取EcIc/B,其中B 可取跨中最大弯矩截面的长期刚度，可直接查梁施工图模块中提供的挠度计算书。 3. 均布荷载下的工字钢的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EJ). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(cm). q 为均布线荷载(kg/cm). E 为工字钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 kg/cm^2. J 为工字钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(cm^4). 4. 简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式： 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式:
简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式： 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 6.81pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大挠度分别为的,其计算公式: Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI). q 为均布线荷载标准值(kn/m). ;p 为各个集中荷载标准值之和(kn).
表1 简单载荷下基本梁的剪力图与弯矩图 梁的简图 剪力Fs 图 弯矩M 图 1 l a F s F F l a F l a l -+ - F l a l a ) (-+ M 2 l e M s F l M e + M e M + 3 l a e M s F l M e + M e M l a l -e M l a + - 4 l q s F + -2 ql 2 ql M 8 2ql + 2 l 5 l q a s F + -l a l qa 2) 2(-l qa 22 M 2 228)2(l a l qa -+ l a l qa 2) (2 -l a l a 2)2(- 6 l q s F + -3 0l q 6 0l q M 3 92 0l q + 3 )33(l - 7 a F l s F F + Fa -M
8 a l e M s F + e M M 9 l q s F ql + M 2 2ql - 10 l q s F 2 l q + M 6 20l q - 注：外伸梁 = 悬臂梁 + 端部作用集中力偶的简支梁 表2 各种载荷下剪力图与弯矩图的特征 某一段梁上的外力情况 剪力图的特征 弯矩图的特征 无载荷 水平直线 斜直线 或 集中力 F 突变 F 转折 或 或 集中力偶 e M 无变化 突变 e M 均布载荷 q 斜直线 抛物线 或 零点 极值 表3 各种约束类型对应的边界条件 约束类型 位移边界条件 力边界条件
（约束端无集中载荷） 固定端 0=w ,0=θ — 简支端 0=w 0=M 自由端 — 0=M ,0=S F 注：力边界条件即剪力图、弯矩图在该约束处的特征。
挠度计算公式 默认分类 2009-08-20 12:46 阅读2447 评论1 字号：大中小 简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式： 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 6.81pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.
I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大挠度分别为的,其计算公式: Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI). q 为均布线荷载标准值(kn/m). ;p 为各个集中荷载标准值之和(kn). 你可以根据最大挠度控制1/400，荷载条件25kn/m以及一些其他荷载条件 进行反算，看能满足的上部荷载要求！
3.5挠度、预拱度的计算 一、变形（挠度）计算的目的与要求 桥梁上部结构在荷载作用下将产生挠曲变形，使桥面成凹形或凸形，多孔桥梁甚至呈波浪形。因此设计钢筋混凝土受弯构件时，应使其具有足够的刚度，以免产生过大的变形，影响结构的正常使用。 过大的变形将影响车辆高速平稳的运行，并将导致桥面铺装的迅速破坏； 车辆行驶时引起的颠簸和冲击，会伴随有较大的噪音和对桥梁结构加载的不利影响； 构件变形过大，也会给人们带来不安全感。 变形验算是指钢筋混凝土桥梁以汽车荷载（不计冲击力）计算的上部结构最大竖向挠度，不应超过规定的允许值。《公桥规》对最大竖向挠度的限值规定如下表： 钢筋混凝土梁桥允许挠度值 注：1.此处L为计算跨径,L1为悬臂长度； 2.荷载在一个桥跨范围内移动产生正负不同的挠度时，计算挠度应为其正负挠度的最大绝对值之和。 二、刚度和挠度计算 桥梁的挠度，根据产生原因可分成永久作用（结构自重力、桥面铺装、预应力、混凝土徐变和收缩作用等）产生的和可变作用（汽车、人群）产生的两种。 永久作用产生的挠度是恒久存在的且与持续的时间有关，可分为短期挠度和长期挠度。可变作用产生的挠度是临时出现的，在最不利的作用位置下，挠度达到最大值，随着可变作用位置的移动，挠度逐渐减小，一旦可变作用离开桥梁，挠度随即消失。 永久作用产生的挠度并不表征结构的刚度特性，通常可以通过施工时预设的反向挠度（即预拱度）来加以抵消，使竣工后的桥梁达到理想的设计线形。 可变作用产生的挠度，使梁产生反复变形，变形的幅度越大，可能发生的冲击和振动作用也越强烈，对行车的影响也越大。因此，在桥梁设计中，需要通过验算可变作用产生的挠度以体现结构的刚度特性。 钢筋混凝土和预应力混凝土受弯构件，在正常使用极限状态下的挠度，可根据给定的构件刚度用结构力学的方法来计算。对于均布荷载作用下的简支梁，跨中最大挠度值为：
挠度计算公式 挠度计划公式简支梁在百般荷载作用下跨中最大挠度计划公 式： 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计划公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载准绳值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对付工程用机关钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个齐集荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计划公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个齐集荷载准绳值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对付工程用机关钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距安排两个十分的齐集荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计划公式: Ymax = 6.81pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个齐集荷载准绳值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对付工程用机关钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距安排三个十分的齐集荷载下的最大挠度,其计划公式:
Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个齐集荷载准绳值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对付工程用机关钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 悬臂梁受均布荷载或自由端受齐集荷载作用时，自由端最大挠度分别为的,其计划公式: Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI). q 为均布线荷载准绳值(kn/m). ;p 为各个齐集荷载准绳值之和(kn). 你可以凭据最大挠度控制1/400，荷载条件25kn/m以及一些其他荷载条件 实行反算，看能餍足的上部荷载要求！
7 动力荷载试验 7.1 一般规定 7.1.1 动力荷载试验项目主要包括脉动试验、跑车试验、跳车试验及其它特殊形式的激振试验，城市桥梁应根据需要选取合适的项目进行动力荷载试验。 7.1.2 动力荷载试验可根据需要采用不同的测试系统，在选择测试系统时，测试系统的灵敏度、动态围、频响特性和幅值围等技术指标应满足被测结构动力特性围的要求。测试仪表的精度应不大于预计最大测量值的5%。 7.2 试验容与试验荷载 7.2.1 桥梁结构的自振特性测试宜包括结构的固有频率、阻尼比和振型等参数。试验荷载可为环境风或地脉动激振。 7.2.2 桥梁结构的受迫振动特性测试宜包括结构受迫振动频率、加速度、振幅和冲击系数等参数。试验荷载宜采用接近运营条件的汽车以不同的车速通过桥梁，试验时车辆在桥上的行驶速度应保持不变，或在桥梁动力响应最大的检测部位进行跳车试验。 7.3 试验准备工作 7.3.1 试验准备工作除应按照本标准第6.2.1条和第6.2.2条的规定执行外，尚应包括下列容： 1 现场调查桥梁及桥梁连接道路的线路状况、允许车速、车辆实际过桥速度； 2 确定测试项目、加荷或激振方式，确定测点、仪器安放
和导线布设位置。 7.3.2 跑车、跳车试验时，动力荷载试验效率的计算和取值应 符合下列规定： 1 动力荷载试验效率表示为： 式中： dyn——动力荷载试验效率； S dyn——动力试验荷载（按静力重量考虑） 作用下检测部位的变形或力的计算值； 2 跑车、跳车试验的试验荷载宜采用接近于标准荷载或运营条件的单辆载重车来充当。 7.4 试验实施 7.4.1 脉动试验应测试记录脉动位移或加速度，并根据现场情况，在结构的敏感点布置拾振器。脉动试验应符合下列要求：
挠度计算和工字钢的型号、截面尺寸、重量、截面惯性矩、截面抵抗矩等各项力学参数统计表(1)
工字钢各项力学参数统计表 型号 尺寸/mm 截面面积 /em2 理论质量 /(kg/m) 参考数值 X-X Y-Y h b d t r r1 1x/cm4 Wx/cm3 ix/cm Ix:Sx Iy/cm4 Wy/cm3 iy/cm 10 100 68 4.5 7.6 6.5 3.4 14.345 11.261 245 49 4.14 8.59 33.0 9.72 1.52 12.6 126 74 5.0 8.4 7.0 3.5 18.118 14.223 488 77.5 5.20 10.8 46.9 12.7 1.61 14 140 80 5.5 9.1 7.5 3.8 21.516 16.890 712 102 5.76 12.0 64.4 16.1 1.73 16 160 88 6.0 9.9 8.0 4.0 26.131 20.513 1130 141 6.58 13.8 93.1 21.2 1.89 18 180 94 6.5 10.7 8.5 4.3 30.756 24.143 1660 185 7.36 15.4 122 26.0 2.00 20a 200 100 7.0 11.4 9.0 4.5 35.578 27.929 2370 237 8.15 17.2 158 31.5 2.12 20b 200 102 9.0 11.4 9.0 4.5 39.578 31.069 2500 250 7.96 16.9 169 33.1 2.06 22a 220 110 7.5 12.3 9.5 4.8 42.128 33.070 3400 309 8.99 18.9 225 40.9 2.31 22b 220 112 9.5 12.3 9.5 4.8 46.528 36.524 3570 325 8.78 18.7 239 42.7 2.27 25a 250 116 8.0 13.0 10.0 5.0 48.541 38.105 5020 402 10.2 21.6 280 48.3 2.40 25b 250 118 10.0 13.0 10.0 5.0 53.541 42.030 5280 423 9.94 21.3 309 52.4 2.40 28a 280 122 8.5 13.7 10.5 5.3 55.404 43.492 7110 508 11.3 24.6 345 56.6 2.50 28b 280 124 10.5 13.7 10.5 5.3 61.004 47.888 7480 534 11.1 24.2 379 61.2 2.49 32a 320 130 9.5 15.0 11.5 5.8 67.156 52.717 11100 692 12.8 27.5 460 70.8 2.62 32b 320 132 11.5 15.0 11.5 5.8 73.556 57.741 11600 726 12.6 27.1 502 76.0 2.61 32c 320 134 13.5 15.0 11.5 5.8 79.956 62.765 12200 760 12.3 26.8 544 81.2 2.61 36a 360 136 10.0 15.8 12.0 6.0 76.480 60.037 15800 875 14.4 30.7 552 81.2 2.69 36b 360 138 12.0 15.8 12.0 6.0 83.680 65.689 16500 919 14.1 30.3 582 84.3 2.64 36c 360 140 14.0 15.8 12.0 6.0 90.880 71.341 17300 962 13.8 29.9 612 87.4 2.60 40a 400 142 10.5 16.5 12.5 6.3 86.112 67.598 21700 1090 15.9 34.1 660 93.2 2.77 40b 400 144 12.5 16.5 12.5 6.3 94.112 73.878 22800 1140 15.6 33.6 692 96.2 2.71 40c 400 146 14.5 16.5 12.5 6.3 102.112 80.158 23900 1190 15.2 33.2 727 99.6 2.65 45a 450 150 11.5 18.0 13.5 6.8 102.446 80.420 22200 1430 17.7 38.6 855 114 2.89 45b 450 152 13.5 18.0 13.5 6_8 111.446 87.485 33800 1500 17.4 38.0 894 118 2.84 45c 450 154 15.5 18.0 13.5 6.8 120.446 94.550 35300 1570 17.1 37.6 938 122 2.79 50a 500 158 12.0 20.0 14.0 7.0 119,304 93.654 46500 1860 19.7 42.8 1120 142 3.07 50b 500 160 14.0 20.0 14.0 7.0 129.304 101.504 48600 1940 19.4 42.4 1170 146 3.01 50c 500 162 16.0 20.0 14.0 7.0 139.304 109.354 50600 2080 19.0 41.8 1220 151 2.96 56a 560 166 12.5 21.0 14.5 7.3 135.435 106.316 65600 2340 22.0 47.7 1370 165 3.18 56b 560 168 14.5 21.0 14.5 7.3 146.635 115.108 68500 2450 21.6 47.2 1490 174 3.16 56c 560 170 16.5 21.0 14.5 7.3 157.835 123.900 71400 2550 21.3 46.7 1560 183 3.16 63a 630 176 13.0 22.0 15.0 7.5 154.658 121.407 93900 2980 24.5 54.2 1700 193 3.31 63b 630 178 15.0 22.0 15.0 7.5 167.258 131.298 98100 3160 24.2 53.5 1810 204 3.29 63c 630 180 17.0 22.0 15.0 7.5 179.858 141.189 102000 3300 23.8 52.9 1920 214 3.27
B J Q N B桥梁挠度检测 仪说明书 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
BJQN-5B挠度仪说明书 1.使用前检查仪器状态是否良好，设备是否齐全。 主要指检查主机是否损坏、传输的数据线、充电器、标靶是否齐备、是否损坏，确保使用前主机、标靶的电量充足。（必要时应带上自备电源转换器，在无正常电源的情况下利用汽车及其它可利用的电源为主机、标靶临时充电。） 2.仪器的连接 1）仪器的充电 A．主机充电将充电器电源线连接到主机（八针插孔），再连接电源，若主机处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 B．标靶充电将充电器电源线连接到标靶，再连接电源，若标靶处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 值得注意的是，由于接口接触不良或仪器反应滞缓，充电时有时会出现充电器绿灯常亮而仪器电量未满的状况，此时宜重新操作，检查接口接触是否良好。 C．可利用一端为八针孔，另一端为USB接口的电源线通过自备电源转换器或其它有USB接口的电源为主机充电。（未测试） 2）主机与电脑的连接 用一端为5针孔，另一端为USB接口的数据线将主机与电脑连接即可。
3.仪器整平 1）松开水平制动手轮，转动主机照准部，使长水准器与任意两个脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。调整两个脚螺旋时，旋转方向相反。 2）将照准部转动90°，用另一个脚螺旋使长水准器气泡居中。 3）重复1和2，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。 4）在1的位置将照准部转动180°，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居中，则长水准器安置正确且仪器已整平。 注意:观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。 4.仪器的开启 1）主机的开启、关闭 按下主机一侧左下方红色的按钮，电量充足的情况下红色按钮上方的绿灯此时常亮，再按下主机上的操作区的绿色电源按钮，此时主机上的屏幕开启。显示垂直、水平为字母b或数据。当仪器水平 时，屏幕上的字母b消失，垂直、水平为角度数据。 关闭时，先按下操作区绿色按钮关闭屏幕，再按下红色按钮关闭主机。 若按下红色按钮后主机绿灯未亮，可能为主机已经没电；若主机绿灯常亮而按下操作区绿色电源按钮后主机上屏幕未开启，可能为主机电量不足。 2）标靶的开启 按下标靶左侧下方红色按钮的上端“—”，标靶开启。红色按钮上方开关分四档，一档为不亮，二档为第2 灯亮，三档为1、2 灯
桥梁挠度测量方法及比较分析 摘要：文章简首先阐述了传统的人工测梁挠度的测量方法，然后给出了几种桥梁挠度自动检测方法，最后预测了挠度测量的发展方向。 关键词：桥梁挠度测量人工测量自动检测预测方向 桥梁的挠度变形是桥梁健康状况评价的重要参数，在桥梁检测、危桥改造以及新桥验收等方面都需要准确测量桥梁的静、动态挠度值。随着桥梁健康监测技术的进步，人们研究了许多用于位移及挠度测量的方法。目前，国内外测量桥梁挠度的方法有许多种，下面对常见的几种测量方法的原理、特点及适用范围做以简要介绍。 1、传统的人工测量方法 1.1百分表测量法 百分表测量法是较传统的挠度测量方法。百分表的工作原理，就是利用齿轮转动机构所检测位置的位移值放大，并将检测的直线往返运动转换成指针的回转转动，以指示其位移数值。 特点：1）优点是设备简单，可以进行多点测量，直接得到各测点的挠度值测量结果稳定可靠；2）缺点比较繁琐，耗时较长，工作效率较低，现场应用有很大局限性；3）适用于桥下可搭设支架的桥梁工程。 1.2 精密水准仪测量法 水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。在地面两点间安置水准仪，观测竖立在两点
上的水准标尺，按尺上读数推算两点间的高差。通常由水准原点或任一已知高程点出发，沿选定的水准路线逐站测定各点的高程。特点：1）具有速度快、计算方便、精度高和能够及时比较观测结果的特点；2）主要适用于测点附近能够提供测站条件、范围不大的桥梁挠度变化、观测点数不多的精密水准测量。 1.3 全站仪测量法 全站仪挠度测量基本原理是三角高程测量。三角高程测量通过测量两点间的水平距离和竖直角求定两点间高差的方法。 特点：1）这种测量方法简单，不受地形条件限制，是测量桥梁挠度的一个基本方法。2）在桥梁加、卸载过程中，由于全站仪和棱镜固定不动，这就完全消除了仪器高和棱镜高的量测所带来的误差。3）采用高精度全站仪可以更加有效地提高桥梁荷载试验挠度测量精度。 2、桥梁挠度自动检测技术 2.1 连通管测量法 利用连通管原理，根据安装在桥梁各处连通管内液面高度的变化获得桥梁挠度的变化。当桥梁梁体发生变形时，固定在梁体上的水管也将随之移动，此时，各竖直水管内的液面将与基准点处的液面保持在同一水平面，但各测点处的竖直水管液面却发生了大小不等的相对移动，测得的相对位移量即是该被测点的挠度值。 特点：连通管法测量桥梁挠度的优点是可靠、易行，当挠度的绝对值大于20mm时，它1mm最小读数至少可有5%的相对精度。
2.4主梁裂缝宽度验算： 最大裂缝宽度可按照下面的计算公式计算： ρ 1028.0d 3.130E σC C C W e s ss 3 21fk ++= 考虑钢筋的表面形状系数，取用0.1C 1=, 考虑荷载作用系数，长期作用时s l 2N N 5.00.1C ×+= 考虑与形状有关的系数0.1C 3=。 m m 6.26d e =，() ()013.0135 180-178010921805435 h b -b h b A ρf f 0s =×+×=+= 短期效应组合： p q G n 1 j Qjk j 1m 1 i Gik s M 0.1M 7.0M S ψS M ++=+=∑∑== m KN 08.102299.6104.5347.019.586?=+×+= p q G n 1 j Qjk j 2m 1 i Gik l M 4.0M 4.0M S ψS M ++=+=∑∑== m KN 6.82499.614.004.5344.019.586?=×+×+= 短期组合时： ()260s s ss mm /N 9.1971092 543587.01008.1022h A 87.0M σ=×××== 403.108 .10226.8245.00.1N N 5.00.1C s l 2=×+=× += mm 2.0mm 191.002.01028.06 .263.13010 29.1970.1403.11W 5fk <=×+×+×××××= 符合要求。 另外为了防裂缝出现还需要在梁腹板设置构造钢筋，每侧分布钢筋的面积为 ()bh 002.0~001.0，约为216~4322mm , 选用68，面积为3022mm ，满足要求。
浅谈桥梁挠度精密水准测量方法 【摘要】本文详细阐述了使用精密水准方法进行桥梁挠度测量的基本原理，结合工程实例比较了三种精密水准挠度观测方法的精度，多角度论证了采用精密水准方法进行桥梁挠度测量的优点和实用价值。 [Abstract] This paper describes the use of standard methods of precision measuring bridge deflection of the basic principles of engineering examples compared three methods of observation precision level of deflection accuracy, precision multi-angle demonstrated using the standard method of measuring bridge deflection advantages and practical value. 【关键字】桥梁挠度；水准测量；原理；精密 1 前言 桥梁挠度检测是桥梁检测的重要部分，也是桥梁安全性评价的一项重要指标。为检验桥梁结构的工作性能和施工是否能够达到设计的要求，保证桥梁运营的可靠性，并为桥梁竣工验收提供可靠依据，桥梁的挠度与桥梁的承载能力和抵御地震等动荷载能力有密切的关系，因此需对桥梁进行静载试验。进行桥梁的静载试验时的一个重要内容是对结构的变形即桥梁挠度进行观测。桥梁挠度测量方法的研究对于桥梁承载能力的检测和桥梁的防震减灾有着重要的实际意义。目前常用的桥梁挠度水准测量方法存在数据精度不足等诸多问题。在许多的情况下变位与变形数据采集的精度，还不能够满足对结构物微小变位与变形的检测的要求。数据的可靠性较低。以人工观测和记录为主的观测方法，数据的出错的环节很多，错误率相对比较高，因而成果可靠性较低，难以实现理想的自动化检测。 针对以上问题和实际工程需要，本文阐述了使用精密水准方法进行桥梁桥面挠度测量的基本原理、方案选择和作业要求，比较了精密水准挠度检测三种观测方法的误差，以评价数字水准仪在桥梁挠度检测中的适用性和可靠性。切实推进桥梁检测技术成熟化。 2 桥梁挠度算法及原理 2．1 多仪器固定设站传递 假设桥梁在零荷载状态下某一观测点的高程为H0，第i级荷载状态下的高程为Hi ，则桥梁在第i级荷载状态下的相对挠度(即变形)为：（1）当观测路线较长，桥面可以使用一台(或多台)水准仪安置在固定测站位置。每个转点也固定，假定所设测站总数为s。在一定的工况下，在桥头处选一
精品文档 BJQN-5B挠度仪说明书 1.使用前检查仪器状态是否良好，设备是否齐全。 主要指检查主机是否损坏、传输的数据线、充电器、标靶是否齐备、是否损坏，确保使用前主机、标靶的电量充足。（必要时应带上自备电源转换器，在无正常电源的情况下利用汽车及其它 可利用的电源为主机、标靶临时充电。） 2.仪器的连接 1）仪器的充电 A．主机充电将充电器电源线连接到主机（八针插孔），再连接电源，若主机处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充 电器绿灯处于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 B．标靶充电将充电器电源线连接到标靶，再连接电源，若标靶 处于充电状态，充电器黄灯为闪烁状态，若充电已满，充电器绿灯处 于常亮状态。充电结束后先断电源，再拆电源线。 值得注意的是，由于接口接触不良或仪器反应滞缓，充电时有时 会出现充电器绿灯常亮而仪器电量未满的状况，此时宜重新操作，检查接口接触是否良好。 C．可利用一端为八针孔，另一端为 USB 接口的电源线通过自备电源转换器或其它有 USB接口的电源为主机充电。（未测试）2）主机与电脑的连接 用一端为 5 针孔，另一端为USB接口的数据线将主机与电脑连接即可。
3.仪器整平 1）松开水平制动手轮，转动主机照准部，使长水准器与任意两个 脚螺旋连线平行，调整这两个脚螺旋，使长水准器气泡居中。 调整两个脚螺旋时，旋转方向相反。 2）将照准部转动 90 °，用另一个脚螺旋使长水准器气泡居中。 3）重复 1 和 2，使长水准器在该两个位置上气泡都居中。 4）在 1 的位置将照准部转动 180 °，如果气泡居中并且照准部转动至任何方向气泡都居中，则长水准器安置正确且仪器已整平。 注意 :观察脚螺旋的旋转方向与气泡移动方向的关系。 4.仪器的开启 1）主机的开启、关闭 按下主机一侧左下方红色的按钮，电量充足的情况下红色按钮上 方的绿灯此时常亮，再按下主机上的操作区的绿色电源按钮，此 时主机上的屏幕开启。显示垂直、水平为字母 b 或数据。当仪器 水平时，屏幕上的字母 b 消失，垂直、水平为角度数据。 关闭时，先按下操作区绿色按钮关闭屏幕，再按下红色按钮关闭主机。 若按下红色按钮后主机绿灯未亮，可能为主机已经没电；若主机绿灯常亮而按下操作区绿色电源按钮后主机上屏幕未开启，可能为主机电量不足。 2）标靶的开启 按下标靶左侧下方红色按钮的上端“—，”标靶开启。红色按钮上方开关分四档，一档为不亮，二档为第 2 灯亮，三档为 1、2 灯
简支梁在各种荷载作用下跨中最大挠度计算公式 均布荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 5ql^4/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). q 为均布线荷载标准值(kn/m). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置两个相等的集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式: Ymax = 6.81pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2. I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 跨间等间距布置三个相等的集中荷载下的最大挠度,其计算公式: Ymax = 6.33pl^3/(384EI). 式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm). p 为各个集中荷载标准值之和(kn). E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.
I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4). 悬臂梁受均布荷载或自由端受集中荷载作用时，自由端最大挠度分别为的,其计算公式: Ymax =1ql^4/(8EI). ;Ymax =1pl^3/(3EI). q 为均布线荷载标准值(kn/m). ;p 为各个集中荷载标准值之和(kn). 你可以根据最大挠度控制1/400，荷载条件25kn/m以及一些其他荷载条件 进行反算，看能满足的上部荷载要求！
城市桥梁检测技术标准BDJT---动挠度
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7 动力荷载试验 7.1 一般规定 7.1.1动力荷载试验项目主要包括脉动试验、跑车试验、跳车试验及其它特殊形式的激振试验，城市桥梁应根据需要选取合适的项目进行动力荷载试验。 7.1.2动力荷载试验可根据需要采用不同的测试系统，在选择测试系统时，测试系统的灵敏度、动态范围、频响特性和幅值范围等技术指标应满足被测结构动力特性范围的要求。测试仪表的精度应不大于预计最大测量值的5%。 7.2 试验内容与试验荷载 7.2.1 桥梁结构的自振特性测试宜包括结构的固有频率、阻尼比和振型等参数。试验荷载可为环境风或地脉动激振。 7.2.2 桥梁结构的受迫振动特性测试宜包括结构受迫振动频率、加速度、振幅和冲击系数等参数。试验荷载宜采用接近运营条件的汽车以不同的车速通过桥梁，试验时车辆在桥上的行驶速度应保持不变，或在桥梁动力响应最大的检测部位进行跳车试验。 7.3 试验准备工作 7.3.1 试验准备工作除应按照本标准第6.2.1条和第6.2.2条的规定执行外，尚应包括下列内容： 1 现场调查桥梁及桥梁连接道路的线路状况、允许车速、车辆实际过桥速度； 2 确定测试项目、加荷或激振方式，确定测点、仪器安放
和导线布设位置。 7.3.2跑车、跳车试验时，动力荷载试验效率的计算和取值应符合下列规定： 1 动力荷载试验效率表示为： 式中： dyn——动力荷载试验效率； S dyn——动力试验荷载（按静力重量考虑） 作用下检测部位的变形或内力的计算值；
摘单片玻璃强度和挠度计算方法研究 作者:lixuecom标签：幕墙设计幕墙施工建筑设计建筑方案2010-04-30 23:04 星期五晴 一、前言 目前国内涉及玻璃强度、挠度计算的标准有JGJ102-96《玻璃幕墙工程技术规范》、JGJ113-97《建筑玻璃应用技术规程》、上海市地方标准DBJ08-56-96《建筑幕墙工程技术规程（玻璃幕墙分册）》。JGJ102-96、DBJ08-56-96（以下简称现行国标）对单片玻璃强度计算均有规定，根据有关试验资料在一定范围内强度计算偏于保守。DBJ08-56-96对单片玻璃的挠度有规定，根据有关试验资料挠度实测值与计算值有相当大偏差。 我们希望通过试验数据对比研究，建立较完善的幕墙玻璃强度和挠度计算理论。 二、试验概况和研究内容 （一）试验概况 1. 试验样品玻璃品种包括浮法、半钢化、钢化玻璃，支承条件以四边支撑为主。试验样品约六十片，玻璃厚度以玻璃幕墙工程常用的6mm、8mm、10mm为主。 2. 试验方法通过对四边支撑的玻璃板块在侧向均布荷载作用下的试验，研究其跨中挠度、最大应力的变化规律。检验过程参照ASTM-E998进行，将玻璃板块安装在测试箱体上。试验过程中采集的数据包括控制点的应变值和跨中挠度值。 （二）研究内容和方法 1. 通过以上较为典型的玻璃板块在侧向荷载作用下的的应力和挠度试验，研究单片玻璃在侧向荷载作用下的应力和挠度变化规律。采取四边支承方式进行玻璃侧向荷载的试验，采集的数据主要包括控制点的应变和跨中挠度。 2. 运用薄板弹性弯曲理论，通过有限元方法计算四边支承玻璃的最大应力和跨中挠度，并与试验数据进行对比，从而建立合理的玻璃应力和挠度计算方法，为玻璃结构性能的理论分析建立合适的计算模型。 3. 由较合理的玻璃有限元计算模型，计算大量的不同厚度、长宽比的玻璃最大应力和跨中挠度，拟合玻璃应力和挠度公式。 通过以上试验和研究，建立单片玻璃较完整的计算方法，弥补现行幕墙玻璃规范中的不足之处、为使用中幕墙玻璃的评估提供理论依据。 三、试验结果分析 （一）单片玻璃强度和挠度研究 1. 试验实测数据与现行规范计算值的对比 现行规范（JGJ102-96、DBJ08-56-96）采用小挠度理论来计算玻璃最大应力和跨中挠度。 试验实测数据与现行规范计算值对比结果显示现行规范计算结果与试验结果误差相当大。现行规范计算应力与实测应力的误差波动范围在-9.80％～142.64％，其中负偏差占4.55%，负偏差平均值为-7.14%；正偏差占95.45%，正偏差平均值为59.06%。上海地方标准计算挠度与实测挠度的误差波动范围在3.57％～167.72％，均为正偏差，误差平均值为74.60％。 2. 大挠度计算方法研究
1.XK2130横梁静、动力学特性有限元分析 1.1横梁分析 工况确定我们根据机床的加工性能，共分析了横梁的十九种工况，其中包括横梁与重力平衡锤相平衡工况，横梁与部件装配工况，施加切削（切削液的作用）力工况，滑枕最长行程Z＝1250mm 工况，滑枕通常工作行程Z＝500mm工况，滑枕座等部件在横梁中心位置工况，滑枕座移动到其垂向中心对称面与右立柱垂向中心对称面重合位置工况等一系列工况。 1.2横梁有限元分析 模型的确定我们利用高端三维CAD软件Pro/E对机床横梁进行建模，在MSC/PA TRAN有限元前处理软件内通过专用接口将CAD模型传入其中进行模型的前处理，最后通过有限元后处理模块MSC/NASTRAN进行分析结算。横梁计算模型所用的单元类型为四面体单元，单元数量为888060个，节点数目为260279个。 1.3横梁有限元分析 以下是几个具有代表性的典型工况下横梁的性能分析结果： （1）横梁与重力平衡锤相平衡工况。该工况变形最大位置位于横梁下部位置处，最大变形量为3.9e-002mm.沿横梁长度方向即X方向最大变形量为3.54e-003mm.沿横梁宽度方向即Y方向最大变形量为2.95e-002mm.沿横梁厚度方向即Z方向最大变形量为3.31e-003mm.此时横梁最大等效应力为6.52Mpa.从应力情况上看是很小的。 （2）横梁部件装配工况。变形最大位置位于横梁下部位置处，最大变形量为 2.8e-001mm.沿横梁长度方向即X方向最大变形量为 1.61e-002mm.沿横梁宽度方向即Y方向最大变形量为1.41e-001mm.沿横梁厚度方向即Z方向最大变形量为 2.42e-001mm.此时横梁最大等效应力为16.6Mpa.从应力情况上看也是很小的。 （3）横梁在滑枕最长工作行程时，施加切削力工况。变形最大位置位于横梁下部位置处，最大变形量为1.93e-001mm.沿横梁长度方向即X方向最大变形量为3.2e-002mm.沿横梁宽度方向即Y方向最大变形量为1.47e-001mm.沿横梁厚度方向即Z方向最大变形量为1.02e-001mm.此时横梁最大等效应力为34.5Mpa.应力较小。横梁有限元分析结论通过分析计算数据我们发现在横梁与重力平衡锤相平衡工况，横梁在滑枕座等部件在横梁中心位置工况下的变形最大位置均位于横梁下部位置处，该部位的变形是最大的。横梁的最大变形量为3.9e-002mm，（沿X方向最大变形量为 3.54e-003mm.沿Y方向最大变形量为 2.95e-002mm.沿Z方向最大变形量为3.31e-003mm.）。 显然横梁本身的重量显得过重，使其在机床的定位精度方面影响较大，机床除了能满足X向定位精度要求外，机床Y向及Z向定位精度均超差。在随后的切削分析工况中表明，重切削工况中横梁的变形情况反而不是那么恶劣，这是因为一部分切削力和切削弯矩克服了横梁自重作用和其上装配件重量影响的结果，从另外一方面看，横梁在各工况下的应力情况都较好甚至偏低，说明横梁的设计强度过强，在背负其上的相关部件后刚度却不是很好。因此，根据以上的工况的分析，建议能在保证横梁强度的前提条件下，提高横梁的刚度，这一目的可通过横梁结构的优化设计、横梁的适当减重和装配于其上的部件的减重等措施来达到。 还可以考虑采取的改进方法有： ①采取相应的措施来补偿变形以消除其影响，补偿的结果相当于提高了机床的刚度。如通过加平衡重的办法，来减少或消除横梁产生的下垂变形； ②选择正确的截面形状和尺寸：构件在承受弯曲和扭转载荷后，其变形大小取决于断面的抗弯和扭转惯性矩，抗弯和扭转惯性矩大的其刚度就高。采用封闭式截面可保证横梁的高刚性； ③合理选择和布置隔板和筋条；④提高构件的局部刚度：机床的导轨和支承件的联接部件，往往是局部刚度最弱的部分，导轨的尺寸较宽时，应用双壁联接型式。导轨较窄时，可用单壁或加厚的单壁联接，或者在单壁上增加垂直筋条以提高局部刚度。以上措施都可以使横梁的静、动刚