2019公路检验工程师桥梁隧道工程章节试题：荷载试验_第7页

　　【答案和解析】

　　(一) 单项选择题

　　1 •【答案】A

　　【解析】桥梁荷载试验阶段除了加载试验及试验数据处理外，还包括试验组织和准备, 该阶段工作包括前期准备和现场准备两方面。其中前期准备包括资料收集、方案编制、试验计 算、仪器准备等;现场准备包括荷载准备、测试平台准备、测点和测站布置等工作。因此正确选 项为A，其他选项均不完整。

　　2•【答案】B

　　3•【答案】C

　　【解析】ABD是桥梁现场荷载试验的内容。

　　桥梁动力试验研究的内涵很宽广，除D选项所述的内容外，还有桥梁结构抗风、抗震以及 抗疲劳性能试验研究等，但这些内容属于室内模型试验研究，需要大型、昂贵的专用试验加载 设备和测试分析仪器，试验周期长，技术难度大，现场不具备这些条件和相关技术手段，因此C 为正确选项。

　　4•【答案】C

　　【解析】桥梁结构整体指标包括变位(挠度、转角、横向位移等)_、冲击系数、自振频率、 振型、阻尼等，应变、裂缝等属于局部指标。整体指标可以宏观地说明桥梁结构的工作状况，也 是荷载试验需要优先测定的参数。

　　5.【答案】C

　　6•【答案】A

　　当At/BD=o时，表示电桥处于平衡状态，此时桥臂四个电阻满足尽均=r4/r3)

　　测量电桥(即惠斯顿电桥)是电阻应变仪的核心环节，它的主要功能是将应变片的电阻变 化转换为便于放大和采集的电压信号。

　　7•【答案】B

　　【解析】温度补偿目的是为消除温度变化所造成的虚假信号。根据下式所示的惠斯顿 电桥的输出特性:“相邻桥臂符号相反，输出呈相减性，相对桥臂符号相同，输出呈相加性”可 知，桥路组合应使工作和补偿片因温度变化产生的电阻增量相互抵消，即工作片和补充片应处 于相邻桥臂，故B选项错误。

　　8•【答案】C

　　【解析】混凝土是非匀质材料，如采用小标距(标距是指应变片敏感丝栅的长度)应变 片，受混凝土粗骨料、气孔等随机分布的影响，难以保证测试精度。因此，对于混凝土等非匀质 材料,应采用大标距应变片，其测试结果是标距范围内的平均应变。应变片标距的选用原 则为：

　　(1) 匀质材料或局部应力梯度较大时，应选用小标距应变计(如3〜5mm)。

　　(2) 非匀质材料或应变梯度较小，应选用大标距应变片。对于混凝土表面应变测量，要求 标距1彡4 ~5倍最大集料直径，通常选用80 ~100mm的标距规格。:200 ~ 240mm标距应变片 制作困难，市场上也无此类规格的产品，另外应变片标距过大，会大幅度增加贴片难度,从实用 性角度看,也没必要采用如此大标距规格的应变片。

　　9•【答案】B

　　【解析】应变片和静态应变仪、电测位移计或精密光学水准仪是结构应变、挠度测试的 必备仪器。

　　磁电式传感器、频谱分析仪是动载试验测试仪器。

　　预应力结构在正常使用荷载作用下不允许开裂,但连续刚构桥顶板纵向开裂，预应力空心 板、T梁桥纵向开裂(甚至局部横向开裂)等实例不少，因此也必须对此类桥梁的开裂状况进行 仔细观测，所以裂缝宽度检测仪也是必备仪器。正确的选项为B。

　　10. 【答案】B

　　11•【答案】C

　　【解析】根据连通管挠度测试原理，AD选项的表述显然是正确的。

　　与其他挠度测试设备相比，连通管的测试分辨力较低，因此适用大跨桥梁或挠度量值较大的场合，故B选项也正确。

　　连通管是根据“水平平面上的静止液体的压强相同”的原理制成的，桥梁产生竖向位移， 连通管内液体也会随之产生流动,使各测点的液位重新调整到同一高度位置，这是个缓慢的过 程，其动态响应速度很慢，因此不能用于动挠度测量;另外,简单的连通管挠度测试装置是利用 卷尺或直尺来读取数据，也不具备动态信号测试所需的自动采集和记录能力。

　　12•【答案】D

　　【解析】(1)根据应变片电测原理，回路接触电阻不稳定直接导致桥臂电阻的变化，是 导致应变数据不稳定的主要原因之一。

　　(2) 显然,BC选项也是导致应变数据不稳定的可能原因。

　　(3) 应变片灵敏系数设岑错误，影响的是应变输出的量值，产生的是系统误差，因此该不 当操作不会导致应变数据的波动。

　　13. 【答案】A

　　【解析】相关提示：控制截面内力影响线是试验荷载等效布载计算的依据，熟悉和掌 握内力影响线概念十分重要。

　　14•【答案】A

　　【解析】桥梁静载试验的设计控制荷载是标准活载效应，不考虑荷载组合系数。

　　在静载试验荷载效率计算中，需要确定设计荷载效应，并使试验荷载效率满足相关规程的 要求。计算中须考虑的荷载因素应根据评定荷载等级所依据的设计规范的相关规定确定，除 题述BCD选项所述的荷载因素外，还须考虑人群荷载、跨径纵向折减等。对于新桥，还须考虑 可能尚未施工的二期恒载影响。

　　15.【笞案】D

　　【解析】根据桥梁静力荷载效率的定义

　　16. 【箐案】B

　　【解析】(1)对于偏心受压构件的主拱圈，同一截面(如拱脚)分别受正弯矩和负弯矩 工况控制，即不同加载工况作用下截面的上、下缘均会出现拉应力，因此主拱圈的上缘和下缘 均须布置应变测点。

　　(2) 主拱圈L/2截面以正弯矩为主要控制，下缘是应变测试的主要部位;拱脚截面的正弯 矩和负弯矩均较大，测点只布置在下缘显然不合理;主拱圈轴线处不是最不利受力部位。因此 ACD选项均错误。.

　　17. 【答案】C

　　【解析】简支梁桥为受弯构件，跨中区段以弯矩控制设计，因此须取用弯矩进行控制。

　　补充说明：试验计算中，除正确选定控制内力类型外，还应特别注意荷载形式的区别，对于 整体结构(主梁、主拱、主桁等)加载采用车道荷载计算;桥梁局部(如横隔板)加载，桥台、涵 洞、挡土墙压力等的计算采用车辆荷载。一般情况下，桥梁荷载试验针对的是整体结构。

　　18•【答案】B

　　【解析】为真实反映结构的受力性能，各加载阶段均需在荷罈稳定一定时间待结构变 形稳定后方能进行数据测读，一般可采用以下两种方式进行控制：

　　(1) 根据结构形式不同，规定一定的持荷时间。对于木结构、栓接钢结构，持荷时间应长 一些。

　　(2) 在持荷期间对数据变化情况进行观测，当波动较小且满足一定条件后即可进行数据采集。

　　19.【答案】B

　　【解析】(1)结构挠度是整体指标,是评价结构性能的主要依据，必须测量。

　　(2) 预载目的包括消除新桥存在的支撑间隙、使结构进入正常工作状态.、检验仪器设备及试验组织情况是否正常等。

　　需要特别提醒的是:对于新建且尚未开通的普通钢筋混凝土桥梁，如不进行充分预载，则 相应工况首次加载时因结构开裂、支撑部位存在间隙等原因，会出现残余值很大的现象，但这 并不反映真实结果，因为结构尚未进入正常工作状态。因此对此类桥梁应进行充分预载，预载 荷载效率也应取大一些0

　　(3) 为保证加载安全及得到结构实测响应值与荷载的相关性数据，即便是小跨径桥梁，也 须进行分级加载。

　　(4) 普通钢筋混凝土结构为允许带裂缝工作的构件，即便跨中出现新裂缝(这种情况较为 常见，尤其是新桥)，只要裂缝宽度不超过规范限值或只有少量超标裂缝，就可以继续正常加 载;而对于全预应力和部分预应力A类结桥梁，如出现横向或竖向受力裂缝，则属异常情况， 需暂停试验查明原因。

　　20【答案】B

　　【解析】根据连续梁桥受力特点，梁体轴力和桥合处支点弯矩理论上均为零，而中跨 跨中剪力不控制设计，因此正确选项为B。 .

　　21. 【答案】C

　　【解析】根据题述已知实测弹性应变值和残余应变值，则应变总值为两者之和，相对残余应变为实测残余应变与实测总应变之比，故正确选项为C。

　　关于相对残余概念，作如下补充说明：

　　桥梁静载试验中，如控制测点的实测相对残余偏大(超过20% )，则说明桥梁结构在试验荷 载作用下有较大的不可恢复变形，结构力学性能较差，可判定桥梁的实际承载力不满足要求。

　　22•【答案】A

　　【解析】校验系数为实测弹性值与计算值之比。根据题述可知实测弹性挠度为 4.00mm(加载测值与卸载测值之差)，因此A选项正确。

　　桥梁静载试验数据处理时，应特别注意实测总值和实测弹性值的区别。下表是应变数据 处理分析构过程，挠度数据处理类同，供参考。

　　23•【答案】C

　　【解析】根据结构校验系数的定义，它是实测弹性值与计算值的比值。校验系数大于 1,结构安全储备小于设计要求，反之则可认为结构工作状态正常。因此ABD选项可以排除。

　　..E选项排除涉及检验系数取值合理性的问题。在试验计算和测试结果可靠的前提下，受 力正常的桥梁，其控制测点的检验系数取值应处于一个合理范围。如校验系数显著偏小，知题 述中的0.05，显然是非常不合理的数据。产生此类问题的.原因是多方面的，比如试验荷载作 用下预应力结构出现横向裂缝，由于裂缝附近混凝土因开裂退出受力，粘贴在混凝土表面上的 应变片的实测应变很小，此时应变校验系数越小，反而说明结构可能存在开裂等严重问题。因 此E选项也错误。

　　24. 【答案】B

　　25. 【答案】C

　　【解析】实测应力校验系数为〇. 7 0 ~ 0.80，表明荷载作用下实测应力小于计算应力， 结构强度有储备。桥梁结构刚度是用挠度指标进行评价的，因此BD选项错误。

　　26. 【答案】B

　　【解析】根据桥梁相关设计规范，简支梁桥在设计活载作用下，跨中截面允许的活载 挠度不得超过计算跨径的1/600

　　需要指出的是，对于混凝土桥梁,挠度校验系数是个远比规范挠度限值要求严格的指标， 即满足规范挠度限值要求时，并不意味着挠度校验系数指标能满足要求。 •

　　27. 【答案】C

　　28. 【答案】B

　　【解析】桥梁结构自振频率、阻尼、振型属于自振参数;行车动应变、动桡度、振动加速 度、冲击系数等属于动力反应(响应)测定参数。

　　29•【答案】A

　　【解析】(1)磁电式速度传感器和压电式加速度传感器在实桥动载试验中应用广泛。

　　(2) 电阻应变片与动态电阻应变仪配套常用于实桥动应变测量。

　　(3) 振弦式应变计是静应变测试的常用仪器。该类传感器的原理是在一定时间内通过测 定弦的振动频率(测定时间一般为数百毫秒，因为要精确测定频率值，需要一定的脉冲计数时 间)，然后根据弦振动频率与张力的相关性换算应变值，因此响应速度较慢，不能满足桥梁动 应变测定的要求。

　　为了得到完整的动应变时程信号，对于常规桥型，测振仪器的采样频率通常取200 ~ 500Hz，即要求每秒钟各通道能采集200 ~500个数据点，因此振弦式应变计的动态响应速度远 远达不到要求。

　　30. 【答案】D

　　【解析】为了保证不发生频率混叠,根据釆样定律，采样频率/s(单位时间采集的数据的 点数)至少应是最高信号频率的两倍。本题中有用信号频率范围是0.5〜lOHz，故正确选项为D。

　　动态信号分析包括时域分析和频率分析两种基本形式，如采集的信号用于时域分析，一般 要求采样频率不小于25倍的信号频率，此时采集的信号当然也满足采用定律要求。如采集的 信号只用于频域分析时，则满足采样定律即可。

　　31•【答案】D

　　32•【答案】C

　　【解析】实桥动载试验包括行车动力反应和结构动力特性测定两个方面内容，ABD均

　　属于行车动力反应测定试验的内容。

　　33•【答案】D

　　【解析】根据自振频率测点应布置在待测振型峰值位置附近的原则，以获取该阶自振 信咢的较大量值输入，因此正确选项为D。拱顶为一阶竖向振型节点，理论上无该阶频率的自 振信号输入;拱脚附近结构刚度大，振动信号小，测试效果也差。

　　34.【答案】B

　　35.【答案】D

　　36•【答案】B

　　【解析】提高仪器采样频率和量程均不能提高频率分辨率;索在环境随机振动激励下 所测得的是复杂的时域信号，由诸多频率成分叠加，且包含随机分量，无法直接通过时域波形 分析来求取自振频率。因此B为正确选项。