桥梁检测与试验实验报告

《桥梁工程检测技术实验报告》

试验一：小钢梁应变、挠度试验

一、试验目的

通过小钢梁试验，熟悉应变、挠度测试仪器和掌握相应的测试技术。

二、试验内容

1.掌握应变计、应变仪和百分表的安装和使用方法。

2.用位移计测量梁的跨中截面在各级荷载下的挠度值，绘制荷载—挠度的关系曲线，验证理论的计算挠度值。

3.用应变计量测梁的纯弯段上、下缘的应变值，并与理论计算值进行对比。

三、试验梁尺寸及试验方法

1. 受弯试验梁尺寸见图1。

图1 受弯试验梁尺寸 (尺寸单位：mm)

2. 实验设备 ① 小钢梁与法码

② 磁性表架与大行程百分表 ③ 电阻应变片、数据采集仪DH3818 ④ 钢尺、铅笔等

3. 实验方法

①一个班(40人左右)可分四组，每组10人左右的规模方式进行。 ②试验在试验台座上进行，用法码和支撑系统组合成加载系统，进行两点加

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载，加载位置a、b由各小组自己确定。

③通过数据采集仪对荷载、应变和挠度传感器进行数据采集；用百分表量测挠度。

4. 试验步骤

①根据自己选定的a、b，安装加载系统，计算各级荷载下理论的变形和应变值。

②正确连接应变片与应变仪，安装百分表。 ③进行仪器调试，调试好后正式进行试验。 ④未加荷载前读出应变计、位移计。

⑤试验分四级加载，每次加荷维持3~5分钟后，再读取应变仪和位移计的各级读数。

⑥最后进行卸载，读取最终读数。

⑦整理试验器材，处理数据结果，完成试验报告。

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四、试验资料整理

1.材料力学性能、荷载分级及实测数据 (1) R235钢材弹性模量= 2.1105MPa 选定a85mm,b0mm (2)实测数据汇总表

分 级 荷载值 挠度读数 应变 1 0 2.54 0 2 9.81 5.56 287 3 19.62 8.68 580 4 29.43 11.79 880 5 39.24 14.90 1186 6 0 2.54 0 注：荷载单位为N；挠度为mm；应变为μ。

2.绘制实测及理论荷载—挠度曲线（实测值与理论值在同一坐标系下反映）

答：计算实验数据，各级荷载下的实测及理论挠度见下表（卸载后回零不计入表格中）： 分 级 荷载值 实测挠度 理论挠度

1 2 3 4 5 0 0 0 9.81 3.02 3.49 19.62 6.14 6.98 29.43 9.25 10.47 39.24 12.36 13.96 1a2bb320103(ab)F，其中I1666.67(mm4)。 注：理论挠度EI2312由此绘制实测及理论荷载—挠度曲线如下：

3.绘制实测及理论荷载—应变曲线图（实测值与理论值在同一坐标系下反映）。

答：计算实验数据，各级荷载下的实测及理论应变见下表（卸载后回零不计入表格中）：

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分 级 荷载值 实测应变 理论应变 1 2 3 4 5 0 0 0 9.81 19.62 29.43 39.24 71.75 .69 145 179.38 220 269.07 296.5 358.76 注：理论应变的计算公式为My，其中跨中弯矩计算公式为EI，y10/25(mm)。 MF(ab)F[(ab)b]0.F(取bxb2a时公式）由此绘制实测及理论荷载—挠度曲线如下：

五、思考题

1.电阻式应变仪采集应变有哪几种桥路接法？各种接法有何特点？本试验中可以采用什么接法？

答：（1）电阻式应变仪桥路接法：1/4桥电路；1/2桥电路；全桥电路。

（2）其相应的特点见下表所示： 桥路接法 特点 1/4桥 1/2桥 线性、准确性较高，使用简单，适用于大多数测量。 全桥 优 点 只使用一个应变片，节省材料。 线性、准确性高，在特定测量中有很好的抗干扰能力。 缺 点 无温度补偿，准确性、不适用于某些特殊测线性关系较差 量（外接全桥传感器） 使用应变片多，操作复杂。 （3）本试验中可以采用1/4桥和1/2桥。 2.试推导两点对称加载简支梁跨中挠度计算公式。

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解：

=

=

3.本试验中变形、应变实测值与理论值的相对差异有多少？请分析下原因。 答：本实验中各级荷载下变形、应变实测值与理论值汇总如下：

分 级 荷载值 实测挠度 变形 理论挠度 相对误差 实测应变 应变 理论应变 相对误差 1 2 3 4 5 0 0 0 —— 0 0 —— 9.81 3.02 3.49 13.5% 19.62 6.14 6.98 12.0% 29.43 9.25 10.47 11.7% 39.24 12.36 13.96 11.5% 71.75 .69 20.0% 145 179.38 19.2% 220 269.07 18.2% 296.5 358.76 17.4% 由上表可知，各级荷载下的变形最大相对误差为13.5%，应变最大相对误差为20.0%。由此可见，本次试验所测理论值与实测值的相对误差都较大。 误差原因分析：实验室架设仪器的桌子被碰到后影响测量精度；

实验的读数靠肉眼观察，不可避免地存在误差； 实验加载等步骤人为操作不当引起误差等； 实验开始时调平未调好。

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