【答案和解析】

　　(一) 單項(xiàng)選擇題

　　1 •【答案】A

　　【解析】橋梁荷載試驗(yàn)階段除了加載試驗(yàn)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理外，還包括試驗(yàn)組織和準(zhǔn)備, 該階段工作包括前期準(zhǔn)備和現(xiàn)場準(zhǔn)備兩方面。其中前期準(zhǔn)備包括資料收集、方案編制、試驗(yàn)計(jì) 算、儀器準(zhǔn)備等;現(xiàn)場準(zhǔn)備包括荷載準(zhǔn)備、測試平臺準(zhǔn)備、測點(diǎn)和測站布置等工作。因此正確選 項(xiàng)為A，其他選項(xiàng)均不完整。

　　2•【答案】B

　　3•【答案】C

　　【解析】ABD是橋梁現(xiàn)場荷載試驗(yàn)的內(nèi)容。

　　橋梁動(dòng)力試驗(yàn)研究的內(nèi)涵很寬廣，除D選項(xiàng)所述的內(nèi)容外，還有橋梁結(jié)構(gòu)抗風(fēng)、抗震以及 抗疲勞性能試驗(yàn)研究等，但這些內(nèi)容屬于室內(nèi)模型試驗(yàn)研究，需要大型、昂貴的專用試驗(yàn)加載 設(shè)備和測試分析儀器，試驗(yàn)周期長，技術(shù)難度大，現(xiàn)場不具備這些條件和相關(guān)技術(shù)手段，因此C 為正確選項(xiàng)。

　　4•【答案】C

　　【解析】橋梁結(jié)構(gòu)整體指標(biāo)包括變位(撓度、轉(zhuǎn)角、橫向位移等)_、沖擊系數(shù)、自振頻率、 振型、阻尼等，應(yīng)變、裂縫等屬于局部指標(biāo)。整體指標(biāo)可以宏觀地說明橋梁結(jié)構(gòu)的工作狀況，也 是荷載試驗(yàn)需要優(yōu)先測定的參數(shù)。

　　5.【答案】C

　　6•【答案】A

　　當(dāng)At/BD=o時(shí)，表示電橋處于平衡狀態(tài)，此時(shí)橋臂四個(gè)電阻滿足盡均=r4/r3)

　　測量電橋(即惠斯頓電橋)是電阻應(yīng)變儀的核心環(huán)節(jié)，它的主要功能是將應(yīng)變片的電阻變 化轉(zhuǎn)換為便于放大和采集的電壓信號。

　　7•【答案】B

　　【解析】溫度補(bǔ)償目的是為消除溫度變化所造成的虛假信號。根據(jù)下式所示的惠斯頓 電橋的輸出特性:“相鄰橋臂符號相反，輸出呈相減性，相對橋臂符號相同，輸出呈相加性”可 知，橋路組合應(yīng)使工作和補(bǔ)償片因溫度變化產(chǎn)生的電阻增量相互抵消，即工作片和補(bǔ)充片應(yīng)處 于相鄰橋臂，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤。

　　8•【答案】C

　　【解析】混凝土是非勻質(zhì)材料，如采用小標(biāo)距(標(biāo)距是指應(yīng)變片敏感絲柵的長度)應(yīng)變 片，受混凝土粗骨料、氣孔等隨機(jī)分布的影響，難以保證測試精度。因此，對于混凝土等非勻質(zhì) 材料,應(yīng)采用大標(biāo)距應(yīng)變片，其測試結(jié)果是標(biāo)距范圍內(nèi)的平均應(yīng)變。應(yīng)變片標(biāo)距的選用原 則為：

　　(1) 勻質(zhì)材料或局部應(yīng)力梯度較大時(shí)，應(yīng)選用小標(biāo)距應(yīng)變計(jì)(如3〜5mm)。

　　(2) 非勻質(zhì)材料或應(yīng)變梯度較小，應(yīng)選用大標(biāo)距應(yīng)變片。對于混凝土表面應(yīng)變測量，要求 標(biāo)距1彡4 ~5倍最大集料直徑，通常選用80 ~100mm的標(biāo)距規(guī)格。:200 ~ 240mm標(biāo)距應(yīng)變片 制作困難，市場上也無此類規(guī)格的產(chǎn)品，另外應(yīng)變片標(biāo)距過大，會大幅度增加貼片難度,從實(shí)用 性角度看,也沒必要采用如此大標(biāo)距規(guī)格的應(yīng)變片。

　　9•【答案】B

　　【解析】應(yīng)變片和靜態(tài)應(yīng)變儀、電測位移計(jì)或精密光學(xué)水準(zhǔn)儀是結(jié)構(gòu)應(yīng)變、撓度測試的 必備儀器。

　　磁電式傳感器、頻譜分析儀是動(dòng)載試驗(yàn)測試儀器。

　　預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下不允許開裂,但連續(xù)剛構(gòu)橋頂板縱向開裂，預(yù)應(yīng)力空心 板、T梁橋縱向開裂(甚至局部橫向開裂)等實(shí)例不少，因此也必須對此類橋梁的開裂狀況進(jìn)行 仔細(xì)觀測，所以裂縫寬度檢測儀也是必備儀器。正確的選項(xiàng)為B。

　　10. 【答案】B

　　11•【答案】C

　　【解析】根據(jù)連通管撓度測試原理，AD選項(xiàng)的表述顯然是正確的。

　　與其他撓度測試設(shè)備相比，連通管的測試分辨力較低，因此適用大跨橋梁或撓度量值較大的場合，故B選項(xiàng)也正確。

　　連通管是根據(jù)“水平平面上的靜止液體的壓強(qiáng)相同”的原理制成的，橋梁產(chǎn)生豎向位移， 連通管內(nèi)液體也會隨之產(chǎn)生流動(dòng),使各測點(diǎn)的液位重新調(diào)整到同一高度位置，這是個(gè)緩慢的過 程，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度很慢，因此不能用于動(dòng)撓度測量;另外,簡單的連通管撓度測試裝置是利用 卷尺或直尺來讀取數(shù)據(jù)，也不具備動(dòng)態(tài)信號測試所需的自動(dòng)采集和記錄能力。

　　12•【答案】D

　　【解析】(1)根據(jù)應(yīng)變片電測原理，回路接觸電阻不穩(wěn)定直接導(dǎo)致橋臂電阻的變化，是 導(dǎo)致應(yīng)變數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的主要原因之一。

　　(2) 顯然,BC選項(xiàng)也是導(dǎo)致應(yīng)變數(shù)據(jù)不穩(wěn)定的可能原因。

　　(3) 應(yīng)變片靈敏系數(shù)設(shè)岑錯(cuò)誤，影響的是應(yīng)變輸出的量值，產(chǎn)生的是系統(tǒng)誤差，因此該不 當(dāng)操作不會導(dǎo)致應(yīng)變數(shù)據(jù)的波動(dòng)。

　　13. 【答案】A

　　【解析】相關(guān)提示：控制截面內(nèi)力影響線是試驗(yàn)荷載等效布載計(jì)算的依據(jù)，熟悉和掌 握內(nèi)力影響線概念十分重要。

　　14•【答案】A

　　【解析】橋梁靜載試驗(yàn)的設(shè)計(jì)控制荷載是標(biāo)準(zhǔn)活載效應(yīng)，不考慮荷載組合系數(shù)。

　　在靜載試驗(yàn)荷載效率計(jì)算中，需要確定設(shè)計(jì)荷載效應(yīng)，并使試驗(yàn)荷載效率滿足相關(guān)規(guī)程的 要求。計(jì)算中須考慮的荷載因素應(yīng)根據(jù)評定荷載等級所依據(jù)的設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定確定，除 題述BCD選項(xiàng)所述的荷載因素外，還須考慮人群荷載、跨徑縱向折減等。對于新橋，還須考慮 可能尚未施工的二期恒載影響。

　　15.【笞案】D

　　【解析】根據(jù)橋梁靜力荷載效率的定義

　　16. 【箐案】B

　　【解析】(1)對于偏心受壓構(gòu)件的主拱圈，同一截面(如拱腳)分別受正彎矩和負(fù)彎矩 工況控制，即不同加載工況作用下截面的上、下緣均會出現(xiàn)拉應(yīng)力，因此主拱圈的上緣和下緣 均須布置應(yīng)變測點(diǎn)。

　　(2) 主拱圈L/2截面以正彎矩為主要控制，下緣是應(yīng)變測試的主要部位;拱腳截面的正彎 矩和負(fù)彎矩均較大，測點(diǎn)只布置在下緣顯然不合理;主拱圈軸線處不是最不利受力部位。因此 ACD選項(xiàng)均錯(cuò)誤。.

　　17. 【答案】C

　　【解析】簡支梁橋?yàn)槭軓潣?gòu)件，跨中區(qū)段以彎矩控制設(shè)計(jì)，因此須取用彎矩進(jìn)行控制。

　　補(bǔ)充說明：試驗(yàn)計(jì)算中，除正確選定控制內(nèi)力類型外，還應(yīng)特別注意荷載形式的區(qū)別，對于 整體結(jié)構(gòu)(主梁、主拱、主桁等)加載采用車道荷載計(jì)算;橋梁局部(如橫隔板)加載，橋臺、涵 洞、擋土墻壓力等的計(jì)算采用車輛荷載。一般情況下，橋梁荷載試驗(yàn)針對的是整體結(jié)構(gòu)。

　　18•【答案】B

　　【解析】為真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的受力性能，各加載階段均需在荷罈穩(wěn)定一定時(shí)間待結(jié)構(gòu)變 形穩(wěn)定后方能進(jìn)行數(shù)據(jù)測讀，一般可采用以下兩種方式進(jìn)行控制：

　　(1) 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，規(guī)定一定的持荷時(shí)間。對于木結(jié)構(gòu)、栓接鋼結(jié)構(gòu)，持荷時(shí)間應(yīng)長 一些。

　　(2) 在持荷期間對數(shù)據(jù)變化情況進(jìn)行觀測，當(dāng)波動(dòng)較小且滿足一定條件后即可進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

　　19.【答案】B

　　【解析】(1)結(jié)構(gòu)撓度是整體指標(biāo),是評價(jià)結(jié)構(gòu)性能的主要依據(jù)，必須測量。

　　(2) 預(yù)載目的包括消除新橋存在的支撐間隙、使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常工作狀態(tài).、檢驗(yàn)儀器設(shè)備及試驗(yàn)組織情況是否正常等。

　　需要特別提醒的是:對于新建且尚未開通的普通鋼筋混凝土橋梁，如不進(jìn)行充分預(yù)載，則 相應(yīng)工況首次加載時(shí)因結(jié)構(gòu)開裂、支撐部位存在間隙等原因，會出現(xiàn)殘余值很大的現(xiàn)象，但這 并不反映真實(shí)結(jié)果，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)尚未進(jìn)入正常工作狀態(tài)。因此對此類橋梁應(yīng)進(jìn)行充分預(yù)載，預(yù)載 荷載效率也應(yīng)取大一些0

　　(3) 為保證加載安全及得到結(jié)構(gòu)實(shí)測響應(yīng)值與荷載的相關(guān)性數(shù)據(jù)，即便是小跨徑橋梁，也 須進(jìn)行分級加載。

　　(4) 普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為允許帶裂縫工作的構(gòu)件，即便跨中出現(xiàn)新裂縫(這種情況較為 常見，尤其是新橋)，只要裂縫寬度不超過規(guī)范限值或只有少量超標(biāo)裂縫，就可以繼續(xù)正常加 載;而對于全預(yù)應(yīng)力和部分預(yù)應(yīng)力A類結(jié)橋梁，如出現(xiàn)橫向或豎向受力裂縫，則屬異常情況， 需暫停試驗(yàn)查明原因。

　　20【答案】B

　　【解析】根據(jù)連續(xù)梁橋受力特點(diǎn)，梁體軸力和橋合處支點(diǎn)彎矩理論上均為零，而中跨 跨中剪力不控制設(shè)計(jì)，因此正確選項(xiàng)為B。 .

　　21. 【答案】C

　　【解析】根據(jù)題述已知實(shí)測彈性應(yīng)變值和殘余應(yīng)變值，則應(yīng)變總值為兩者之和，相對殘余應(yīng)變?yōu)閷?shí)測殘余應(yīng)變與實(shí)測總應(yīng)變之比，故正確選項(xiàng)為C。

　　關(guān)于相對殘余概念，作如下補(bǔ)充說明：

　　橋梁靜載試驗(yàn)中，如控制測點(diǎn)的實(shí)測相對殘余偏大(超過20% )，則說明橋梁結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)荷 載作用下有較大的不可恢復(fù)變形，結(jié)構(gòu)力學(xué)性能較差，可判定橋梁的實(shí)際承載力不滿足要求。

　　22•【答案】A

　　【解析】校驗(yàn)系數(shù)為實(shí)測彈性值與計(jì)算值之比。根據(jù)題述可知實(shí)測彈性撓度為 4.00mm(加載測值與卸載測值之差)，因此A選項(xiàng)正確。

　　橋梁靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，應(yīng)特別注意實(shí)測總值和實(shí)測彈性值的區(qū)別。下表是應(yīng)變數(shù)據(jù) 處理分析構(gòu)過程，撓度數(shù)據(jù)處理類同，供參考。

　　23•【答案】C

　　【解析】根據(jù)結(jié)構(gòu)校驗(yàn)系數(shù)的定義，它是實(shí)測彈性值與計(jì)算值的比值。校驗(yàn)系數(shù)大于 1,結(jié)構(gòu)安全儲備小于設(shè)計(jì)要求，反之則可認(rèn)為結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)正常。因此ABD選項(xiàng)可以排除。

　　..E選項(xiàng)排除涉及檢驗(yàn)系數(shù)取值合理性的問題。在試驗(yàn)計(jì)算和測試結(jié)果可靠的前提下，受 力正常的橋梁，其控制測點(diǎn)的檢驗(yàn)系數(shù)取值應(yīng)處于一個(gè)合理范圍。如校驗(yàn)系數(shù)顯著偏小，知題 述中的0.05，顯然是非常不合理的數(shù)據(jù)。產(chǎn)生此類問題的.原因是多方面的，比如試驗(yàn)荷載作 用下預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)橫向裂縫，由于裂縫附近混凝土因開裂退出受力，粘貼在混凝土表面上的 應(yīng)變片的實(shí)測應(yīng)變很小，此時(shí)應(yīng)變校驗(yàn)系數(shù)越小，反而說明結(jié)構(gòu)可能存在開裂等嚴(yán)重問題。因 此E選項(xiàng)也錯(cuò)誤。

　　24. 【答案】B

　　25. 【答案】C

　　【解析】實(shí)測應(yīng)力校驗(yàn)系數(shù)為〇. 7 0 ~ 0.80，表明荷載作用下實(shí)測應(yīng)力小于計(jì)算應(yīng)力， 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有儲備。橋梁結(jié)構(gòu)剛度是用撓度指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)的，因此BD選項(xiàng)錯(cuò)誤。

　　26. 【答案】B

　　【解析】根據(jù)橋梁相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，簡支梁橋在設(shè)計(jì)活載作用下，跨中截面允許的活載 撓度不得超過計(jì)算跨徑的1/600

　　需要指出的是，對于混凝土橋梁,撓度校驗(yàn)系數(shù)是個(gè)遠(yuǎn)比規(guī)范撓度限值要求嚴(yán)格的指標(biāo)， 即滿足規(guī)范撓度限值要求時(shí)，并不意味著撓度校驗(yàn)系數(shù)指標(biāo)能滿足要求。 •

　　27. 【答案】C

　　28. 【答案】B

　　【解析】橋梁結(jié)構(gòu)自振頻率、阻尼、振型屬于自振參數(shù);行車動(dòng)應(yīng)變、動(dòng)橈度、振動(dòng)加速 度、沖擊系數(shù)等屬于動(dòng)力反應(yīng)(響應(yīng))測定參數(shù)。

　　29•【答案】A

　　【解析】(1)磁電式速度傳感器和壓電式加速度傳感器在實(shí)橋動(dòng)載試驗(yàn)中應(yīng)用廣泛。

　　(2) 電阻應(yīng)變片與動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀配套常用于實(shí)橋動(dòng)應(yīng)變測量。

　　(3) 振弦式應(yīng)變計(jì)是靜應(yīng)變測試的常用儀器。該類傳感器的原理是在一定時(shí)間內(nèi)通過測 定弦的振動(dòng)頻率(測定時(shí)間一般為數(shù)百毫秒，因?yàn)橐�精確測定頻率值，需要一定的脈沖計(jì)數(shù)時(shí) 間)，然后根據(jù)弦振動(dòng)頻率與張力的相關(guān)性換算應(yīng)變值，因此響應(yīng)速度較慢，不能滿足橋梁動(dòng) 應(yīng)變測定的要求。

　　為了得到完整的動(dòng)應(yīng)變時(shí)程信號，對于常規(guī)橋型，測振儀器的采樣頻率通常取200 ~ 500Hz，即要求每秒鐘各通道能采集200 ~500個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，因此振弦式應(yīng)變計(jì)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度遠(yuǎn) 遠(yuǎn)達(dá)不到要求。

　　30. 【答案】D

　　【解析】為了保證不發(fā)生頻率混疊,根據(jù)釆樣定律，采樣頻率/s(單位時(shí)間采集的數(shù)據(jù)的 點(diǎn)數(shù))至少應(yīng)是最高信號頻率的兩倍。本題中有用信號頻率范圍是0.5〜lOHz，故正確選項(xiàng)為D。

　　動(dòng)態(tài)信號分析包括時(shí)域分析和頻率分析兩種基本形式，如采集的信號用于時(shí)域分析，一般 要求采樣頻率不小于25倍的信號頻率，此時(shí)采集的信號當(dāng)然也滿足采用定律要求。如采集的 信號只用于頻域分析時(shí)，則滿足采樣定律即可。

　　31•【答案】D

　　32•【答案】C

　　【解析】實(shí)橋動(dòng)載試驗(yàn)包括行車動(dòng)力反應(yīng)和結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測定兩個(gè)方面內(nèi)容，ABD均

　　屬于行車動(dòng)力反應(yīng)測定試驗(yàn)的內(nèi)容。

　　33•【答案】D

　　【解析】根據(jù)自振頻率測點(diǎn)應(yīng)布置在待測振型峰值位置附近的原則，以獲取該階自振 信咢的較大量值輸入，因此正確選項(xiàng)為D。拱頂為一階豎向振型節(jié)點(diǎn)，理論上無該階頻率的自 振信號輸入;拱腳附近結(jié)構(gòu)剛度大，振動(dòng)信號小，測試效果也差。

　　34.【答案】B

　　35.【答案】D

　　36•【答案】B

　　【解析】提高儀器采樣頻率和量程均不能提高頻率分辨率;索在環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)激勵(lì)下 所測得的是復(fù)雜的時(shí)域信號，由諸多頻率成分疊加，且包含隨機(jī)分量，無法直接通過時(shí)域波形 分析來求取自振頻率。因此B為正確選項(xiàng)。