《桥涵工程试验检测技术》试验检测实训指导书
矩形梁弯曲正应力测试试验
一、实验目的
1、用电测法测定直梁纯弯曲时的正应力分布，并与理论计算结果进行比较，以验证弯曲正应力公式。
2、了解电阻应变测量的原理，初步掌握静态电阻应变仪的使用方法。
二、实验设备和器材
1、弯曲试验台，钢制矩形截面直梁（已贴好电阻应变片）； 2、加力装置； 3、电阻应变仪； 4、游标卡尺
三、实验原理
1、试样的制备：用矩形截面钢梁，在其横截面高度上等距离地沿梁的轴线方向粘贴5—7枚电阻应变片。
2、弯曲正应力的测量原理：梁纯弯曲时，横截面上的正应力σ在理论上沿梁的高度成线性分布，其计算公式为
??M?yIz
式中，σ的单位为MPa；M为梁横截面上的弯矩，单位为N2mm；y为应力σ所在的点到中性轴的距离，单位为mm；Iz为横截面对中性轴z的面积二次矩，单位为mm4。
面积二次矩对于矩形截面按下式计算
bh3Iz?12
式中，b为梁横截面的宽度，单位为mm；h为梁横截面的高度，单位为mm。
令使载荷P对称地加在矩形截面直梁上（如图所示）。这时，梁的中段将产生纯弯曲。若载荷每增加一级?p（用增量法），则可由电阻应变仪测出梁中段所贴应变片各点的纵向应变增量??，根据虎克定律求出各点实测正应力增量?实
为
?实=E??
此值与理论公式计算出的各点正应力的增量即
?理＝
?My IZ?pa。 2进行比较，就可验证弯曲正应力公式。这里，弯矩增量?M?梁上各点的应变测量，采用半桥接线，各工作应变片共用一个温度补偿块。
四、实验步骤
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1．准备试样。如图所示，测量试样的高度h、宽度b，以及试样各测量点的坐标y；。将试样放在试验机活动台的支座上，布置成纯弯曲梁，测量梁的跨度l及加载梁的支点到支座的距离a。 2．准备应变仪。把梁上各测量点的应变片（工作应变片）按编号逐点接到应变仪上指定测点，将温度补偿片应变仪公共补偿测点，连接方法与前节试验相同。
3．进行实验。调节应变仪，使各测量点均为零。加载，加到指定数值，各测量点读一次数，记下各点的应变值；再次加载到首次加载量的倍值，记下各点的累计应变值；??；直到最后一级加载完成，读数完毕为止。然后计算出各点读数差的平均值。
4．卸载。读取残余应变。 5．最后整理数据，完成报告。
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板梁桥模型试验
一、试验内容、目的和要求
1．试验内容：
在由有（无）横隔梁底五片T形梁（翼缘板为铰接）组成的单孔简支梁模型桥，量测以下工况时，各梁板的跨中弯矩，跨中及L/4点的挠度。
1） 横向满布线荷载作用于跨中； 2） 单个集中力作用于边梁跨中； 3） 单个集中力作用于次边梁跨中； 4） 单个集中力作用与中梁跨中。 2．试验目的：
1） 深化理解荷载作用下，铰接板梁桥的结构构件中传力过程，受力特性以及内力分布情况； 2） 计算跨中截面的荷载横向分布系数，并用试验结果来验证校核； 3） 熟悉常用试验仪器设备的操作方法；
4） 培养学生进行结构试验与量测的动手能力和分析解决问题的能力。 3．试验要求：
1） 试验前熟悉模型的结构形式、构造特点、受力特性、计算原理、计算方法及理论计算公式； 2） 了解模型材料特性；
3） 熟悉加载设备、加载方法与加载程序，掌握测点布置原则；
4） 试验前，应仔细检查加载系统、模型、仪器设备是否安装正确，待指导老师确认无误后方可进
行试验；
5） 试验时按试验内容分级加载，每一工况重复加载两次，每级加载前后均应记录数据。两次加载
的量测数据相差10％以上时，应再次加载并记录数据，直至量测值不超过10％时为止； 6） 整理试验数据，分别根据弯矩、挠度计算单个荷载作用下铰接板梁跨中荷载横向分布系数，并
与理论计算结果进行对比分析，提出试验报告；
7） 试验过程应分工明确、相互合作、认真量测和记录，认真书写试验报告； 8） 要严格操作规程、严格纪律，爱护公物。
二、主要仪器与设备
1．模型桥；
2．DH3818静态应变采集系统； 3．百分表； 4．杠杆加载系统； 5．电脑、打印机等。
三、模型结构构造
铰接板梁桥模型由有（无）横隔梁的五片T形梁横向铰接而成，简支在桥台上，桥台用螺栓与台座固定在一起，主梁与桥台用有机玻璃制作，支座为橡胶垫。
模型几何尺寸见图-1。
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图-1有横隔板构造（无横隔板构造其余尺寸同上）
四、加载工况与测点布置
1．加载方案
试验荷载由杠杆加载系统来实现，荷载种类以及加载位置分以下几种情况：
选取试验梁号，之后分别将集中力作用于不同的梁顶跨中，之后依次记录试验梁的挠度及应变读数。如：选取2#梁为对象，则将单个集中力作用于1＃梁跨中、2＃梁跨中、3＃梁跨中、4＃梁跨中、5＃梁跨中，并分别读取2#试验梁的挠度、应变值，将观测结果记录于记录表中。
每个荷载工况加载分两级进行，第一次加两个砝码，第二次再加两个砝码，一次卸载。 2．测点布置
1） 应变片顺桥向粘贴于每片梁肋底（或顶）的跨中； 2） 百分表在每片梁底的L/2各布设一只。
五、试验步骤
1．安设加载系统，调试标定仪器，仪表； 2．进行试验：
1) 施加初荷载、待读数稳定后记录荷载大小、应变、挠度读数； 2) 继续加载，待读数稳定后记录荷载大小、应变、挠度读数。 同一工况同一荷载等级加载两次，数据记录两次。
六、试验结果处理
1．两次应变、百分表的终读数与初读数之差平均值作为试验荷载作用下的应变、挠度实测值； 2．相应于每种荷载工况，根据挠度测量结果或应变测试结果绘制单梁跨中弯矩或挠度荷载横向分布影响线，并以此推算模型桥单梁跨中的弯矩荷载横向分布系数，并与理论计算值进行对比分析。 3．完成试验报告。
注：有机玻璃材料弹性模量E可取0.025×105MPa。
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悬臂梁振动特性测试试验
一、实验目的
1、熟悉悬臂梁结构振动时域曲线测试方法；
2、学习悬臂梁的测试过程；通过对悬臂梁模态试验分析，测定出悬臂梁的模态参数：固有频率f、阻尼比?，并通过实验观察了解悬臂梁的动力参数，从而深化理解模态分析的基本原理及熟练运用操作方法。
二、实验仪器安装示意图
主要设备：DH5922动态信号采集仪、电荷适调器、加速度传感器、力锤、电脑及软件分析系统；主要耗材：简支梁、试验台（长（x向）450mm）。
仪器安装示意图如图-1所示：
动态分析仪 计算机系统及分析软件 打印机或 绘图仪 悬臂梁 力锤 力传感器 振动传感器 图-1 试验仪器安装示意图
三、实验原理
参考简支梁模态试验原理。
四、实验步骤
与简支梁模态试验相同。
五、实验结果和分析
1．记录时域曲线；
2．对时域曲线进行幅频分析，推算自振频率；
3. 对时域曲线进行分析，计算结构阻尼参数。
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