《桥梁检测讲义》PPT课件.ppt

钢筋机械连接接头检测基本要求：接头抗拉强度达到或超过母材料抗拉强度的标准值对直接承受动力荷载结构，接头应满足设计的抗疲劳性能对连接HRB335钢筋的接头，受应力幅为100MPa，上限应力为180MPa的200万次对连接HRB400钢筋的接头，受应力幅为100MPa，上限应力为190MPa的200万次金属螺旋管检测质量要求：外观和抗渗漏性能外观要求（全部），尺寸（6个），集中荷载下径向钢度（3个），荷载作用后抗渗漏（在规定集中荷载和均布荷载作用后，弯曲情况下，不得渗出水泥浆，可以渗水），抗弯曲渗漏（3个）,掌握：如何按规范法确定地基的容许承载力；荷载板试验方法；标准贯入试验方法；泥浆性能检测方法；反射波法检测基桩完整性时现场操作步骤和注意问题；声波透射法检测基桩完整性时现场操作步骤和注意问题；基桩静荷载试验现场注意问题。,按规定法确定地基的容许承载力1首先要确定土的类别名称，根据塑性指数，粒径，工程地质特性等分六类，即粘性土，砂类土，碎卵石类土，黄土，冻土及岩石；2然后确定土的状态，即土层所处的天然松密和稠度状况。粘性土的天然状态是按液性指数分为坚硬，半坚硬状态，硬塑，软塑状态和流塑状态，砂类土根据相对密度分为稍松，中等密实，密实状态，碎卵石类土按密实度分为密实，中等密实及松散。3最后再确定土的承载力当基础最小边宽超过2m或基础埋深超过3m，且h/b4时，承载力公式为 为地基土的容许承载力，K1、K2为修正系数，为持力层土天然容重，为基底以上土的容重，b为最小边宽（小于2取2，大于10取10），h为埋置深度（小于3取3）。,一 规范法确定粘性土、黄土地基承载力确定.粘性土 1)老粘性土、残积粘性土 通过（压缩模量）查表 2)新近沉积、一般粘性土 通过天然空隙比（e）和液性指数IL查表.黄土 1）新近堆积的黄土(通过天然含水量和液限的比值查表即含水比)2）一般黄土(通过天然含水量和液限与e（液限比）的比值查表)3）老黄土(通过e和天然含水量和液限（液限比）的比值查表),荷载板试验原理地基在荷载作用下达到破坏状态的过程为：压密阶段（土粒竖向变位），剪切阶段（同时发生竖向和测向变位）破坏阶段（侧向移动）试验设备荷载板（面积为2500或5000常用50cm*50cm或70.7cm*70.7cm）千斤顶，百分表，反力架，枕木垛，压重,试验方法加载方法采用分级维持荷载沉降相对稳定法（慢速法）或沉降非稳定法（快速法）。试验加载标准：第一级荷载（包括设备自重）应接近卸去土的自重。每级荷载增量一般取被试地基土层预估极限承载力的1/8-1/10。总荷载尽量接近试验土层的极限荷载。荷载测量精度为最大荷载的1%，沉降值精度到0.01mm。各级荷载下相对稳定标准一般采连续2小时的每小时沉降量不超过0.1mm，或连续1小时的每30分钟的沉降量不超过0.05mm。,终止试验条件：1）当出现承压板周围的土体有明显的侧向挤出或发生裂纹；2）在24小时内沉降随时间趋于等速增加；3）荷载增加很小，但沉降却急剧增大时。,现场荷载试验步骤.将荷载板放在试验土层表面；.分级加载，记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为毫米。.卸载，并记录其回弹值；.据记录绘制曲线；,标准贯入试验标准贯入试验室采用质量为63.5的穿心锤，以76的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15，然后看是记录捶击数，将标准贯人器再打入土中30，用此30的捶击数作为标准贯入试验的指标。可根据N值估计砂土的密实度、天然地基的容许承载力、粘性土的状态、土的内摩擦角。先打入15cm，不计击数，继续贯入土中30cm，记录捶击数。当贯入不足30cm或捶击超过50次则停止试验，并换算捶击数。因钻杆过长3m使传入贯入器的动能降低，对捶击数修正,钻（挖）孔灌注桩检测灌注桩的质量检测内容主要有：孔形检测、沉渣厚度检测及桩身质量检测一 泥浆性能指标检测.相对密度：泥浆相对密度计方法一：支架，读游码刻度 方法二：用口杯简易量测：R=m3-m1/m2-m1m1口杯质量 m2清水质量 m3泥浆质量.粘度：漏斗粘度计。校正方法：将毫升的清水注入漏斗，让其流出毫升，所需时间有应为（1）秒。如偏差超过规定值，则不应用于测泥浆的粘度。,.静切力：浮筒切力计 刻度方法：.含砂率：含砂率计 注意:仪器的体积有大小,大乘以1,小乘以即为含砂率.胶体率（是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能）：方法：将毫升泥浆倒入量杯中，用玻璃片盖上，静置小时，量测其澄清为水的体积。如体积为毫升，则胶体率为 6.失水率（mL/30min）注意如何评价:泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于毫米.酸碱度：（为碱性，为中性，为酸性）,方法一：用一条试纸，放在泥浆面上后，立即拿出与标准的颜色相比，即可知值；方法二：用酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出值。泥浆的八项性能指标相对密度、粘度、含砂率、胶体率、失水率、泥皮厚、静切力、酸碱度成孔质量检测内容1.桩位偏差 2.孔径 3.桩倾斜度 4.孔底沉淀厚度,成桩质量检测内容1、桩身完整性2、承载力砼钻孔灌注桩完整性检测 桩身完整性常见缺陷有：夹泥、断裂、缩径、扩径、砼离析及桩顶砼密实度较差等。检测方法概述.钻芯检验法：即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。.振动检测法（动测法）：包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法）,.超声脉冲检验法：该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器通道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。.射线法：射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质量不同或存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。,（三）几种检测方法介绍.反射波法）仪器设备及要求：仪器宜由传感器、激振设备、一体化检测仪和打印机组成。传感器用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏度应大于100mV/g。放大系统的增益应大于60dB，长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3V。频带宽度应不窄于101000Hz，滤波频率可调整。模/数转换器的位数不应小于8bit。采样时间宜为501000s，可分数档调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。,）现场检测及注意事项 被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。,断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。）影响基桩质量检测波形的因素分析（）露出桩头的钢筋对波形的影响:这是因为在桩头激振时，钢筋所产生的回声极易被检波器接收。(用砂子围住检波器)（）桩头破损对波形的影响:由于桩头破损，这将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。6）检测数据的处理与判定桩身混凝土的波速Vp=2 L/T,反射波法现场测试及注意事项1、检测前准备工作检测前首先应搜集有关资料。根据现场实际情况选择合适的击振设备、传感器及检测仪，检查测试系统各部分之间是否连接良好，确认整个测试系统处于正常工作状态。桩顶应凿至新鲜混凝土面，并用打磨机将测定和激振点磨平。应测量并记录桩顶截面尺寸。混凝土灌注桩的检测宜在成桩14d以后进行。打入或静压式预制桩的检测应在相邻桩打完后进行。,2、传感器安装应符合下列规定传感器的安装采用橡皮泥等耦合剂，粘结牢固，并与桩顶面垂直。对混凝土灌注桩，传感器宜安装在距桩中心1/2-2/3半径处，且距离桩的主筋不宜小于50mm。当桩径不大于1000mm时不宜少于2测点；当桩径大于1000mm时不宜少于4测点。对混凝土预制桩，当边长不大于600mm时不宜少于2测点；当边长大于600mm时不少于3个测点。对预应力混凝土管桩不应少于2测点3、激振要求混凝土灌注桩、混凝土预制桩的击振点宜在桩顶中心部位；预应力管桩的击振点和传感器安装点与桩中心连线的夹角不应小于45度。,激振锤和激振参数宜通过现场对比试验选定。短桩浅部用轻锤高频短脉冲，长桩深部用重锤低频宽脉冲采用力棒时应自由下落，采用力锤时应使其作用力方向与桩顶面垂直4、注意事项采样频率和最小采用长度应根据桩长和波形分析确定各测点的重复检测次数不应少于3次，且检测波形具有良好的一致性当干扰较大时，可采用信号增强技术进行重复激振，当信号一致性差时，应分析原因，排除人为和仪器等干扰因素，重新复测对存在缺陷的桩应改变检测条件重复检测，相互验证,2.超声波法）检测方式（双孔、单孔和桩外孔检测）检测仪器换能器应采用柱状径向振动的换能器。其共振频率宜为2550kHz，长度宜为20cm，换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为5200kHz。换能器的水密性应满足在1MPa水压下不漏水。发射换能器的长度，频带宽度及水密性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能应符合以下规定：（1）接收放大系统的频带宽度宜为560kHz，增益应大于100dB，并应带有060（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1%。（2）发射系统应输出2501000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。（3）显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围应大于2000s，计时精度应大于1s。,）判断桩内缺陷的基本物理量（）声时值（）波幅（或衰减）（）接收信号的频率变化（）接收波形的崎变）预埋检测管时应注意问题：（1）桩径1.5m时应埋设三根管；桩径1.5m以上应埋设四根管。（2）声波检测管宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管，其内径宜为5060mm。钢管宜用螺纹连接，管的下端应封闭，上端应加盖。（3）检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应相互平行。,6）桩的现场检测超声法现场操作步骤与注意事项1、现场检测步骤将装设有扶正器的接收及发射换能器置于检测管内，调试仪器的有关参数，直到显示出清晰的接收波形，且是最大波幅达到显示屏的2/3左右检测宜由检测管底部开始，将发射与接收换能器置于同一标高，测取声时、波幅或频率，并进行记录发射与接收换能器应同步升降，测量点距不大于250mm，各测点发射与接收换能器累计相对高差不大于20mm，并应随时校正；发现读书异常，应加密测量点距一根桩有多根检测管时，按分组进行测试,2、检测前准备被检测的混凝土龄期应大于14d声测管内灌满清水，且保证通畅标定超声仪检测仪发射至接收的系统延迟时间T0准确量测声测管的内外径和相邻两声测管外壁间的距离，精度为1mm取芯孔的垂直度误差不大于0.5%，测前应进行孔内清洗露出桩头的钢筋对波形的影响，桩头破损对波形的影响加载装置要安全可靠，设置的基准点本身不变动，没有被接触或遭破坏的危险，附近没有振源，不受直射太阳光和风雨的干扰，不受试桩下沉的影响,7）检测数据处理与判定（）声时分析法（）判据法（即相临测点间声时的斜率和差值乘积判据）实验证明:判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管不平行，或砼不均匀等原因所引起声时变化，基本没有反映。桩内砼强度的测量（）桩内砼总体平均强度的推算 当根据检测结果确认桩砼均匀性较好时，可用平均声速推算平均强度。（）缺陷区强度的估算及桩纵剖面逐点强度的估算采用“声速衰减”综合法，即是用声速、衰减两项参数与强度建立相关关系，从而可消除砼配合比和离析等因素的影响。,基桩承载力检测现有确定基桩承载力检测的方法有两种：一种是动测法，另一种是静荷载试验。一.静荷载试验(一)基桩的垂直静载试验按现行地基基础规范“单桩承载力宜通过现场静载试验确定，在同一条件下，试桩数量不宜少于总桩数的，并不少于根”。1.垂直静载试验准备）基本要求（安全可靠、经济、选择合适的加载系统）加载量确定:加载量不低于破坏荷载或最大加载量的.倍。）反力装置（多采用液压千斤顶、锚桩和横梁）锚桩与试桩的中心间距，当试桩的直径（或边长）小于或等于800毫米时，可为试桩直径（或边长）的5倍，当试桩的直径（或边长）大于800毫米时，上述距离不得少于4米。,2.试验加载步骤与方法1）预备试验 2）分级加载，3）记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为40毫米。4）卸载，并记录其回弹值；5）据记录绘制曲线；3.破坏、极限及容许荷载的确定）破坏荷载确定:a.当试桩总位移量已大于或等于毫米，这一阶段下沉量大于前一阶段下沉量倍b.当试桩总位移量已大于或等于毫米，本级荷载小时未判稳c.总位移量小于毫米，荷载已大于或等于设计安全系数）极限荷载确定:在破坏荷载前一阶段累计荷载即极限荷载。）容许荷载的确定:极限荷载除以安全系数即为容许荷载。,基桩静载试验现场注意问题 加载装置要安全可靠，保证有足够的加载量，不能发生加载量达不到要求而中途停试验的事故设置基准点时应满足以下几个条件：基准点本身不变动，没有被接触或遭破损的危险，附近没有震源，不受直射阳光与风雨等干扰，不受试桩下沉的影响当量测桩位移用的基准梁采用钢梁时，为保证测试精度需采取下述措施:基准梁的一端固定，另一端必须自由支承，防止基准梁受日光直接照射；基准梁附近不设照明及取暖炉，必要时基准梁可用聚苯乙烯等隔热材料包裹起来，以消除温度影响测量仪器安装前应予校正，擦干润滑,二.基桩高应变动力检测 检测混凝土预制桩和钢桩的极限承载力的最短休止期应满足下列条件：砂土7d，粉土10d，非饱和粘性土15d，饱和粘性土25d 混凝土灌注桩，桩身混凝土强度达设计要求，且满足最短休止期,桥梁支座和伸缩装置试验检测一.桥梁支座功能：传递荷载及适应变形 简易垫层（用于小桥涵）桥梁支座类型 钢板、钢筋砼、铸钢或不锈钢 橡胶支座（用于大中桥）（一）板式橡胶支座检测1.板式桥梁橡胶支座的构造特性胶类：天然和合成胶 天然胶（适用温度：3560）氯丁胶（适用温度：2560）构造特性：板式桥梁橡胶支座通常由若干层橡胶片与以薄钢板为刚性加劲物组合经硫化牢固的粘合为一体。,进行预压：将压应力以（）MP/S的速率连续地增至平均压应力=10 MP，持续2分钟，然后以连续均匀的速度将压应力卸至1.0 MP，持续5分钟，记录初始值，绘制应力-应变图，预压三次；正式加载：每一加载循环自1.0 MP开始，将压应力以（）MP/S的速率均匀加载至4 MP，持续2分钟后，采集支座变形值，然后以同样速率每2 MP为一级逐级加载，每级持续2分钟，采集支座变形数据，直至平均压应力为为止，绘制的应力-应变图应呈线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至压应力为1.0 MP。分钟后进行下一加载循环，加载过程应连续进行三次；结果计算：以承压板的四角所测得的变位平均值作为各级荷载作用下试样的累计压缩变形值，按橡胶层的总厚度，求出在各级荷载作用下试样的累计压缩应变值。,（1）值的计算：（支座形状系数S：即是支座受压面积与其自由膨胀侧面积之比值）。矩形：LOaLOb/2(LOa+LOb)圆形：d0/43）抗剪弹性模量（1）实测抗剪弹模方法步骤：准备试验：在试验的承载板上，应使支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好，使试样及中间钢板的对称轴和试验的承载板中心轴处在同一垂直面上，精度应小于1%的试样短边尺寸。为防止出现打滑现象，应在上下承载板和中间钢拉板上粘贴高摩擦板，以确保试验的准确性；,在承压板水平向安装两只大标距的位移计（百分表）；将压应力以（）MP/S的速率连续地增至平均压应力=10 MP，绘制应力-时间图，并在整个抗剪试验过程中保持不变；调整试验机的剪切试验机构，使水平油缸，负荷传感器的轴线和中间钢拉板的对称轴重合；预加水平力：以（）MP/S的速率连续地施加水平剪应力至剪应力=1.0 MP，持续分钟，然后以连续均匀的速度卸至剪应力为0.1 MP，持续5分钟，记录初始值，绘制应力-应变图，预压三次；,正式加载：每一加载循环自=0.1 MP开始，每级剪应力增加0.1 MP，持续法分钟，采集支座变形数据，至=1.0 MP为止，绘制的应力-应变图应呈线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1 MP。分钟后进行下一加载循环试验，加载过程应连续进行三次；结果计算：以各级荷载作用下百分表测出试样累计水平变形值，按橡胶层总厚度，求出各级荷载作用下累计剪切应变值。实测抗剪弹量按公式计算.,注意：每对检验支座所组成试样的实测抗剪弹性模量G 为该试样三次加载所得到的三个结果的算术平均值。但各单项结果与算术平均值之间的偏差应不大于算术平均值的3%，否则应对该试样重新复核试验一次，如果仍然超过3%，应请试验机生产厂专业人员对试验机进行检修和检定,合格后重新进行试验。4）抗剪粘结性能试验：5）抗剪老化试验将试件置于老化箱内，在（702）的温度下经72小时后取出，在标准温度（235）下，停放48小时后，在标准温度（235）下进行抗剪老化试验，试验与抗剪弹模方法步骤相同。,4.判定规则 1）实测的抗压弹模与容许值偏差在之内，则满足要求；2）实测的抗剪弹模与容许值的偏差在之内，则满足要求的；3）在两倍的剪应力作用下，橡胶层未被剪坏，中间层钢板未断裂错位，卸载后，支座变形恢复正常，则认为是满足抗剪粘结性能要求；4）试件老化抗剪弹模与规定抗剪弹模的偏差在之内，则满足要求；5）实测剪切角正切值符合容许剪切角正切值，则认为是满足要求的；,6）在不小于的压应力时，橡胶层未被挤坏，中间层钢板未断裂，四氟板与橡胶未发生剥离，则认为极限抗压强度是满足要求；7）实测摩擦系数符合容许摩擦系数，则认为是满足要求的；8）试件的转角正切值，混凝土和钢筋混凝土桥梁在1/300，钢桥梁在1/500时，试件边缘最小变形值大于或等于零时，则认为转角满足要求；9）三块（或三组）试样中，有两块（或两组）不能满足要求时，则认为该批产品不合格。若有一块（或一组）不能满足要求，则应重新抽取三块（或三组）试样进行试验，若仍有一块（或一组）不能满足要求时，则也认为该批产品不合格。,（二）盆式橡胶支座检测1.盆式橡胶支座的分类 1）按使用性能分：双向（多）活动盆式橡胶支座（SX），单向活动盆式橡胶支座（DX）和固定盆式橡胶支座（GD）。2）按适用温度范围分：常温型（2560），耐寒型（4060）。3.盆式橡胶支座的检测项目 1）竖向承载力：在竖向荷载作用下，支座压缩变形值不得大于支座总高度的2%，盆环上口径变形值不得大于盆环外口径的千分只0.5，支座残余变形值不得超过支座总变形值的5%。,2）水平承载力：在标准系列中，固定支座在各个方向和单向活动盆式橡胶支座非滑移方向的水平承载力均不得小于支座竖向承载力的10%，抗振型支座水平承载力均不得小于支座竖向承载力的20%。3）转角：支座转角不得小于0.02 4）摩阻系数：加5201硅脂润滑后，常温型活动盆式橡胶支座摩阻系数最小取0.03；耐寒型活动盆式橡胶支座摩阻系数最小取0.06。,（三）球型桥梁支座检测 1.球型支座分类：按其水平方向位移特性分：双向活动支座（SX），单向活动支座（DX）和固定支座（GD）。2.结构形式及规格系列球型支座由上支座板（含不锈钢板），球冠衬板，下支板，平面聚四氟乙稀板，球面聚四氟乙稀板和防尘结构组成。4）摩阻系数：在竖向设计荷载作用下，聚四氟乙稀板有硅脂润滑条件下摩阻系数：常温（2560）取0.03；室温（4025）取0.05。,