桥梁结构试验检测.ppt

《桥梁结构试验检测.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《桥梁结构试验检测.ppt（104页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、桥梁结构试验检测,桥梁结构试验的概念桥梁上部结构检测桥梁荷载试验桥梁基础检测,教材 道路与桥梁工程试验检测技术 邢世建 重庆大学出版社,参考 桥梁结构试验 章关永 人民交通出版社 Bridge Management（2nd ed）Michael J.Ryall Elsevier,桥梁结构试验,桥梁结构试验的任务通过物理技术手段，通过一定物理量的输入，得到相应的输出，判定结构的行为效应是否出于预测的范围，或反求推测结构的内部性能确定桥梁的承载能力及其运行条件分析桥梁病害产生的原因及其变化规律对新建或改造桥梁进行鉴定，检验其设计与施工的效果，作为竣工验收的依据。主要依据公路工程质量检验评定标准（J

2、TJ F80/1-2004）公路工程技术标准（JTG B01-2003）公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）公路旧桥承载能力鉴定方法交通部，1988公路工程竣（交）工验收办法（交通部2004年第3号）大跨径桥梁荷载试验方法交通部科研所公路桥梁承载能力检测评定规程(送审稿)交通部科研所,桥梁试验的目的,科学性试验验证新的结构分析理论、设计计算方法运用和推广新的结构形式、新的建筑工艺积累经验为制定新的设计规范提供依据生产性试验对于新桥型及桥梁中运用新材料、新工艺的应验证桥梁的计算图式，为完善结构分析理论积累资料对于旧桥

3、，通过荷载试验可以评定出运营荷载等级。,桥梁试验的分类,原形试验实桥试验模型试验小尺寸比例模型试验满足相似原理？静力试验承载能力动力试验动力性能，缺陷,桥梁结构试验的组织,试验目的查找有关文献收集设计资料拟定试验方法组织人员设备,桥梁荷载试验方案,试验目的加载方法试验内容测量方法试验程序试验进度,桥梁试验报告,试验目的试验对象介绍试验方法及依据试验情况及问题试验成果及分析结论问题与建议,桥梁上部结构检测,桥梁支座和伸缩装置混凝土结构构件检测预应力混凝土结构试验检测钢结构试验检测悬吊结构试验检测,桥梁支座类型,简易垫层（用于小桥涵）钢板支座钢筋砼支座橡胶支座,板式橡胶支座,板式桥梁橡胶支座的构造

4、特性天然胶（适用温度：3560）氯丁胶（适用温度：2560）三元乙丙胶（适用温度：6060）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。水平位移能力取决于橡胶的厚度,板式桥梁橡胶支座的检测项目,支座力学性能检测项目极限抗压强度、抗压弹性模量、抗剪弹性模量、老化后抗剪弹性模量、容许剪切角正切值、容许转角正切值、四氟板与不锈钢板摩擦系数（如有四氟板）解剖检测锯开后橡胶层厚度和钢板与橡胶粘贴情况尺寸偏差（平面及厚度尺寸）,实测抗压弹性模量方法步骤,准备试验：将支座置于试验加载装置的承压板上，上下承压板与支座接触面不得有油污；对准中心，缓慢加荷至压应力为

5、1.0 MP在承压板四角对称安装四只位移计；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；,实测抗压弹性模量方法步骤,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

6、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。,橡胶支座的性能,弹性模量的影响因素粘结质量形状系数形状系数的概念受压面机与自由表面之比矩形 S=LaLb/2(La+Lb)圆形 S=d/4规范公式E=66S-162极限抗压强度矩形 70MPA圆形 75MPa,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

7、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，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；,实测抗剪弹模方法步骤,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

8、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.,实测抗剪弹模方法步骤,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。,容许剪切角,容许剪切角试验方法同抗剪弹模

9、试验一样，并可与抗剪弹模试验同时完成。tg=/G,摩擦系数试验,(1)将四氟滑板支座与不锈钢板试件按规定摆放，对准试验机承载板中心位置，精度应小于1%的试件短边尺寸。试验时应将四氟滑板试件的储油槽注满5201-2硅脂油；(2)将压应力以（）MP/S的速率连续地增至平均压应力，绘制应力-时间图，并在整个摩擦系数试验过程中保持不变。其预压时间为1小时；(3)以（）MP/S的速率连续地施加水平力，直至橡胶支座试样与不锈钢板试样接触间发生滑动时为止，记录此时的水平剪应力值，加载过程连续进行三次。(4)摩擦系数计算公式：=/=H/A0=P/A0,容许转角试验,（1）将试件按规定摆放，对准中心位置，精度应

10、小于1%的试件短边尺寸。在距试件中心L处，安装使梁产生转动用的千斤顶和测力计，并在梁或板四周安装四只高精度位移传感器（精度0.001毫米）；（2）预压。将压应力以（）MP/S的速率连续地增至平均压应力，绘制应力-时间图，持续分钟后，以连续均匀的速度卸载至压应力为1.0MP，如此反复三遍。检查传感器是否灵敏准确；（3）加载。将压应力按照抗压弹性模量试验要求增至压应力（并在整个试验过程中保持不变），采集支座变形数据，绘制应力-应变图，用千斤顶对中间梁施加一个向上的力P，使其达到预期转角的正切值（偏差不大于5%），停5分钟后，记录千斤顶力及传感器的数值。（4）实 测 转 角 正 切 值 的 计 算,

11、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；,判定规则,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

12、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。,桥梁伸缩装置的作用及分类,1.作用 1)满足桥梁上部结构变形的需要 2)保证车辆平稳过桥 2.分类1)模数式（适用伸缩量160毫米公路桥梁）2)梳齿板式（适用伸缩量小于毫米的公路桥梁）3)分类橡胶式（板式和组合）（适用伸缩量不大于12毫米）4)异型钢单缝式（适用伸缩量不大于毫米）,桥梁橡胶伸缩装置检验取样,1）对模数

13、式伸缩装置取样时应不小于4米长并具有4个单元变位、支承横梁间距等于1.8m的组装试样进行试验。2）梳齿板式伸缩装置应取单元加工长度不小于2米组装试样进行试验。3）橡胶伸缩装置应取1米长的试样进行试验。,桥梁橡胶伸缩装置检验原则,三种不同的检验、型式、外观与尺寸、抽检原则整体试验，试验设备条件不足，可以取样专用试验平台静力试验与冲击震动试验防水试验部件可替换性试验尺寸检查,判定规则,成品力学性能几何尺寸解剖检验化工材料钢材不合格的处理,砼结构构件试验检测,三个方面的质量检查施工阶段外观质量混凝土强度强度等级评定立方体强度钻心法回弹法超声回弹综合法后装拔出法超声法检测混凝土缺陷,立方体强度,抽样的

14、组数2、3、4、5强度评定试件大于10组Rn-K1S0.9RRmin K2R试件小于10组Rn 1.15RRmin 0.95R,钻芯法,适应范围1.对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；2.因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；3.混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时；4.需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。芯样钻取芯样尽可能避免在靠近砼构件的接缝或边缘钻取。1.芯样数量 2.芯样直径：为集料最大粒径的3倍，任何情况下不小于2倍。一般为150-100毫米。3.芯样高度：不小于直径，也不应大于直径的2倍。4.芯样外观检查内容：每个芯样应详细描述有关裂缝、分层、麻面或离析等

15、，并估计集料的最大粒径、形状种类及粗细集料的比例与级配，检查并记录存在气孔的位置、尺寸与分布情况，必要时应进行拍照。,钻芯法,芯样检查（1）平均直径；（2）芯样高度；（3）垂直度；（4）平整度。6.试样制作：1)用硫磺与矿粉的混合物在180-210度间加热后，摊铺在试样表面，用模板均匀按压，放置2小时以上。2)用环氧树脂拌水泥，加入乙二胺固化，抹在试样表面，压平，使用矾土水泥养生18小时以上;用硅酸盐水泥养生3天。芯样端面整平要求：与轴线垂直，误差不应大于1度。,钻芯法,抗压强度试验芯样强度计算f=P/A不同高径比强度换算系数注意圆试件与方试件的比较注意问题,回弹法检验砼强度,回弹法的基本原理

16、:回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击砼表面，并以重锤反弹回来的距离作为强度相关指标来推算砼强度的一种方法。回弹仪率定仪器率定：在硬度为602的钢砧上,按规定方法回弹,其平均值应为802.回弹仪的率定方法。回弹仪在工程检测前后，应在钢砧上作率定试验，并应符合下述要求：回弹仪率定试验宜在干燥、室温为535的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹值的平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为90弹击杆每旋转一次的率定平均值应为802。,回弹法检验砼强度,检测方法 1.收集资料（1-6）2.选择测区：1）一般构件其测区测区数不少于个

17、，对长度小于4.5米且高度低于0.3米的构件其测区数应不少于5个。2)测区的面积宜控制在平方厘米（厘米）；3)测区宜选在构件的两个对称可测面上，受力及薄弱部位必须布置测区；3.回弹值测量：1)测点宜在测区内均匀分布,相邻测点净距不少于20毫米,测点距构件边缘不少于30毫米,应辟开外露钢筋及石料。2）每一测区回弹点。检测时，回弹仪的轴线必须垂直于结构或构件砼检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。,回弹法检验砼强度,碳化值的测定1）测区规定：选择不少于构件数的30%的测区，在有代表性的位置处测定碳化深度值。2）方法：先用合适的工具在测区表面形成直径约为毫米的孔洞，然后除净孔洞内的粉末（不得用水清洗

18、），立即用浓度为酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，再用深度测量工具测量其碳化值。注：未碳化的砼颜色为粉红。,回弹法检验砼强度,回弹值计算和混凝土强度的确定1.计算平均回弹值：每一测区记取个回弹值,剔除三个最大值和三个最小值,然后按公式计算2.修正（角度与浇筑面修正）3.混凝土强度的确定1)对于单个构件，应以最小值作为该构件砼强度推定值;2)对于批量检测时，应按公式计算。误差范围及极限减少误差的方法注意问题,回弹法检验砼强度-测强曲线及测定,测强曲线全国地区专用测强曲线的测定查表问题,超声法,超声仪的基本原理和组成超声换能器的种类：1）按波形分：纵波和横波换能器；2）按发射频带分：窄和宽带换能器

19、；3）按发射能量大小分：小和大功率换能器；4）按声辐射面分：平面和径向换能器。超声仪的技术要求对换能器的技术要求 超声仪的检验自身检验的方法步骤零读数问题,超声法,平面换能器零读数的标定方法（1）直接相对法；（2）长短测距法（3）标准试棒法径向换能器零读数的标定方法超声仪的使用与保养,超声法,测强曲线声时测量回弹测量强度推定,拔出法检验砼强度,拔出法检验砼强度的基本原理:利用拉拔力和砼强度有一定的线性关系，用专用设备检测出拉拔力，从而推定其砼强度。检测要求检测方法步骤 1.钻孔 2.磨槽 3.安装锚固件 4.拔出试验 5.注意问题（1-3）混凝土强度的推定1.单个构件混凝土强度的推定（方法）2

20、.抽检构件混凝土强度的推定（方法）,超声法检验砼缺陷,砼缺陷产生的原因)施工（振捣不足、骨料最大粒径选择不当和模板漏浆所造成的内部孔洞、不密实、蜂窝等）)非外力作用所形成裂缝（温度裂缝、砼干缩及碳化裂缝）)受外力作用所形成的裂缝)由于腐蚀或冻融所造成的层状疏松判别缺陷的基本依据)根据低频超声在砼中遇到缺陷时的绕射现象，按声时及声程的变化计算缺陷的大小；)根据超声波缺陷界面上产生反射，因而到达接收探能量显著衰减来判断缺陷的存在及大小；)据接收的频率明显降低，也可判别砼内部缺陷。)根据超声波在缺陷处的波形转换和叠加，造成接收波形奇变的现象判别缺陷。,超声法检验砼缺陷,换能器频率选择（根据测距和最小

21、横截面尺寸）换能器的布置方法（对测法、斜测法、平测法、钻孔法）混凝土缺陷检测）砼均匀性检测，根据声速的标准差和离差系数，可以相对比较学相同侧距的同类结构或各部位砼均匀性的优劣。离差系数越小，砼越均匀。）砼结合面质量检测）砼表面损伤层检测，运用砼表面损伤的声速与未损伤的砼声速比较。）砼不密实区和空洞检测(空洞尺寸可以用公式计算)。）浅裂缝检测 6）深裂缝检测,预应力砼结构构件试验检测,预应力钢材试验检测热处理钢筋预应力钢丝钢绞线预应力锚具、夹具和连接器检测产品分类与技术要求试验方法与设备张拉设备效验张拉力控制水泥浆,预应力钢材基本概念,预应力钢材（热处理钢筋、矫直回火及消除应力钢丝、冷拉钢丝、刻

22、痕钢丝、钢绞线等）1.热处理钢筋：钢筋经热处理后，改变了钢筋内部的组织结构，抗拉强度得到了提高。2.矫直回火钢丝和冷拉钢丝统称为高强钢丝。它由含碳量为0.6%1.4%、含磷和硫量小于0.05%的碳素钢组成。3.钢绞线:由直径为(2.55毫米)的碳素钢丝按2根、3根、7根一股编绞而成，桥涵工程常用的钢绞线为7根一股的。,预应力钢材试验检测项目,.热处理钢筋检验抽样标准外观、尺寸、允许偏差不得有裂纹、结疤和折叠、外观、断面尺寸在容许范围之内，表面不得粘有油污力学性能屈服强度、抗拉强度，拉伸试验，伸长率合格的标准2.预应力钢丝检验抽样外观、尺寸、允许偏差不得有裂纹、机械损伤，外观 断面尺寸在容许范围

23、之内，表面不得粘有油污力学性能拉伸试验 弯曲次数 松弛试验合格的标准,预应力钢绞线检验,抽样标准外观、允许偏差不得有横裂、相互交叉、电接头、麻坑等面积与尺寸 力学性能拉伸试验松弛试验预应力钢绞线力学性能检验的样品标距不少于毫米。预应力钢绞线松弛试验检验的样品标距不少于2.5米。合格的标准,预应力的锚具、夹具和连接器检测,1.常用术语及定义2.分类与代号1)锚具、夹具和连接器按锚固方式:按锚固方式不同可分为（夹片式、支承式、锥塞式和握裹式）。2)产品标记（四部分）a.由两个汉语拼音字母组成（前为预应力体系代号，由研制单位选定；后为锚具、夹具和连接器代号，分别为、和）b.为预应力筋直径；c.为预应

24、力筋根数；d.为锚固方式代号，对夹片锚、锥塞锚和握裹锚代号分别为、和，对支承式锚中螺纹锚和镦头锚分别为和。如锚固21根直径为毫米钢丝的镦头锚具可标记为。3.常规检测项目及抽样方法1）常规检测项目：外观.硬度和静载锚固性能试验2）抽样方法,预应力的锚具、夹具和连接器检测,技术要求可靠的锚固性能和承载能力、满足锚具效率系数和总应变的要求锚具的力学分类分类，I类锚具、II类锚具的概念和要求1.I类锚具 0.95 2.0%2.II类锚具 0.90 1.7%3.夹具 0.92,锚具、夹具、连接器试验方法,.一般规定：组装件不得在锚固零件上添加影响锚固性能的物质，如金刚砂、石墨等；束中各根预应力筋等长平行

25、，其受力长度不得小于米，单根预应力筋试件受力不小于厘米。.静载试验：加载步骤：按预应力钢筋抗拉强度标准值、和分四级等速加载，加载速度宜为每分钟，达到后，持续一小时随后加载至破坏。3.观察和量测项目有：）各根预应力钢筋与锚具、夹具和连接器之间的相对位移；锚具、夹具和连接器各零件之间的相对位移；）达到后，持荷一小时时间内的锚具、夹具和连接器的变形；）试件的实测极限应力；达到实测极限应力时的总应变；）试件的破坏部位与形式。根据试验结果计算锚具、夹具和连接器的锚固效率系数,锚具、夹具、连接器试验方法,计算项目锚具效率系数的计算（GB）夹具效率系数的计算（GB）效率系数和总应变（JT）1.疲劳试验预应力

26、钢丝、钢绞线、热处理钢筋，应力上限65%，幅80MPa冷拉钢筋，应力上限80%，幅80MPa疲劳试验机脉冲频率不超过500次/分以100MPa/分的速度加到应力下限，开始记录循环次数记录疲劳破坏出现的情况，断裂的位置、数量和循环的次数2.周期荷载试验 预应力钢丝、钢绞线、热处理钢筋，应力上限80%，幅840%冷拉钢筋，应力上限100%，幅40%设备与静载试验相同反复50次,锚具、夹具、连接器试验方法,锚具的内缩量设备与静载相同内缩量测量见图锚具摩阻损失设备与静载相同测量锚具前后的预应力钢筋的拉力差张拉锚固工艺设备与静载相同通过4级长拉，观察项目：临时锚固的可能性钢筋受力的均匀性放松的可能性抽样

27、及判定外观，10%，10套交通，锚具及联结器，10%，不少于10套静载，3套,锚具、夹具、连接器试验方法,检测结果判定1.外观检验：如表面无裂缝，影响锚固能力的尺寸符合设计要求，应判定为合格；如此项尺寸有一项超过允许偏差，则应抽取双倍的数量做检验；如仍有一套不符合要求，则应每套检查，合格者方可使用。如发现一套有裂纹，则应对全部产品进行检查，合格者方可使用。2.硬度检验，每个测三点，一个不合格则抽双倍，仍有一个不合格，逐套检查3.静载锚固性能试验，一个不合格则抽双倍，仍有一个不合格，则全部不合格4.辅助性试验为观测项目，不做合格与否的判定。,锚具、夹具、连接器试验方法,张拉设备检验预应力钢筋的张

28、拉方式有机械和电热张拉两类。为正确控制张拉力，一般用校验标定的方法测定油压千斤顶的实际作用力与油压读数的关系。标定方法：用长柱压力试验机、用标准测力计、电测传感器千斤顶检验结果的回归计算张拉力控制-按千斤顶的油压和预应力筋的伸长量双重控制理论伸长计算伸长量测量,锚具、夹具、连接器试验方法,水泥浆的技术条件425号以上水泥对钢材无锈蚀作用，水灰比0.40.45，可加减水剂，可加膨胀剂，泌水绿4%，稠度14-18s，初凝时间3045min，每班留三组7厘米立方体做强度试验泌水率和膨胀率试验稠度试验,钢结构试验检测,一 构件焊接质量检验（焊前质量检验、焊接过程中质量检验和焊接后成品质量检验）。二 钢

29、材焊缝无损探伤（一）探伤方法分类超声波（脉冲反射法和穿透法）探伤方法 射线探伤法（射线、射线和高能射线）磁粉和 渗透检测法,钢结构试验检测,（二）无损探伤方法.超声波 连续波探伤法2.射线探伤法（射线、射线和高能射线）射线探伤原理是利用射线可穿透物质中有衰减的特性来发现缺陷的一种探伤方法。）射线照相法的探伤原理:是利用射线在物质中的衰减规律和对某些物质产生的光化及荧光作用为基础进行探伤的。从射线对底片的光化作用看，射线强的部分对底片的光化作用强烈，即感光量大。感光量大的底片经暗室处理后变得较黑。工件中的缺陷通过射线在底片上产生黑色的影迹，这就是射线照相法的探伤原理。）射线照相法的工序,钢结构试

30、验检测,3.磁粉检测法原理当材料和构件被磁化后，如果在构件表面存在缺陷，即会在该处形成一漏磁场，此漏磁场将吸引，聚集检测过程中的磁粉，而形成缺陷显示。4.渗透检测法原理利用黄绿色荧光渗透液或红色着色渗透液对狭窄缝隙良好的渗透性，经过渗透清洗处理后，可用目视观察缺陷性质和尺寸以做出适当的平价。,钢结构试验检测,三.高强螺拴及组合件力学性能试验（一）扭剪型高强螺拴连接副预应力复验方法（二）高强度六角螺拴连接副扭矩系数的复验方法（三）高强螺拴连接抗滑移系数的试验方法四.漆膜厚度现场检测 漆膜厚度检测方法（杠杆千分尺法和磁性测厚仪法）,悬吊结构试验检测,一 斜拉桥施工控制与测试（一）结构分析.选用合理

31、的计算图式；合理估计主梁架设过程中各阶段的施工荷载。.计入非线性影响、砼收缩对结构变形和内力的影响以及要考虑温度和风力对变形和内力的影响。.用模拟来进行斜拉桥施工中的行为。（二）施工控制的原理与方法 一般斜拉桥施工时，主梁架设阶段确保主梁线型顺直正确是第一位，即以标高控制为主。二期恒载施工时为保证结构的整体受力变形处于理想状态，拉索张拉时以索力控制为主。,悬吊结构试验检测,（三）施工测试 施工测试的主要内容有：.结构的几何位置和变形 主要观测主梁轴线和索塔顶端位置、主梁挠度和塔顶水平位移 测试设备为：精密量测仪（全站仪）.应力测试 1)测试内容：主要测试斜拉索的索力、支座反力和主梁和塔的应力在

32、施工中的变化。2)测试方法：主梁和塔的应力可用预埋钢弦式应变计来测试。.温度测试：观测主梁、索塔和斜拉索的温度，以确定结构温度场，监控主梁和索塔位移随温度和时间的变化规律。测定温度时可采用热电偶、红外温度计等测试。,悬吊结构试验检测,冷铸锚(冷铸镦头锚)试验 冷铸锚组成:主要由锚筒、锚固板、锚固螺母、压板、接长筒、卡环、钢护筒、冷铸填料等组成。国内常用环氧树脂钢砂作为冷铸填料。冷铸锚试验内容：拉索钢丝力学性能试验，锚具部件尺寸和硬度检验，拉索锚具组装件静载试验，疲劳试验等（一）冷铸填料性能试验.温度稳定性试验主要检测冷铸填料低温脆性和高温强度下降趋势（求出冷铸填料随温度升高强度下降率）。.钢丝

33、拔出试验（考察环氧填料与钢丝的粘结力）。.弹性模量试验.热老化性能试验（小时）,索力测试,（一）索力测试方法.电阻应变法2.拉索伸长量测定法3.索拉力垂度关系测定法4.张拉千斤顶测定法5.压力传感器测定法6.振动测定法等。（一）振动法测索力原理：方法是实测拉索的固有频率，利用索的张力和固有频率的关系计算索力。,桥梁荷载试验,桥梁荷载试验的目的及主要内容一.荷载试验的目的:（检验桥梁整体受力性能和承载力是否达到设计文件和规范的要求；对于新桥型及桥梁中运用新材料、新工艺的应验证桥梁的计算图式，为完善结构分析理论积累资料；对于旧桥，通过荷载试验可以评定出运营荷载等级。）二 荷载试验主要内容:（荷载试

34、验的目的；试验的准备工作；加载方案设计，测点设置与测试；加载控制与安全措施；试验结果分析与承载力评定；荷载试验报告的编写。）,桥梁荷载试验,荷载试验的准备工作（一）试验孔（或墩）的选择选择时所考虑的因素：.该孔（或墩）受力最不利；.该孔（或墩）施工质量较差、缺陷较多或病害较严重；.该孔（或墩）便于搭架，便于设置测点。（二）搭设支架（三）静载试验加载位置的放样和卸载位置的安排（四）试验人员的组织与分工（据实际情况安排）（五）其它准备工作（安全措施、供电照明、桥面交通管制等）,桥梁荷载试验,试验方案与实施桥梁静载试验通过测试桥梁结构在试验荷载作用下，控制截面的应变、位移或裂缝分析判定桥梁的承载力。

35、一 加载方案的实施（一）试验荷载工况的确定（静载1-7）.简支梁桥（跨中最大正弯矩工况、支点最大剪力和L/4桥墩最大竖向反力).连续梁桥（主跨中最大正弯矩、主跨支点负弯矩、主跨支点最大剪力工况、主跨桥墩最大竖向反力和边跨最大正弯矩工况）.悬臂梁桥（型刚构桥）支点（或墩顶）最大负弯矩工况、锚固孔跨中最大正弯矩工况、支点（或墩顶）最大剪力工况、挂孔跨中最大正弯矩工况.无铰拱桥（跨中最大正弯矩工况、拱脚最大负弯矩工况、拱脚最大推力工况、正负挠度绝对值之和最大工况）,桥梁荷载试验,（二）试验荷载等级的确定.控制荷载的确定（汽车和人群标准设计荷载、挂车和复带车标准设计荷载、需通行的特殊重型车辆）以上几种

36、进行截面内力计算比较选出最不利的荷载作为控制荷载。.静载试验效率（）.动载试验效率（三）静载加载分级与控制.分级控制的原则.车辆荷载加载分级的方法（先轻后重、逐渐增加车辆数、加载车位于内力影响线不同部位）.加卸载的时间选择：为了减少温度变化对试验造成的影响，加载时间以点至晨点。（四）加载设备的选择（可行驶的车辆和重物加载）（五）加载重物的称量,桥梁荷载试验,测点布置.主要测点的布设(1-7)）简支梁桥（跨中挠度、支点沉降、跨中截面应变）连续梁桥（主跨挠度、支点沉降、跨中和支点截面应变）悬臂梁桥（型刚构桥）悬臂端部挠度、支点沉降、支点截面应变支点）无铰拱桥（跨中及L/4处挠度、拱顶和L/4处截面

37、应变）.其它测点的布设,桥梁荷载试验,静载试验仪器设备一 机械式位移计机械式位移计包括：百分表，千分表和挠度计。1.百分表的基本构造（百分表的分辨力为0.01毫米）2.百分表的工作原理:即利用齿轮转动机构将所检测位置的位移值放大,并把所检测的直线往复运动转换成指针的回旋转动,以指示其位移值。3.使用方法（注意事项：）二手持式应变仪三水准管式倾角仪四连通管,桥梁荷载试验,（一）电阻应变片（电阻应变计、电阻片、应变片）.电阻应变片的构造:主要由敏感元件、基底、覆盖层和引出线组成。2.金属应变片的工作原理：金属应变片粘贴在构件表面，当构件受载产生应变时，引起应变片电阻丝伸长或缩短，应变片的电阻丝伸长

38、或缩短即产生电阻变化，在一定的范围内，应变片的电阻的变化率与被测结构物应变成正比。3.电阻应变片的优缺点（电测法）优点：A 灵敏度高、电阻应变片尺寸小且粘贴牢靠、电阻应变片质量小。它是非电量电测中最重要的变换器,可以在高温（）、低温（）、高压（上万个大气压）、高速旋转、核辐射等特殊情况下成功的使用。B 应变片的标距可大可小。（最小可到0.2毫米）C 既可测静应变；也可测动应变。D 仪器使用方便。缺点：A 粘贴工作量大；B 现场测量所用导线多。4.电阻应变片的选用对于一般结构试验，采用欧纸基金属丝电阻应变片就可满足试验要求。其标距可结合试验的材料来确定。钢材 3-5毫米，石材 20-40毫米，混

39、凝土 40-150毫米,桥梁荷载试验,.测量电路 1)测量电路的作用是将应变片的电阻变化转化为电压（或电流）的变化。应变片电测一般采用两种电路，一种是电位计式电路，一种是桥式电路（惠斯登电桥）。电位计式电路，常在冲击测量等场合下使用，而且其阻值变化与输出电压的关系不是线性变化，在特殊情况可满足试验要求。2)桥式电路原理及测试方法：电桥的一个特点是，四个电阻达到某种关系时，电桥输出为零，这样我们就能应用很灵敏的电流计来测量输出。测试方法：单点、半桥、全桥电桥的增减特性：相邻的输出符号相反，电桥输出具有相减特性；相对两臂符号相同，电桥输出具有相加特性。,桥梁荷载试验,电阻应变仪静态电阻应变仪、动态

40、电阻应变仪和静动态电阻应变仪。日本产TML TDS303 TDS603静态应变仪日本Kyowa动态应变仪东华DH3816静态应变仪东华DH5920动态应变仪东华DH3817动静态应变仪,桥梁荷载试验,电阻应变测量的温度补偿1.温度效应：用应变片测量应变时，它除了能感受试件受力后的变形外，同样也能感受环境温度变化，并引起电阻应变仪示值变动，这称为温度效应。温度变化包括：电阻丝温度改变和电阻应变片中产生了温度应变。2.温度补偿：消除温度效应的应变值主要是利用惠斯登电桥桥路的特性进行，称为温度补偿。3.温度补偿方法是在受力构件上贴上测量片，在一个与材料相同并置于试件附近，具有同样温度变化条件但不承受

41、外力作用的小试块上贴温度补偿片。,桥梁荷载试验,电阻应变原理的推广传感器、应变式测力传感器 应变式测力传感器中的弹性元件承受轴向压力，而粘贴在元件上的应变片感受其应变。知道元件的截面积，即可求得压力。、电子式位移传感器）电阻式位移计特点：结构简单输出信号大。）应变式位移传感器特点：分辨率高，反应速度快，但测量精度受应变片粘贴质量的影响。,桥梁荷载试验,钢弦式传感器工作原理：用以被张紧的钢弦作为敏感元件，利用其固有频率与张拉力的函数关系，根据固有频率的变化来反映外界作用力的大小。光纤布拉格珊传感器原理：通过对光纤内部写入的光珊反射透射布拉格波长的检测，实现对被检测结构的应变和温度量值的绝对量测。

42、布拉格波长的变化反映了外界参量的变化。厂商北京基康,桥梁荷载试验,静载试验一 试验观测与记录.温度稳定观测.仪表测读和记录.裂缝观测二 加载实施与控制.加载程序.加载稳定时间的控制.加载过程的观测.终止加载控制条件,桥梁荷载试验,数据分析及桥梁承载力评定一 试验数据分析（一）试验资料的修正.测值的修正.温度影响的修正.支点沉降影响的修正（推导C=（L-X）A/L+XB/L）（二）各测点变位（挠度、位移、沉降）与应变的计算（三）应力计算（四）试验结果与理论分析的比较,桥梁荷载试验,加载试验成果分析及桥梁承载力评定（一）结构工作状况.效验系数 一般要求值不大于，值越小安全储备越大。.实测值与理论值

43、的关系曲线.相对残余变位（或应变）测点在控制荷载工况作用下的相对残余变位（或应变）越小，说明结构越接近弹性工作状况。.动载性能（二）结构的强度及稳定性（三）地基与基础（四）结构的刚度要求（五）裂缝,桥梁荷载试验,静载试验报告的编写静载试验报告内容：试验概况、试验目的、试验方案设计、试验日期及试验过程、各项试验达到的精度、试验成果与分析、试验记录摘要、技术结论、经验教训有关图片、照片及录像资料。,桥梁荷载试验,桥梁结构动载试验桥梁结构动载试验是通过测定桥梁结构在动载作用下的响应，分析桥梁的频率、阻尼和振型等模态参数进行桥梁承载力评定。桥梁动力特性（频率、振型和阻尼比）是评定桥梁承载力状态的重要参

44、数。结构振动问题涉及振源（输入）、结构（系统）和响应（输出），它们的关系为：振源（输入）结构（系统）响应（输出）,桥梁荷载试验,桥梁动载试验要解决的问题在结构振动问题中输入、系统和输出知其中两者，可以求第三者，所以桥梁的动载实验可以划分为三类基本问题：.测定桥梁荷载的动力特性（数值、方向、频率等）.测定桥梁结构的动力特性（自振频率、阻尼、振型等）.测定桥梁在动荷载作用下的响应（动位移、动应力等）,桥梁荷载试验,桥梁动载试验的测试仪器包括：测振传感器如工程力学研究所的941型拾振器应变片其他应变式传感器光纤传感器信号放大器如北京东方所的INV303光线示波器、磁带记录仪和数字信号处理机。此类机器

45、现在被笔记本电脑和软件所取代。如东方所的软件系统,桥梁荷载试验,测振传感器基本原理：由惯性质量、阻尼和弹簧组成一个动力系统，这个动力系统固定在振动体上（即传感器的外壳固定在振动体上）、与振动体一起振动；通过测量惯性质量相对于传感器外壳的运动，就可测得振动体的振动。.传感器的频率特性在设计和选择测振传感器时，应使传感器的固有频率与所测振动的频率相比尽可能的小。但是降低传感器的固有频率有时会很困难，这时往往采用适当选择阻尼器的阻尼值来延伸传感器的固有频率下限。惯性式加速度传感器的工作原理：即传感器的位移幅值与被测振动的加速度幅值成正比。,桥梁荷载试验,磁电式速度传感器基本原理和特点磁电式速度传感器

46、是根据电磁感应的原理制成的。灵敏度高（可测非常微弱的振动）、性能稳定、输出阻抗低，频率响应范围有一定的宽度。压电式加速度传感器基本原理：即是利用晶体的压电效应制成的。压电效应：即一些晶体材料当受到压力并产生机械变形时，在其相应的两个表面上出现异号信号，当外力去掉后，晶体又重新回到不带电的状态，这种现象在物理上称为压电效应。（隧道照明中讲到光电效应）我们可以通过测量压电晶体的电荷量来得到所测振动的加速度。,桥梁荷载试验,桥梁动载试验的激振方法 自振法:采用突加荷载法时，应注意冲击荷载的大小及其作用位置，如果要激起结构的整体振动，则必须在桥梁的主要受力构件上施加足够的冲击力。冲击荷载的位置可按所测

47、结构的振型来确定，如为了获得简支梁的第一振型，则冲击荷载应作用于跨中部位，测第二振型，则冲击荷载应作用于跨度的四分之一处。瞬态激振法:桥梁动载试验常用试验车辆在桥面上驶越枕木，利用车轮的突然下落对桥梁产生冲击作用，激起桥梁的竖向振动。,桥梁荷载试验,共振法（强迫振动法）连续改变激振器的频率，当激振力的频率与结构的固有频率相等时，结构出现共振现象，此时，所记录到的频率即为结构的固有频率。方法:在桥梁动载试验中，常用试验车辆在桥面上由低到高的不同速度驶过桥梁，使结构产生不同程度的强迫振动。在若干次车辆荷载试验中，当某一行驶速度产生的激振力的频率与结构的固有频率相接近时，结构便产生共振现象，此时，结

48、构各部位的振动响应达最大值。脉动法 结构的脉动有一重要特性，就是它能明显的反映出结构的固有频率,桥梁荷载试验,桥梁动载试验的数据分析结构固有频率的测定在桥梁动载试验中，通过测试系统实测记录结构的衰减振动波形，在记录的结构振动波形曲线上，可根据时标符号直接计算出结构的固有频率。在计算固有频率时，为消除冲击荷载的影响，开始的一、二个波形应舍弃，从第三个波形开始分析。结构阻尼的测定：桥梁结构的阻尼特性，一般用对数衰减率或阻尼比来表示。桥梁动载试验中为测定结构的阻尼，采用的激振方法是用试验车辆驶越一个高到厘米的枕木给桥梁一个冲击作用，使结构产生自由振动。,桥梁荷载试验,振型的测定 采用共振法测定振型时

49、，将若干传感器安装在结构的各有关部位，当激振装置激发结构共振时，同时记录结构各部位的振幅和相位，比较各测点的振幅和相位便可绘出振型曲线。传感器测点布置：一般根据理论分析，估计振型的大致形状，然后在变形较大的部位布点，以便能较好的连接出振型曲线。结构动力响应的测定:冲击系数：即最大动挠度与静挠度之比值。冲击系数综合反映了荷载对桥梁的动力作用，它与结构的形式、车辆运行速度和桥面的平整度等有关。为了测定冲击系数，应使试验车辆以不同的速度驶过桥梁，并逐次记录跨中挠度的时历曲线，按冲击系数的定义计算。,桥梁基础检测,地基承载力检测方法：地质勘察、原位试验、野外荷载试验、经验比较、理论分析地基承载力与基础

50、土的性质有关与埋深有关与基础宽度有关,桥梁基础检测,粘性土和黄土地基地基取不少于4个土样进行土工试验，得到土的物理力学性质，采用规范计算承载力老黄土和残积粘性土，进行压缩试验，求得压缩模量，确定承载力一般粘性土和新近沉积粘性土，测土样含水量、湿容重、液限、塑限和颗粒密度，求土样天然空隙比和液性指数，确定承载力新近堆积黄土，按含水比，确定承载力一般新黄土，按含水量和液限比，确定承载力老黄土，按天然空隙比和含水比，确定承载力,桥梁基础检测,沙土、碎石土承载力检测承载力按土的类别和密实度确定密实度用相对密度表示，emax为可能的最大密度，emin为可能的最小密度Dr=（emax-e）/（emax-e