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第一章 概 述 桥涵工程试验检测的内容 质量检验评定依据:《公路工程质 量检验评定标准》 有关规定、相关标准 桥涵工程质量检验的评定的方法 (一) 桥涵工程质量检验评定单 元的划分 1. 单位工程:建设项目中,根据 签定的合同,具有独立施工条件 的工程,如大、中跨径桥梁、互 通式立交、路基工程等。 2. 分部工程:单位工程中按结构 部位、路段长度及施工特点或施 工任务等划分为若干个分部工 程,如小桥、涵洞等。 3. 分项工程:在分部工程中按 不同的施工方法、材料、工序及 路段长度等划分为若干个分项工 程。 检测依据:综合基础标准; 专业基础标准;专业通用标准; 专业专用标准。 1.分项工程质量评分方法自下 而上逐级评分 1) 分项工程质量检验的内容(基 本要求、实测项目、外观鉴定和 质量保证资料) 2) 分项工程 评分 分项工程得分=∑〔检查项目得分 ×权值〕/∑检查项目权值 分项工程评分=分项工程得分- 外观缺陷扣分-资料不全扣分。 3)检查项目得分=检查项目合格 率×100 检查项目合格率=检查合格的点 数/该检查项目的全部检查的点 (组)数×100%。 2. 分部工程和单位工程评分方 法 分部(单位)工程评分=∑〔分项 (分部)工程评分×相应权值〕 ∑分项(分部)工程权值 注意:在以上单元划分中将分部 工程和分项工程分为主要工程的 在质量等级评定加权评分时分别 赋予2的权值。 工程质量等级的评定( 合格与不 合格) (1)分项工程≥75 合格机电工 程、属于工厂加工制造的桥梁金 属构件≥ 90 合格 (2)以上各级只有当下级评定全 部合格,方可判为合格 第二章 桥涵工程原材料试验 检测 熟悉:石料的技术标准;普通混 凝土的力学性能;桥梁用钢材的 主要力学性能。 1 石料按其造岩矿物的成分,含 量以及组织结构来确定岩石名 称,然后划分所属的岩类 Ⅰ岩浆岩类,Ⅱ石灰岩类,Ⅲ砂 岩和片岩类,Ⅳ砾石类, 级最坚 1 硬,4 级最软 2 石料的外观要求为,石质均匀; 不易风化;无裂缝和良好的抗冻 性能。 3 普通混凝土的力学性能包括抗 压强度、轴心抗压强度、静力受 压弹性模量、劈裂抗拉强度和抗 折强度4 钢材力学性能:强度(屈服强 度,抗拉强度) ,塑性(伸长率, 断面收缩率) ,冷弯性能,硬度, 冲击韧性,疲劳强度,良好的焊 接性 5 钢筋的力学性能:屈服强度, 抗拉强度,伸长率,冷弯,反复 弯曲 掌握:石料的力学性能试验方法; 普通混凝土试件的制作方法和普 通混凝土的力学性能测试方法; 桥梁用钢材的力学性能测试方法 以及焊接钢筋质量检测方法。 石料的单轴抗压强度试验 P12 1、仪器设备 压力试验机,测量精度 1% 切石机或钻石机,磨平机 游标卡尺(0.1mm)、角尺及水池 2、试件 70±2mm 的立方体 6 个 平面度公差小于 0.05mm,垂直度 偏差小于 0.25 度 3、步骤 1 ○对试件编号,用游标卡尺量取 试件尺寸。 2 ○选择含水状态:烘干状态、天 然状态、饱和状态 试件烘干方法 105~110℃(12 ~ 24h)→ 20±2 ℃ 饱水处理, 试件强制饱和方法: 煮沸法与真空抽气法 3 ○按岩石强度性质,选定合适的 压力机。擦干试件,称其质量。 试件对正上、下承压板 4 ○匀速加载至破坏 加力速率在 0.5-1.0Mpa/S 至破坏 软化系数 Kp=Rw/Rd 3 个值中最大与最小之差不应超 过平均值的 20%,否则,取第 4 个, 取 3 最接近的平均值作为结 4 果,给出 4 个值 2. 抗冻性能试验 边长 70±2mm 3备3 石料抗冻性试验测试的指标 有: 1.质量损失率 (L≤2%) 2.耐冻系数 (K≥75%) 3.试件外形无变化(无剥落、 裂缝、分层及掉角) 石料抗冻性试验测试的指标 有: 1.质量损失率 (L≤2%) 2.耐冻系数 (K≥75%) 3.试件外形无变化(无剥落、 裂缝、分层及掉角) 第二节 混凝土 混凝土试件制作: 1. 试件尺寸应根据集料的最大 粒径选定 标准最大 40mm 2. 试件的形状和数量(弹模 6,其余 3) 3. 试件尺寸公差 (角 90 ° ±0.5°,尺寸≤1mm) 4. 试件的制作(应注意问题 有:) (1)成型前,应检查试模尺寸并 符合有关规定;尤其是对高强混 凝土,应格外重视检查试模的尺 寸是否符合试模标准的要求。特 别应检查 150mm×150mm×150mm 试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模内表面应 涂一薄层矿物油或其他不与混凝 土发生反应的脱模剂。 (2)普通混凝土力学性能试 验每组试件所用的拌合物应从同 一盘混凝土或同一车混凝土中取 样。在试验室拌制混凝土时,其 材料用量应以质量计,称量的精 度:水泥、掺合料、水和外加剂 为±0.5%;骨料为±1%。 (3) 取样或试验室拌制的 混凝土应在拌制后尽短的时间内 成型,一般不宜超过 15min。 (4)根据混凝土拌合物的稠度确 定混凝土成型方法,坍落度不大 于 70mm 的混凝土宜用振动振实; 大于 70mm 的宜用捣棒人工捣实; 检验现浇混凝土或预制构件的混 凝土,试件成型方法宜与实际采 用的方法相同。 5. 试件的养护(条件)P19 标准养护条件为, 在温度 20±5℃ 的环境中静置一到二天,然后拆 模,立即放入 20±2℃,相对湿度 95%以上的标准养护室中或 20± 2℃不流动饱和 Ca(OH)2 养护, 标准龄期 28d 非标准为 1d 3d 7d 60d 90d 180d 抗压试验步骤 1.检查所用压力机(精度±1%), 选择量程(20%<破坏荷载<80%) 2.试件表面与上下层压板面擦干 净,试件承压面与成型时的顶面 垂直,试件中心与压力机下压板 中心对准 3.等级<C30 时,速率为 0.3-0.5MP/S, C60>等级 ≥ C30 时 为 0.5-0.8MP/S, 等级 ≥ C60 时为 0.8-1.0MP/S 4.当试件接近破坏开始急速变形 时,停止调整油门,直到破坏。 抗压强度计算与确定 取 3 个试件的算术平均值为强度 值,当最大值或最小值与中间值 得差超过中间值得 15%, 则舍弃最 大与最小值,取中间值为抗压强 度,若同时超过中间值的 15%, 则 结果无效。 <C60 时非标准试件应乘以尺寸换 算系数,小 0.95,大 1.05 轴心抗压强度试验 P19 当等级≥C60 时应设置防崩裂网 罩,其他同抗压试验。 静力受压弹性模量试验 P20 Ec=(Fa-F0) × L Fa—1/3 轴心抗压强度 F0— 0.5Mpa A △n —— (最后一次 F0 至 Fa 试件两 侧变形的平均值) 劈裂抗拉强度试验 P22 ?ts=2F/πA 抗折强度试验 P23 2 ?f=Fl/(bh ) 其中:l=3h 150×150×550(600) 2 2 ?f=Fl/(bh )=3F/(h ) 对比或检验混凝土的徐变性能 时,试件应在 28d 加荷。 当研究某一混凝土徐变特性时, 至少制备 4 组试件, 7 14 28 90d 在 加荷。 徐变仪丝杆的拉应力一般不大于材料屈服强度的 30%,弹簧的工 作压力不应超过允许极限荷载的 80%, 且压缩变形不得小于 20mm。 桥涵用钢的分类 按其形状分类 型材 (如型钢、钢板)按其 形状分 棒材或线材 (钢 筋、高强钢丝、钢绞线等) 异性材 (锚具、夹具 和异形钢梁等) 桥涵用钢的主要力学性能 1.强度: 屈强比:即屈服强度与 抗拉强度的比值。通常用来比较 结构的可靠性和钢材的有效利用 率。屈强比越小,结构的可靠性 越高,既延缓结构损伤程度潜力 越大,但比值太小,则钢材的利 用率太低。 2. 塑性: 3. 冷弯性能:是钢材在常温条件 下承受规定弯曲变形的能力。 4. 硬度:指钢材抵抗其它较硬物 体压力的能力。 5. 冲击韧性:是钢材在瞬间动荷 载作用下,抵抗破坏的能力。 6. 耐疲劳性:指钢材抵抗疲劳破 坏的能力。 7. 良好的焊接性:是钢材的连接 部分焊接后,其力学性能不低于 焊件本身。 非预应力钢筋(光圆、热轧带肋、 低碳钢热轧圆盘条、冷轧带肋) 预应力钢材(热处理钢筋、冷拉 钢筋、精轧螺纹钢筋、冷拉或消 除应力钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 等) 表面质量要求 1. 热处理钢筋——不得有裂 纹、结疤和折叠;允许有凸块, 高度不超过横肋;表面允许有不 影响使用的缺陷,但不得粘有油 污, 2. 精轧螺纹钢筋——不得有横 向裂纹、结疤和机械损伤,允许 有不影响力学性能和连接的缺陷 3. 高强钢丝(冷拉钢丝、消除应 力钢丝和消除应力刻痕钢丝)— —不得有裂纹、小刺、机械损伤、 氧化铁皮及油污;允许回火颜色 3. 预应力钢绞线检验——不得 有润滑剂、油渍,允许有轻微浮 锈,但不得有肉眼可见的麻坑 钢筋的力学性能检测 1、 组批规则 按同一牌号,同一外形,同一规 格,同一生产工艺和同一交货状 态,每批不大于 60t 2 个构件的应从任意两根中分别 切取,每根钢筋上取一个拉伸, 一个冷弯 任一端截去 500mm 后切取: 拉 伸 L≥10d+200mm;弯曲 L≥ 5d+150mm 2、 试验步骤 1) 在构件上画标距 2) 调试试验机,选择量程 测量屈服强度与抗拉强度 3) (中碳高碳以残余伸长 0.2%时的 应力为屈服强度) 强度屈服点的荷载:在试验机上 进行钢筋拉伸试验时,当测力度 盘的指针停止转动后恒定负载或 第一次回转的最小负载即为所 求。 中碳钢和高碳钢没有明显 的屈服点,采用分级加载,求出 弹性直线段相应于小等级负载的 平均伸长增量,由此计算出偏离 直线段后各级负载的弹性伸长。 从总伸长中减去弹性伸长即为残 余伸长。通常以残余伸长 0.2%的 应力作为屈服强度。 抗拉强度计算: 4) 伸长率测量(应用分辨率优 于 0.1mm 的量具, 精确到 0.25mm) 5) 冷弯性能试验(常温下承受 规定弯曲程度的弯曲变形能力, 可以检测钢材适应冷加工能力和 显示钢材内部缺陷状况) 6) 反复弯曲试验 注: 弯曲角 度(90、180)及弯心直径---与钢 筋直径有关。 判定标准 1. 强度及伸长率判定 屈服强度,抗拉强度,伸长率有 一个不合格,则拉力试验不合格; 取双倍试验,如还有不合格则该 批钢筋不合格 冷弯及反复弯曲判定 2. 弯曲外侧表面无裂纹,断裂和起 层为合格,弯曲次数达到规定次 数为合格 裂纹——2mm<长度≤5mm,0.2mm< 宽度<0.5mm 五.焊接钢筋质量检测方法 P49 钢筋接头一般采用焊接,螺纹筋 可采用挤压套管接头或锥螺纹接 头,钢筋焊接应优先选用闪光对 焊,如无条件可选用电弧焊,电 渣压力焊,气压焊等 钢筋闪光对焊接头包括外观检测 (10%不少于 10 根)和拉伸试验, 弯曲试验 300 个同类型同条件的为一批, 每 批切取 6 个试件,3 个拉伸,3 个 弯曲 3 个接头试件抗拉强度不得小于 该级别钢筋规定的抗拉强度 至少有 2 个试件断于焊缝之外, 并呈延性断裂,预应力钢筋应 3 个全部断于焊缝外。 电弧焊检测包括外观检测和拉伸 试验 3 个接头试件抗拉强度不得小于 该级别钢筋规定的抗拉强度 至少 2 个试件呈塑性断裂, 个试 3 件均断于焊缝之外 电渣压力焊检测包括外观检测和 拉伸试验 注意问题:钢筋焊接前必须根据 施工条件进行试焊,钢筋接头采 用搭接或帮条电弧焊时,宜采用 双面焊缝,电渣压力焊只适用于 竖向钢筋的连接 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) 第三章 桥梁工程基础 扩大基础和桩基础为桥梁工程常 用的基础类型 承载力确定方法 在土质基本相同的条件下,参照 邻近结构物地基容许承载力 根据现场荷载试验(荷载板试验、 标准贯入试验)或触探试验资料 按地基承载力理论公式计算 按现行规范提供的经验公式计算 (规范法) 完整性检测方法 钻芯检测法,振动检测法(捶击 敲击法,机械阻抗法,水电效应 法) ,超声脉冲法,射线法 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 P59;标准贯入试验方法 P61;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。P89 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/b≤4 时, 承载力 公式为[σ ] = [σ 0 ] + K1γ 1 (b ? 2) + σ 0 为地基土的容许承载力,K1、 K2 为修正系数, γ 1 为持力层土 天然容重, γ 2 为基底以上土的容重, 为最小边宽 b (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 1. 粘性土 1) 老粘性土 、 残积粘性土 通过E(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 2. 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 1、 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) 2、 试验设备 2 荷载板(面积为 2500 cm 或 2 5000 cm 常用 50cm*50cm 或 70.7cm*70.7cm) 千斤顶,百分表,反力架,枕木 垛,压重 3、 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: 当出现承压板周围的土体有明显 的侧向挤出或发生裂纹; 在 24 小时内沉降随时间趋于等速 增加; 荷载增加很小,但沉降却急剧增 大时。 现场荷载试验步骤 1. 将荷载板放在试验土层表 面; 2.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25毫米。 3. 卸载,并记录其回弹值; 4. 据记录绘制P-S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 K 2 2(h ? 3) 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[σ]、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 30n N= 。 ?S 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 p66γ1. 相对密度:泥浆相对密度计 方法一:支架,读游码刻度 — —P66 方法二:用口杯简易量测: m3R= m1/ m2- m1 m1——口杯质量 m2——清 水质量 m3——泥浆质量 2. 粘度:漏斗粘度计 。 校正方法:将700毫升的清水 注入漏斗,让其流出500毫升, 所需时间有应为(15±1)秒。 如偏差超过规定值,则不应用于 测泥浆的粘度。 3. 静切力:浮筒切力计 刻 度方法: 4. 含砂率:含砂率计 注意:仪器的体积有大小,大乘以 1,小乘以2即为含砂率 5. 胶体率(是泥浆中土粒保 持悬浮状态的性能) : 方法:将100毫升泥浆倒入量 杯中,用玻璃片盖上,静置24 小时,量测其澄清为水的体积。 如体积为5毫升,则胶体率为9 5% 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 2~3毫米. 7 酸碱度: (PH>7为碱 性,PH=7为中性,PH<7 为酸性) 方法一:用一条PH试纸, 放在泥浆面上后,立即拿出与标 准的颜色相比,即可知PH值; 方法二:用PH酸碱计, 将其探针插入泥浆,直接读出P H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 桩身完整性 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 1.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。 2.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) 3. 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。 4. 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 1. 反射波法 2) 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 10~1000Hz,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 50~1000s, 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。 3) 现场检测及注意事项 ① 被检测桩应凿去浮浆,使桩 头平整。 ② 检测前对仪器设备检查调 试,仪器工作性能正常方可测试。 ③ 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。 ④ 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。 ⑤ 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。 ⑥ 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。 ⑦ 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。 ⑧ 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。 5) 影响基桩质量检测波形的因 素分析 (1) 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) (2) 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 ⑴检测前首先应搜集有关资料。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷应测量并记录桩顶截面尺寸。⑸混凝土灌注桩的检测宜在成桩 14d 以后进行。 ⑹打入或静压式预制桩的检测应 在相邻桩打完后进行。 传感器安装应符合下 2、 列规定 ⑴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。 ⑵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。 ⑶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。 ⑷对预应力混凝土管桩不应少于 2 测点 3、 激振要求 ⑴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。 ⑵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 ⑶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 注意事项 4、 ⑴采样频率和最小采用长度应根 据桩长和波形分析确定 ⑵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 ⑶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 ⑷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 2)检测方式(双孔、单孔和桩 外孔检测) 3)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 25~ 50kHz, 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 5~200kHz。 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 5~ 60kHz,增益应大于 100dB,并应 带有 0~60(或 80) 的衰减器, dB 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 250~ 1000V 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。 4) 判断桩内缺陷的基本物理量 (1) 声时值 (2) 波幅(或衰减) (3) 接收信号的频率变化 (4) 接收波形的崎变 5) 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 50~60mm。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 ⑴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 ⑵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 ⑶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 ⑷一根桩有多根检测管时,按分 组进行测试 检测前准备 2、 ⑴被检测的混凝土龄期应大于 14d ⑵声测管内灌满清水,且保证通 畅 ⑶标定超声仪检测仪发射至接收 的系统延迟时间 T0 ⑷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 ⑸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 (1)声时分析法 (2)PSD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:PSD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 (1)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。 (2)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。 第三节 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1%,并不少于3根”。 1. 垂直静载试验准备 1)基本要求(安全可靠、经济、 选择合适的加载系统) 2)加载量确定:加载量不低于破 坏荷载或最大加载量的1.5倍。 3)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P-S曲线; 3. 破坏、极限及容许荷载的确定 1)破坏荷载确定: a.当试桩总位移量已大于或等于 40毫米,这一阶段下沉量大于 前一阶段下沉量5倍 b.当试桩总位移量已大于或等于 40毫米,本级荷载24小时未 判稳 c.总位移量小于40毫米,荷载 已大于或等于设计安全系数 2)极限荷载确定:在破坏荷载前 一阶段累计荷载即极限荷载。 3)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 p88 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 第四章 桥梁上部结构检测 第一节 桥梁支座和伸缩装置试 验检测 一. 桥梁支座 P102 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:-35℃~60℃) 氯丁胶(适用温度:-25℃~ 60℃) 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。 2. 板式桥梁橡胶支座的检测项 目(三部分) 1) 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) 。 2) 解剖检测(锯开后橡胶层厚 度和钢板与橡胶粘贴情况) 3) 尺寸偏差 (平面及厚度尺寸) 3. 板式桥梁橡胶支座力学性能 检测方法 1) 极限抗压强度 70 MPa 2) 抗压弹模 (1)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 1.0 MP a在承压板四角对称安装四只位 移计; 进行预压:将压应力以 (0.03-0.04) MPa/S 的速率连续 地增至平均压应力σ=10 MPa, 持续 2 分钟,然后以连续均匀的 速度将压应力卸至 1.0 MPa,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 MPa开始,将压应力以 (0.03-0.04) MPa/S 的速率均匀 加载至 4 MPa,持续 2 分钟后, 采集支座变形值,然后以同样速 率每 2 MPa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σ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 MPa。10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δ, 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ε。 (1)S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:S=LOa×LOb/2(LOa + LOb) δ 圆形:S=d0/4δ 3) 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(0.03-0.04)MPa/S 的速率连续地增至平均压应力σ =10 MPa,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 (0.002-0.003) MPa/S 的速率连 续地施加水平剪应力至剪应力τ =1.0 MPa,持续5分钟,然后以 连续均匀的速度卸至剪应力为 0.1 MPa,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 τ=0.1 MPa开始,每级剪应力增 加 0.1 MPa,持续法1分钟,采 集支座变形数据,至τ=1.0 MPa 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 MPa。10 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δ,求出各 级荷载作用下累计剪切应变值 γ。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(70± 2)℃的温度下经 72 小时后取出, 在标准温度(23±5)℃下,停放 48 小时后, 在标准温度 (23±5) ℃ 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±20%之内,则满足要求; 2)实测的抗剪弹模与容许值的 偏差在±15%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±15%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70MPa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 (- 25℃~60℃) ,耐寒型(-40℃~ 60℃) 。 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。 3. 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 1%。 2)水平承载力:固定支座和单向 活动支座的水平承载力为竖向承 载力的 10%。3)转动力矩: 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(-25~ 60℃) 0.03; (-40~25℃) 取 室温 取 0.05。 二.桥梁伸缩装置检测 (一) 桥梁橡胶伸缩装置的作 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~ 2000 毫米公路桥梁) 2) 梳齿板式(适用伸缩量小于6 0毫米的公路桥梁) 3) 橡胶式(板式和组合) (适用 伸缩量不大于 120毫米) 4) 异型钢单缝式(适用伸缩量不 大于60毫米) (二) 桥梁橡胶伸缩装置技术要 求:成品的整体性能、外观质量及 解剖检验 (三) 桥梁橡胶伸缩装置检验项 目 1.取样: 1)对模数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。 第二节 砼结构构件试验检测及 质量评定方法 一.钻芯法 (一) 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。 (二)钻芯取样要求 (三)芯样要求: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,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。 5. 芯样测量(1)平均直径; (2)芯样高度; (3)垂直度; (4)平整度。 6.试样的抹平方法: 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。 (四)抗压强度试验 (五)芯样强度计算 (六)注意问题(1-8) 二. 回弹法检验砼强度 (一) 回弹法的基本原理: 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。 (二) 回弹仪 1.仪器率定: 在硬度为 60±2 的钢砧上,按规定方法回弹,其平 均值应为 80±2. 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 5~ 35℃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 80±2。 (三)检测方法 1.收集资料 2.选择测区: 1) 一般构件其测区测区数不少 于10个, 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400 平方厘米(20×20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:选测点: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 16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。 4.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15毫米的孔 洞,然后除净孔洞内的粉末(不 得用水清洗) ,立即用浓度为1% 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。 (四) 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16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。 (六)误差范围及极限减少误差的 方法 (七)注意问题(1-3) 三. 超声法 (一)超声仪 1. 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; 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。 2. 超声仪的技术要求(1-7) 3.对换能器的技术要求(1-3) 4. 超声仪的检验 1)自身检验的方法步骤(1-5) 5.零读数问题 1)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 2)径向换能器零读数的标定方法 6. 超声仪的使用与保养(1-9) (二)超声法检验砼缺陷 1. 砼缺陷产生的原因(四方面) 1) 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) 2) 非外力作用所形成的裂缝 (温度裂缝、砼干缩及碳化裂缝) 3)受外力作用所形成的裂缝 4)由于腐蚀或冻融所造成的层 状疏松 2.判别缺陷的基本依据 1) 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; 2) 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; 3) 据接收的频率明显降低,也 可判别砼内部缺陷。 4) 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。 3.换能器频率选择(根据测距和 最小横截面尺寸) 4.换能器的布置方法(对测法、 斜测法、平测法、钻孔法) 5.混凝土缺陷检测 P130 1) 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。 2) 砼结合面质量检测 3) 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。 4) 砼不密实区和空洞检测( 空 洞尺寸可以用公式计算)。 5) 浅裂缝检测每分钟100MPa,达到8 6) 深裂缝检测 0%后,持续一小时随后加载至 四. 超声回弹综合法 破坏。 (一)超声回弹法检验砼强度的 3. 观察和量测项目有: 基本原理 1)各根预应力钢筋与锚具、夹 采用超声仪和回弹仪在构件同 具和连接器之间的相对位移;锚 一测区分别进行声时值及回弹值 具、夹具和连接器各零件之间的 的测定,然后利用已建立的测强 相对位移; 公式或测强曲线推出测区砼强度 2)达到80%后,持荷一小时 的一种方法。 时间内的锚具、夹具和连接器的 (二) 测前准备 1.资料准备 2. 变形; 被测构件准备(注意要求 1-3) 3. (3) 试件的实测极限应力; 达 测区布置的要求(1-6) 到实测极限应力时的总应变; (三) 检测方法( 回弹值及声 (4)试件的破坏部位与形式。 速值) 根据试验结果计算锚具、夹具和 (四) 混凝土强度的推定 连接器的锚固效率系数 (五)注意问题(1-4 验证方法 (四) 其它试验 1-5) 1. 疲劳试验(1-3) 五. 拔出法检验砼强度 2. 周期荷载试验 (一)拔出法检验砼强度的基本 3. 辅助性试验 原理: 锚具的内缩量试验 利用拉拔力和砼强度有一定 锚具摩阻损失试验 的线性关系,用专用设备检测出 张拉锚固工艺试验 拉拔力,从而推定其砼强度。 (五)检测结果判定 (三)检测方法步骤 1. 外观检验:如表面无裂缝,影 1.钻孔:钻孔的基本要求:孔径 响锚固能力的尺寸符合设计要 准确,孔轴线与混凝土表面垂直, 求,应判定为合格;如此项尺寸 垂直度偏差不大于 3° 有一项超过允许偏差,则应抽取 2.磨槽 双倍的数量做检验;如仍有一套 3.安装锚固件 不符合要求,则应每套检查,合 4. 拔出试验 :施加的拔出力应 格者方可使用。如发现一套有裂 均匀和连续,拔出力的加载速度 纹,则应对全部产品进行检查, 控制在 0.5~1kN/s 合格者方可使用。 5.注意问题(1-3) 2. 硬度检验 六.混凝土强度评定方法 1. 砼立方体试件取样原则(执 3. 静载锚固性能试验 4. 辅助性试验为观测项目,不做 行规范,取样宜多勿少) 。 合格与否的判定。 桩:每条至少两组;20 米以上 3 组;灌注时间长 4 组。 二、张拉设备校验 由油压千斤顶和配套的高压油 梁:16 米以下 1 组;16-30 米 2 泵、压力表及外接油管等组成。 组;30-50 米 3 组;50 米以上 5 组 需定期配套校验 1.需校验的情况 2. 结构砼抗压强度评定 (1)新千斤顶初次使用 1.小于10组 R 平均 ≥1.15R Rmin≤0.95R (2)油表指针不能回零 (3)千斤顶、油压表和油管更换 2.大于10组 R 平均-K1S≥ 1.15R Rmin≤0.95R 或维修后 第三节 预应力砼结构构件试验 (4)使用超过 6 个月或张拉超过 200 次以上 检测 (5)使用中出现其他不正常现象 一. 预应力的锚具、夹具和连 接器检测P143 2.校验方法 P157 2.分类与代号1) 锚具、夹具和 在经主管部门授权的法定 计量技术机构进行。 配套 连接器按锚固方式不同,可分为 (夹片式、支承式、锥塞式和握 标准仪器可选用材料试验 裹式) 。 机或压力(拉力)传感器,精度 3.常规检测项目及抽样方法 不得低于 1%; 压力表精度不低于 1)常规检测项目:外观.硬度和 1.5 级, 最大量程不宜小于额定张 静载锚固性能试验 拉力的 1.3 倍。校验时,千斤顶 活塞运行方向应与实际张拉工作 2)抽样方法 (二)技术要求 1. 锚具 η≥ 状态一致。 (主动状态) 用长柱压力试验机校验 0.95 ε≥2.0% 2. 采用被动检验法,即用千斤顶顶 夹具 η≥0.92 (三)检验方法 试验机 1 1. 一般规定: 组装件不得在锚 ○千斤顶就位 2 固零件上添加影响锚固性能的物 ○校验千斤顶:标定点不小于 5 质,如金刚砂、石墨等;束中各 点,各点取 3 次平均值采用最小 二乘法回归分析标定经验公式时 根预应力筋等长平行,其受力长 需 10~20 点。 度不得小于3米,单根预应力筋 试件受力不小于60厘米。 3 ○记录千斤顶校验数值 (2) 用标准测力计校验 2. 静载试验: 加载步骤:按预 4.注意问题 应力钢筋抗拉强度标准值2 0%、40%、60%和80% (1)张拉设备及仪表专人使 用及管理,定期维护和校验 分四级等速加载,加载速度宜为 (2)配套校验、配套使用 三. 张拉力控制 张拉应按千斤顶的油压和预 应力筋的伸长量双重控制。 1.理论伸长量计算 2.实际伸长量的量测 第四节 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 钢材焊缝无损探伤方法分 类 超声波(脉冲反射法和穿透法) 探伤方法 射线探伤法(X射 线、γ射线和高能射线)磁粉和 渗透检测法 漆膜厚度检测方法(杠杆千分 尺法和磁性测厚仪法) 第五节 悬吊结构试验检测 索力测试方法 1.电阻应变片测定法 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(对施工及成桥均 适用) 三 冷铸锚(冷铸镦头锚) 疲劳试验 经 200 万次疲劳试验后断丝率应 小于 5% 熟悉:桥梁支座和伸缩装置的类 型、构造及适用条件;混凝土构 件强度和缺陷的无损检测方法; 钢构件缺陷的无损检测方法;悬 吊结构的检测方法。 伸缩装置按照伸缩体结构的不同 分为模数式伸缩装置(适用于伸 缩量小于 160-2000 ㎜的公路桥梁 工程) ,梳齿板式伸缩装置(适用 于伸长量不大于 300 ㎜的桥梁工 程) ,橡胶式伸缩装置(板式适用 于伸缩量小于 60 ㎜,组合式适用 于伸缩量不大于 120 ㎜)不宜用 于高速公路,一级公路的桥梁工 程,异型板式伸缩装置(由单缝 钢和橡胶组成的用于不大于 60 ㎜,由边梁钢和橡胶组成的用于 不大于 80 ㎜) 回弹法,超生法,综合法 超生波探伤,射线探伤,磁粉检 测法和渗透检测法 施工测试(结构的几何位置和变 形 应力测试 温度测试) ,索力测 试(张拉千斤顶 压力传感器 振 动法) ,冷铸锚试验 掌握:板式橡胶支座的力学性能、 外观质量和解剖检验的相关要求 P97-98;板式橡胶支座力学性能 测试方法;桥梁伸缩装置的分类 与检测项目;钻芯法、回弹法、 超声法和超声-回弹综合法的测 定内容、适用范围、现场操作步 骤 P123-148;混凝土强度评定方 法 P155;预应力筋用锚具、夹具 和连接器检测方法 P150;张拉设 备校验的校验方法 P157 等。 支座力学性能测试方法 1、试样、试验条件和试验设备要 求 ⑴试样随机抽取,每种规格试样 数量为三对,式样内外温度一致⑵试验室的标准温度为 23 ± 5 度 较小的部位;混凝土强度质量具 ⑶试验机具备微机控制,能自动、 有代表性的部位;便于钻芯机安 平稳连续加载、卸载,且无冲击 放与操作的部位;避开主筋、预 和振动现象 埋件和管线的位置 2、试验方法 每个构件的钻芯数量不应少于 3 抗压弹性模量试验步骤 个,芯样直径一般不宜小于骨料 ⑴将试样置于试验机的承载板 最大粒径的 3 倍,不得小于 2 倍 上,对准中心,核对承载板四角 芯样抗压试件的高度与直径之比 对称安置的四个位移传感器 应为 1-2 ⑵预压,预压三次 芯样外观检查,芯样测量 ⑶正式加载,循环 3 次加载 芯样端面补平(磨平机;硫磺胶 ⑷以承压板四角所测的变化值得 泥补平;水泥砂浆补平) 平均值,作为各级荷载下试样的 芯样试件宜在与被检测结构或构 累计竖向压缩变形,按试样橡胶 件混凝土湿度基本一致的条件下 层的总厚度计算各级试验荷载 进行 下,式样的累计压缩应变 回弹法 ⑸每一块试样的抗压弹性模量为 测定内容:测定混凝土表面硬度 三次加载过程所得的三个实测结 适用范围:混凝土抗压强度、均 果的算术平均值,单项结果和算 匀性 术平均值之差不应大于平均值的 操作步骤 3% ⑴收集基本资料 抗剪弹性模量试验步骤 ⑵选择测区:每一个构件测区数 ⑴顺短边方向受剪,使试样及中 不应少于 10 个,最少不得少于 5 间钢板的对称轴和试验机承载板 个;相邻两测区间距在 2m 以内; 中心轴处在同一垂面上 测区尺寸为 200*200mm ⑵施加压应力至平均压应力,并 ⑶回弹值测量 在整个试验中保持不变 ⑷碳化深度值测量:不应少于测 ⑶调整试验机的剪切试验机构, 区数的 30%,当碳化值大于 2.0mm 使水平油缸、负荷传感器的轴线 时,应在每一测区测量碳化深度 和中间钢板的对称轴重合 值 ⑷预加水平力(三次) ⑸计算平均回弹值 ⑸正式加载(循环三次) ⑹角度修正 同抗压 4、5 ⑺浇筑面修正 抗剪粘结性试验(同剪切试验) ⑻碳化深度修正 抗剪老化试验 ⑼确定混凝土强度 摩擦系数试验 超声法 将四氟滑板支座对准承载板中心 测定内容 施加压应力至平均压应力并保持 超声波传播速度、波幅、频率 不变 适用范围 施加水平力,直到不锈钢板与四 混凝土抗压强度及内部缺陷 氟滑板试样接触面间发生滑动为 超声回弹综合法 止,记录此时剪力为初始值。连 测定内容 续进行 3 次 混凝土表面硬度值和超声传播速度 每对试样取三次结果的算术平均 适用范围 值 混凝土抗压强度 转角试验 试验步骤 极限抗压强度试验 ⑴回弹值测量 桥梁伸缩装置检测项目 ⑵回弹值计算 模数式伸缩装置应进行拉伸、压 ⑶超声声时值测量 缩,纵向、竖向、横向错位试验, ⑷声速值计算(试面修正) 测定水平摩阻力、变位均匀性。 ⑸混凝土强度的推定 应按实际受力荷载测定中梁、支 ⑹结构或构件混凝土强度的推定 承横梁及其连接部件应力、应变 混凝土强度评定方法 值。并应对试样进行振动冲击试 取样原则:应以标准养护 28d 为 验,对橡胶密封带进行防水试验 准,尺寸 150*150*150 的立方体, 梳齿板式伸缩装置应进行拉伸、 3 个为一组 压缩试验,测定水平摩阻力、变 试件大于等于 10 组时,应以数理 位均匀性 统计法计算 橡胶伸缩装置应进行拉伸、压缩 R n ? K 1 S n ≥ 0 .9 R Rmin ≥ K 2 R 试验,测定水平摩阻力及垂直变 试件小于 10 组时,应以非数理统 形;且试验应在 15-28℃下进行 异型钢单缝伸缩装置应进行橡胶 计法 Rn ≥ 1.15 R 密封带防水试验 Rmin ≥ 0.95R 尺尺寸偏差、外观质量、内在质 预应力筋用锚具、夹具和连接器 量和原材料 检测方法 钻芯法 1、常规检测项目:外观、硬度和 测定内容:从混凝土中钻取一定 静载锚固性能试验 尺寸的芯样 2、技术要求:锚具效率系数 适用范围:混凝土抗压强度,抗 劈强度,内部缺陷 a ≥ 0.95 ,总应变 满足循环次数为 现场操作步骤 apu ≥ 2% , 200 万次的疲劳性能试验且发生 钻取芯样部位:结构或构件受力η ε疲劳破坏的截面面积不应大于总 截面面积的 5%;夹具的锚固系数 当连接器留在混 g ≥ 0.92 ; 凝土构件中需符合锚具性能要 求,不留在构件中满足夹具性能 要求 3、静载锚固试验 ⑴对于现安装锚具后张拉的预应 力筋的体系,可直接用试验机或 试验台座加载,加载前先将各根 预应力钢材的初应力调匀,初应 力可取钢材抗拉强度标准值的 5-10%,按钢材抗拉强度标准值的 20%,40%,60%,80%分 4 级加载, 速度宜 100MP/min,达到 80%后, 维荷 1h,再逐步加载至破坏。 1 ○试验过程中测量的项目: 有代表性的若干根预应力钢材与 锚具等之间在预应力筋应力达到 抗拉强度标准值的 0.8 倍时的相 对位移; 锚具等若干有代表性的零件之间 在预应力筋应力达到抗拉强度标 准值的 0.8 倍时的相对位移; 试件的实测极限拉力求出锚固效 率系数; 达到实测极限拉力时的总应变。 2 ○试验过程中观测的项目: 在预应力筋达到 a. 0.8 f ptk 时,持荷 1h,观察锚 具的变形;试件的破坏部位与形 式 b. 试件的破坏部位与形式 第五章 桥梁荷载试验 熟悉:桥梁荷载试验所需观测的 物理量,所需要的仪器、仪表、 各种传感器以及相关设备的功 能、技术要求和使用方法,荷载 效率系数 P185 和校验系数的定义 P215。 桥梁静载试验时需测结构的反 力,应变,位移,裂缝等物理量, 常用仪器有百分表,千分表,位 移计,应变仪,应变片,精密水 准仪,经纬仪,倾角仪,刻度放 大镜等 桥梁动载试验测定频率,振型和 阻尼比,测试仪器包括:测振传 感器,信号放大器,光线示波器, 磁带记录仪和数字信号处理机 静载试验效率(0.8-1.05) 动载试验效率 一般采用 1 校验系数η 一般要求η值不大 于1,η值越小安全储备越大。 掌握:桥梁荷载试验的准备工作; 常见桥型的测点设置、试验工况 P188;电阻应变片的粘贴、温度 补偿方法;试验过程中的观测内 容和终止加载的控制条件;实测 数据的修正方法;桥梁承载力的 评定方法;桥梁动载试验时频率、 阻尼和冲击系数的测量方法等。 试验孔(墩)的选择,搭设脚手 架和测试支架,静载试验加载位 置的放样和卸载位置的安排,试 验人员的组织和分工 桥路补偿片法和应变片温度自补 偿法 加载程序,加载稳定时间控制, 加载过程的观察(对结构控制点 位移,结构整体行为核薄弱部位 破损实行监控) ,终止加载控制条η 件(控制测点应力值已达到或者 超过控制应力值,控制测点挠度 超过规范允许值,由于加载使裂 缝大量增多,对结构使用寿命造 成较大影响,拱桥加载时沿跨长 方向的实测挠度值超过计算值过 多,发生其他损坏,影响桥梁承 载能力或正常使用) 测值修正,温度影响修正 结构工作状态(校验系数,实测 值与理论值得关系曲线,相对残 余应变,动载性能) ,结构强度及 稳定性,地基与基础,结构的刚 度要求,裂缝 动挠度与静挠度的比值称为活荷 载的冲击系数 结构频率的实测值大于理论计算 值,说明桥梁结构的实际刚度较 大 实测冲击系数较大说明桥梁结构 的行车性能差 实测阻尼比大,说明桥梁耗散外 部能量输入的能力大,过大的阻 尼比可能由于桥梁结构存在开裂 或支座工作不正常等现象引起 试验孔(或墩)的选择 选择时所考虑的因素: 1. 该孔(或墩)受力最不利; 2. 该孔 (或墩) 施工质量较差、 缺陷较多或病害较严重; 3. 该孔(或墩)便于搭架,便 于设置测点或便于实施加载。 (二) 搭设脚手架和测试支架 互不影响,有足够的强度、刚度 和稳定性 第二节 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。 一 加载方案的实施 (一) 试验荷载工况的确定 1. 简支梁桥(跨中最大正弯 矩工况、 L/4 最大正弯矩、支点 最大剪力和桥墩最大竖向反力) 2. 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) 4. 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) (二) 试验荷载等级的确定 1. 控制荷载的确定(汽车和人 群标准设计荷载、挂车和履带车 标准设计荷载、需通行的特殊重 型车辆)以上几种进行截面内力 计算比较选出最不利的荷载作为 控制荷载。 2. 静载试验效率(0.8-1.05) 一般>0.95 3. 动载试验效率 一般采用 1 (三) 静载加载分级与控制 1. 分级控制的原则 (一般 4-5 级,难以称重时可 3 级) 2. 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、加载车分次装载重物) 3. 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22点至晨6点。 (四) 加载设备的选择(可行 式车辆和重物直接加载) (五) 加载重物的称量 (称重 法、体积法及综合计算法) 二. 测点布置 1. 主要测点的布设 ——控制最大应力(应变) 、 最大挠度(或位移) 1)简支梁桥(跨中挠度、支点 沉降、跨中截面应变) 2)连续梁桥(主跨挠度、支点 沉降、跨中和支点截面应变) 3) 悬臂梁桥 (T型刚构桥) 悬 ( 臂端部挠度、支点沉降、支点截 面应变支点) 4)无铰拱桥(跨中及 L/4 处挠 度、拱顶 L/4 和拱脚截面应变) 第三节 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: ) 五 .电阻应变仪 (一) 电阻应变片 (电阻应变计、 电阻片、应变片) 1. 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。 B 电阻应变片尺 寸小且粘贴牢靠 C 电阻应变片 质量小 D 可以在高温(10 0℃~800℃) 、低温(-7 0℃~-100℃) 、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。 缺点: A 粘贴工作量大;B 较为脆弱; C 无法长期观测;D 重复使用困 难。 4. 电阻应变片的选用对于一 般结构试验,采用120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 5-20 毫米,石材 20-40 毫米,混凝土 40-150 毫米 5. 电阻应变片的粘贴技术 粘结剂选用(粘结强度高,电绝 性好,化学稳定性好,一般选用 快干胶和热固性树脂胶) , 步骤:P192 选片:无破损、缺陷 定位:初步画位、打磨、涂底胶、 打磨贴片:脱脂棉沾酒精擦砼表面, 应变片背面涂胶,调整准确位置, 手指轻压 1-2min 干燥固化:自然:1-2d,人工: 自然干燥 12h 后,用红外线灯烘 烤,不高于 50°,避免骤热 应变片的防护:将引线和连接导 线分别焊在接线端子上,然后立 即涂防护层,防止受潮和损伤 (二) 应变仪 1. 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。 (三) 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外力作用 的小试块上贴温度补偿片。 七.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。 使用方法: 1)钢弦式表面应变传感器 2)钢弦式钢筋应力传感器 3) 钢弦式内部应变传感器 第四节 静载试验 一 试验观测与记录 1. 温度稳定观测 2. 仪表测读和记录 3. 裂缝观测 二 加载实施与控制 2. 加载稳定时间的控制 相对 读数差值 m<1%,结构稳定 3. 加载过程的观测 P206 结构控制点位移(或应变) 、结构 整体行为和薄弱部位破损实行监 控 观察新裂缝,注意观察:构件薄 弱部位是否开裂、破损,组合构件的结合面是否有开裂错位,支 座附近混凝土是否开裂,横隔板 的接头是否拉裂,结构是否产生 不正常的响声,加载时墩台是否 发生摇晃现象等 4. 终止加载控制条件 P206 控制测点应力值达到或超过控制 应力值 控制测点变位(或挠度)超过规 范允许值 由于加载,使结构裂缝长宽急剧 增加,新裂缝大量出现,缝宽超 过允许值的裂缝大量增多,对结 构使用寿命造成较大的影响时 拱桥加载时沿跨长方向的实测挠 度曲线分布规律与计算值相差过 大或实测挠度超过计算值过多时 发生其它损坏,影响桥梁承载能 力或正常使用时 第五节 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 1. 测值的修正 2. 温度影响的修正 3. 支点沉降影响的修正(推 导 C=(L-X)A/L+XB/L) 二. 加载试验成果分析及桥梁 承载力评定 (一) 结构工作状况 1. 校验系数η 一般要求η 值不大于1, η值越小安全储备 越大。P209 第六节 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: 1. 测定桥梁荷载的动力特性 (数值、方向、频率等) 2. 测定桥梁结构的动力特性 (自振频率、阻尼、振型等) 3. 测定桥梁在动荷载作用下 的响应(动位移、动应力等) 动态测试系统的组成:P219 主要由传感器、信号采集系统与 信号分析系统三部分组成 桥梁动载试验的激振方法 1.自振法(瞬态激振法) 2.共振法(强迫振动法) 3.脉动法 桥梁动载试验的数据分析 桥梁结构的动力特性(例如结构 的固有频率、阻尼系数和振型等) 只与结构本身的固有性质有关 (如结构的组成形式、刚度、质 量分布和材料的性质等) ,而与荷 载等其他条件无关。 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。
注塑机基础知识 Mirage产品目录 数控机床与编程 第三章数控机床的进给传动系统 螺杆泵 滚珠丝杆的应用技术 石墨加工的特点 精密滚珠丝杠副轴向振动激励因素的试验研究 高精度铜激光切割机 扬声器定心支片顺性测试仪

桥梁试验检测员考试复习笔记_secret

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