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文檔簡介

橋涵工程檢測實驗規程一、橋涵工程實驗檢測的內容1、施工準備階段的實驗檢測項目①橋位放祥測量;②鋼材原材料實驗;③鋼結構連接性能實驗;④預應力錨具、夾具和連接器實驗;⑤水泥性能實驗;⑥混凝土粗細集料實驗;⑦混凝土配合比實驗;⑧砌體材料性能實驗;⑨臺后壓實標準實驗;⑩其它成品、半成品實驗檢測;2.施工過程中的實驗檢測①地基承載力實驗檢測;②基礎位置、尺寸和標高檢測;③鋼筋位置尺寸和標高檢測;④鋼筋加工檢測;⑤混凝土強度抽樣實驗;⑥砂漿強度抽樣實驗;⑦樁基檢測;⑧墩、臺位置、尺寸和標高檢測;⑨上部結構(構件)位置、尺寸檢測;⑩預制構件張拉、運送和安裝強度控制實驗;11預應力張拉控制檢測;12橋梁上部結構標高、變形、內力(應力)監測;13支架內力、變形和穩定性監測;14鋼結構連接加工檢測鋼構件防護涂裝檢測。3.施工完畢后的實驗檢測①橋梁總體檢測;②橋梁荷載實驗;③橋梁使用性能監測二、橋涵工程實驗檢測的依據專業通用標準;公路橋位勘測設計規范(JTJ062-91);公路工程地址勘察規范(JTJ064-98);公路勘測規范(JTJ061-99);公路橋涵設計通用規范(JTJ021-89);公路磚石混凝上橋涵設計規范(JTJ022-85);公路鋼筋混凝上及預應力混凝土橋涵設計規范(JTJ023-85);公路橋涵地基與基礎設計規范(JTJ024-85);公路橋涵鋼結構及木結構設計規范(JTJ025-86);公路工程抗震設計規范(JTJ004-89)公路橋涵施工技術規范(附局部修訂條文)(JTJ041-89);公路工程質量檢查評估標準(JTJ071-98);公路工程石料實驗規程(JTJ054-94);公路工程金屬實驗規程(JTJ055-83);公路工程集料實驗規程(JTJ058-94)、公路土工實驗規程(JTJ051-93)公路舊橋承載能力鑒定方法(試行);專業專用標準;公路斜拉橋設計規范(試行)(JTJ027-96)公路懸索橋設計規范(正在制訂);大跨徑公路橋梁抗震設計規范(正在制訂);公路橋梁板式橡膠支座(JT/T4-93);公路橋梁盆式橡膠支座(JT391-1999);公路橋梁板式橡膠支座成品力學性能檢查規則(JTJ3132.3-90);公路橋梁橡膠伸縮裝置(JT/T327-1997);預應力混凝土鋼絞線(GB/T5224-1995);預應力用鍛具、夾具和連接器(GB/T14370-93)公路橋梁預應力鋼絞線用YM錨具、連接器規格系列(JT329.1-1997);公路橋梁預應力鋼絞線用錨具、連接器實驗方法及檢查規則(JT329.2-1997)三、橋涵質量等級評估的方法1.橋涵質量等級評估單元的劃分“質量檢評標準”按橋涵工程建設規模大小、結構部位和施工工序將建設項目劃分為單位工程、分部工程和分項工程,逐級進行工程質量等級評估。2.工程質量評分方法施工單位在各分項工程竣工后,按照“質量檢評標準”所列基本規定、實測項目和外觀鑒定進行自檢,填寫“分項工程質量檢查評估表”,提交完整、真實的自檢資料,由監理工程師確認;質量監督部門根據抽查資料和確認的施工啟檢資料進行質量等級評估。工程質量評估的分項工程為基本評估單元,采用百分制進行評分;在分項工程評分的基礎上,逐級計算各相應分部工程、單位工程的評分值和建設項伺中單位工程的優良率。3.工程質量等級評估方法工程質量評估分為優良、合格和不合格三個等級,應按分項、分部、單位工程和建設項目逐級評估。 (1)分項工程質量等級評估分項工程評分在85分以上者為優良;70分及以上、85分以下者為合格;70分以下者為不合格。經檢查評為不合格的分項工程,允許進行加固、補強、返工或整修,當滿足設計規定后,可以重新評估其質量等級,但只可復評為合格。(2)分部工程質量等級評估所屬各項工程所有合格,其加權平均分達85分及以上,且所含重要分項工程所有評為優良時,則該分部工程評為優良;如分項工程所有合格,但加權平均分為85分以下,或加權平均分雖在85分以上,但重要分項工程未所有達成優良標準時,則該分部工程評為合格;如分項工程未所有達成合格標準時,則該分部工程評為不合格。(3)單位工程質量等級評估所屬各分部工程所有合格,其加權平均分達85分及以上,且所含重要分部工程所有評為優良時,則該單位工程評為優良;如分部工程所有合格,但加權平均分為85分以下,或加權平均分雖在85分及以上,但重要分部工程未所有達成優良標準時,則該單位工程評為合格;如分部工程未所有達成合格標準時,則該單位工程為不合格。(4)建設項目質量等級評估所屬單位工程所有合格且優良率在80%及以上時,則該建設項目評為優良;如單位工程所有合格,但優良率在80%以下時,則該建設項目評為合格;如單位工程未所有合格,則該建設項目評為不合格。四、石料力學性能實驗方法(1)石料單軸抗壓強度實驗(JTJ054-94)石料的單軸抗壓強度,是指將石料(巖塊)制備成50mm*50mm*50mm的正方體(或直徑和高度均為50mm的圓柱體)試件,經吸水飽和后,在單軸受壓并按規定的加載條件下,達成極限破壞時,單位承壓面積的強度。實驗時是用切石機或鉆石機從巖石試樣或巖芯中制取標準試件,用游標卡尺精確地測出受壓面積,按規定方法浸水飽和后,放在壓力機上進行實驗,加荷速率為0.5~1.0MPa/s。取6個試件實驗結果的算術平均值作為抗壓強度測定值,如6個試件中的2個與其他4個的算術平均值相差3倍以上時,則取實驗結果相近的4個試件的算術平均值作為抗壓強度測定值。此外,有顯著層理的巖石,取垂直與平行于層理方向的試件各一組,取其強度平均值作為實驗結果。(2)石料磨耗率實驗磨耗性是石料抵抗撞擊、剪切和摩擦等綜合作用的性能,用磨耗率來定量描述它。石料磨耗實驗有兩種方法:我國現行實驗規程(JTJ054-94)規定,石料磨耗實驗以?式實驗法為標準方法。洛杉礬式磨耗實驗又稱擱板式磨耗實驗。該實驗機是由一個直徑為711mm、長為508mm的圓鼓和鼓中一個擱板所組成。實驗用的試樣是按一定規格組成的級配石料,總質量為5000g。當試樣加入磨耗鼓的同時,加入12個鋼球,鋼球總質量為5000g。,磨耗鼓以30~33r/min的轉速旋轉,在旋轉時,由于擱板的作用,可將石料和鋼球帶到高處落下。經旋轉500次后,將石料試樣取出,用2mm圓孔篩篩去石屑,并洗凈烘干稱其質量。取兩次平行實驗結果的算術平均值作為測定值,當采用洛杉礬式方法時,兩次實驗誤差應不大于2%,否則須重新實驗。五、混凝土收縮、徐變測試方法。收縮的測定。在工程應用中,通常是測定以干縮為主的總收縮值。按我國現行行業標準(JTJ053-94)中T0526-94規定,是用100mm*100mm*515mm試件,經3d標準養護后,在溫度為20℃土2℃,相對濕度為(60土5)%條件下,測定3d、7d、14d、28d、60d、90d和180d等不同齡期的收縮值。對預應力混凝土橋梁構件而言、為減少徐變可采用下列措施:①選用小的水灰比,并保證潮濕養生條件,使水泥充足水化,形成密實結構的水泥石;②選用級配優良的集料,并作較高的集漿比,提高混凝土的彈性模量;③選用快硬高強水泥,并適當采用早強劑,提高混凝土初期強度;④推遲預應力張拉時間。六、鋼筋實驗檢測鋼筋常規抽驗項目及基本方法1)屈服強度和抗拉強度鋼筋拉伸實驗在實驗機上進行時,當測力度盤的指針停止轉動后恒定負載或第一次回轉的最小負荷即為所求屈服點的荷載。屈服強度(σS)以MPa表達,井按下式計算。式中:Fs——相稱于所求屈服應力時的荷載,N:A0——試件原截面面積,mm2。中碳鋼和高碳鋼沒有明顯的屈服點,采用分級加荷,求出彈性直線段相應于小等級負荷的平均伸長增量,由此計算出偏離直線段后各級負荷的彈性伸長。從總伸長中減去彈性伸長即為殘余伸長。通常以殘余伸長0.2%的應力作為屈服強度,表達為σ0.2,并按下式計算。式中:F0.2——相稱于所求應力的荷載,N;A0一試件原橫截面積,mm2。抗拉強度是向試件連續加荷直至拉斷,由測力度盤或拉伸曲線上讀出最大負荷Fb,抗拉強度(σb)以MPa表達,按下式計算。式中:Fb一式件拉斷前的最大荷載,N;A0——試件原橫截面積,mm2。2)塑性工程中鋼材塑性指標通常用伸長率和斷面收縮率表達,鋼筋一般可進行伸長率單項抽驗,當試件拉斷后標距長度的增量與原標距長度之比的百分率即為伸長率,伸長率(δ)以%表達,并按下式計算:式中:L1一一試件拉斷后標距部分的長度,mm;L0一一試件原標距長度,mm;n一一長、短比例試件的伸長率分別以δ5、δ10表達,定標距試件伸長率應附該標距長度數值的角注,如L=100mm或200mm則(伸長率分別以δ100、δ200表達之。3)冷彎性能實驗它是鋼筋在常溫條件下進行的一項工藝性實驗。用于檢查鋼材試件圍繞彎心彎曲至規定角度是否有裂紋、起層或斷裂等現象,若無則認為合格。如鋼材含碳、磷量較高或受過不正常的熱解決,則冷彎實驗往往不能合格。鋼筋及預應力鋼絲彎曲是以其規定的彎心半徑、彎曲角度和反復彎曲次數,采用彎曲機或圓口臺鉗等設備進行。彎心半徑與鋼筋的直徑有關,選擇不妥對彎曲實驗的結果影響甚大。4)鋼筋的接頭及加工允許偏差檢測鋼筋接頭一般應采用焊接,螺紋筋可采用擠壓套管接頭。鋼筋的縱向焊接應優選閃光對焊,也可采用電弧焊(幫條焊、搭接焊、熔槽幫條焊等)。鋼筋接頭的檢查)焊接前必須根據施工條件進行試焊,按不同的焊接方法至少抽取每組3個試樣進行基本力學性能檢查。橋梁工程基礎一、地基承載力檢測按規范擬定地基承載力時,須先擬定地基基本允許承載力﹝ó0﹞,即基礎寬度b≤2m,埋置深度h≤3m時地基的允許承載力。當基礎寬度b>2m,埋置深度h>3m,且h/b≤4時可以按規范對允許承載力予以提高,地基允許承載力擬定按地基土分類進行。二、荷載板實驗方法:現場荷載實驗是將一個一定尺寸的荷載板(常用5000cm2的方板或圓板)置于欲實驗的土層表面,在荷載板上分級施加荷載。每級荷載增量連續時間相同或接近,測記每級荷載作用下荷載板沉降量的穩定值,加載至總沉降量為25mm,或達成加載設備的最大容量為止,然后卸載,記錄土的口彈值,連續時間應不小千一級荷載增量的連續時間。根據實驗記錄繪制荷載P(或荷載強度P)和沉降量S的關系曲線。地基在荷載作用下達成破壞狀態的5過程可以分為3個階段:eq\o\ac(○,1)壓密階段(直線變形階段):相稱于P-S曲線上的oa段,P-S曲線接近于直線土中各點剪應力均小于土抗剪強度土體處在彈性平衡狀態,這一階荷載板的沉降重要是由于土壓密變引起的,曲線上相應于a點荷稱為比例界線Pr。eq\o\ac(○,2)剪切階段:相稱于P-S曲線上的ab段。這一階段P-S曲線已不再保持線性關系,沉降增長率△S/△P隨荷載的增長而增大。在這個階段,地基土中局部范圍內(一方面在基礎邊沿處)的剪應力達成土的抗剪強度,土體發生剪切破壞,這些區域也稱塑性區。隨著荷載的繼續增長,土中塑性區的范圍也逐步擴大,直到土中形成連續的滑動面,由荷載板兩側擠出而破壞;因此,剪切階段也是地基中塑性區的發生及發展階段。相應于P一S曲線上b點的荷載稱為極限荷載Pu。③破壞階段,相稱于P一S曲線上的bc段。當荷載超過極限荷載后,荷載板急劇下沉,即使不增長荷載,沉降也不能穩定,因此,P一S曲線陡直下降。這一階段,申于土中塑性區范圍的不斷擴展,最后在土中形成連續滑動面,土從荷載板四周擠出隆起,地基本失穩而破壞。對于典型的荷載實驗P一S曲線,在曲線上可以?明顯地區分3個階段,則在擬定地基允許承載力時,一方面規定地基允許承載力不超過比例界線,這時地基土是處在壓密階段,地基變形較小。但有時為了提高地基允許承載力,在滿足建筑物沉降規定的前提下,也可超過比例界線,允許土中產生一定范圍的塑性區。另一方面又規定地基允許承載力對極限荷載Pu有一定的安全度,即地基允許承載力等于極限荷載除以安全系數。而安全系數的大小,取決于建筑物的可靠限度,同時還要滿足建筑物對沉降的規定占如圖P一S曲線是非典型性的,在曲線上沒有明顯的3個階段,也很難直接從曲線上得到比例界線,這時根據實踐經驗,可以取相應于沉降S等于荷載板寬度(或直徑)B的2%時的荷載作為地基的允許承載力。三、標準貫入實驗方法:1.實驗設備標準貫人實驗裝置的重要部件為:(1)落錘:質量為63.5kg的穿心錘;(2)貫人器:(3)探桿:直徑Ф42mm;(4)錘墊和導向桿;(5)自動落錘裝置;2.實驗注意事項(1)將貫人器打人士中,貫人速率為15~30擊1min,并記錄錘擊數,涉及先打15cm的預打擊數,后30cm中每10cm的錘擊數以及30cm的累計錘擊數N。如錘擊數超過50,則按下式換算錘擊數N:N=30n/△S式中:n一所選取的錘擊數;△S——相應于n的錘擊量,cm。(2)旋轉探桿,提出貫人器,并取出貫人器中的土樣進行鑒別、描述、記錄,必要時送實驗室分析。(3)由于鉆桿的彈性壓縮會引起功能損耗,鉆桿過長時傳人貫人器的功能減少,因而減少每擊的貫人深度,亦即提高了錘擊數,所以需要根據桿長對錘擊數進行修正。3,標準貫人實驗的應用標準貫人實驗國內外已積累了大量的實踐資料,給出了砂性土和粘性土一些物理性質和標準貫人實驗錘擊數的經驗關系,可供工程中使用。(1)根據N估計砂土的密實度。(2)根據N估計天然地基的允許承載力(?0〕。(3)根據N估計粘性土的狀態。(4)根據N估計土的內摩擦角φ。四、反射波法檢測基樁現場檢測及注意事項(1)被測樁應鑿去浮漿,樁頭平整。(2)檢測前應對儀器設備進行檢查,性能正常方可使用。(3)每個檢測工地均應進行激振方式和接受條件的選擇實驗,擬定最佳激振方式和接受條件。(4)激振點宜選擇在樁頭中心部位,傳感器應穩固地安頓在樁頭上,對于大直徑的樁可安頓兩個或多個傳感器。(5)當隨機干擾較大時,可采用信號增強方式,進行多次反復激振與接受。(6)為提高檢測分辨率,應使用小能量激振,并選用高截止頻率的傳感器和放大器。(7)判別樁身淺部缺陷,可同時采用橫向激振和水平速度型傳感器接受,進行輔助鑒定。(8)每一根被檢測的單樁均應進行二次及以上反復測試。出現異常波形應在現場及時研究,排除影響測試的不良因素后再反復測試。反復測試的波形與原波形具有相似性。4.實測曲線判讀解釋的基本方法由于樁身缺陷種類復雜,實測曲線判讀人員的技術水平所限,實測資料的解釋是一項較為困難的工作。下面通過對樁身各種常見缺陷的反射波特性,結合一些典型的實測波形,對反射波法的實測曲線的解釋方法加以歸納。(1)缺陷存在也許性的判讀、判斷樁身缺陷存在與否,需分辨實測曲線中有無缺陷的反射信號,及分辨樁底反射信號,這對缺陷的定性及定量解釋是有幫助的。樁底反射明顯,一般表白樁身完整性好,或缺陷輕微、規模小。此外,可換算樁身平均縱波速vpm,從而評價樁身是否有缺陷及其嚴重限度。此外,還應分析地層等資料,排除由于樁周土層波阻抗變化過大等因素導致的“假反射”現象。(2)多次反射及多層反射問題當實測曲線中出現多個反射波至時,應判別它是同一缺陷面的多次反射,還是樁間多處缺陷的多層反射,前者,即缺陷反射波在樁頂面與缺陷面間來回反射,其重要特性:反射波至時間成倍增長(倍程),反射波能量有規律遞減。后者往往是雜亂的,不具有上述規律性。多次反射現象的出現,一般表白缺陷在淺部,或反射系數較大(如斷樁)。它是樁頂存在嚴重離析或斷裂(斷層)的有力證據。多層反射不只表白缺陷也許有多處,并且由下層缺陷反射波在能量上的相對差異,可推測上部缺陷的性質及相對規模。5.影響基樁質量檢測波形的因素分析(1)露出于樁頭的鋼筋對波形的影響由于灌注樁考慮到以后的承臺問題,樁頭均有鋼筋露出,這對實測波形有一定影響,嚴重時可影響反射信息的辨認。這是由于在樁頭激振時,鋼筋所產生的回聲極易被檢波器接受,之后又與反射信息疊加在一起。克服這一影響因素的方法是,將檢波器用細砂或粒土屏蔽起來,使檢波器收不到聲波信息。經多次實驗證:明這一方法是有效的。圖3一10a)是某工程樁屏蔽前實測的波形,圖3一10b)是屏蔽后的實測波形,可以看出,屏蔽后實測波形反射信息清楚易辨,圖中i是樁問反射旅行時間,tb是樁底反射旅行時間。(2)樁頭破損對波形的影響預制樁在貫人過程中,樁頭也許產生破損,灌注樁頭表面松散,這將使彈性波能量不久衰減,從而削弱樁間及樁底反射信息,影響了波形的辨認。有效途徑是:將破損處或松散處鏟去。總之,影響基樁質量檢測波形的因素較多,工作中應逐個排除,以便樁間、樁底反射信息的辨識,避免產生誤判。五、聲波透射法現場檢測(1)預埋檢測管應符合下列規定:樁徑小于1.0m時應埋設雙管;樁徑在1.0~2.5m時應埋設三根管;樁徑2.5m以上應埋設四根管。聲波檢測管宜采用鋼管、塑料管或鋼質波紋管,其內徑宜為50~60mm。鋼管宜用螺紋連接,管的下端應封閉,上端應加蓋。根據計算和實驗,采用鋼管時,雙孔測量的聲能透過率只有0.5%,塑料管則為42%,可見采用塑料管時接受信號比采用鋼管時強,但由于在地下水泥水化熱不易發散,而塑料溫度變形系數較大,當混凝土硬化后塑料管因溫度下降而產生縱向和徑向收縮,致使混凝土與塑料管局部脫開,容易導致誤判。實驗證明,鋼管的界面損失雖然較大,但仍有足夠大的接受信號,并且安裝方便,可代替部分鋼筋截面,還可作為以后樁底壓漿的通道,所以采用鋼管作測管是合適的。塑料管的聲能透過率較高,當能保證它與混凝土良好粘結的前提下,也可使用。:檢測管可焊接或綁扎在鋼筋籠的內側,檢測管之間應互相平行。但在實際施工中,由于鋼筋骨架剛度局限性,對平行度提出過高的規定是不現實的。在檢測內部缺陷時,不平行的影響,可在數據解決中予以鑒別和消除,所以對平行度不必苛求,但必須嚴格控制。(2)到現場檢測前測定聲波檢測儀發射至接受系統的延遲時間t0,并應按公式計算聲時修正值t’:(3)在檢測管內應注滿清水。測量點距20~40cm,當發現讀數異常時,應加密測量點距。(4)一根樁有多根檢測管時,應將每之根檢測管編為一組,分組進行測試。(5)每組檢測管測試完畢后,測試點應隨機反復抽測10%~20%呢。其聲時相對標準差不應大于5%;波幅相對標準差不應大于10%。對聲時及波幅異常的部位應反復抽測。5。檢測數據解決與鑒定(1)概率法一方面計算出樁基各測點聲時的平均值μt及標準差òt,然后采用聲時平均值μt,與聲時2倍標準差òt之和作為鑒定樁身有無缺陷的臨界值。(2)相鄰測點間聲時的斜率和差值乘積判據(簡稱PSD判據)設測點的深度為H,相應的聲時值為t,則聲時值因混凝土中存在缺陷或其他因素的影響,而隨深度變化的關系,可用如下的函數式表達:t=f(H)當樁內存在缺陷時,由于在缺陷與完好混凝土界面處聲時值的突變,從理論上說,該函數應是不連續函數。在缺陷的界面上,當深度增量(即測點間距)△H→0,并且由于缺陷表面的凹凸不平以及孔洞等缺陷是由于波線曲折而引起聲時變化的,所以在t=f(H)的實測曲線中,在缺陷處只表現為斜率的變化,該斜率可用相鄰測點的聲時差值與測點間距離之比求得,即式中,下標i為測點位置或序號,Si為第i-i至i測點之間的斜率,ti和ti-1為相鄰兩測點的聲時值,Hi和Hi-1為相鄰兩測點的深度。但是,斜率只反映了相鄰兩測點聲時值的變化速率。實測時往往采用不同的測點間距,因此,雖然所求出的Si相同,但所相應的聲時差值也許是不同的。正如圖3一19中所示的兩條t一-H曲線,在M和M’點的Si相同,但聲時差值不同,而聲時差值是與缺陷大小有關的參數。為了使判據進一步反映缺陷的大小,就必須加大聲時差值在判據中的權數。因此判據可寫成:式中,即為i點的PSD判據值,其余各項同前。顯然當i處相鄰兩測點的聲時值沒有變化時,Ki=0;當有變化時,由于Ki與(ti-ti-1)2成正比,因而Ki將大幅度變化。臨界判據值及缺陷大小與PSD判據的關系。實驗證明,PSD判據對缺陷十分敏感,而對于因聲測管不平行,或混凝土強度不等原因所引起的聲時變化,基本上沒有反映。這是由于非缺陷因素所引起的的聲時變化都是漸變過程,雖然總的聲時變化量也許很大,但相鄰測點間的聲時差卻很小,因而Ki值很小、所以采用PSD判據基本上消除了聲測管不平行:或混凝土不均質等因素所導致的聲時變化對缺陷判斷的影響。為了對全樁各測點進行判別,必須將各測點的Ki值求出,并描成“H-K”曲線進行分析,凡在K值較大的地方,均可列為可疑區,作進一步的細測。臨界判據事實上反映了測點間距、聲波穿透距離、介質性質、測量的聲時恒等多數之間的綜合關系,這一關系隨缺陷性質的不同而不同。②缺陷性質和大小的細測判斷。所謂細測判斷,就是在運用m判據擬定有缺陷存在的區段內、綜合運用聲時、波幅、接受頻率、波形(或頻譜)等物理量,找出缺陷所導致的聲陰影的范圍、從而準確地鑒定缺陷的位置、性質和大小。雙管對測時,其基本方法是將一個探頭固定,另一探頭上下移動,找出聲陰影所在邊界位置。在混凝土中,由于各種不均勻界面的漫射和低頻波的繞射等因素,使陰影邊界十分模糊,但通過上述物理量的綜合運用仍可定出其范圍。在運用上述分析判斷方法時,應注意排除聲測管和耦合水聲時值、管內混響、箍筋等因素的影響,并且檢測齡期應在7d以上。顯然,PSD判據也可應用于其他結構物大面積掃測時的缺陷判別,即將掃測網絡中每條測線上的數據,用PSD判據解決,然后把各測線解決結果綜合在一起,同樣可定出缺陷的性質、大小及位置。(3)多因素概率分析法以上兩種判據多是采用聲時或波幅等單一標作為判別的基本依據,但檢測時可同時讀出聲時、波幅、接受波頻率等參數,若能綜合運用這些參數作為判斷依據,則可提高判斷的可靠性。多因素的概率法就是運用聲時、頻率、波幅或聲速、頻率。波幅等參數,通過其總體的概率分布特性,獲得一個綜合判斷值NFP來判斷缺陷的一種方法。各測點的綜合判據值NFP按下式計算式中:NFP——第i測點的綜合判據;v’i、F’i、A’i一一第i點的聲速、頻率、波幅的相對值,即分別除以該樁各測點中最大聲速、頻率、波幅后所得的值;S一一上述三個參數相對值之積為樣本的標準差:Z——概率保證系數,它是根據與樣本相擬合的夏里埃(Charliar)分布率冪函數及樣本的偏移系數、峰凸系數及其保證率所決定的。根據NFP判據的性質可知,當NFP越大,則混凝土質量越好,當NFPi<1時,該點應判為缺陷,同時根據實踐經驗所得的表3-19可作為判斷缺陷性質的參考。六、基樁承載力檢測現行地基基礎規范:“單樁承載力宜通過現場靜載實驗確定,在同一條件下試樁數量不宜少于總樁數的1%,并不少于3根”。就地灌注樁的靜載實驗應在混凝土強度達成能承受預定破壞荷載后開始。斜樁作靜載實驗時,荷載方向應與斜樁軸線相同。1.加荷裝置(1)基本規定:一方面規定安全可靠,保證有足夠的加載量,不能發生加載量達不到規定而半途停止實驗的事故。另一方面從節約材料、少用經費、取用方便,縮短籌備時間等方面進行比較,選用合適的加載系統。(2)加載量的擬定:根據《公路橋涵地基與基礎設計規范》(JTJ024-85)推薦的地基上強度數據或參考類似的試樁經驗并按照鑒定性或破壞性實驗的不同規定,擬定試樁的破壞荷載或最大的實驗荷載(以下稱最大加載量)。荷載系統的加載能力至少不低于破壞荷載或最大加載量的1.5倍,最佳能達成1.5~2.0倍。(3)反力裝置:反力裝置是加載系統中最重要的組成部分,對它應事先作好周密的設計。2.基準點與基準梁的設立作為下沉量測試的基準點和基準梁原則上應當是不動的。3.測試儀器裝置測量儀器必須精確,一般使用精度為1/20mm的光學儀器或力學儀器,如水平儀、撓度儀測力器(涉及荷載傳感器、拉應力傳感器、電子秤、壓力環等)、傾角儀\位移計等,如無此類儀器,可用千分表、游標卡尺、杠桿指針等,精確度至少為幾0.1mm。測量儀器一般應設2~4套,對稱安裝在試樁的兩側或四周。觀測用的測樁與試樁和錨樁的凈距參見表3-21,并在任何情況下不得小于試樁直徑的3倍。測定系統固定在圍堰上時,圍堰與試樁及錨樁問的最小距離不加限制。儀器安裝前應予校定,擦干潤滑。4.實驗加載方式實驗加載方式分為三類,見表3-22,根據具體情況選擇采用。在所有基樁尚未沉人前作實驗時,有也許根據試樁結果改變樁基結構(沉樁深度、樁的數量等)。因此,試樁載重一般應達成破壞載重,或試樁下沉量大大超過建筑物的允許限度,甚或達成基樁自身材料的破壞。在所有基樁均已沉人完畢,實驗僅是為了檢查基樁是否符合設計規定,試樁載重可等于設計荷載乘以安全系數。假如實驗條件限制時,這一載重可減少10%。試樁加載應分階段進行,每階段加載重可以相等或者遞變。每一階段載重的大小,應按規定實驗的精確度決定:等重加載時,一般為預計極限載重量的1/10~1/15;遞變加載時,開始階段為1/2.5~1/5;終了階段為1/10~1/15。下沉量觀測間隔時間,視樁尖土質和每階段載重量而定,一般可按累什0'、2'、5'、10'、30'觀測一次,以后每隔30'測讀一次,粘性土在后階段可延長到每小時測讀一次。每階段的測讀間隔次數不少于5次。每一階段載重的下沉量,在下列時間內,如不大于0.1mm,即可視為休止:對于砂類土最后30min:對于粘性土最后1h。這一階段下沉休止后,即可進行下一階段的加載。5.破壞載重、極限載重及允許載重的擬定(1)破壞載重:當試樁所有下沉量已大于40mm,同時這一階段下沉量大于前一階段下沉量的5倍,或者這一階段的下沉量大于前一階段下沉量的2倍但下沉在24h仍不休止時;其荷載即為破壞荷載。(此標準不合用于對下沉量有特殊規定者)(2)極限載重:在破壞載重前一階段的累計載重即為極限載重。(3)允許載重:極限載重除以安全系數(規范規定為2)為允許載重。如因結構上對樁的下沉量有特殊規定期,則應按下沉量擬定允許載重。先作靜載實驗后挖基的樁,應從實驗所得的極限荷載值中,減去從地面至開挖后的基底一段高度內的土對樁身的摩擦力臨界值;再據以計算允許荷載。高樁承臺的樁,也應扣除從地面至最大沖刷線間的一段高度內土的摩擦力。6.卸除載重卸載應分階段進行,每階段卸載量可為每兩個階段的加載重。如加載階段為奇數時,第一階段的卸載重可為最后三個階段的加載重。每次按順序卸除載重后應將樁的回彈量在各儀器的讀數分別記錄。開始兩次每隔15min記錄一次到回彈休止為止,回彈休止標準與沉降休止標準相同。回彈穩定后即可進行下一次卸載。載重完全卸除后,至少尚應于2h內每隔30min記錄一次。橋梁上部結構一、板式橋梁橡膠支座檢查方法重要檢查項目有支座成品力學性能檢查、支座成品解剖檢查和外觀、幾何尺寸檢查等。(1)抗壓彈性模量檢查實驗方法為通過中心受壓實驗,得出橡膠支座的應力應變曲線,并據此求出支座的抗壓彈性模量,實測出使用應力下支座的最大壓縮量井觀測支座在受壓情況下的工作狀態。大量的實驗研究表白,橡膠支座在受壓荷載作用下,在壓應力不大時,支座的應力應變是非線性關系,即σ-ε關系開始有一曲線段;其后隨著荷載的逐步加,壓縮變形幾乎成比例增長,則σ-ε曲線呈線性關系,卸載后變形基本上可完全恢復原位。橡膠支座抗壓彈性模量就是根據上述曲線中的直線段擬定的。其實驗環節為:①將橡膠支座成品直接置于實驗加荷裝置承壓板上,對準中心,加荷至壓力應為1.oMPa,在承載板的四角對稱安裝四只位移計。②進行預壓。將壓應力緩緩增至[σ],持荷5min,然后卸至應力為1.oMPa。記錄百分表初始值,預壓三次。③正式加載。每一加載循環自σ1=σ-ε1.0MPa開始,每級壓應力為σ-ε1.0MPa,持荷3min,讀取百分表讀數,至[σ]為止,然后卸載至壓應力為1.0Mpa。l0min后進行下一加載循環。加載過程連續進行三次。以承載四角所測得的變位平均值作為各級荷載下試樣的累計壓縮變形Δc,按試樣橡膠層的總厚度δi求出在各級實驗荷載作用下試樣的累計壓縮應變εi。每一塊試樣的抗壓彈性模量E為三次加載過程所得的三個結果的算術平均值。但單項結果和算術平均值之間的偏差不應大于算術平均值的10%,否則該試樣應重新實驗一次。橡膠支座在一定的壓力作用下,其豎向變形重要由兩個因素決定。一是支座中間橡膠片與加勁鋼板接觸面的狀態,即橡膠與鋼板粘接質量,假如粘按牢固,橡膠的側向膨脹受到鋼板的約束減少了支座的豎向變形,反之則增大豎向變形。同批支座中,個別支座受壓后變形量比同類支座相比差異較大,說明在支座加工時,膠片與鋼板的粘接處存在缺陷,達不到極限抗壓強度時會有劇響。第二個起決定作用的因素是支座受壓面積與其自由膨脹側面積之比值,常稱之為形狀系數。(2)極限抗壓強度檢查由于橋梁橡膠支座極限抗壓強度很大,因此部頒標準規定了70MPa(矩形支座)和75MPa(圓形支座)作為橡膠支座的極限抗壓強度,極限抗壓強度檢查可在抗壓彈模實驗完畢后按每分鐘1.0MPa的加荷速率加載至壓應力達成極限抗壓強度為止,并隨時觀測,支座完好無損,其指標為合格。(3)抗剪彈性模量檢查由于梁體受溫度、收縮徐變以及車輛制動力等環境條件產生的水平位移將使支座產生剪切變形,而橡膠支座水平位移量的大小重要取決于橡膠片的凈厚度,也就是說,支座的剪切位移是靠膠層的變形產生的,我國交通部行業標準規定了橡膠支座的剪切模量檢查辦法。橡膠支座抗剪彈性模量實驗是以正壓力為允許壓應力,并在抗剪過程中保持不變的情況下,采用2塊支座用中間鋼拉板推或拉組成雙剪裝置,橡膠支座的頂面或底面必須以實橋設計(鋼筋混凝土梁、鋼梁)圖紙一致,并且中間鋼拉板的對稱軸應和加壓設備中軸處在同一垂直面上,剪切變形量的量測一般采用2個大標距的位移傳感器或百分表,正壓力和剪切力一般采用力傳感器進行量測控制。正式實驗前應進行預載,以控制安裝偏差和消除初應力,正式加載時,施加水平力至剪應力τ=0.1MPa后持荷5min,然后卸載至剪應力為0.1MPa后記錄位移計初始值。正式加載:每一加載值循環自τ=0.1MPa開始,每級剪應力增力0.1MPa,持荷1min,讀取位移計讀數,至τ=1.0MPa為止,然后卸載剪應力為0.1MPa。10min后進行下一循環。加載過程連續進行三次。將各級水平荷載下位移計所測出的試樣累積為水平變形式Δs,按試樣橡膠層的總厚度δi求出在各級實驗荷載作用下試樣的累計剪切應變γi。每兩個檢查支座所組成試樣的綜合剪彈性模量G為這組試件三次加載所得到的三個結果的算術平均值。但各單項結果與算術平均值之間的偏差不應大于算術平均值的10%,否則該試樣應重新進行一次實驗。(4)允許剪切角檢查(5)摩擦系數檢查摩擦系數實驗,除規定必須對四氟板與不銹鋼板進行檢查外,對橡膠與混凝土、橡膠與鋼板間摩擦系數實驗可按需要或用戶規定進行檢查。將試樣按規定擺好,對準中心位置。施加壓應力至[σ],并在整個摩擦系數實驗過程中保持不變。逐級均勻施加水平力,每級間隔30s增長水平剪應力為0.2MPa,至支座試樣與混凝土板、鋼板、不銹鋼板試樣接觸面間發生滑動時為止,記錄此時水平剪應力。實驗過程連續進行三次。(6)允許轉角檢查在外荷載作用下,支座在發生豎向壓縮的同時,由于梁體的撓曲作用還產生轉動。支座轉動時,一側的橡膠被壓縮,而另一側則逐漸被抬起。隨著轉角的增大,支座各層間的橡膠將由壓力大的區域逐次向壓力小的地方“轉移”,但這種轉移因受上下鋼板的約束影響,只能進行到一定限度。假如豎向壓縮回彈變形值大于其總壓縮量,支座邊沿必將出現脫空現象。這是檢查橡膠支座的厚度在梁體端部在也許出現最大轉角的作用下能否滿足設計規定的必要條件。檢測時,在距支座中心600mm處,安裝使支座產生轉動的千斤頂和測力傳感器,并在假定梁體的四角安頓位移傳感器或百分表。一方面進行預壓,將壓應力緩緩增至[σ],維持5min然后卸載至力為1.oMPa。如此反復預壓三遍。正式加載。施加壓力至[σ],停5minn讀數。維持[σ]不變,用油壓千斤頂對中間工字梁施加一個向上的力P,使其達成預期轉角的正切值(偏差不大于5%),停5min后,讀取千斤頂力P及百分表的讀數。(7)鑒定規則試樣的抗壓彈性模量與規定值的偏差在±20%范圍之內時,則認為是滿足規定的。試樣的抗剪彈性模量與規定值的偏差在±15%范圍之內,允許剪切角正切值符合規定,則認為是滿足規定的。在70MPa(矩形支座)或75MPa(圓形支座)的壓應力時,橡膠層未被擠壞,中間層鋼板未斷裂,四氟板與橡膠未發生剝離,則認為試樣的極限抗壓強度是滿足規定的。試樣的摩擦系數符合規定期,則認為是滿足規定的。試樣的允許轉角正切值,混凝土、鋼筋混凝土橋在1/3oo,鋼橋在1/5oo時,試樣邊沿最小變形值大于或等于零時,認為試樣允許轉角是滿足規定的。三塊(或三組)試樣中,有兩塊(或兩組)不能滿足規定期,則認為該批產品不合格。若有一塊(或一組)試樣不能滿足規定期,則應重新抽取三塊(或三組)試樣進行實驗,若仍有一塊(或一組)不能滿足規定期,則也認為該批產品不合格。二、橋梁橡膠伸縮裝置檢查橋梁橡膠伸縮裝置按照伸縮體結構不同可劃分為四類。(1)純橡膠式伸縮裝置伸縮體完全由橡膠組成的(涉及異型鋼梁高度不大于50mm與密封橡膠帶組成單縫)稱為純橡膠式伸縮裝置。它合用于伸縮量不大于60mm的公路橋梁工程。(2)板式伸縮裝置伸縮體由橡膠、鋼板或角鋼硫化為一體的稱為板式伸縮裝置。它合用于伸縮量小于60mm的公路橋梁工程。(3)組合式伸縮裝置伸縮體由橡膠板和鋼托板組合而成的稱為組合式伸縮裝置。它合用于伸縮量不大于120mm的公路橋梁工程。(4)模數式伸縮裝置伸縮體由異型鋼梁與單元橡膠密封帶組合而成的稱為模數式伸縮裝置。它合用于伸縮量為80~1200±mm的公路橋梁工程。2.橋梁橡膠伸縮裝置技術規定橋梁橡膠伸縮裝置除使用的材料、工藝應符合我國的現行規范外,成品力學性能外觀質量及解剖檢查等應符合交通部頒布的現行標準。三、結構混凝土強度評估結構混凝土強度的合格標準評估的常規方法是以澆注或拌和現場制取試件,以28d齡期的極限抗壓強度值進行記錄評估。規范規定,對于大橋等重要工程及中小橋、涵洞工程的取樣試件大于或等于10組時,應以數理記錄方法下述條件按評估:四、鉆芯取樣法檢查混凝土強度1.芯樣鉆取在鉆取芯樣前應考慮由于鉆芯也許導致對結構的不利影響,應盡也許避免在靠近混凝土構件的接縫或邊沿鉆取,且基本上不應帶有鋼筋。芯樣直徑應為混凝土所有集料最大粒徑的3倍,一般為150mm或1oomm。任何情況下不小于集料最大粒徑的2倍。鉆出后的每個芯樣應立即清楚地標上記號,并記錄芯樣在混凝土結構中鉆取的位置。鉆取的芯樣數量應滿足下列規定:(1)按單個構件檢查時,每個構件鉆取芯樣數不少于3個,對較小構件至少應取2個;(2)對構件局部區域檢查時,應由規定檢查的單位擬定取芯位置及數量。2.鉆取芯樣檢查每個芯樣應具體描述有關裂縫、分層、麻面或離析等,并估計集料的最大粒徑、形狀種類及粗細集料的比例與級配,檢查并記錄存在的氣孔的位置、尺寸與分布情況,必要時應進行拍照。在芯樣的中間及兩端1/4按兩個垂直方向測量三對數值擬定芯樣的平均直徑d,精確至mm取芯樣直徑兩端側面測定鉆取后芯樣的長度及端面加工后的長度,其尺寸誤差應在0.25mm之內,取平均值作為試件平均長度L,精確至1.0mm。如有必要,應測定芯樣的表觀密度。3.試件的制作抗壓實驗用的試件長度(端部加工后)不應小于直徑,也不應大于直徑的2倍。芯樣端面必須平整,必要時應磨平或用抹頂等方法解決。芯樣兩端平面應與軸線垂直,誤差不應大于1°。4.芯樣抗壓強度fcuc按下式計算:混凝土圓柱體強度與立方體強度的關系見規范規定五、回彈法檢查混凝土強度1.回彈法的基本原理回彈法是采用回彈儀的彈簧驅動重錘,通過彈擊桿彈擊混凝土表面,并以重錘被反彈回來的距離(稱回彈值指反彈距離與彈簧初始長度之比)作為強度相關指標來推算混凝土強度的一種方法。2.回彈法檢測混凝土強度的原則回彈法檢測混凝土強度是對常規檢查的一種補充,當對構件懷疑時,例如,試件與結構中混凝土質量不一致,對試件的檢查結果有懷疑或供檢查用的試件數量局限性時,可采用回彈法檢測,并將檢測結果作為解決混凝土質量問題的一個重要依據。此外,施工階段,如構件拆模、預應力張拉或移梁、吊裝時,回彈法可作為評估混凝土強度的依據。回彈法的使用前提,是規定被測結構或構件混凝土的內外質量基本一致。因此,當混凝土表層與內部質量有明顯差異,例如遭受化學腐蝕或火災、硬化期間遭受凍傷等或內部存在缺陷時,不能用回彈法評估混凝土強度。3.回彈法的測強曲線回彈法測定結構混凝土強度的基本依據,就是回彈值與混凝土抗壓強度之間的相關性。這種相關性以基準曲線或經驗公式的形式予以擬定。六、超聲回彈綜合法檢查混凝土強度應用超聲回彈綜合法時,應盡量建立專用測強曲線并優先使用。在缺少該類曲線時,可采用通用測強曲線。通用測強曲線測區混凝土強度換算表合用下列條件的混凝土:①混凝土用水泥應符合國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》(GB175-92)和《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》(GBl344-92)的規定;②混凝土用砂、石骨料應符合《普通混凝土用砂質量標準及檢查方法》(JGJ52-92)和《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢查方法》(JGJ53-92)的規定;③摻或不摻減水劑或早強劑;④人工或一般機械攪拌、成型;⑤鋼模或木模,符合《鋼筋混凝土工程施工及驗收規范》的有關規定;⑦自然養護;⑧齡期為7~730d,如超過此齡期時,可鉆取混凝土芯樣進行修正;⑨混凝土強度等級為C10~50。1.建立地區混凝土曲線的基本規定(1)采有中型回彈儀,應處在標準狀態。(2)混凝土用水泥應符合現行國家標準《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》和《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》的規定,混凝土用砂、石應符合現行標準《普通混凝土用碎石或卵石質量標準及檢查方法》和《普通混凝土用砂質量標準及檢查方法》的規定。(3)選用本地區常用水泥、粗骨料、細骨料,按最佳配合比制作混凝土強度等級為C10~C50的邊長為150mm立方體試塊。(4)試塊實驗應按下式環節進行。①分別按齡期為7d、14d、28d、60d、90d。180d和365d進行立方體試塊強度實驗。②每一齡期的每組試件由3個(或6個)試塊組成。③每種混凝土強度等級的試塊數不應少于30塊,并宜在同一天內用同條件的混凝土成型;④試塊采用振動臺成型。成型后第二天拆摸。⑤如系自然養護,應將試塊移至不直接受日曬雨淋處,按品字形堆放,蓋上草袋并澆水養護。如用蒸氣養護,則試塊靜停時間和養護條件應與構件預期的相同。(5)試塊聲時值測試,應按下列規定進行。①試塊聲時測量,應取試塊澆注方向的側面為測試面,宜采用黃油為耦合劑。②聲時測量應采用對測法,在一個相對測試面上測3點,發射和接受換能器軸線應在一直線上,試塊聲時值tm為3點平均值,保存小數點后一位數字。試塊邊長測量精確至1mm,測量誤差不大于1%。③試塊的聲速值應按下式計算:式中:tm——聲時值,μs;l——超聲測距,mm。(6)試塊回彈值應按下列規定進行測試。①回彈值測量應選用不同于聲時測量的另一相對側面。將試塊油污擦凈放置在壓力機上下承板之間J如壓至30-50kN,并在此壓力下,在試塊相對測試面上各測8點回彈值,剔除3個最大值和最小值,將余下10個回彈值的平均值作為該試塊的回彈值凡,計算精確至0.1。②回彈值測試完畢后,并卸荷將回彈面放置在壓力機承壓板間。以每秒6M土4kN的速度連續均勻加荷至破壞。抗壓強度值幾精確至0.1MPa。(7)測強曲線應按下述環節進行計算。①將各試塊測試所得的聲速值Va、回彈值Ra及試塊抗壓強度值fcu匯總,進行多元回歸分析和誤差分析。②回歸分析時,可采用下列回歸方程式:式中:a——常數項系數;、、b,c——回歸系數;fcu,i——混凝土強度換算值,MPa。相對標準誤差er,可按下列公式計算:式中:er——相對標準誤差,MPa;fcu,i——才應于i個立方體塊抗壓強度,MPa;fcu,ic相應于i個立方體試塊計算的強度換算值,MPa。(8)經上述計算,如回歸方程式的誤差符合《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規程》中的相應的規定期,則可報請有關部門批準,作為專用或地區測強曲線。(9)按回歸方程式,列出fcuc—V—R測區混凝土強度換算表。超聲聲速應精確至0.01km/s,回彈值應精確至0.1,強度值應精確至0.1MPa。(10)強度換算表限于所實驗的范圍,不得外推。七、后裝撥出法檢測混凝土強度1.建立測強曲線的基本規定(1)混凝土所用水泥應符合現行國家標準《硅酸水泥、普通硅酸鹽水泥》和《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》的規定;混凝土所用的砂、石應符合行業標準《普通混凝上用碎石或卵右質量標準廢檢查方法》和《普通混凝土用砂質量標準及檢查方法》的規定。(2)建立測強曲線實驗用混凝土、不宜少千6個強度等級,每一強度等級混凝土不應少于6組,每組由1個至少可布置3個測點的拔出試件和相應的3個立方體試塊組成。(3)每組拔出試件和立方體試塊,應采用同盤混凝土,在同一振動臺上同時振搗成型,同條件自然養護。(4)拔出實驗應按下列規定進行:①拔出實驗的測點應布置在試件混凝土成型側面;②在每一拔出試件上,應進行不少于3個測點的拔出實驗,取平均值為該試件的拔出出力計算值F,精確至0.1kN。③3個立方體試塊的抗壓強度代表值,應按現行國家標準《混凝土強度檢查評估標準》(GBJ107—87)擬定。(5)測強曲線應按下述環節進行計算:①將每組試件的拔出力計算值及立方體試塊的抗壓強度代表值匯總,按最小二乘法原理進行回歸分析。②推薦采用的回歸方程式如下:式中:fcuc——混凝土強度換算值,MPa,精確至0.1MPa;F——拔出力,kN,精確至0.lkN;A、B——測強公式回歸系數。③回歸方程的相對標準差er可按下式計算:式中:er——相對標準差;fcu,i——第i組立體試塊抗壓強度代表值,MPa,精確至0.1MPa;fccu,i——由第i個拔出試件的拔出力計算值鳳)的強度換算值,MPa,精確至0.1MPa;n——建立回歸方程式的試塊(試件)組數。(6)經上述計算,如回歸方程式的相對標準差不大12%時,可報請本地主管部門審定后實行。(7)測強曲線的使用,僅限于在建立回歸方程所實驗的混凝土強度范圍內,不得外推。橋梁荷載實驗一、荷載實驗的準備工作荷載實驗正式進行之前應做好下列準備工作。1.實驗孔(或墩)的選擇對多孔橋梁中跨徑相同的橋孔(或墩)可選1-3孔具有代表性的橋孔(或墩)進行加載實驗。選擇時應綜合考慮以下因素:(1)該孔(或墩)計算受力最不利;(2)該孔(或墩)施工質量較差、缺陷較多或病害較嚴重;(3)該孔(或墩)便于搭設,腳手架,便于設立測點或便于實行加載。選擇實驗孔的工作與制定計劃前的調查工作結合進行。2.搭設腳手架和測試支架腳手架和測試支架應分開搭設互不影響,腳手架和測試支架應有足夠的強度。剛度和穩定性。腳手架要保證工作人員的安全、方便操作。測試支架要滿足儀表安裝的需要,不因自身變形影響測試的精度,同時還應保證實驗時不受車輛和行人的干擾。腳手架和測試支架設立要因地制宜,就地取材,便于搭設和拆卸,一般采用木支架或建筑鋼管支架。當橋下凈空較大不便搭設固定腳手架時,可考慮采用輕便活動吊架,兩端用尼龍繩或細鋼絲繩固定在欄桿或人行道緣石上。整套設立使用前應進行試載以保證安全,活動吊架如需多次使用可做成拼裝式以便運送和存放。睛天或多云天氣下進行加載實驗時,陽光直射下的應變測點,應設立遮擋陽光的設備,以減小溫度變化導致的觀測誤差。雨季進行加載實驗時,則應準備儀器,設備等的防雨設施,以備不時之需。橋下或橋頭用活動房或帳篷搭設臨時實驗室安放數據采集等儀器、并供測試人員臨時辦公和看管設備之用。3.靜載實驗加載位置的放樣和卸載位置的安排靜載實驗前應在橋面上對加載位置進行放樣,以便于加載實驗的順利進行。如加載工況較少,時間允許,可在每次工況加載前臨時放樣。如加載工況較多,則應預先放樣,且用不同顏色的標志區別不同加載工況時的荷載位置。靜載實驗荷載卸載的安放位置應預先安排。卸載位置的選擇既要考慮加卸載方便,離加載位置近一些,又要使安放的荷載不影響實驗孔(或墩)的受力,一般可將荷載安放在橋臺后一定距離處。對于多孔橋,如有必要將荷載停放在橋孔上,一般應停放在距實驗孔較遠處以不影響實驗觀測為度。4.實驗人員組織及分工橋梁的荷載實驗是一項技術性較強的工作,最佳能組織專門的橋梁實驗隊伍來承擔,也可由熟悉這項工作的技術人員為骨干來組織實驗隊伍。應根據每個實驗人員的專長進行分工,每人分管的儀表數目除考慮便于進行觀測外,應盡量使每人對分管儀表進行一次觀測所需的時間大體相同。所有參與實驗的人員應能純熟掌握所分管的儀器設備,否則應在正式開始實驗前進行演練。為使實驗有條不紊地進行,應設實驗總指揮1人,其別人員的配備可根據具體情況考慮。5.其他準備工作加載實驗的安全設施、供電照明設施、通訊聯絡設施、橋面交通管制等工作應根據荷載實驗的需要進行準備。二、實驗荷載工況的擬定為了滿足鑒定橋梁承載力的規定:荷載工況選擇應反映橋梁設計的最不利受力狀態,簡樸結構可選1-2個工況,復雜結構可適當多選幾個工況,但不宜過多。進行各荷載工況布置時可參照截面內力(或變形)影響線進行,下面給出常見橋型荷載工況。(1)簡支梁橋跨中最大正彎矩工況L/4最大正彎矩工況支點最大剪力工況橋墩最大豎向反力工況(2)連續梁橋主跨跨中最大正彎矩工況主跨支點負彎矩工況主跨橋墩最大豎向反力工況主跨支點最大剪力工況邊跨最大正彎矩工況(3)懸臂梁橋(T型剛構橋)支點(墩頂)最大負彎矩工況錨固孔跨中最大正彎矩工況支點(墩頂)最大剪力工況掛孔跨中最大正彎矩工況(4)無鉸拱橋跨中最大正彎矩工況拱腳最大負彎矩工況拱腳最大推力工況正負撓度絕對值之和最大工況此外,對橋梁施工中的薄弱截面或缺陷修補后的截面可以專門進行荷·載工況設計,以檢查該部位或截面對結構整體性能的影響。使用車輛加載而又未安排動載實驗項目時,可在靜載實驗項目結束后,將加載車輛(多輛車則相應地進行排列)沿橋長慢速行駛一趟,以全面了解荷載作用于橋面不同部位時結構承載狀況。動載實驗一般安排標準汽車車列(對小跨徑橋也可用單車:)在不同車速時的跑車實驗,跑車時速一般定為5km、10km、20km、30km、40km、sokm,此外可根據橋況安排其他實驗項目,如需測定橋梁承受活載水平力性能時作車輛制動實驗,為測定橋梁自振頻率作跳車后的余振觀測,井在元荷載時進行脈動觀測。三、測點布設(1)重要測點的布設:測點的布設不宜過多“:但要保證觀測質量。有條件時,同一測點可用不同的測試方法進行校對,二般情況下,對重要測點的布設應能控制結構的最大應力(應變)和最大撓度(或位移)。幾種常用橋梁體系的重要測點布設如下。①簡支梁橋:跨中撓度)支點沉降,跨中截面應變、②連續梁橋:跨中撓度;支點沉降,跨中和支點截面應變。③懸臂梁橋:懸臂端部撓度、支點沉降,支點截面應變。④拱橋:跨中,L/4處撓度,拱頂L/4和拱腳截面應變。撓度觀測測點一般布置在橋中軸線位置。截商抗彎應變測點應設立在截面橫橋向應力也許分布較大的部位,沿截面上、下緣布設,橫橋向測點設立一般不少于3處,以控制最大應力的分布。四、電阻應變片的選用選用應變片時應根據應變片的初始參數及試件的受力狀態、應變梯度、應變性質、工作條件、測試精度規定等綜合考慮。對于一般的結構實驗,采用120Ω紙基金屬絲應變片就可滿足實驗規定。其標距可結合試件的材料來選定,如鋼材常用5-20mm,混凝土則用40-150mm,石材用20-40mm。對于有特殊規定的,可選擇特種應變片,如低溫應變片、高溫應變片、疲勞壽命片、裂紋探測片、應力片以及高壓、核輻射、強磁場等條件下使用的應變片。(5)電阻應變片的粘貼技術①粘結劑粘貼應變片用的粘結劑成為應變膠試件應變傳遞到應變片的敏感柵上。同時,其線性滯后、零飄、蠕變等特性在一定限度上還影響著應變片的一些工作性能。相應變膠的性能規定是:粘結強度高(剪切強度一般不低于3-4MPa),電絕緣性能好,化學穩定性及工藝性好等。在特殊條件下,還要考慮一些其他規定,例如耐高溫、耐老化、耐介質(油、水、酸和堿等)、耐疲勞等。目前常用的應變膠分為有機膠和元機膠兩類。常溫下用有機膠,無機膠則用于高溫應變片的粘貼。常規橋梁實驗粘貼應變片的應變膠一般為快干膠和熱固性樹脂膠等。五、電阻應變測量的溫度補償用應變片測量應變時,它除了能感受試件受力后的變形外,同樣也能感受環境溫度變化,并引起電阻應變儀指示部分的示值變動,這稱為溫度效應。溫度變化從兩方面使應變片的電阻值發生變化。第一是電阻絲溫度改變Δt(℃),其電阻將會隨之而改變ΔRβ。ΔRβ=β1RΔt式中:β1一一電阻絲的電阻溫度系數(1/℃)R一一應變片的變原始電阻值(Ω)第二是由于材料與應變片電阻絲的線膨脹系數不相等,但兩者又粘合在一起,這樣溫度改變Δt(℃)時,應變片中產生了溫度應變,引起一附加的電阻的變化ΔRα。式中:Kt一一貼好的應變絲對溫度應力的靈敏系數,;αj一一試件材料的線膨脹系數(1/℃)α——電阻絲的線膨脹系數(1/℃)。因此,總的溫度效應是兩者之和:式中:β——占好的應變片總的電阻溫度系數。溫度效應的應變值為:這個εt稱視應變。當采用鎳鉻合金絲做成的應變片進行測量時,溫度變動1℃,會在鋼材(E=2.1xl05MPa)中產生相稱于1.5MPa左右的應力示值變動,這是不能忽視的,必須加以消除。消除溫度效應的應變值重要是運用惠斯登電橋橋路的特性進行,稱為溫度補償。如圖5-17所示,在電橋的BC臂上接一個與測量片R1同樣阻值的溫度補償應變片R2(簡稱補償片)。測量應變片R1(簡稱工作片)貼在受力構件上,它既受應變作用又受溫度作用,故R1是由兩部分組成。即:ΔR1=ΔRε+ΔRt補償片R2貼在一個與試件材料相同并置于試件附近,具有同樣溫度變化條件但不承受外力作用的小試塊上,它只有ΔR2=ΔRt的變化。此時,電橋對角線上的電流計的反映為ΔR1-ΔR2=ΔRε,測得結果僅是試件受力后產生應變值,而溫度效應所產生的視應變就消除了。在實際工作中,為保證補償效果,對補償片的設立應考慮如下因素。(1)補償片與工作片應當是同批產品,具有相同電阻值、靈敏系數和幾何尺寸。(2)貼補償片的試塊材料應與試件的材料一致,并應做到熱容量基本相等。如是混凝土材料,則需同樣配合比和在同樣條件下養護。(3)補償片的貼片、干燥、防潮等解決工藝必須與工作片完全一致。(4)連接補償片的導線應與連接工作片的導線同一規格。同一長度,并且互相平列靠近布置或捆扎成束。(5)補償片與工作片的位置應盡量接近,使兩者處在同樣溫度場條件下,以防不均勻熱源的影響。(6)補償片的數量多少,根據實驗材料特性、測點位置、實驗條件等決定。一般情況下,鋼結構可用一個補償片同時補償10個工作片。對混凝土材料或木材可用一個補償片補償5-10個工作片。假如規定嚴格或者是某些測點所處條件特殊時,應單獨補償,以盡量減少因補償片連續工作而工作片間斷工作所導致的溫差影響。六、加載過程的觀測加載實驗過程應對結構控制點位移(或應變)、結構整體行為和薄弱部位破損實行監控,并將結果隨時報告給指揮人員作為控制加載的依據。隨時將控制點位移與計算結果比較,如實測值超過計算值較多,則應暫停加載,待查明因素再決定是否繼續加載。實驗人員如發現其他測點的測值有較大的反常變化也應查找因素,并及時向實驗指揮人員報告。加載過程中應指定人員隨時觀測結構各部位也許產生的新裂縫,注意觀測:構件薄弱部位是否有開裂、破損,組合構件的結合面是否有開裂錯位,支座附近混凝土是否開裂,橫隔板的接頭是否拉裂,結構是否產生不正常的響聲,加載時墩臺是否發生搖擺現象等等。如發生這些情況應報告實驗指揮人員,以便采用相應的措施。七、終止加載控制條件發生下列情況應半途終止加載:(1)控制測點應力值已達成或超過用彈性理論按規范安全條件反算的控制應力值時;

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