橋涵結(jié)構試驗檢測 第一節(jié) 橋梁支座和伸縮裝置檢驗_第1頁
橋涵結(jié)構試驗檢測 第一節(jié) 橋梁支座和伸縮裝置檢驗_第2頁
橋涵結(jié)構試驗檢測 第一節(jié) 橋梁支座和伸縮裝置檢驗_第3頁
橋涵結(jié)構試驗檢測 第一節(jié) 橋梁支座和伸縮裝置檢驗_第4頁
橋涵結(jié)構試驗檢測 第一節(jié) 橋梁支座和伸縮裝置檢驗_第5頁
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第四章橋涵結(jié)構試驗檢測第一節(jié)、橋梁支座和伸縮裝置檢驗一、橋梁支座橋梁支座設置在梁板式體系中主粱與墩臺之間,其主要功能是將上部結(jié)構的各種荷載傳遞給墩臺,并能適應上部結(jié)構的荷載、溫度變化、混凝土收縮等各種因素所產(chǎn)生的變形(水平位移及轉(zhuǎn)角),使上部結(jié)構的實際受力情況符合設計計算圖式。橋梁支座按其材料可劃分為小橋涵上使用的簡易墊層支座、大中橋上使用的鋼板支座、鋼筋混凝土支座、鑄鋼或不銹鋼支座以及目前使用極為廣泛的橡膠支座等。橋梁橡膠支座構造簡單,成本低,目前已實現(xiàn)了產(chǎn)品的標準化、系列化,也是我國橋梁支座的發(fā)展方向。這里主要介紹橋梁板式橡膠支座的檢驗方法。1板式橋梁橡膠支座構造特性板式橋梁橡膠支座通常由若干層橡膠片與以薄鋼板為剛性加勁物組合而成,各層橡膠與上下鋼板經(jīng)加壓硫化牢固的粘接成為一體。支座在豎向荷載作用下,具有足夠的剛度,主要是由于嵌入橡膠片之間的鋼板限制橡膠的側(cè)向膨脹。在水平力作用下,支座的水平位移量取絕于橡膠片的凈厚度。在運營期間為防止嵌入鋼板的銹蝕,支座的上下面及四邊都有橡膠保護層。2板式橋梁橡膠支座的技術要求交通部行業(yè)標準(JTT43)規(guī)定了橋梁板式橡膠支座標準系列規(guī)格,其設計參數(shù)、支座成品力學性能指標及質(zhì)量要求應符合規(guī)定要求。標準系列規(guī)格以外型式的支座應根據(jù)試驗結(jié)果自行確定設計參數(shù)。3板式橋梁橡膠支座檢驗方法橋梁橡膠支座檢驗有型式檢驗、出廠檢驗和使用前抽檢三種質(zhì)量控制環(huán)節(jié)。型式檢驗是指廠家在投產(chǎn)、膠料配方改變、工藝和結(jié)構型式改變及正常生產(chǎn)中質(zhì)檢部門或國家監(jiān)督機構定期檢測。出廠檢驗必須由廠家質(zhì)量管理部門進行檢驗,確認合格后才可出廠,供貨時必須附有產(chǎn)品質(zhì)量合格證明文件及合格證。而橋涵工程使用前抽檢是指針對具體支座的設計要求,以行業(yè)標準為依據(jù),進行的常規(guī)性檢驗。通常應在支座進人工地后抽取一定比例送檢,主要檢驗項目有支座成品力學性能檢驗、支座成品解剖檢驗和外觀、幾何尺寸檢驗等。(1)抗壓彈性模量檢驗試驗方法為通過中心受壓試驗,得出橡膠支座的應力應變曲線,并據(jù)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察支座在受壓情況下的工作狀態(tài)。大量的試驗研究表明,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加,則曲線呈線性關系,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(jù)上述曲線中的直線段確定的。其試驗步驟為將橡膠支座成品直接置于試驗加荷裝置承壓板上,對準中心,加荷至壓力應為1OMPA,在承載板的四角對稱安裝四只位移計。進行預壓。將壓應力緩緩增至,持荷5MIN,然后卸至應力為1OMPA。記錄百分表初始值,預壓三次。正式加載。每一加載循環(huán)自110MPA開始,每級壓應力為10MPA,持荷3MIN,讀取百分表讀數(shù),至為止,然后卸載至壓應力為10MPA。L0MIN后進行下一加載循環(huán)。加載過程連續(xù)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C,按試樣橡膠層的總厚度I求出在各級試驗荷載作用下試樣的累計壓縮應變I。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(jié)果的算術平均值。但單項結(jié)果和算術平均值之間的偏差不應大于算術平均值的10,否則該試樣應重新試驗一次。橡膠支座在一定的壓力作用下,其豎向變形主要由兩個因素決定。一是支座中間橡膠片與加勁鋼板接觸面的狀態(tài),即橡膠與鋼板粘接質(zhì)量,如果粘按牢固,橡膠的側(cè)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(cè)面積之比值,常稱之為形狀系數(shù)。(2)極限抗壓強度檢驗由于橋梁橡膠支座極限抗壓強度很大,因此部頒標準規(guī)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,極限抗壓強度檢驗可在抗壓彈模試驗完成后按每分鐘10MPA的加荷速率加載至壓應力達到極限抗壓強度為止,并隨時觀察,支座完好無損,其指標為合格。(3)抗剪彈性模量檢驗由于梁體受溫度、收縮徐變以及車輛制動力等環(huán)境條件產(chǎn)生的水平位移將使支座產(chǎn)生剪切變形,而橡膠支座水平位移量的大小主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(chǎn)生的,我國交通部行業(yè)標準規(guī)定了橡膠支座的剪切模量檢驗辦法。橡膠支座抗剪彈性模量試驗是以正壓力為容許壓應力,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,而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。正式試驗前應進行預載,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01MPA后持荷5MIN,然后卸載至剪應力為01MPA后記錄位移計初始值。正式加載每一加載值循環(huán)自01MPA開始,每級剪應力增力01MPA,持荷1MIN,讀取位移計讀數(shù),至10MPA為止,然后卸載剪應力為01MPA。10MIN后進行下一循環(huán)。加載過程連續(xù)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S,按試樣橡膠層的總厚度I求出在各級試驗荷載作用下試樣的累計剪切應變I。每兩個檢驗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(jié)果的算術平均值。但各單項結(jié)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試驗。(4)容許剪切角檢驗(5)摩擦系數(shù)檢驗摩擦系數(shù)試驗,除要求必須對四氟板與不銹鋼板進行檢驗外,對橡膠與混凝土、橡膠與鋼板間摩擦系數(shù)試驗可按需要或用戶要求進行檢驗。將試樣按規(guī)定擺好,對準中心位置。施加壓應力至,并在整個摩擦系數(shù)試驗過程中保持不變。逐級均勻施加水平力,每級間隔30S增加水平剪應力為02MPA,至支座試樣與混凝土板、鋼板、不銹鋼板試樣接觸面間發(fā)生滑動時為止,記錄此時水平剪應力。試驗過程連續(xù)進行三次。(6)允許轉(zhuǎn)角檢驗在外荷載作用下,支座在發(fā)生豎向壓縮的同時,由于梁體的撓曲作用還產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。支座轉(zhuǎn)動時,一側(cè)的橡膠被壓縮,而另一側(cè)則逐漸被抬起。隨著轉(zhuǎn)角的增大,支座各層間的橡膠將由壓力大的區(qū)域逐次向壓力小的地方“轉(zhuǎn)移”,但這種轉(zhuǎn)移因受上下鋼板的約束影響,只能進行到一定程度。如果豎向壓縮回彈變形值大于其總壓縮量,支座邊緣必將出現(xiàn)脫空現(xiàn)象。這是檢驗橡膠支座的厚度在梁體端部在可能出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)角的作用下能否滿足設計要求的必要條件。檢測時,在距支座中心600MM處,安裝使支座產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的千斤頂和測力傳感器,并在假定梁體的四角安置位移傳感器或百分表。首先進行預壓,將壓應力緩緩增至,維持5MIN然后卸載至力為1OMPA。如此反復預壓三遍。正式加載。施加壓力至,停5MINN讀數(shù)。維持不變,用油壓千斤頂對中間工字梁施加一個向上的力P,使其達到預期轉(zhuǎn)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(shù)。(7)判定規(guī)則試樣的抗壓彈性模量與規(guī)定值的偏差在20范圍之內(nèi)時,則認為是滿足要求的。試樣的抗剪彈性模量與規(guī)定值的偏差在15范圍之內(nèi),容許剪切角正切值符合規(guī)定,則認為是滿足要求的。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(fā)生剝離,則認為試樣的極限抗壓強度是滿足要求的。試樣的摩擦系數(shù)符合規(guī)定時,則認為是滿足要求的。試樣的容許轉(zhuǎn)角正切值,混凝土、鋼筋混凝土橋在13OO,鋼橋在15OO時,試樣邊緣最小變形值大于或等于零時,認為試樣容許轉(zhuǎn)角是滿足要求的。三塊(或三組)試樣中,有兩塊(或兩組)不能滿足要求時,則認為該批產(chǎn)品不合格。若有一塊(或一組)試樣不能滿足要求時,則應重新抽取三塊(或三組)試樣進行試驗,若仍有一塊(或一組)不能滿足要求時,則也認為該批產(chǎn)品不合格。二、橋梁橡膠伸縮裝置檢驗1橋梁橡膠伸縮裝置的作用及分類橋梁橡膠伸縮裝置的主要作用是滿足橋梁上部結(jié)構變形的需要,并保證車輛通過橋面時平穩(wěn)。橋梁橡膠伸縮裝置按照伸縮體結(jié)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(包括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。它適用于伸縮量不大于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。它適用于伸縮量小于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。它適用于伸縮量不大于120MM的公路橋梁工程。(4)模數(shù)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(shù)式伸縮裝置。它適用于伸縮量為801200MM的公路橋梁工程。2橋梁橡膠伸縮裝置技術要求橋梁橡膠伸縮裝置除使用的材料、工藝應符合我國的現(xiàn)行規(guī)范外,成品力學性能外觀質(zhì)量及解剖檢驗等應符合交通部頒布的現(xiàn)行標準。(1)成品力學性能試驗伸縮裝置成品力學性能試驗應符合規(guī)范要求。(2)成品尺寸偏差及外觀質(zhì)量檢驗橡膠伸縮體的尺寸偏差應滿足下列要求不論伸縮量大小,每延米長度偏差為10一20MM。寬度、厚度偏差應滿足規(guī)范要求。在自然狀態(tài)下,伸縮裝置中使用的單元密封橡膠帶尺寸(不包括錨固部分)的公差應滿足規(guī)范要求。橡膠伸縮體外觀質(zhì)量應滿足規(guī)范要求。(3)成品解剖檢驗板式伸縮裝置成品解剖檢驗,每200塊或每批任取一塊,將其沿垂直方向鋸開,進行規(guī)定項目檢驗,檢驗結(jié)果應符合規(guī)范要求。3橋梁橡膠伸縮裝置檢驗原則(1)橋梁橡膠伸縮裝置的檢驗,除投產(chǎn)鑒定、質(zhì)量監(jiān)督機構定期檢測和出廠檢驗外,高等級公路橋梁大修或大中橋往往在施工階段仍需進行逐個檢查外觀及幾何尺寸,必要時還應進行成品力學性能檢驗。(2)成品力學性能試驗,原則上要求試驗設備能對整體組裝后的伸縮裝置成品進行力學性能試驗,如試驗設備所限,可對純橡膠式、板式和組合式伸縮裝置截取1M試樣進行試驗,而對模數(shù)式伸縮裝置取樣應不小于4M,并具有4個單元的組裝試樣進行力學性能試驗。(3)成品力學性能試驗應在專用的試驗平臺上完成,兩邊用定位螺栓或其它的有效方法將伸縮裝置試樣與錨固板聯(lián)結(jié),然后使試驗裝置模擬拉伸、壓縮與縱向、豎向、橫向錯位,實測拉、壓過程中水平摩阻力、變位均勻性。(4)對模數(shù)式伸縮裝置試樣按實際荷載測定中梁、橫梁及其它重要構件應力、應變值。有條件時,應對試樣進行震動沖擊試驗。(5)對單組、多組模數(shù)式伸縮裝置橡膠密封帶,應進行防水試驗。(6)所有型式伸縮裝置應作零部件安裝、更換方便性試驗。(7)伸縮裝置的平面、厚度等外形尺寸,應用標定的鋼尺、游標卡尺、平整度儀、水準儀測量。每延米純橡膠式、板式、組合式伸縮裝置試樣平面尺寸除測量四邊長度外,還應測量對角線尺寸。測量厚度時應在四邊測量8點,取其平均值,其偏差應滿

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