第四章 橋梁結(jié)構(gòu)檢測(3到4節(jié))

1、第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3 橋梁(qioling)上部結(jié)構(gòu)檢測 4.3.1 橋梁支座 橋梁支座設(shè)置在梁板式體系中主梁與墩臺之間，其主要功能是將上部結(jié)構(gòu)的各種荷載傳遞給墩臺，并能適應(yīng)上部結(jié)構(gòu)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(gòu)的實際受力情況符合設(shè)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。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.1 橋梁(qioling)支座檢測 檢測規(guī)范：JT/T 4-2004 公路橋梁板式橡膠支

2、座JT391-1999 公路橋梁盆式橡膠支座GBT17955-2000 球型支座技術(shù)條件TB/T 1853-2006 鐵路橋梁鋼支座TB/T 2331-2004 鐵路橋梁盆式橡膠支座TB/T 1893-2006 鐵路橋梁板式橡膠支座GB 20688.2-2006 橡膠支座 第2部分：橋梁隔震橡膠支座 共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.1 橋梁(qioling)支座檢測板式橡膠支座的檢測項目：(1)抗壓彈性模量檢驗；(2)極限抗壓強度檢驗；(3)抗剪彈性模量檢驗；(4)容許剪切角檢驗；(5)摩擦系數(shù)檢驗；(6)允許轉(zhuǎn)角檢驗共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.1

3、 橋梁(qioling)支座檢測盆式橡膠支座的檢測項目：(1)抗壓彈性模量檢驗；(2)極限抗壓強度檢驗；(3)抗剪彈性模量檢驗；(4)容許剪切角檢驗；(5)摩擦系數(shù)檢驗；共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.1 橋梁(qioling)支座檢測橡膠支座檢驗的判定原則： 每個檢測參數(shù)均有其具體規(guī)定，詳細規(guī)定可以參考相關(guān)規(guī)范。 基本原則：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(yīng)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。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jig

4、u)檢測4.3.1.2 橋梁橡膠伸縮裝置(zhungzh)檢測 橋梁橡膠伸縮裝置 橋梁橡膠伸縮裝置的主要作用是滿足橋梁上部結(jié)構(gòu)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(gòu)不同可劃分為四類。 涉及到的橋梁伸縮裝置檢測試驗一般較少，主要包括：幾何尺寸檢驗、力學(xué)性能檢驗、解剖試驗、使用材料試驗等。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 橋涵混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢驗，依據(jù)有關(guān)標準，主要包括內(nèi)容有三個方向：一是施工階段的質(zhì)量控制，包括原材料的試驗檢測、混凝土澆注前的檢查等；二是外觀質(zhì)量檢測，主要是在構(gòu)件成型

5、達到一定強度后檢測結(jié)構(gòu)實物的尺寸和位置偏差，混凝土表面平整度、蜂窩、麻面、露筋及裂縫等；三是構(gòu)件混凝土的強度等級，通常以立方體試件的抗壓強度來反映，當對某一方面的檢驗內(nèi)容產(chǎn)生懷疑時，如構(gòu)件的強度離散大、強度不足或振搗不密實時，通常還需要進行專項強度檢驗或荷載試驗來判定。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 結(jié)構(gòu)混凝土強度等級評定：混凝土立方體試件的取樣原則 ：相關(guān)規(guī)范中對取樣原則均有具體規(guī)定，一般情況下試驗制取組數(shù)是以不同等級及不同配合比的澆注地點或拌和地點隨機制取。 強度評定：結(jié)構(gòu)混凝土強度的合格標準評定的常規(guī)方法是以澆注或拌和現(xiàn)場制取試件，

6、以28d齡期的極限抗壓強度值進行統(tǒng)計評定。 共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 鉆芯取樣法檢驗混凝土強度： 鉆芯取樣法檢驗混凝土強度指從混凝土結(jié)構(gòu)物中鉆取芯樣和檢查芯樣，測定混凝土的劈裂抗拉強度或抗壓強度，作為評定結(jié)構(gòu)的主要品質(zhì)指標。但是由于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件部位的條件、所處位置及受力狀態(tài)的影響，鉆取芯樣的數(shù)量通常比較少，在定程度上可作為抽檢混凝土抗壓強度、均勻性和內(nèi)部缺陷的指標。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 鉆芯取樣法檢驗混凝土強度： 1. 芯樣鉆取 取樣前應(yīng)考慮由于鉆芯可能導(dǎo)致對結(jié)構(gòu)的不利影響，

7、應(yīng)盡可能避免在靠近混凝土構(gòu)件的接縫或邊緣鉆取，且基本上不應(yīng)帶有鋼筋。芯樣直徑應(yīng)為混凝土所有集料最大粒徑的3倍，一般為150mm或100mm。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(yīng)立即清楚地標上記號，并記錄芯樣在混凝土結(jié)構(gòu)中鉆取的位置。 鉆取的芯樣數(shù)量應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 鉆芯取樣法檢驗混凝土強度： 2. 鉆取芯樣檢查 每個芯樣應(yīng)詳細描述有關(guān)裂縫、分層、麻面或離析等，檢查并記錄存在的氣孔的位置、尺寸與分布情況，在芯樣的中間及兩端1/4處按兩個垂直方向測量三對數(shù)值確定芯樣的平均直徑d。取芯樣直徑兩端側(cè)

8、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(yīng)在0.25mm之內(nèi)，取平均值作為試件平均長度L，精確至1.0mm。 3. 試件的制作 抗壓試驗用的試件長度(不應(yīng)小于直徑，也不應(yīng)大于直徑的2倍。芯樣端面必須平整，必要時應(yīng)磨平或用抹頂?shù)确椒ㄌ幚怼９踩豁摰谒恼?橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 鉆芯取樣法檢驗混凝土強度： 4. 強度計算共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 回彈法檢驗混凝土強度： 原理：回彈法是采用回彈儀的彈簧驅(qū)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

9、初始長度之比)作為強度相關(guān)指標來推算混凝土強度的一種方法。 原則：回彈法檢測混凝土強度是對常規(guī)檢驗的一種補充，當對構(gòu)件懷疑時，例如，試件與結(jié)構(gòu)中混凝土質(zhì)量不一致，對試件的檢驗結(jié)果有懷疑或供檢驗用的試件數(shù)量不足時，可采用回彈法檢測，并將檢測結(jié)果作為處理混凝土質(zhì)量問題的一個主要依據(jù)。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 超聲回彈綜合法檢驗混凝土強度 ： 超聲回彈綜合法檢測混凝土強度，是目前我國使用較廣的一種結(jié)構(gòu)中混凝土強度非破損檢驗方法。它較之單一的超聲或回彈非破損檢驗方法具有精度高、適用范圍廣等優(yōu)點。但是，它也是對常規(guī)檢驗補充的一種辦法，當對結(jié)構(gòu)的混凝

10、土強度有懷疑時，可按此辦法進行檢驗，以推定混凝土的強度，作為處理其質(zhì)量問題的依據(jù)。 在有條件的情況，可用鉆芯取樣法作校核。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 超聲法檢測混凝土缺陷： 混凝土結(jié)構(gòu)物一般都會有一些缺陷和損傷，而形成這些缺陷和損傷的原因是多種多樣的。一般而言，主要有四方面的原因：其一是施工原因，例如振搗不足，鋼筋網(wǎng)過密而骨料最大粒徑選擇不當、模板漏漿等所造成的內(nèi)部孔洞、不密實區(qū)、蜂窩及保護層不足、鋼筋外露等；其二是由于混凝土非外力作用作形成的裂縫，例如在大體積混凝土中因水泥水化熱積蓄過多，在凝固及散熱過程中的不均勻收縮而造成的溫度裂

11、縫，混凝土干縮及碳化收縮所造成的裂縫；其三是長期在腐蝕介質(zhì)或凍融作用下由表及里的層狀疏松；其四是受外力作用所產(chǎn)生的裂縫，例如因齡期不足即行吊裝而產(chǎn)生的吊裝裂縫等。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.2 混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 超聲法檢測混凝土缺陷： 所謂混凝土探傷，指的是以無損檢測的手段，確定混凝土內(nèi)部缺陷的存在、大小、位置和性質(zhì)的一項專門技術(shù)。 用于探傷的無損檢測手段有超聲脈沖法和射線法兩大類，其中射線法因穿透能力有限及操作中需解決人體防護等問題，在我國使用較少。目前最有效的方法是超聲脈沖法。 常用的儀器設(shè)備包括：超聲波檢測儀、結(jié)構(gòu)雷達等。共三十一頁第四章 橋梁(qi

12、oling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 本節(jié)主要講述預(yù)應(yīng)力筋、錨具、夾片的檢測方法。 預(yù)應(yīng)力筋檢測項目：外觀檢查 、力學(xué)性能試驗； 一般規(guī)定：預(yù)應(yīng)力鋼絲應(yīng)成批驗收，每批應(yīng)由同一鋼號、同一形狀尺寸、同一交貨狀態(tài)的鋼絲組成。 預(yù)應(yīng)力鋼絞線應(yīng)成批驗收，每批由同一鋼號、同一規(guī)格、同一生產(chǎn)工藝制造的鋼絞線組成，每批不超過60t。從每批鋼絞線中選取3盤進行表面質(zhì)量、直徑偏差、捻距和力學(xué)性能的檢驗。如每批少于3盤，則應(yīng)逐盤進行上述檢驗。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.3.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 錨具是在后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中為保持預(yù)應(yīng)力筋的張拉力

13、將其傳遞到混凝土上所用的永久性錨固裝置。 夾具是先張法預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施工時，為保持預(yù)應(yīng)力筋的拉力并將其固定在張拉臺座(或設(shè)備)上的臨時性錨固裝置；或者為后張法預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施工時，能將千斤頂(或其它張拉設(shè)備)的張拉力傳遞到預(yù)應(yīng)力筋上的臨時性錨固裝置(又稱工具錨)。 連接器為用于連接鋼筋的裝置。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.3.3 預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)(jigu)檢測 錨具、夾具及連接器檢測 一般試驗內(nèi)容：外觀和硬度檢驗、靜載試驗、疲勞試驗、周期荷載試驗、輔助性試驗。123456789101112鋼絞線錨具靜載試驗組裝圖1-鋼絞線，2，12-夾片，3，11-錨圈，4，5，8

14、，10-墊板，5-試驗臺座，7-千斤頂，9-傳感器共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.4 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)施工控制（監(jiān)控） 橋梁施工是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。在該系統(tǒng)中，設(shè)計圖是目標，而從開工到竣工整個施工過程中，將受到許多確定和不確定因素的影響，包括設(shè)計計算假定、材料性能參數(shù)、施工精度、施工荷載、大氣溫度等諸多方面的因素，這些因素總會使實際狀態(tài)與理想目標狀態(tài)之間存在一定的差異。因此，在施工過程中如何從受各種因素影響而失真的參數(shù)中找出相對真實之值，對施工狀態(tài)進行實時監(jiān)測、預(yù)測、調(diào)整，對設(shè)計目標的實現(xiàn)是至關(guān)重要的。一般地，上述工作常以現(xiàn)代控制論為理論基礎(chǔ)來進行，所以稱之為施工控制

15、。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.4.1 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)施工控制的基本概念 橋梁施工控制就是對橋梁施工過程中結(jié)構(gòu)的受力、變形及穩(wěn)定進行監(jiān)控，使施工中的結(jié)構(gòu)狀態(tài)處于最優(yōu)狀態(tài)，保證施工過程安全和成橋狀態(tài)(包括內(nèi)力和線型狀態(tài))符合設(shè)計、規(guī)范要求。橋梁施工控制是確保橋梁施工宏觀質(zhì)量的關(guān)鍵，又是橋梁建設(shè)的安全保證 。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.4.1 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)施工控制的基本概念 橋梁施工控制與橋梁施工質(zhì)量控制目標是一致的，都是保證橋梁建設(shè)質(zhì)量的手段。橋梁施工質(zhì)量控制重在“微觀控制”，而橋梁施工控制重在“宏觀調(diào)控”，是橋梁施工質(zhì)量控制的補

16、充與前提。以懸臂澆筑施工的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋為例，施工質(zhì)量控制重在鋼筋、鋼絞線自身質(zhì)量控制，波紋管安裝精度控制，模板安裝精度控制，混凝土原材料及混凝土拌制質(zhì)量控制，混凝土澆筑、養(yǎng)護質(zhì)量控制，混凝土強度檢驗、預(yù)應(yīng)力張拉控制，管道灌漿質(zhì)量控制等；共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.4.1 橋梁結(jié)構(gòu)施工(sh gng)控制的基本概念 施工控制則是在施工過程中監(jiān)測結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形情況，根據(jù)已施工完成節(jié)段內(nèi)力和變形狀態(tài)，在考慮各種影響因素后，確定下一節(jié)段的施工是否需要調(diào)整，或提供下一節(jié)段的立模標高。 橋梁施工控制屬于施工質(zhì)量與安全控制范疇，雖不能完全替代質(zhì)量控制，卻為實現(xiàn)質(zhì)量控制的總體目標提供保障

17、。在小跨徑橋梁施工中，往往不單獨實施施工控制，而將施工控制的內(nèi)容包含在施工質(zhì)量控制中。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.4.2 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)施工控制的基本內(nèi)容 橋梁施工控制的任務(wù)就是要確保在施工過程中橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形始終處于容許的安全范圍內(nèi)，確保成橋狀態(tài)(包括成橋線型與成橋結(jié)構(gòu)內(nèi)力)符合設(shè)計要求。橋梁施工控制圍繞上述控制任務(wù)而展開，不同類型的橋梁，其施工控制工作內(nèi)容不全相同，但從總體上來看，包括以下幾個方面。 幾何(變形)控制：全站儀、水準儀、塔尺等； 應(yīng)力控制 ：鋼弦、差動式應(yīng)變計、應(yīng)變儀、溫度傳感器等。 穩(wěn)定控制、安全控制。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu

18、)檢測4.4.2 橋梁結(jié)構(gòu)施工控制的基本(jbn)流程 (1)每一施工階段(或節(jié)段)的結(jié)構(gòu)內(nèi)力、變形進行監(jiān)控測量。測量的內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)高程及線形的變化，結(jié)構(gòu)主要截面的應(yīng)力狀態(tài)，主要材料試驗結(jié)果如混凝土的彈性模量、容重等，主要施工設(shè)備的重量、位置等，對于斜拉橋、系桿拱還包括拉索索力。 (2)計算參數(shù)及結(jié)構(gòu)狀態(tài)的估計。計算參數(shù)包括混凝土的彈性模量的變化規(guī)律、預(yù)應(yīng)力損失、收縮徐變系數(shù)、構(gòu)件日照溫差的變化范圍等，參數(shù)估計可以采用基于結(jié)構(gòu)靜力分析的參數(shù)辯識方法。結(jié)構(gòu)狀態(tài)的估計是指從包含有量測誤差的監(jiān)控測量結(jié)果中進行狀態(tài)向量的最優(yōu)估計。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.4.2 橋梁(qio

19、ling)結(jié)構(gòu)施工控制的基本流程 (3)結(jié)構(gòu)模擬分析。通過結(jié)構(gòu)倒退分析，基于計算參數(shù)的最優(yōu)估計結(jié)果，計算出各施工階段結(jié)構(gòu)的理想目標狀態(tài)，通過結(jié)構(gòu)前進分析，計算出下一施工階段(或節(jié)段)結(jié)構(gòu)內(nèi)力、標高的預(yù)測值。結(jié)構(gòu)模擬分析一般采用專用的橋梁施工控制分析軟件進行。 (4)比較各施工階段(或節(jié)段)的目標狀態(tài)與實際狀態(tài)。如果二者的偏差超過事先確定的范圍，根據(jù)前述控制論的基本理論和實際狀態(tài)監(jiān)控測量的結(jié)果，通過結(jié)構(gòu)模擬計算，確定拉索或預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉力、預(yù)抬高量等控制量調(diào)整方法和調(diào)整量值，以使實際狀態(tài)與目標狀態(tài)盡可能接近。共三十一頁第四章 橋梁結(jié)構(gòu)(jigu)檢測4.4.2 橋梁結(jié)構(gòu)施工控制的基本(jbn)流

20、程 (5)對每一施工階段(或節(jié)段)，按照上述流程進行監(jiān)控測量、狀態(tài)估計、模擬分析、控制量調(diào)整，直至橋梁施工完成，使每一施工過程狀態(tài)及成橋狀態(tài)均接近目標狀態(tài)。 隨著橋梁結(jié)構(gòu)形式、施工特點及具體控制內(nèi)容的不同，其施工控制方法也不相同?？偟膩碇v，橋梁施工控制可分為事后控制法、預(yù)測控制法、自適應(yīng)控制法、最大寬容度法等 。共三十一頁第四章 橋梁(qioling)結(jié)構(gòu)檢測4.4.2 橋梁結(jié)構(gòu)施工控制(kngzh)的基本流程 事后調(diào)整控制法是指在施工過程中，對已經(jīng)施工完成的結(jié)構(gòu)部分進行檢查，當狀態(tài)與設(shè)計要求不符時，即可通過一定手段對其進行調(diào)整，使之達到要求。這種方法僅適用于那些結(jié)構(gòu)內(nèi)力與線形能夠調(diào)整的情況， 預(yù)測控制法是指在全面考慮影響橋梁結(jié)構(gòu)狀態(tài)的各種因素和施工所要達到的目標后，對結(jié)構(gòu)的每一個施工階段(節(jié)段)形成前后