vAAA橋梁檢測講義

鋼筋機械連接接頭檢測基本要求：接頭抗拉強度達到或超過母材料抗拉強度的標準值對直接承受動力荷載結構，接頭應滿足設計的抗疲勞性能對連接HRB335鋼筋的接頭，受應力幅為100MPa，上限應力為180MPa的200對連接HRB400鋼筋的接頭，受應力幅為100MPa，上限應力為190MPa的200金屬螺旋管檢測——質量要求：外觀和抗?jié)B漏性能外觀要求（全部），尺寸（6個），集中荷載下徑向鋼度（3個），荷載作用后抗?jié)B漏（在規(guī)定集中荷載和均布荷載作用后，彎曲情況下，不得滲出水泥漿，可以滲水），抗彎曲滲漏（3個）1掌握：如何按規(guī)范法確定地基的容許承載力；荷載板試驗方法；標準貫入試驗方法；泥漿性能檢測方法；反射波法檢測基樁完整性時現(xiàn)場操作步驟和注意問題；聲波透射法檢測基樁完整性時現(xiàn)場操作步驟和注意問題；基樁靜荷載試驗現(xiàn)場注意問題。2按規(guī)定法確定地基的容許承載力1首先要確定土的類別名稱，根據(jù)塑性指數(shù)，粒徑，工程地質特性等分六類，即粘性土，砂類土，碎卵石類土，黃土，凍土及巖石；2然后確定土的狀態(tài)，即土層所處的天然松密和稠度狀況。粘性土的天然狀態(tài)是按液性指數(shù)分為堅硬，半堅硬狀態(tài)，硬塑，軟塑狀態(tài)和流塑狀態(tài)，砂類土根據(jù)相對密度分為稍松，中等密實，密實狀態(tài)，碎卵石類土按密實度分為密實，中等密實及松散。3最后再確定土的承載力當基礎最小邊寬超過2m或基礎埋深超過3m，且h/b≤4時，承載力公式為為地基土的容許承載力，K1、K2為修正系數(shù)，為持力層土天然容重，為基底以上土的容重，b為最小邊寬（小于2取2，大于10取10），h為埋置深度（小于3取3）。3一規(guī)范法確定粘性土、黃土地基承載力確定

１.粘性土

1)老粘性土、殘積粘性土通過Ｅ（壓縮模量）查表

2)新近沉積、一般粘性土通過天然空隙比（e）和液性指數(shù)IL查表

２.黃土

1）新近堆積的黃土(通過天然含水量和液限的比值查表即含水比)

2）一般黃土(通過天然含水量和液限與e（液限比）的比值查表)

3）老黃土(通過e和天然含水量和液限（液限比）的比值查表)4荷載板試驗原理地基在荷載作用下達到破壞狀態(tài)的過程為：壓密階段（土粒豎向變位），剪切階段（同時發(fā)生豎向和測向變位）破壞階段（側向移動）試驗設備荷載板（面積為2500或5000常用50cm*50cm或70.7cm*70.7cm）千斤頂，百分表，反力架，枕木垛，壓重5試驗方法加載方法采用分級維持荷載沉降相對穩(wěn)定法（慢速法）或沉降非穩(wěn)定法（快速法）。試驗加載標準：第一級荷載（包括設備自重）應接近卸去土的自重。每級荷載增量一般取被試地基土層預估極限承載力的1/8-1/10?？偤奢d盡量接近試驗土層的極限荷載。荷載測量精度為最大荷載的1%，沉降值精度到0.01mm。各級荷載下相對穩(wěn)定標準一般采連續(xù)2小時的每小時沉降量不超過0.1mm，或連續(xù)1小時的每30分鐘的沉降量不超過0.05mm。6終止試驗條件：1）當出現(xiàn)承壓板周圍的土體有明顯的側向擠出或發(fā)生裂紋；2）在24小時內沉降隨時間趨于等速增加；3）荷載增加很小，但沉降卻急劇增大時。7現(xiàn)場荷載試驗步驟

１.將荷載板放在試驗土層表面；

２.分級加載，記錄每次加載后沉降量的穩(wěn)定值，加載至總沉降量為２５毫米。

３.卸載，并記錄其回彈值；

４.據(jù)記錄繪制Ｐ－Ｓ曲線；8標準貫入試驗標準貫入試驗室采用質量為63.5㎏的穿心錘，以76㎝的落距，將一定規(guī)格的標準貫入器先打入土中15㎝，然后看是記錄捶擊數(shù)，將標準貫人器再打入土中30㎝，用此30㎝的捶擊數(shù)作為標準貫入試驗的指標。可根據(jù)N值估計砂土的密實度、天然地基的容許承載力[σ]、粘性土的狀態(tài)、土的內摩擦角。先打入15cm，不計擊數(shù)，繼續(xù)貫入土中30cm，記錄捶擊數(shù)。當貫入不足30cm或捶擊超過50次則停止試驗，并換算捶擊數(shù)。因鉆桿過長>3m使傳入貫入器的動能降低，對捶擊數(shù)修正9鉆（挖）孔灌注樁檢測

灌注樁的質量檢測內容主要有：

孔形檢測、沉渣厚度檢測及樁身質量檢測

一泥漿性能指標檢測

１.相對密度：泥漿相對密度計

方法一：支架，讀游碼刻度

方法二：用口杯簡易量測：R=m3-m1/m2-m1

m1——口杯質量m2——清水質量m3——泥漿質量

２.粘度：漏斗粘度計。

校正方法：將７００毫升的清水注入漏斗，讓其流出５００毫升，所需時間有應為（１５±1）秒。如偏差超過規(guī)定值，則不應用于測泥漿的粘度。10３.靜切力：浮筒切力計刻度方法：

４.含砂率：含砂率計

注意:儀器的體積有大小,大乘以1,小乘以２即為含砂率

５.

膠體率（是泥漿中土粒保持懸浮狀態(tài)的性能）：

方法：將１００毫升泥漿倒入量杯中，用玻璃片蓋上，靜置２４小時，量測其澄清為水的體積。如體積為５毫升，則膠體率為９５％

6.失水率（mL/30min）注意如何評價:泥皮愈平坦、愈薄則泥漿質量愈高，一般不宜厚于２～３毫米.

７酸堿度：（ＰＨ＞７為堿性，ＰＨ＝７為中性，ＰＨ＜７為酸性）11

方法一：用一條ＰＨ試紙，放在泥漿面上后，立即拿出與標準的顏色相比，即可知ＰＨ值；

方法二：用ＰＨ酸堿計，將其探針插入泥漿，直接讀出ＰＨ值。泥漿的八項性能指標相對密度、粘度、含砂率、膠體率、失水率、泥皮厚、靜切力、酸堿度成孔質量檢測內容

1.樁位偏差

2.孔徑

3.樁傾斜度

4.孔底沉淀厚度12成樁質量檢測內容1、樁身完整性2、承載力砼鉆孔灌注樁完整性檢測

樁身完整性常見缺陷有：夾泥、斷裂、縮徑、擴徑、砼離析及樁頂砼密實度較差等。

檢測方法概述

１.鉆芯檢驗法：即用地質鉆機在樁身沿長度方向鉆取芯樣，通過對芯樣的觀測來確定樁的質量。

２.振動檢測法（動測法）：包括（敲擊法和錘擊法、穩(wěn)態(tài)激振機械阻抗法、瞬態(tài)激振機械阻抗法、水電效應法）

13３.超聲脈沖檢驗法：該法是在檢測砼缺陷技術基礎上發(fā)展起來的。其方法是在樁砼灌注前沿樁長度平行預埋若干根檢測用管道，作為超聲發(fā)射和接收換能器通道。檢測時，探頭分別在兩個管子中分別同步移動，沿不同深度逐點測出橫截面上超聲脈沖穿過砼時各項參數(shù)，并按超聲測缺原理分析每個斷面上砼的質量。

４.射線法：射線法是以放射性同位素輻射線在砼中的衰減、吸收、散射等現(xiàn)象為基礎的一種方法。當射線穿過砼時，因砼質量不同或存在缺陷，接收儀所記錄的射線強弱發(fā)生變化，據(jù)此來判斷樁的質量。14（三）幾種檢測方法介紹

１.反射波法

２）儀器設備及要求：儀器宜由傳感器、激振設備、一體化檢測儀和打印機組成。傳感器用寬頻帶的速度型或加速度型傳感器。速度型傳感器靈敏度應大于300mV/cm/s，加速度型傳感器靈敏度應大于100mV/g。放大系統(tǒng)的增益應大于60dB，長期變化量應小于1%。折合輸入端的噪聲水平應低于3V。頻帶寬度應不窄于10～1000Hz，濾波頻率可調整。模/數(shù)轉換器的位數(shù)不應小于8bit。采樣時間宜為50～1000s，可分數(shù)檔調整。多道采集系統(tǒng)應具有一致性，其振幅偏差應小于3%，相位偏差應小于0.1ms。15３）現(xiàn)場檢測及注意事項

①被檢測樁應鑿去浮漿，使樁頭平整。

②檢測前對儀器設備檢查調試，儀器工作性能正常方可測試。

③每個檢測工地均應進行激勵方式和接收條件的選擇試驗，確定最佳激勵方式和接收條件。

④激振點宜選擇在樁頭中心部位，傳感器穩(wěn)固地安置在樁頭上，對于大直徑的樁可安置兩個或多個傳感器。

⑤當隨機干擾較大時，可采用信號增強方式，進行多次重復激振與接收。

⑥為提高分辨率，應使用小能量激振，并選用高截止頻率傳感器和放大器。

16⑦斷別樁身淺部缺陷，可同時采用橫向激振和水平速度型傳感器接收，進行輔助判定。

⑧每根被檢測單樁均應進行三次以上重復測試。出現(xiàn)異常波形應在現(xiàn)場及時研究，排除影響測試不良因素再重復測試。

５）影響基樁質量檢測波形的因素分析（１）露出樁頭的鋼筋對波形的影響:這是因為在樁頭激振時，鋼筋所產(chǎn)生的回聲極易被檢波器接收。(用砂子圍住檢波器)

（２）樁頭破損對波形的影響:由于樁頭破損，這將使彈性波能量很快衰減，從而削弱樁間及樁底反射信息，影響了波形的識別。6）檢測數(shù)據(jù)的處理與判定

樁身混凝土的波速Vp=2L/T

17反射波法現(xiàn)場測試及注意事項1、檢測前準備工作⑴檢測前首先應搜集有關資料。⑵根據(jù)現(xiàn)場實際情況選擇合適的擊振設備、傳感器及檢測儀，檢查測試系統(tǒng)各部分之間是否連接良好，確認整個測試系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)。⑶樁頂應鑿至新鮮混凝土面，并用打磨機將測定和激振點磨平。⑷應測量并記錄樁頂截面尺寸。⑸混凝土灌注樁的檢測宜在成樁14d以后進行。⑹打入或靜壓式預制樁的檢測應在相鄰樁打完后進行。182、傳感器安裝應符合下列規(guī)定⑴傳感器的安裝采用橡皮泥等耦合劑，粘結牢固，并與樁頂面垂直。⑵對混凝土灌注樁，傳感器宜安裝在距樁中心1/2-2/3半徑處，且距離樁的主筋不宜小于50mm。當樁徑不大于1000mm時不宜少于2測點；當樁徑大于1000mm時不宜少于4測點。⑶對混凝土預制樁，當邊長不大于600mm時不宜少于2測點；當邊長大于600mm時不少于3個測點。⑷對預應力混凝土管樁不應少于2測點3、激振要求⑴混凝土灌注樁、混凝土預制樁的擊振點宜在樁頂中心部位；預應力管樁的擊振點和傳感器安裝點與樁中心連線的夾角不應小于45度。19⑵激振錘和激振參數(shù)宜通過現(xiàn)場對比試驗選定。短樁淺部用輕錘高頻短脈沖，長樁深部用重錘低頻寬脈沖⑶采用力棒時應自由下落，采用力錘時應使其作用力方向與樁頂面垂直4、注意事項⑴采樣頻率和最小采用長度應根據(jù)樁長和波形分析確定⑵各測點的重復檢測次數(shù)不應少于3次，且檢測波形具有良好的一致性⑶當干擾較大時，可采用信號增強技術進行重復激振，當信號一致性差時，應分析原因，排除人為和儀器等干擾因素，重新復測⑷對存在缺陷的樁應改變檢測條件重復檢測，相互驗證202.超聲波法

２）檢測方式（雙孔、單孔和樁外孔檢測）

３）檢測儀器

換能器應采用柱狀徑向振動的換能器。其共振頻率宜為25～50kHz，長度宜為20cm，換能器宜裝有前置放大器，前置放大器的頻帶寬度宜為5～200kHz。換能器的水密性應滿足在1MPa水壓下不漏水。發(fā)射換能器的長度，頻帶寬度及水密性能與接收換能器的要求相同。聲波檢測儀器的技術性能應符合以下規(guī)定：（1）接收放大系統(tǒng)的頻帶寬度宜為5～60kHz，增益應大于100dB，并應帶有0～60（或80）dB的衰減器，其分辨率應為1dB，衰減器的誤差應小于1dB，其檔間誤差應小于1%。（2）發(fā)射系統(tǒng)應輸出250～1000V的脈沖電壓，其波形可為階躍脈沖或矩形脈沖。（3）顯示系統(tǒng)應同時顯示接收波形和聲波傳播時間，其顯示時間范圍應大于2000s，計時精度應大于1s。21４）判斷樁內缺陷的基本物理量

（１）聲時值（２）波幅（或衰減）（３）接收信號的頻率變化（４）接收波形的崎變５）預埋檢測管時應注意問題：（1）樁徑≤1.5m時應埋設三根管；樁徑1.5m以上應埋設四根管。（2）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。（3）檢測管可焊接或綁扎在鋼筋籠的內側，檢測管之間應相互平行。

226）樁的現(xiàn)場檢測超聲法現(xiàn)場操作步驟與注意事項1、現(xiàn)場檢測步驟⑴將裝設有扶正器的接收及發(fā)射換能器置于檢測管內，調試儀器的有關參數(shù)，直到顯示出清晰的接收波形，且是最大波幅達到顯示屏的2/3左右⑵檢測宜由檢測管底部開始，將發(fā)射與接收換能器置于同一標高，測取聲時、波幅或頻率，并進行記錄⑶發(fā)射與接收換能器應同步升降，測量點距不大于250mm，各測點發(fā)射與接收換能器累計相對高差不大于20mm，并應隨時校正；發(fā)現(xiàn)讀書異常，應加密測量點距⑷一根樁有多根檢測管時，按分組進行測試232、檢測前準備⑴被檢測的混凝土齡期應大于14d⑵聲測管內灌滿清水，且保證通暢⑶標定超聲儀檢測儀發(fā)射至接收的系統(tǒng)延遲時間T0⑷準確量測聲測管的內外徑和相鄰兩聲測管外壁間的距離，精度為1mm⑸取芯孔的垂直度誤差不大于0.5%，測前應進行孔內清洗露出樁頭的鋼筋對波形的影響，樁頭破損對波形的影響加載裝置要安全可靠，設置的基準點本身不變動，沒有被接觸或遭破壞的危險，附近沒有振源，不受直射太陽光和風雨的干擾，不受試樁下沉的影響247）檢測數(shù)據(jù)處理與判定

（１）聲時分析法

（２）ＰＳＤ判據(jù)法（即相臨測點間聲時的斜率和差值乘積判據(jù)）實驗證明:ＰＳＤ判據(jù)對缺陷十分敏感，而對于因聲測管不平行，或砼不均勻等原因所引起聲時變化，基本沒有反映。

樁內砼強度的測量

（１）樁內砼總體平均強度的推算

當根據(jù)檢測結果確認樁砼均勻性較好時，可用平均聲速推算平均強度。

（２）缺陷區(qū)強度的估算及樁縱剖面逐點強度的估算

采用“聲速－衰減”綜合法，即是用聲速、衰減兩項參數(shù)與強度建立相關關系，從而可消除砼配合比和離析等因素的影響。25

基樁承載力檢測

現(xiàn)有確定基樁承載力檢測的方法有兩種：一種是動測法，另一種是靜荷載試驗。

一.靜荷載試驗

(一)基樁的垂直靜載試驗

按現(xiàn)行地基基礎規(guī)范“單樁承載力宜通過現(xiàn)場靜載試驗確定，在同一條件下，試樁數(shù)量不宜少于總樁數(shù)的１％，并不少于３根”。

1.垂直靜載試驗準備

１）基本要求（安全可靠、經(jīng)濟、選擇合適的加載系統(tǒng)）

２）加載量確定:加載量不低于破壞荷載或最大加載量的１.５倍。

３）反力裝置（多采用液壓千斤頂、錨樁和橫梁）

錨樁與試樁的中心間距，當試樁的直徑（或邊長）小于或等于800毫米時，可為試樁直徑（或邊長）的5倍，當試樁的直徑（或邊長）大于800毫米時，上述距離不得少于4米。262.試驗加載步驟與方法

1）預備試驗

2）分級加載，

3）記錄每次加載后沉降量的穩(wěn)定值，加載至總沉降量為40毫米。

4）卸載，并記錄其回彈值；

5）據(jù)記錄繪制Ｐ－Ｓ曲線；

3.破壞、極限及容許荷載的確定

１）破壞荷載確定:

a.當試樁總位移量已大于或等于４０毫米，這一階段下沉量大于前一階段下沉量５倍

b.當試樁總位移量已大于或等于４０毫米，本級荷載２４小時未判穩(wěn)

c.總位移量小于４０毫米，荷載已大于或等于設計安全系數(shù)２）極限荷載確定:在破壞荷載前一階段累計荷載即極限荷載。

３）容許荷載的確定:極限荷載除以安全系數(shù)即為容許荷載。27基樁靜載試驗現(xiàn)場注意問題

加載裝置要安全可靠，保證有足夠的加載量，不能發(fā)生加載量達不到要求而中途停試驗的事故設置基準點時應滿足以下幾個條件：基準點本身不變動，沒有被接觸或遭破損的危險，附近沒有震源，不受直射陽光與風雨等干擾，不受試樁下沉的影響當量測樁位移用的基準梁采用鋼梁時，為保證測試精度需采取下述措施:基準梁的一端固定，另一端必須自由支承，防止基準梁受日光直接照射；基準梁附近不設照明及取暖爐，必要時基準梁可用聚苯乙烯等隔熱材料包裹起來，以消除溫度影響測量儀器安裝前應予校正，擦干潤滑28二.基樁高應變動力檢測

檢測混凝土預制樁和鋼樁的極限承載力的最短休止期應滿足下列條件：

砂土7d，粉土10d，非飽和粘性土15d，飽和粘性土25d

混凝土灌注樁，樁身混凝土強度達設計要求，且滿足最短休止期29

橋梁支座和伸縮裝置試驗檢測

一.橋梁支座功能：傳遞荷載及適應變形

簡易墊層（用于小橋涵）

橋梁支座類型鋼板、鋼筋砼、鑄鋼或不銹鋼

橡膠支座（用于大中橋）

（一）板式橡膠支座檢測

1.板式橋梁橡膠支座的構造特性

膠類：天然和合成膠

天然膠（適用溫度：－35℃～60℃）

氯丁膠（適用溫度：－25℃～60℃）

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經(jīng)硫化牢固的粘合為一體。30

進行預壓：將壓應力以（0.03-0.04）MPａ/S的速率連續(xù)地增至平均壓應力σ=10MPａ，持續(xù)2分鐘，然后以連續(xù)均勻的速度將壓應力卸至1.0MPａ，持續(xù)5分鐘，記錄初始值，繪制應力-應變圖，預壓三次；正式加載：每一加載循環(huán)自1.0MPａ開始，將壓應力以（0.03-0.04）MPａ/S的速率均勻加載至4MPａ，持續(xù)2分鐘后，采集支座變形值，然后以同樣速率每2MPａ為一級逐級加載，每級持續(xù)2分鐘，采集支座變形數(shù)據(jù)，直至平均壓應力為σ為止，繪制的應力-應變圖應呈線性關系。然后以連續(xù)均勻的速度卸載至壓應力為1.0MPａ。１０分鐘后進行下一加載循環(huán)，加載過程應連續(xù)進行三次；結果計算：以承壓板的四角所測得的變位平均值作為各級荷載作用下試樣的累計壓縮變形值δ，按橡膠層的總厚度，求出在各級荷載作用下試樣的累計壓縮應變值ε。31（1）Ｓ值的計算：（支座形狀系數(shù)S：即是支座受壓面積與其自由膨脹側面積之比值）。

矩形：Ｓ＝LOa×LOb/2(LOa+LOb)δ

圓形：Ｓ＝d0/4δ3）抗剪彈性模量（1）實測抗剪彈模方法步驟：

準備試驗：在試驗的承載板上，應使支座順其短邊方向受剪，將試樣及中間鋼拉板按雙剪組合配置好，使試樣及中間鋼板的對稱軸和試驗的承載板中心軸處在同一垂直面上，精度應小于1%的試樣短邊尺寸。為防止出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，應在上下承載板和中間鋼拉板上粘貼高摩擦板，以確保試驗的準確性；32

在承壓板水平向安裝兩只大標距的位移計（百分表）；將壓應力以（0.03-0.04）MPａ/S的速率連續(xù)地增至平均壓應力σ=10MPａ，繪制應力-時間圖，并在整個抗剪試驗過程中保持不變；調整試驗機的剪切試驗機構，使水平油缸，負荷傳感器的軸線和中間鋼拉板的對稱軸重合；

預加水平力：以（0.002-0.003）MPａ/S的速率連續(xù)地施加水平剪應力至剪應力τ=1.0MPａ，持續(xù)５分鐘，然后以連續(xù)均勻的速度卸至剪應力為0.1MPａ，持續(xù)5分鐘，記錄初始值，繪制應力-應變圖，預壓三次；

33

正式加載：每一加載循環(huán)自τ=0.1MPａ開始，每級剪應力增加0.1MPａ，持續(xù)法１分鐘，采集支座變形數(shù)據(jù)，至τ=1.0MPａ為止，繪制的應力-應變圖應呈線性關系。然后以連續(xù)均勻的速度卸載至剪應力為0.1MPａ。１０分鐘后進行下一加載循環(huán)試驗，加載過程應連續(xù)進行三次；

結果計算：以各級荷載作用下百分表測出試樣累計水平變形值，按橡膠層總厚度δ，求出各級荷載作用下累計剪切應變值γ。實測抗剪彈量按公式計算.34注意：每對檢驗支座所組成試樣的實測抗剪彈性模量G為該試樣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應不大于算術平均值的3%，否則應對該試樣重新復核試驗一次，如果仍然超過3%，應請試驗機生產(chǎn)廠專業(yè)人員對試驗機進行檢修和檢定,合格后重新進行試驗。

4）抗剪粘結性能試驗：

5）抗剪老化試驗

將試件置于老化箱內，在（70±2）℃的溫度下經(jīng)72小時后取出，在標準溫度（23±5）℃下，停放48小時后，在標準溫度（23±5）℃下進行抗剪老化試驗，試驗與抗剪彈模方法步驟相同。354.判定規(guī)則

1）實測的抗壓彈模與容許值偏差在±２０％之內，則滿足要求；

2）實測的抗剪彈模與容許值的偏差在±１５％之內，則滿足要求的；

3）在兩倍的剪應力作用下，橡膠層未被剪壞，中間層鋼板未斷裂錯位，卸載后，支座變形恢復正常，則認為是滿足抗剪粘結性能要求；

4）試件老化抗剪彈模與規(guī)定抗剪彈模的偏差在±１５％之內，則滿足要求；

5）實測剪切角正切值符合容許剪切角正切值，則認為是滿足要求的；