公路與橋梁檢測技術之橋梁結構試驗檢測

公路與橋梁檢測技術之橋梁結構試驗檢測本講內容§1.1橋梁結構試驗的任務、目的和分類（了解）§1.2試驗設計、數據整理及報告編寫（掌握）§2.2混凝土結構試件試驗檢測（熟悉）§2.4鋼結構試驗檢測（自學、了解）§2.1橋梁支座和伸縮裝置檢驗（熟悉）§2.3預應力混凝土結構試驗檢測（掌握）§2.5懸吊結構試驗檢測（自學、了解）§2.6作業(yè)橋梁結構試驗的任務通過物理技術手段，通過一定物理量的輸入，得到相應的輸出，判定結構的行為效應是否出于預測的范圍，或反求推測結構的內部性能主要依據《公路工程質量檢驗評定標準》（JTJF80/1-2004）《公路工程技術標準》（JTGB01-2003）《公路橋涵設計通用規(guī)范》（JTGD60-2004）《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規(guī)范》（JTGD62-2004）《公路舊橋承載能力鑒定方法》交通部，1988《公路工程竣（交）工驗收辦法》（交通部2004年第3號）《大跨徑橋梁荷載試驗方法》交通部科研所《公路橋梁承載能力檢測評定規(guī)程(送審稿)》交通部科研所§1.1橋梁結構試驗任務、目的及分類橋梁結構試驗的任務：分析橋梁病害產生的原因，掌握其變化規(guī)律。確定橋梁的承載能力及其運行條件。對新建橋梁或改建橋梁進行竣工鑒定，檢驗設計的預期效果。橋梁結構試驗的目的：通過荷載試驗，了解橋梁在試驗荷載作用下的實際工作狀況，判斷橋梁結構的安全承載能力和使用條件。根據試驗目的和側重點不同，可分為科學研究性試驗和生產性試驗。試驗目的和側重點科學研究性試驗生產性試驗科學性試驗驗證新的結構分析理論、設計計算方法運用和推廣新的結構形式、新的建筑工藝積累經驗為制定新的設計規(guī)范提供依據生產性試驗對于新橋型及橋梁中運用新材料、新工藝的應驗證橋梁的計算圖式，為完善結構分析理論積累資料對于舊橋，通過荷載試驗可以評定出運營荷載等級。根據試驗對象原型試驗模型試驗1.1.3橋梁結構試驗的分類1936年，在寧波旅滬同鄉(xiāng)會資助下，由德國西門子公司承建的靈橋正式完工，設計使用期限70年，成為寧波最有代表性的近現代建筑之一。2007年，寧波市政府委托同濟大學對靈橋進行了徹底檢查，認為大橋主體結構依然安全。在對其進行必要整修后，現今靈橋依然作為市內主要橋梁為寧波市內交通服務。根據測試內容靜力試驗動力試驗動荷載－隨時間而變化的荷載。（沖擊、隨機荷載（風、地震））結構所承受的動力荷載的方式：（1）地震作用（2）機械設備振動和沖擊荷載（3）高層建筑和高聳結構的風載（4）車輛運動對橋梁的振動（5）海浪對采油平臺的沖擊（6）爆炸引起的振動（7）周圍環(huán)境的隨機振動對結構進行動力分析的目的：保證結構在整個使用期間，在可能發(fā)生的動荷載作用下能正常工作，并確保其一定的可靠度。結構動力測試主要包括：（1）動荷載特性的測定；

（動荷載的大小、作用方向、作用頻率及其規(guī)律性質）（2）結構自振特性的測定；（自振頻率、阻尼比、振型）（3）結構在動荷載作用下的反應的測定。

（振幅、速度、加速度、動應力、動力系數）結構動力測試的目的：研究動荷載的振動對工程結構的影響，以及抵御或減緩這種影響提供所必須的數據。目前試驗目的收集設計、計算資料擬定試驗方法閱讀相關文獻試驗總體組織§1.2試驗設計、數據整理及報告編寫測試儀器設備的準備和試驗人員的組織試驗目的及測量要求測試內容測量方法加載方法試驗計劃內容試驗程序試驗進度試驗目的試驗方法及依據試驗情況及問題試驗對象簡介試驗報告包括內容試驗成果及分析結論2.1橋梁支座和伸縮裝置檢驗一、橋梁支座

支座的功能：將上部結構承受的各種荷載傳遞給墩臺，并能適應上部結構由于荷載、溫度變化、混凝土收縮等產生的變形（水平位移及轉角），使上部結構的實際受力情況符合設計要求。

簡易墊層支座（小橋涵上使用）鋼板支座鋼筋混凝土支座鑄鋼或不銹鋼支座橡膠支座支座分類

球式橡膠支座盆式橡膠支座四氟滑板式橡膠支座1.板式橋膝梁橡膠包支座的攏構造特恩性﹟由若蘋干層肥橡膠雕片與痛薄鋼勢板組憐成，顏經加貧壓硫限化牢運固的勵粘結鏡成為仙一體略。﹟支座揉在豎向惡荷載作紙用下具有足被夠的剛爹度，是襯由于鋼板籍限制糾了橡源膠片悅的側呼向膨只脹。﹟支座的澇水平位招移主要艇取決于橡膠片房誠的凈厚乖度。橡膠片四氟滑板鋼板鋼板打孔位置橡膠支邀座構造禾圖2.板式橋峰梁橡膠階支座的蓮技術要蒸求交通部坦行業(yè)標裳準（JT壇/T炸4—饞20所04）項目指標極限抗壓強度Ra（MPa）≥70實測抗壓彈性模量E1（MPa）E±E×20%實測抗剪彈性模量G1

（MPa）G±G×15%實測老化后抗剪彈性模量G2

（MPa）G+G×15%實測轉角正切值tgθ混凝土橋≥1/300鋼橋≥1/500實測四氟板與不銹鋼板表面摩擦系數uf（加硅脂時）≤0.033.板式橋蠻梁橡膠活支座的鏟檢驗方亞法：型式競檢驗出廠刮檢驗使用鮮前抽某檢成品濁力學跑性能逆檢驗成品輛解剖抽檢驗外觀尼及幾康何尺退寸檢梁驗檢驗趣形式檢驗攏內容（1）挑抗壓彈斃性模量謙檢驗試驗原原理爐：根據橡叉膠支座強的應力傾-應誰變曲矮線直漿線段計算估抗壓番彈性梅模量悲。試驗步使驟：①將支座雁置于試鳴驗裝置癢的承壓吵板上，浸對準中詳心，加吼荷至壓啞應力為1.另0M薯Pa，在彈承壓泉板的見四個品角對撇稱安掃裝四杰支位轉移計私。②進行嚷預壓磨。將壓應躺力以0.0頌3-0辛.04雜MPa通/s的叫速率連續(xù)地箭增至平狗均壓應麥力σ=次10M想Pa縫，持荷底2mi生n，然衣后以連倘續(xù)均勻奇的速度例將壓應婆力卸至蓮1.0規(guī)MPa專，持荷送5mi任n記錄壓百分表捉初始值拆，繪制醬應力-雹應變圖與，預壓三餡次。100掃0噸橡柱膠支座刷壓剪試崖驗機橡膠封支座折抗壓賊彈性義模量穴試驗橡膠支陰座抗壓時彈性模暈量試驗③正式加拘載﹟每一加些載循環(huán)燭自1.牌0MP頓a開始槐，將壓歌應力以授0.0烏3至0緒.04逼MPa螺/s的像速率連毀續(xù)均勻合地加載蓮至4輪MP它a，持穿荷2著mi魚n后焦，采裳集支騾座變湯形值聯(lián)；﹟同樣以球連續(xù)均惕勻的速頌度卸載拿至1.撥0MP強a。﹟每2MP萬a為一努級逐級加卡載，每濾級持荷稀2mi乘n后，份采集支叛座變形原數據直秋至平均槳壓應力貪σ為止蓬，繪制御的應力老－應闖變圖積應成召線性冊關系，以泡連續(xù)旦均勻栽的速卻度卸慚載至設1.總0M計Pa懇。﹟10m距in后晴進行下揪一加載違循環(huán)，草加載過攪程連續(xù)骨進行三次。抗壓就彈性仙模量文計算各級試叫驗荷載響作用下激的累計局壓縮應魄變εi：試樣指的抗探壓彈妥性模鹽量：?ci：各級油荷載下槽試樣的憶累計豎覆向壓縮旅變形；te；試樣掙橡膠層棟的總厚谷度，衰te=∑δi；E1：試冊樣實箭測抗減壓彈田性模指量計秀算值頑；σ4、ε4、σ10、ε10：第4M筐Pa和第10M山Pa級試請驗荷洗載下朱的壓燃應力杰和累菠計壓坊縮應猶變值蹤蝶。﹟試驗筆結果符取三次加為載所得活結果的賓平均值，但單買項結果夜和算術掀平均值裂的偏差不撐應大于牌算術平獎均值的3%，否則覆應重新魚試驗。影響抗風壓彈性版模量的倘因素：①橡膠董片與加惡勁鋼板仔接觸面處的狀態(tài)②形窄狀系蘋數形狀系鵝數：支座庫受壓億面積宣與其糊自由宏膨脹碎側面匆積之壘比值戶；對于餐矩形木支座對于圓手形支座La、Lb：矩寬形支熟座加乞勁鋼堂板的貢長、恢短邊沒長度癥；d：圓仿形支座擊加勁鋼隙板的直罰徑。（2剪）極刷限抗披壓強壩度檢蔬驗①將試劃樣放雪置在凝試驗志機的問承載概板上壺，上涌下承塑載板低與支付座接瞞觸面掛不得蠶有油愧污，移對準閱中心粒位置帳，精卻度應企小于嘩1%斷的試只件短趟邊尺捷寸。②以每蝴分鐘0.1善MPa資/s的加我荷速津率加針載至磨試樣極限抗森壓強度默70M饅Pa為止，譽繪制應力歷－時態(tài)間圖，并膀隨時況觀察限試樣犯受力臂狀態(tài)殘及變塌形情略況，喉試樣芳是否戲完好登無損姑。（3）抗姓剪彈乒性模深量檢籌驗①在試幣驗機的睜承載板虛上應使支慮座順其短邊棗方向受剪，河將試樣付及中間裕鋼拉板躁按雙械剪裝振置配開置好押。②將壓像應力以德的速率見連續(xù)均專勻地加摩載至平貓均壓應熟力σ，繪制應彩力－時刷間圖，并在整豬個抗測剪試籍驗過腎程中璃保持籃不變。③調整搞試驗機維的剪切些試驗結隱構，使家水平油岡缸、負紙荷傳感樹器的軸縮慧線和中停間鋼拉袍板的對桌稱軸重海合。④預加郵載：以的速率花連續(xù)施瘋加水平薯剪應力授至τ=請1.0您MPa愁，持荷首5mi促n，然拴后以連及續(xù)均勻碰的速度飛卸載至灣0.1訊MPa綢，持荷培5mi需n，記錄行位移敵初始按值，繪制獸應力－粒應變圖拼，預載屯三次。⑤正式才加載輕：每一加僚載循環(huán)自τ銀=0厭.1商MP智a開校始，每級蹈剪應力短增加0險.1M溉Pa持姓荷1m炎in，棚采集支婚座變形女數據，蘋至τ=雜1.0添MPa顛為止，案繪制的澤應力－樓應變圖煮應成線膛性關系槍。然后游以連續(xù)訪均勻的罩速度卸鄭載至剪橡應力為右0.1鈔MPa付。10泳mi而n后蜘進行桐下一但循環(huán)肝，連洋續(xù)進免行三亞次?？辜魪棾仔阅Ａ繅m計算：試樣距的累螞計剪孩切應全變γi=△si/te?？辜糁T彈性較模量咳G1△si：試樣蟻累計咸水平保剪切咸變形G1：試樣簡實測抗殼剪彈性賀模量計捎算值；τ1.0、τ0.3、γ1.0、γ0.3：第1.0MP緒a和第0.3MP致a級試漿驗荷逢載下券的剪溝應力田和累鏡計剪朋切應休變值狹。試驗結哈果應為馳三次試乞驗的算輛術平均搶值，但輩各單項冬結果與或算術平甩均值的燥偏差不像應大于警算術平魄均值的但3%，舟否則該彼試樣應此再進行洗一次試航驗。（4飄）抗伐剪粘涉結性箱能試雜驗①將透壓應冒力以摩的速蹤蝶率連購續(xù)均郵勻地爭加載賞至平蘋均壓么應力禾σ，瓶繪制敲應力建－時欣間圖院，并清在整哪個抗稻剪試拐驗過搬程中腰保持漂不變辟。②以0.腎00薄2-畢0.揪00罰3M勻Pa曾/s牽的軋速率連續(xù)察施加交水平向力，蛛當剪應票力至鴿2M恭Pa時，持酒荷5m廉in后俗，水平色力以連省續(xù)均勻比的速度腥連續(xù)卸闊載，在泥加、卸紫載過程器中繪制慰應力一獄應變圖計。（5諒）抗終剪老黑化試今驗將試現樣置魂于老返化箱睜內，調在70±偷2℃哀溫度下徑經72市h后取爸出．將憂試樣在標準星溫度2劃3±5漫℃下，湊停放4拳8h，再觸在標撞準試槽驗室躍溫度沈下進括行剪蟲切試偶驗。老化后憐抗剪彈罰性模量完G2的計算節(jié)方法與庸標淮抗啊壓彈性旺模量計間算方法烘相同。（6）摩必擦系貿數檢寒驗試驗坐步驟驕：①將四雀氟滑板產支座與超不銹鋼效板試樣梅按規(guī)定悄擺放，言對準試益驗機承欣載板中既心位置育，精度蔥應小于1％的試兵件短邊群尺寸。試驗時嘩應將四向氟滑板巷試樣的胖儲油槽蹦內注滿520閥1-2硅脂仔油。1、4—試驗機禁上、下牌承載板順；2—四氟滑黨板支座跌試樣；3—中間困鋼拉眼板；5—不銹分鋼板旺試樣宵；6—防滑摩忘擦板②將品壓應老力以離的速軌率連濤續(xù)地路增至糖平均哈壓應找力σ，繪田制應卡力－時間伐圖，桶并在越整個棚摩擦賓系數服試驗參過程射中保火持不儲變。預壓慨時間桐為1亭h。③以的沈速率連飲續(xù)地施鳥加水平民力，直擊至不銹鼠鋼板與贊四氟滑輩板試樣土接觸面孩間發(fā)生哪滑動為祖止，記方錄此時爪的水平嘩剪應力計。試驗過監(jiān)程應連這續(xù)進行糕三次。2）冠試樣胖的摩抱擦系美數按肆下式續(xù)計算書，并溪求三極次的飯平均診值H—支沸座承受嗓的最大玻水平力況，kN布；R—司支座訪最大顯承壓壟力，宣kN河；Ao穩(wěn)——腫支座衛(wèi)有效呀承壓歸面積闊，㎜速2。（6）允許哀轉角檢橡驗試驗原濤理試驗步鳳驟①將試梯樣按規(guī)清定擺放揭，對準叉中心位飼置，精雜度應小1％眠的試掌件短聯(lián)邊尺投寸。在距遠試樣俊中心蹦L處駛，安皮裝使槽梁產潤生轉瞎動用亭的千斤適頂和擾測力雕計，并撈在承啊載梁墻(或胳板)嫩四角憤對稱伯安置劇四只秋高精住度位羊移傳曬感器危(精暢度0勁.0嫂01前mm度)；②預壓愿：將壓應以力以的岸速率連牢續(xù)地增礦至平均半壓應力σ，繪翁制應烈力—冬時間求圖，距維持屈5m區(qū)in須，然屆后以注連續(xù)舊均勻讀的速步率卸砍載至歷壓應貿力為栽1.桑0M爛Pa踐，如澇此反造復三腿遍。約檢查峽傳感壞器是仆否靈旺敏準冠確；③加載將壓廢應力糊按照渡抗壓繞彈性型模量雹試驗晚要求組增至σ，采領集支喉座變伶形數采據，票繪制槍應力正－應罩變圖索，并在整個歐試驗過財程中維古持σ不變。用千斤哭頂對中午間工字命梁施加晝一個向許上的力雁p，使贊其達到預卷期轉角接的正切暢值(偏痛差不恥大于吼5％破)，茫停5央mi詢n后洽，記禍錄千卸斤頂翁力P旋及傳謝感器么的數典值。實測轉廚角的正稻切值：各種咸轉角雙下，攝由于煩垂直歷荷載脈和轉汗動共克同影棉響產盜生的齡壓縮扭變形壟值:△C—支座最艷大承壓鞭力R時試餃樣累肚積壓竊縮變緣瑞形值路，mm△1—轉動那試驗瘋時，佩試樣糾中心辜平均撫回彈菜變形篩值，mm△2—垂直騙壓縮裕和轉扛動共慮同影勁響下蠟試樣晶中心季處產療生的傻壓縮諒變形蜓值，mm各種才轉角藥下試四樣邊憤緣換屯算變未形值模計算各種轉貍角下，善支座邊態(tài)緣最大害最小變根形值計睛算（7）練判定規(guī)纏則①實粒測抗劉壓彈指性模論量E1、抗剪恩彈性模腿量G1、試樣友老化后飾的抗剪捏彈性模宇星G2和四氟犬滑板試撇樣與不世銹鋼板蛇的摩擦開系uf應滿拐足規(guī)動范的逐要求每；②支座安在不挨小于70M囑Pa壓應力至時，橡眠膠層未腔被擠壞鄙；中間起層鋼板蕩未斷裂們，四氟晴板與橡怪膠未發(fā)晃生剝離顫，則試姻樣的抗啊壓強度分滿足要日求；③支座店在兩倍偽剪應力姑作用下錢，橡膠貪層未被捷剪壞，輛中間層盈鋼板未扒斷裂錯腥位，卸樓載后，兼支座變岡形恢復刻正常，削認為試龍樣抗剪別粘結性濃能滿足攤要求；④試豆樣的鋪容許墻轉角騙正切萬值，淹混凝登土、錫鋼筋蘭混凝尺土橋鋸在1／300，鋼橋旺在1／50象0，試孤樣邊客緣最小葵變形蓮值大弱于或拌等于清零時，則鍛試樣容停許轉角隔滿足要緩求；⑤三蹄塊(或三對)試樣中緞，有兩塊(或兩賽對)不能定滿足汽要求碎時，則簡認為僑該批觸產品飄不合楚格。有一鳴塊(或一對)試樣不廁能滿足酒要求時氧，則應津從該批拴產品中杠隨機再取幼雙倍紛試樣對不賤合格頌項目強進行倚復驗囑，若擺仍有敗一項距不合竟格，遇則判翼定該晴批產桂品不沒合格探。5．盆式皇橡膠支文座構造歸特點角：將純橡搞膠塊放菊置在凹赤型的金帥屬盆內采，橡膠樸處于有逝側限受告壓狀態(tài)謠，從而筆使支座賺的承載第能力大宇大提高校。按使永用性拿能分經類：雙向活哄動支座：具艙有豎照向承接載、象豎向落轉動虹和多糕向滑約移性須能單項活聽動支座：具頸有豎杰向承齒載、猜豎向沃轉動羨和單劑一方奶向滑慕移性孔能固定支現座：具壺有豎閣向承霜載和扁豎向瘋轉動合功能。（1勇）成窗品支文座力參學性涂能要嬌求①豎畝向承皮載力標準系圣列支座石的豎向店承載力蹦分為3邊1級，體即0.死8－60M工Pa。#在豎向胳設計荷代載作用狠下，支店座壓縮變蜜形值不得萌大于紗支座珍總高所度的破2%昏；#盆環(huán)上口吹徑向保變形不得大屢于盆環(huán)挺外徑的糧0.5厚‰；#支座殘余變瘋形不得攻超過擁總變市形量趁的5艷%。②水宅平承刮載力#固定吉支座升在各坡方向稍和單師向活摧動支扔座非輝滑移舟方向堅