第6章桥梁工程检测技术（定稿）.doc

第6章 桥梁工程检测技术1第一节 桥梁工程用钢材及其物理力学性能1一、桥梁用钢的主要力学性能1二、桥梁用钢材的有关力学标准2三、钢筋、钢绞线力学性能试验取样位置及试样制备3四、拉伸试验5五、冷弯试验8六、金属应力松弛试验9七、金属洛氏硬度试验方法10八、钢筋焊接接头的检验11第二节 地基承载力检测14第三节 基桩完整性检测17一、基桩完整性检测方法分类17二、反射波法18三、声波透射法22第四节 基桩承载力检测29一、竖向抗压静载试验29二、高应变动力试桩法简介31第五节 混凝土结构构件检测32一、超声法检测混凝土缺陷32二、钻芯法检测混凝土强度40三、回弹法测混凝土强度41四、超声-回弹综合法检测混凝土强度46第六节 预应力结构检测48一、预应力锚具、夹具和连接器检测48二、张拉设备校验52三、张拉力控制54第七节 支座和伸缩装置检测56一、桥梁支座检测56二、桥梁伸缩装置检测66第八节 桥梁结构应变电测技术71一、电阻应变计72二、电阻应变仪及数据采集系统75第九节 桥梁荷载试验简介78一、加载方案和测点设置78第6章 桥梁工程检测技术试验检测技术贯穿于桥梁工程设计、施工及使用阶段的各个环节，随着人们安全、质量意识的不断提高，试验检测技术也受到越来越多的重视。交通部行业标准中相关设计、施工规范，质量检验评定标准及各种试验规程中详细规定了公路桥梁工程在设计、施工及质量验收各阶段的检测内容及方法，概括起来主要包括以下几项内容：1.原材料的检测桥梁工程中的原材料主要包括：水泥、砂石料、外加剂、普通钢筋、预应力钢筋、钢丝、钢绞线、锚具、夹具、连接器以及各种型钢等。混凝土各种原材料的试验检测方法及质量标准可参考本教材第三章，本章中将对各类钢材的试验检测方法及质量标准进行详细介绍。桥梁工程所用沥青混凝土、无机结合料等对所用原材料要求同路基路面工程部分。2.桥梁工程各部位结构尺寸及外观质量的检测按照公路工程质量检验评定标准的要求，在施工过程中应对桥梁各部位的放样位置、结构尺寸及外观质量进行检测评定，放样位置及结构尺寸的评定一般可采用全站仪、经纬仪、水准仪、钢尺等，所用测量仪器的性能及测试精度应满足相关规范的要求，对检验结果的评定应按照标准的规定执行。外观质量检验一般采用目测的方法，主要检测内容是混凝土表面的平整度、蜂窝、麻面的面积、深度等。3.对桥梁结构构件混凝土强度等级、内部缺陷及承载能力的检测评定混凝土的强度等级一般采用标准立方体试块，并尽量采用统计的方法。当立方体试件的强度不能满足设计要求时，可采用钻芯法及回弹法、超声回弹法等无损检测手段进一步验证。对结构构件混凝土内部缺陷的检测一般采用超声法，检测桩身混凝土的缺陷时，除超声法外还有反射波法，反射波法是利用锤击应力波在桩身缺陷处的反射波特征来判断桩身缺陷的一种方法，这种方法操作简单、快捷，应用较为普遍。除要对混凝土结构构件的尺寸、外观质量进行检测外，有时还需要对结构构件的承载能力进行检测，如单桩的承载力、梁体的承载力等。单桩的承载力测定常用静载试验的方法，在经动、静对比试验的基础上也可采用高应变动测方法。梁体的载荷试验一般采用重物堆载的方式，利用应变计、挠度仪等测定各控制截面的应力、挠度等，所用仪器的精度要求应满足相关规程的要求。4.桥梁载荷试验对一些采用新材料、新工艺、新型结构的大中型桥梁，为确保工程质量常常采用现场载荷试验的方法验证桥梁的整体承载能力，对于一些旧桥梁也常常采用现场载荷试验的方法对桥梁的承载能力重新进行评估。桥梁的现场载荷试验可分为静载试验、动载试验及桥梁的震动试验等。试验检测是保证桥梁工程质量的必要手段，桥梁工程检测项目繁多，新技术、新方法不断涌现，切实掌握各种检测技术的基本原理、基本操作方法及数据处理方法，是每一位试验检测人员所必需的。第一节 桥梁工程用钢材及其物理力学性能一、桥梁用钢的主要力学性能钢材的主要力学性能，通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件下均匀拉伸、冷弯、冲击和疲劳荷载等单独作用下，显示出的各种机械性能。1 强度强度是钢材力学性能的主要指标，包括屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形0.2%的应力作为屈服强度。抗拉强度指钢材所能承受的最大拉应力，当拉力达到拉力极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。2.冷弯性能钢材的冷弯性能，是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力，并可在弯曲中显示钢材缺陷的一种工艺性能。钢材的冷弯性能可在材料试验机上通过冷弯试验显示出来。3.冲击韧性钢材的冲击韧性，是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收能量的能力，它是衡量钢材抵抗脆性破坏的力学性能指标。4.耐疲劳性钢材若在交变应力（随时间作周期性交替变化的应力）的反复作用下，往往在工作应力远小于抗拉强度时发生骤然断裂，这种现象称为“疲劳破坏”。钢材抵抗疲劳破坏的能力称为耐疲劳性。5.塑性塑性是指钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，通常用伸长率和断面收缩率来衡量。伸长率是钢材受拉发生断裂时所能承受的永久变形能力。试件拉断后标准长度的增量与原标准长度之比的百分率即伸长率。断面收缩率是指试件拉断后颈缩处横断面积的最大缩减量占原横断面积的百分率。6.硬度硬度是钢材抵抗其他较硬物体压入的能力，实际上硬度为钢材抵抗塑性变形的能力。测定钢材硬度常用的方法有布氏法、洛氏法和维氏法，相应的作为硬度指标有布氏硬度（HB），洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）。硬度常用于检查钢材质量和确定合理的加工工艺。7.良好的焊接性能良好的焊接性能指钢材的连接部分焊接后力学性能不低于焊件本身，以防止产生硬化脆裂和内应力过大现象。二、桥梁用钢材的有关力学标准我国的公路桥梁工程用钢，按其用途主要分钢桥用钢和钢筋混凝土桥梁用钢两大类。（一）钢桥用钢钢桥上使用的钢材主要是低合金钢，如16锰（16Mn）、16锰桥（16Mnq）钢均属低合金钢，现在16Mnq钢已成为建造钢桥主体结构的基本材料。最近几年，15锰钒氮桥（15MnVNq）、14锰铌桥（14MnNbt）等钢种也得到了应用。（二）钢筋混凝土桥梁用钢钢筋混凝土桥梁用钢可分为钢筋、预应力混凝土用冷拉钢筋、冷拔钢丝、高强钢丝、钢绞线和精轧螺纹粗钢筋等，目前在桥梁工程中钢筋、预应力钢绞线应用最为广泛。1.钢筋钢筋混凝土结构用钢筋按其外形可分为光圆钢筋和带肋（螺纹）钢筋两类，螺纹钢筋又分为人字形和螺旋形两种。钢筋按力学性能分为四个等级，划分标准如表6-1。表6-1 钢筋的机械性能品种强度等级代号公称直径（mm）屈服点（MPa）抗拉强度伸长率（%）冷弯d=弯心直径a=钢筋直径外形不小于光圆钢筋R23582023537025180d=a热轧带肋钢筋HRB335625285033549016180d=3a180d=4aHRB400625285040057014180d=4a180d=5aHRB500625285050063012180d=6a180d=7a冷轧带肋钢筋LL5505100.245055016180d=3aLL6500.252065014180d=4aLL8000.264080012180d=5a低碳钢热轧圆盘条Q215Q2355.53021523537541027（10）23（10）180d=0180d=5a2.预应力混凝土用钢绞线钢绞线是钢厂用优质碳素结构钢经过冷加工，再经回火和绞捻等加工而成的，塑性好、无接头、使用方便，专供预应力混凝土结构使用。预应力钢绞线的力学性能如表6-2所示。三、钢筋、钢绞线力学性能试验取样位置及试样制备（一）钢筋钢筋批量为：由同一厂别、同一炉号、同一规格、同一交货状态、同一进场时间为一验收批。钢筋混凝土用热轧带肋钢筋、热轧光圆钢筋、低碳钢热轧圆盘条、余热处理钢筋每批数量不大于60t，取一组试样。冷轧带肋钢筋，每批数量不大于50t，取一组试样。各类钢筋每组试样数量参见表6-3，试件截取长度为：拉伸试件：L10d+200mm冷弯试件：L5d+150mm凡表中规定取两个试件的，均应从两根（或两盘）中分别切取，每根钢筋上切取一个拉力试件、一个冷弯试件。低碳钢热轧圆盘条，冷弯试件应取自同盘的两端。试件切取时，应在钢筋或盘条的任意一端截去500mm后切取。（二）钢绞线钢绞线批量规定为：由同一牌号、同一规格、同一生产工艺制造的钢绞线为一验收批量，每批质量不大于60t。取样长度为：测定钢绞线伸长率时，17结构钢绞线的标距不小于500mm；12和13结构钢绞线的标距不小于400mm。因此，一般试样的截取长度为：L500+200mm。检验数量：从每批钢绞线中任取3盘，进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能试验。如每批少于3盘，则应逐盘进行上述检验。可以从每批钢绞线的任一端切取样品，但发现钢丝有接缝的任何试样都应作废，并应选取新的试样。表6-2 17结构预应力钢绞线力学性能钢绞线结构钢绞线公称直径Dn（mm）抗拉强度Rm（MPa）不小于整根钢绞线的最大力Fm（kN）不小于规定非比例延伸力Fp0.2（kN）不小于最大力总伸长率（L0500mm）Agt（%）不小于应力松弛性能初始负荷相当于公称最大力的百分数（%）1000h后应力松弛率r（%）不大于179.50172094.384.9对所有规格3.5对所有规格607080对所有规格1.02.54.5186010291.8196010796.311.1017201281151860138124196014513112.7017201701531860184166196019317415.2014702061851570220198167023421117202412171860260234196027424715.701770266239186027925117.8017203272941860353318（17）C12.70186020818715.20182030027018.001720384346注：规定非比例延伸力Fp0.2值不小于整根钢绞线公称最大力Fm的90%。注：I级松弛即普通松弛级，级松弛即低松弛级，它们分别适用所有钢绞线；屈服负荷不少于整根钢绞线公称最大负荷的85%；除非生产厂家另有规定，弹性模量取为195GPa10GPa，但不作为交货条件。17结构钢绞线的尺寸及允许偏差、每米参考质量钢绞线结构公称直径Dp（mm）直径允许偏差（mm）钢绞线参考截面积Sn（mm2）每米钢绞线参考质量（g/m）中心钢丝直径d0加大范围（%）不小于179.50+0.30-0.1554.84302.511.1074.258212.70+0.40-0.2098.777515.20140110115.70150117817.801911500（17）C12.70+0.40-0.2011289015.20165129518.002231750表6-3 各类钢筋每组试件数量钢筋种类每组试件数量拉伸试验弯曲试验热轧带肋钢筋2根2根热轧光圆钢筋2根2根低碳钢热轧圆盘条1根2根余热处理钢筋2根2根冷轧带肋钢筋逐盘1个每批2个四、拉伸试验拉伸试验可测定材料的屈服强度（上屈服强度ReH、下屈服强度ReL）、抗拉强度Rm、伸长率A和断面收缩率Z，它们是最富有代表性的材料力学性能的四个指标。本节中所涉及的材料强度等力学性能指标的概念，只适用于在室温下用光滑试样进行普通拉伸试验的测试结果，即拉断前荷载缓慢增加。温度、应力和加载速度对材料的力学性能有一定的影响，所以试验时这三个条件应按金属拉伸试验方法（GB/T228-2002）的规定执行。（一）试样制备试样可制成圆形或矩形截面。试样中段用于测量拉伸变形，此段的长度L0称为原始标距，原始标具应不小于15mm。两端粗的部分是头部，为装入试验机夹头中传递拉力之用。试样两头部之间的均匀段长度应大于原始标距，均匀段长度称为平行长度，用符号Lc表示。试验表明，试样的尺寸和形状对试验结果具有一定的影响。为了避免这种影响和便于各种材料机械性质的数值能互相比较，国家对试样的尺寸和形状定出了统一规定。金属拉伸试验方法（GB228-2002）中将拉力试样分为比例试样和非比例试样两种。比例试样是指原始标距L0与原始横截面面积S0间具有下列关系的试样： （6-1）式中系数k称为比例系数，取5.65，当试样横截面积太小以致采用5.65的值不能满足最小标距（15mm）的要求时，可以采用较高的值（优先采用11.3）或采用非比例试样。非比例试样原始标距与其原始横截面积无关，而是根据制品（薄板、薄带、细管、细丝、型材等）的尺寸和材料的性质给以规定的平行长度Lc和原始标距长度L0。（二）仪器设备1.试验机各种类型试验机均可使用，但必须满足GB/T 16825中技术条件的规定。试验机测力示值误差应不大于1%；在规定负荷下停止施荷时，试验机操作应能精确到测力度盘上的一个最小分格负荷示值至少能保持30s；试验机应具有调速指示装置，能在标准规定的速度范围内灵活调节，且加卸荷平稳；试验机还应备有记录装置，能满足标准用绘图法测定强度特性的要求。2.引伸计各种类型的引伸计均可用于测定试样的伸长。但引伸计的准确度级别应符合GB/T12160的要求。一般使用引伸计应不劣于1级，测定具有较大延伸率的材料性能时，引伸计也不应劣于2级。3.试样尺寸测量仪器可根据试样尺寸测量精度的要求，选用相应精度的任一种量具或仪器，如游标卡尺、螺旋千分尺等。试验机、引伸计及测量工具或仪器必须由计量部门定期进行检定。（三）试验方法1.试验准备首先测量试样标距两端和中间三个截面处的尺寸，对于圆试样，在每一横截面内沿互相垂直的两个直径方向各测量一次，取其平均值。用测得的三个平均值中最小的值计算试样的原始横截面面积S0。根据从手册中查得材料强度极限和量得的横截面面积，估计试验中要加的最大载荷，并由此选择合适的测力量程，同时调整好自动记录装置。将试样安装在试验机上，开动试验机进行缓慢匀速加载。加载速度应根据材料性质和试验目的确定。（1）测定规定非比例延伸强度、规定残余延伸强度和规定总延伸强度时，应力速率应在表6.1.5规定的范围内，在塑性范围和至规定强度前应变速率不应超过0.0025s-1。（2）测定上屈服强度时，在弹性范围和至上屈服强度前，试验机夹头的分离速率应尽可能保持恒定并在表6.1.5规定的应力速率的范围内。（3）若仅测定下屈服强度，在试样平行长度的屈服期间应变速率应在0.000250.0025s-1之间，并应尽可能保持恒定。如不能直接调节这一应变速率，应通过调节屈服即将开始前的应力速率来调整，在屈服完成之前不再调节试验机的控制。任何情况下，弹性范围内的应力速率不得超过表6-4所规定的最大速率。表6-4 材料的弹性模量与应力速率金属材料的弹性模量E（N/mm2）应力速率（N/mm2）s-1最 小最 大150000220150000660（4）测定抗拉强度时，在塑性范围内平行长度的应变速率不应超过0.008s-1。在弹性范围内，如试验不包括屈服强度或规定强度的测定，试验机的速率可以达到塑性范围内允许的最大速率。2.上屈服强度和下屈服强度的测定图解方法：试验时记录力-延伸曲线或力-位移曲线。从曲线图读取力首次下降前的最大力和不计初时瞬时效应时屈服阶段中的最小力或屈服平台的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积S0得到上屈服强度和下屈服强度，如图6-1。仲裁试验采用图解方法。指针方法：试验时，读取测力度盘指针首次回转前指示的最大力和不计初时瞬时效应时屈服阶段中指示的最小力和首次停止转动时指示的恒定力。将其分别除以试样原始横截面积S0得到上屈服强度和下屈服强度。可以使用自动装置（如微处理机等）或自动测试系统测定上屈服强度和下屈服强度，可以不绘制拉伸曲线图。图6-2 最大力Fm图6-1 不同类型曲线的上屈服强度和下屈服强度3.抗拉强度测定抗拉强度可以采用图解法或指针法测定。对于呈现明显屈服（不连续屈服）现象的金属材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，或从测力度盘，读取过了屈服阶段之后的最大力如图6-2所示；对于呈现无明显屈服（连续屈服）现象的金属材料，从记录的力-延伸或力-位移曲线图，或从测力度盘，读取试验过程中的最大力。最大力除以试样原始横截面积S0得到抗拉强度Rm。可以使用自动装置（如微处理机等）或自动测试系统测定抗拉强度，可以不绘制拉伸曲线图。4.断后伸长率A的测定为了测定断后伸长率，应将试样断裂的部分仔细地配接在一起使其轴线处于同一直线上，并采取特别措施确保试样断裂部分适当接触后测量试样断后标距。对于小横截面试样和低伸长率试样更应注意这一点。应使用分辨率优于0.1mm的量具或测量装置测定断后标距Lc，准确到0.25mm。如规定的最小断后伸长率小于5%，则采用下述方法进行测定。试验前在平行长度的一段处作一很小的标记。使用调节到标距的分规，以此标记为圆心划一圆弧。拉断后，将拉断的试样置于一装置上，最好借助螺丝施加轴向力，以使其在测量时牢固地对接在一起。以原圆心为圆心，以相同的半径划第二个圆弧。用工具显微镜或其他合适的仪器测量两个圆弧之间的距离即为断后伸长，准确至0.02mm。为使划线清晰可见，试验前涂上一层染料。能用引伸计测定断后标距的试验机，引伸计标距应等于试样原始标距，无需标出试样原始标距的标记。以断裂时的总延伸作为伸长测量时，为了得到断后伸长率，应从总延伸中扣除弹性延伸部分。5.断面收缩率的测定测量时，将试样断裂部分仔细地配接在一起，使其轴线处于同一直线上。对于圆形横截面试样，在缩颈最小处相互垂直方向测量直径，取其算术平均值计算最小横截面积；对于矩形横截面试样，测量缩颈处的最大宽度和最小厚度，两者之乘积为断后最小横截面积。断裂后最小横截面积的测定应准确到2%。原始横截面积S0与断后最小横截面积Su之差除以原始横截面积的百分率得到断面收缩率Z。五、冷弯试验冷弯是桥梁钢材的重要工艺性能，用以检验钢材在常温下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力，并显示其缺陷。工程中经常需对钢材进行冷弯加工，冷弯试验就是模拟钢材弯曲加工而确定的。通过冷弯试验不仅能检验钢材适应冷加工的能力和显示钢材内部缺陷（如起层，非金属夹渣等）状况，而且由于冷弯时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用，因此也是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性变形能力的一项指标。所以，冷弯试验对钢材质量是一种较严格的检验。（一）试样试样的横截面为圆形、方形、长方形或多边形。样坯的切取位置和方向应按照相关产品标准的要求。试样应通过机加工去除由于剪切或火焰切割等影响了材料性能的部分。试样表面不得有划痕和损伤。方形、长方形和多边形横截面试样的棱边应倒圆，倒圆半径不超过试样厚度的110。棱边倒圆时不应形成影响试验结果的横向毛刺、伤痕或刻痕。试样的宽度、厚度（或直径）应按照相关产品的要求，如未具体规定，应按金属弯曲试险方法（GB232-1999）中的有关规定办理。试样的长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。当采用支辊式、V形模具式、虎钳式、翻板式等弯曲装置时，可以按照下式确定 （6-2）式中：L试样的长度，mm；圆周率，其值取3.1；d弯曲压头或弯心直径，mm；a试样厚度或直径或多边形横截面内切圆直径，mm。（二）试验原理及试验设备冷弯试验是以圆形、方形、长方形或多边形横截面试样经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度。然后卸除试验力，检查试样承受变形性能。通常检查试样弯曲部分的外面、里面和侧面，若弯曲处无裂纹、起层或断裂现象，即可认为冷弯性能合格。图6-3 支辊式弯曲装置弯曲试验可在压力机或万能试验机上进行。压力机或万能试验机上应配备弯曲装置。常用弯曲装置有支辊式、V形模具式、虎钳式、翻板式等四种，支辊式装置如图6-3所示。上述四种弯曲装置的弯曲压头（或弯心）应具有足够的硬度，支辊式的支辊和翻板式的滑块也应具有足够的硬度。 （三）试验步骤与要求以采用支辊式弯曲装置为例介绍试验步骤与要求。1.试样放置于两个支点上，将一定直径的弯心在试样两个支点中间施加压力，使试样弯曲到规定的角度，或出现裂纹、裂缝、断裂为止。2.试样在两个支点上按一定弯心直径弯曲至两臂平行时，可一次完成试验，也可先按（1）弯曲至90，然后放置在试验机平板之间继续施加压力，压至试样两臂平行。3.试验时应在平稳压力作用下，缓慢施加试验力。4.弯心直径必须符合相关产品标准中的规定，弯心宽度必须大于试样的宽度或直径，两支辊间距离为（d+30）0.50mm，并且在试验过程中不允许有变化。5.试验应在1035下进行，在控制条件下，试验在232下进行。6.卸除试验力以后，按有关规定进行检查并进行结果评定。（四）金属线材的反复弯曲试验反复弯曲试验是将试样一端夹紧，然后绕着规定半径的圆柱形表面使试样弯曲90，并按相反方向反复弯曲，用以检验金属材料的反复弯曲塑性变形性能，并显示其缺陷。线材的反复弯曲试验按金属线材反复弯曲试验法进行。六、金属应力松弛试验金属应力松弛试验就是在规定温度下，对试样施加试验力，保持初始应变、变形或位移恒定的条件下，测定应力随时间变化的关系曲线。（一）仪器设备1.试验机拉伸应力松弛试验机应能对试样施加准确的轴向拉伸试验力，试验机力的示值误差不应超过1%，试验机力的不同轴度不应大于15%验。拉伸应力松弛试验机还应具有连续自动调节试验力的装置，以便在试验期间保持试样的初始应变或变形或标距恒定。试验机应安装在无外来冲击、振动和温度稳定的环境中并进行定期校验。2.恒温装置恒温装置应能将试样加热（或降低）至规定温度，并能在试验期间保持温度恒定，温度偏差在2以内。3.温度测量仪器温度测量仪器误差不应超过1，分辨率不应大于0.5，并应定期校验。测温热电偶应符合JJC 141或JJC 351 中2级热电偶要求。热电偶冷端温度应保持恒定，偏差不超过0.5。（二）试样试样应从预应力钢材制品规定部位切取。试样在试验前，不应经受应力和冷、热加工处理。如相关产品标准允许，可以校直试样。试样标距参见相关产品标准规定，如无规定，试样标距一般不少于直径的60倍，如这一标距超过引伸计或试验机的能力，至少应为直径的40倍。（三）试验方法试验室温度应为202。试样应置于试验环境中足够的时间，确认达到温度平衡后施加初始试验力。初始试验力应按相关产品的标准规定。除非相关产品标准另作规定，一般应在35分钟内施加全部初始试验力。在加力过程中不应超过初始试验力。初始试验力保持时间为1min。保持时间结束点作为零时间，在零时间应立即保持初始总应变或标距恒定。在试验期间试样应变的波动应控制在510-6以内。连续或定时记录试验力和试验温度，必要时监测试样的初始总应变或标距。采用定时记录时，如无其他规定，建议按下列时间间隔记录：1min、3min、6min、9min、15min、30min、45min、1h、1.5h、2h、4h、8h、10h、24h，以后每隔24h记录一次，直到试验结束。（四）试验数据处理达到规定试验时间的松弛率按式6-3计算： （6-3）式中：R松弛率，%；F0初始试验力，kN；Ff剩余试验力，kN；为了比较材料的相对松弛特性，可以绘制松弛率与对数时间或对数松弛率与对数时间的关系曲线。也可以绘制剩余试验力或松弛力与时间或对数时间的关系曲线，或绘制对数剩余试验力或对数松弛力与对数时间的关系曲线。可以采用试验数据的线性回归分析方法对试验数据进行推算。推算1000h的应力松弛性能时，建议最短试验时间不少于100h。七、金属洛氏硬度试验方法金属洛氏硬度指在初始试验力及总试验力的先后作用下，将压头（金刚石圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除总试验力，用测量的残余压痕深度增量计算的硬度值。（一）仪器用于进行洛氏硬度试验的硬度计及压头应符合GB2848的要求。（二）试样试样在制备过程中，应尽量避免由于受热、冷加工等对试样表面的影响。试样的试验面尽可能是平面，不应有氧化皮及其他污物，表面粗糙度一般不大于0.8m，必要时应对试样表面下针部位进行打磨，以露出原有的金属光泽为准。试样或试验层最小厚度应不小于0.2mm。（三）步骤金属洛氏硬度试验一般应在1035室温进行。对精度要求较高的试验，室温应控制在235。试验前，依据试验材料选择压头类型和洛氏硬度标尺，然后使用与试样硬度值相近的标准洛氏硬度块对硬度计进行校验。试样的试验面、支承面、试台表面和压头表面应清洁。试样应稳固地放置在试台上，以保证在试验过程中不产生位移及变形。试验时，必须保证试验力方向与试样的试验面垂直。施加初始试验力时，指针或指示线不得超过硬度计规定范围，否则应卸除初始应力，在试样另一位置试验。硬度检验每个试样一般测试3点（针），每一点（针）测得的硬度值加上修正值便可反映该试样的实际硬度值。（四）试验结果处理试验报告中给出的洛氏硬度值应精确至0.5个洛氏硬度单位，对于圆柱面和球面上测得的洛氏硬度值，应进行修正。尽量避免将洛氏硬度值换算成其它硬度值或抗拉强度，当必须进行换算时，应按GB166、GB1172和GB3771规定之方法换算。八、钢筋焊接接头的检验表6-5 钢筋焊接接头的检验标准钢筋闪光对焊接头钢筋电弧焊接头批量规定同班组，同一焊工同一焊接参数以200个同类型接头作一批或连续焊接在一周内不足200个接头时按一批300个同类型接头为一批或不足300个作一批外观验收每批抽查10%接头，并不少于10个；接头无横向裂纹，接头弯折不大于4；接头处钢筋轴线偏移不大于0.1倍钢筋直径；其中一个接头达不到上述要求时，接头全查；不合格批品切除重焊后再次验收接头处逐个检测；接头处无裂纹，无较大凹陷、焊瘤、接头偏差及缺陷见表（6.1.7）；外观不合格的接头，可修整或补强后再次验收强度检验从成品中每批切取3个接头作拉伸试验3个试件抗拉强度均不得低于该级别钢筋规定的强度；至少有两个试件呈塑性断裂从成品中每批分别切取3个试件作拉伸试验，3个试件作弯曲试验3个抗拉试件抗拉强度均不得低于该级别钢筋规定的强度；至少有两个试件断于焊接之外并呈塑性断裂；弯曲试验时，弯心直径从14级钢筋分别为2d、4d、5d和7d。弯曲到90时，接头两侧不得出现宽度大于0.15mm的横向裂纹复验要求检验结果有一个试件低于规定指标或有两个试件发生脆性断裂时，应取双倍数量试件复验，其结果仍有一个试件抗拉强度低于指标，或有3个试件呈脆性断裂时，该批接头不合格检验结果中抗拉强度不低于指标，并至少应有2个试件断于焊接之外，并呈塑性断裂，否则，应取双倍的试件复验，仍有一个试件不合格或3个试件呈脆性断裂，该批接头抗拉强度不合格；弯曲结果如有两个试件不合格，仍取双倍试件复验，其结果仍有3个试件不合格，则该批接头不合格表6-6 钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值名 称单 位接 头 型 式帮条焊搭接焊坡口焊熔槽帮条焊帮条沿接头中心线纵向偏移mm0.5d接头处弯折（）444接头处钢筋轴线的偏移mm0.1d30.1d30.1d3焊缝厚度mm0.05d0.05d焊缝宽度mm0.1d0.1d焊缝长度mm0.5d0.5d横向咬边深度mm0.50.50.5焊缝气孔及夹渣的数量和大小在长2d的焊缝表面上个mm22626在全部焊缝上个mm226注：d为钢筋直径，单位mm； 低温焊接接头的咬边深度不得大于0.2mm。质量检测内容和标准参见焊接钢筋的质量验收内容和标准（JTJ041-2000），本节仅列出闪光对焊及电弧焊的有关标准见表6-5和表6-6。九、工程实例表6-7、6-8为某工程钢筋强度试验、钢筋焊接试验，表6-9为预应力钢绞线强度及松弛试验结果，表6-10为某工程后张梁所用夹片的试验报告。表6-7 钢筋强度试验材料产地莱芜钢铁股份有限公司代表部位及数量灌注桩，22.4t强度等级或牌号HRB335试件编号123试样尺寸公称直径（mm）25长度（mm）550550550质量（g）截面积（mm2）490.9标距（mm）125125125拉伸荷载（kN）屈服198197200极限278280275强度（MPa）屈服点（s）405400405抗拉强度（b）565570560伸长率断后标距（mm）153158158伸长率（%）222626冷弯弯心直径（mm）757575弯曲角度（）180180180结果合格合格合格反复弯曲弯曲半径（mm）弯曲次数断口形式塑断塑断塑断结论：符合GB1499-1998的技术规范要求表6-8 钢筋焊接试验表材料产地济南钢铁股份有限公司代表部位及数量16m预制板，20t强度等级或牌号HRB335焊接类型双面搭接焊试件编号123试样尺寸公称直径（mm）12.0焊接长度（mm）60.060.060.0焊口面积（mm2）母材截面积（mm2）113.1断口形式塑断塑断塑断断口部位（距焊缝距离mm）107100102极限荷载（kN）676867极限强度（MPa）590600590冷弯弯心直径（mm）弯曲角度结果焊接质量评述合格结论：表6-9 预应力钢绞线强度及松弛试验表材料产地威海银兴代表部位及数量试样编号123123直径（mm）12.712.712.715.2415.2415.24面积（mm2）98.798.798.7139139139标距（mm）523506517600600600屈服荷载（kN）180181180242241241强度（N/mm2）182518351823174017351735极限荷载（kN）192193192268268267强度（N/mm2）194519551945193019301920断后标距（mm）557540552633633.5633.5伸长率（%）9.56.76.85.55.45.4弹性模量（GPa）200.9198松弛试验试验编号试件尺寸mm强度级别MPa初始荷载kN最终荷载10hkN最终荷载72hkN松弛率10h%松弛率72h%推算1000h松弛率%112.71860128.66127.42126.900.961.371.76215.241860182.6182.03181.40.310.660.85检测依据 GB/T5224-2003仪器名称SL-300型松弛试验机结论：送检钢绞线符合GB/T5224-2003标准。强度级别1860MPa，10小时松弛率均小于1.5%。表6-10 夹片的洛式硬度试验表代表数量材料产地开封彩桥压头类型120度金刚石编号样品名称洛式硬度值结论123平均值1夹片62.062.561.562.0合格2夹片65.064.565.565.0合格3夹片63.064.065.564.0合格4夹片64.063.563.063.5合格5夹片64.563.062.063.0合格6夹片63.063.564.063.5合格结论：送检样品检验结果符合生产厂家提供硬度值标准要求第二节 地基承载力检测地基直接承受上部结构物传来的荷载，地基的过大沉降或不均匀沉降往往是造成结构物破坏的主要因素。因此，在桥梁工程设计或施工过程中往往需要准确测定地基的承载力。桥梁地基的容许承载力可根据地质勘测、原位测试、野外荷载试验以及邻近旧桥梁调查对比，由经验和理论公式计算综合分析确定。当缺乏上述资料时可按公路桥梁地基与基础设计规范（JTJ024-85）推荐的方法确定地基容许承载力，对地质和结构复杂的桥梁地基应根据现场荷载试验确定容许承载力。按规范确定地基承载力时，须先确定地基基本容许承载力0，即基础宽度b2m，埋置深度h3m时地基的容许承载力。当基础宽度b2m，埋置深度h3m，且h/b4时可以按规范对容许承载力予以提高。地基容许承载力确定按地基土分类进行。一、粘性土、黄土地基承载力检测对于粘性土和黄土地基，可在现场取有代表性的土样（一般每个基础的地基不少于4个土样）进行土工试验，得到地基土的有关力学指标，由规范求出承载力。对于老粘性土和残积粘性土地基，可取土样进行压缩试验，求得土样压缩模量按表6-11和表6-12确定容许承载力。对于一般粘性土和新近沉积粘性土地基，测土样含水量、湿容重、液限、塑限和颗粒密度，求出土样天然孔隙比和液性指数，按表6-13和6-14确定容许承载力。对新近堆积黄土地基按土含水比（天然含水量和液限L的比值）确定容许承载力，见表6-15。对于一般新黄土地基，按天然含水量和液限比（液限L与天然孔隙比e的比值）确定容许承载力，见表6-16。对于老黄土地基，按天然孔隙比e和含水比/L确定容许承载力，见表6-17。表6-11 老粘性土的地基承载力0ES（MPa）101520253035400（kPa）380430470510550580620注：老粘性土是指第四纪晚更新世（Q3）及其以前沉积的粘性土。一般具有较高的强度和较低的压缩性。表6-12 残积粘性土的容许承载力ES（MPa）4681012141618200（kPa）190220250270290310320330340注：本表适用于西南地区碳酸盐类岩层的沉积红土，其他地区可参照使用。表6-13 一般粘性土的容许承载力0 IL0（kPa）e00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.54504404304204003803503102702402200.64204104003803603403102802502202001800.74003703503303102902702402201901701601500.83803303002802602402302101801601501401300.93202802602402202101901801601401301201001.02502302202101901701601501401201101.116015014013012011010090注：一般粘性土是指第四纪全新世（Q4）（文化期以前）沉积的粘性土，一般为正常沉积的粘性土；土中含有粒径大于2mm的颗粒重量超过全部重量30%以上时，0可酌量提高；当e0.5时，取e=0.5，IL0时，取IL=0。此外，超过表列范围的一般粘性土，0可按下式计算：式中：ES土的压缩模量，MPa。表6-14 新近沉积粘性土的容许承载力0 IL0（kPa）e0.250.751.25 IL0（kPa）e0.250.751.250.81401201001.0120100800.9130110901.111090注：新近沉积的粘性土是指文化期以来沉积的粘性土，一般为欠固结，且强度较低。表6-15 新近堆积黄土容许承载力0/L0.40.50.60.70.81.01.20（kPa）130120110100908070注：表列新近堆积黄土为湿陷性黄土地基时，经人工处理后，其承载力按下列系数提高：人工夯实（用0.5kN的普通石夯，落距50cm，分别夯三遍），提高1.2；换土夯实表层换填卵石16cm，三七灰土（体积比为三分石灰、七分土）4cm，电动蛙式机夯打34遍，提高1.3；重锤夯实（包括表层11.5m厚度的夯实和回填夯实）提高2.0；打石灰砂桩（基础底面地基加固），提高4.0。表6-16 一般新黄土的容许承载力0 0（kPa）L /e10131619222528313422190180170150130110907050252001901801601401201008060282102001901701501301109070312302102001801601401201008034250230210190170150130110100372502302101901701501301104025023021019017015013043250230210190170150表6-17 老黄土的容许承载力 e0（kPa）/L0.70.70.80.80.90.90.67006005004000.60.85004003002500.8400300250200注：山东的老黄土性质较差，容许承载力0应降低100200kPa。二、砂土、碎石地基承载力检测对于砂类土、碎石土地基承载力可按其分类和密实度确定，表6-18和表6-19给出其容表6-18 砂土的容许承载力0土名 密实度0（kPa）e密实中密松散砾砂、粗砂与湿度无关550400200中砂与湿度无关4