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桥涵工程试验检测技术 第一章 概 述 第二章 桥涵工程原材料试验检测 第三章 桥涵工程基础检测 第四章 桥梁上部结构检测 第五章 桥梁荷载试验,第一章 概 述 第一节 桥涵工程试验检测的任务意义和依据 一 任务和意义 1. 大型桥梁的施工监控 2. 常规桥梁的施工质量控制 3. 对新形结构、新材料、新工艺需进行试验鉴定。 4. 为质量缺陷、事故提供实测数据。,第二节 桥涵工程试验检测的内容和依据 一.桥涵工程试验检测的内容 施工前放样（测量仪器及人员） 施工前：原材料检测（砂.石.水泥.钢筋） 配合比试验（理论与施工） 地基承载(进行试验检测) 施 工 中： 尺寸. 标高(进行量测) 桩基. 大梁.结构(进行试验检测) 桥梁总体检测 施 工 后： 桥梁荷载试验 桥梁使用性能监测,二 桥涵工程试验检测依据 桥涵工程试验检测的依据(四个层次) 第一： 综合基础标准（如工程结构可靠度设计统一标准是国家统一标准） 第二： 专业基础标准（如公路工程技术标准是行业统一标准） 第三： 专 业 通 用 标 准 第四： 专 业专 用标准,第三节 桥涵工程质量检验的评定依据和方法 一 . 质量检验评定依据:公路工程质量检验评定标准 二. 桥涵工程质量检验的评定的方法 （一） 桥涵工程质量检验评定单元的划分 1. 单位工程：建设项目中，根据签定的合同，具有独立施工条件的工程，如大、中跨径桥梁、互通式立交、路基工程等。 2. 分部工程：单位工程中按结构部位、路段长度及施工特点或施工任务等划分为若干个分部工程，如小桥、涵洞等。 3. 分项工程：在分部工程中按不同的施工方法、材料、工序及路段长度等划分为若干个分项工程。,（二） 工程质量评分方法 .分项工程质量评分方法自下而上逐级评分 1) 分项工程质量检验的内容（基本要求、实测项目、外观鉴定和质量保证资料） 2) 分项工程 评分 分项工程得分=检查项目得分权值/检查项目权值 分项工程评分=分项工程得分外观缺陷扣分资料不全扣分。 3）检 查 项 目 得 分=检查项目合格率100 检查项目合格率检查合格的点数/该检查项目的全部检查的点（组）数。 质量保证资料应包括以下六个方面： a.所用原材料、半成品和成品质量检验结果； b.材料配比、拌和加工控制检验和试验数据； c.地基处理、隐蔽工程施工记录和大桥施工监控资料； d.各项质量控制指标的试验记录和质量检验汇总图表； e.施工过程中遇到的非正常情况记录及其对工程质量影响分析； f.施工过程中如发生质量事故，经处理补救后，达到设计要求的认可证明文件等。,. 分部工程和单位工程评分方法 分部(单位)工程评分=分项(分部)工程评分相应权值 分项(分部)工程权值 注意：在以上单元划分中将分部工程和分项工程分为主要工程的在质量等级评定加权评分时分别赋予的权值。 （三） 工程质量等级的评定（ 合格与不合格） (1)分项工程75 合格 机电工程、属于工厂加工制造的桥梁金属构件 90合格 (2)以上各级只有当下级评定全部合格，方可判为合格,第二章 桥涵工程原材料试验检测 第一节 石料 一. 石料的物理力学要求 石料应符合设计规定的类别和强度等级，均匀、不易风化、无裂缝及良好的抗冻性能 大、中桥 50 小桥及涵洞 25 2. 石料制品的规格和几何尺寸要求 P11,二. 石料力学性能试验方法 1. 石料的单轴抗压强度试验 每组6个，边长702mm 平差0.05mm，垂差0.25mm 含水状态：烘干状态、天然状态、饱和状态 试件烘干方法 105110（12 24h）202 试件强制饱和方法（煮沸法、真空抽气法） 2. 抗冻性能试验 边长702mm 3备3 石料抗冻性试验测试的指标有： 1.质量损失率 （L2） 2.耐冻系数 （K75） 3.试件外形无变化（无剥落、裂缝、分层及掉角）,单轴抗压强度试验实验步骤,试件编号 选择含水状态 选定压力机 匀速加载至破坏 软化系数KpRw/Rd,第二节 混凝土 一.普通混凝土力学性能试验 （一）试件 1.试件尺寸应根据集料的最大粒径选定 2. 试件的形状和数量（弹模6，其余3） 3. 试件尺寸公差 （角90 0.5，尺寸1mm） 4. 试件的制作（应注意问题有：） （1）成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；尤其是对高强混凝土，应格外重视检查试模的尺寸是否符合试模标准的要求。特别应检查150mm150mm150mm试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。 （2）普通混凝土力学性能试验每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为0.5%；骨料为1%。 （3） 取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过15min。 （4）根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实；大于70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。 5. 试件的养护(条件)P19,（二）设备(1.试模.2.振动台.3.压力试验机.4.钢垫板.5.其它) （三）抗压强度试验(1.试验方法步骤.2.计算结果) （四）轴心抗压强度试验(1.试验方法步骤.2.计算结果) （五）静力受压弹性摸量试验(1.试验方法步骤.2.计算结果) （六）劈裂抗压强度试验(1.试验方法步骤.2.计算结果) （七）抗折强度试验(1.试验方法步骤.2.计算结果),第三节 钢 材 桥涵用钢的分类 1. 按其形状分类 型材 （如型钢、钢板） 按其形状分 棒材或线材（钢筋、高强钢丝、钢绞线等） 异性材 （锚具、夹具和异形钢梁等）,二. 桥涵用钢的主要力学性能 1.强度：屈服强度：钢材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。 抗拉强度： 指钢材所能承受的最大拉应力。 屈强比：即屈服强度与抗拉强度的比值。通常用来比较结构的可靠性和钢材的有效利用率。屈强比越小，结构的可靠性越高，既延缓结构损伤程度潜力越大，但比值太小，则钢材的利用率太低。 2. 塑性：指钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能。 伸长率：即试件拉断后标准长度增量与原标准长度之比百分率。 断面收缩率：（即把上伸长率中的长度换成面积）。 3. 冷弯性能：是钢材在常温条件下承受规定弯曲变形的能力。 4. 硬度：指钢材抵抗其它较硬物体压力的能力。 5. 冲击韧性：是钢材在瞬间动荷载作用下，抵抗破坏的能力。 6. 耐疲劳性：指钢材抵抗疲劳破坏的能力。 7.良好的焊接性：是钢材的连接部分焊接后，其力学性能不低于焊件本身。,三. 钢筋的检测 （一） 基本要求及取样 质量证明单、试验报告单、标示牌 基本要求按不同等级、牌号、规格及生产厂家验收 （二） 钢筋常规抽检项目及检测方法 钢筋常规抽检项目（屈服强度、抗拉强度、伸长率等） 1) 强度屈服点的荷载：在试验机上进行钢筋拉伸试验时，当测力度盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负载即为所求。 中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，采用分级加载，求出弹性直线段相应于小等级负载的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负载的弹性伸长。从总伸长中减去弹性伸长即为残余伸长。通常以残余伸长0.2%的应力作为屈服强度。 抗拉强度计算： 2) 塑性 3）冷弯性能 注: 弯曲角度(90、180)及弯心直径-与钢筋直径有关。 （三）判定规则: 1. 强度及伸长率判定 2. 冷弯及反复弯曲判定用于检验钢材试件环绕弯心弯曲至规定角度是否有裂纹，起层或断裂等现象，若无则认为合格。,四. 预应力混凝土用钢筋、钢丝、钢绞线检测 （一） 基本概念 预应力钢材（热处理钢筋、冷拉钢筋、精轧螺纹钢筋、冷拉或消除应力钢丝、刻痕钢丝、钢绞线等）,（二）试验检测项目 . 热处理钢筋检验 不得有裂纹、结疤和折叠 外观 断面尺寸在容许范围之内 表面不得粘有油污 屈 服 强度 力学性能 抗拉强度 拉伸试验 伸 长 率 . 预应力钢丝检验 不得有裂纹、机械损伤 外观 断面尺寸在容许范围之内 表面不得粘有油污 拉伸试验 力学性能 弯 曲 次 数 松弛试验,3. 预应力钢绞线检验 不得有横裂、相互交叉 外观 电接头、麻坑等 面 积 计 拉伸试验 力学性能 松弛试验 注：1.预应力钢绞线力学性能检验的样品标距不少于毫米。 2. 预应力钢绞线松弛试验检验的样品标距不少于2.5米。,五.焊接钢筋质量检测方法 P49 （一） 钢筋焊接方法分类 1. 钢筋闪光对焊 2. 钢筋电弧焊 3. 钢筋电渣压力焊 4. 钢筋气压焊 （二）检测项目及方法 （三）注意 六. 钢筋机械连接质量检测 七. 金 属 螺 管 检 测 质量要求外观和抗渗漏性能,第三章 桥涵工程基础检测 规范法（粘土.黄土；砂.碎石；岩石和冻土） 扩大基础 标准贯入试验法 （承载力） 现场荷载试验法 钻芯法 反射波法 动测法 机械阻抗法（小或低高应变） 水电效应法 桩的完整性 脉冲穿透法 射 线 法 桩 基 础(包括:挖和钻孔) 动测法（大或高应变） 桩的承载力 荷载试验法,第一节 地基承载力检测 一 规范法确定 (一) 粘性土、黄土地基承载力确定 . 粘性土 老粘性土 1)粘性土 通过（压缩模量）查表 残积粘性土 新近沉积 2)粘性土 通过天然空隙比（e）和液性指数IL查表 一般粘性土 . 黄土1） 新近堆积的黄土(通过天然含水量和液限的比值查表即含水比) 2） 一般黄土(通过天然含水量和液限与e（液限比）的比值查表) 3）老黄土(通过e和天然含水量和液限（液限比）的比值查表),(二) 砂土、碎石地基承载力检测 . 相对密实度的计 D r =emax-e/ emax- emin . 密实程度的判别 1)如果天然状态的孔隙比于砂土最大的孔隙比相等时，则表示砂土处于最疏松的状态； 2)如果天然状态的孔隙比于砂土最小的孔隙比相等时，则表示砂土处于最紧密的状态； 据砂土的密实度程度来地基承载力。 注意：砂土的密实度不但与e有关，而且与级配有关。 (三) 岩石和冻土地基承载力检测,二. 现场荷载试验 1.载荷板试验原理：载荷板试验就是在欲试验的土层表面放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，每级荷载增量持续时间相同或接近，测记每级荷载作用下荷载板沉降量的稳定值，加载至总沉降量为25mm，或达到加载设备的最大容量为止，然后卸载，记录土的回弹值，持续时间应不小于一级荷载增量的持续时间。根据试验记录绘制P-S的关系曲线。分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基土容许承载力与变形模量等力学数据。 破坏状态分三个阶段：压密阶段、剪切阶段、破坏阶段 2.地基容许承载力的确定一般可由以下几种途径： 1）在土质基本相同的条件下，参照邻近结构物地基容许承载力； 2）根据现场荷载试验或触探试验资料； 3）按地基承载力理论公式计算； 4）按现行规范提供的经验公式计算。 （一） 现场荷载试验要求： . 荷载板 （常用2500、5000平方厘米的方或圆板） . 千斤顶、百分表 . 反力梁、加载块,三 标准贯入试验 方法：采用一63.5kg穿心锤，以76厘米的落距，将一定规格的标准贯入器先打入土中15厘米，然后开始记录锤击数目，将标准贯入器再打入土中30厘米，用此30厘米的锤击数目作为标准贯入试验的指标N。 1. 试验设备 2. 试验注意（1.2.3） 锤击数 3.修正 杆长 由于钻杆的弹性压缩引起功能损耗，所以钻杆过长时传入贯入器的功能降低，因此减少了每击的贯入深度。 4. 标准贯入试验的运用 使用范围：不仅运用于沙土，也可用于粘性土。 1)根据N估计砂土的密实度；2)根据N估计天然地基的容许承载力； 3) 根据N估计粘性土的状态；4) 根据N估计土的内摩擦角。,（二） 现场荷载试验步骤 . 将荷载板放在试验土层表面； .分级加载，记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为毫米。 . 卸载，并记录其回弹值； . 据记录绘制曲线； （三）试验分析 1. 绘图（现场荷载试验和荷载与沉降量的关系图） 2.破坏的三阶段（压密、剪切和破坏阶段） （三） 地基承载力的确定 . 极限承载力的确定 . 容许承载力的确定,第二节 钻（挖）孔灌注桩检测 灌注桩的质量检测内容主要有： 孔形检测、沉渣厚度检测及桩身质量检测 一 泥浆性能指标检测 . 相对密度：泥浆相对密度计 方法一：支架，读游码刻度 P66 方法二：用口杯简易量测：R= m3- m1/ m2- m1 m1口杯质量 m2清水质量 m3泥浆质量 . 粘度：漏斗粘度计 。 校正方法：将毫升的清水注入漏斗，让其流出毫升，所需时间有应为（1）秒。如偏差超过规定值，则不应用于测泥浆的粘度。,. 静切力：浮筒切力计 刻度方法： . 含砂率：含砂率计 注意:仪器的体积有大小,大乘以1,小乘以即为含砂率 . 胶体率（是泥浆中土粒保持悬浮状态的性能）： 方法：将毫升泥浆倒入量杯中，用玻璃片盖上，静置小时，量测其澄清为水的体积。如体积为毫升，则胶体率为 6. 失水率 注意如何评价:泥皮愈平坦、愈薄则泥浆质量愈高，一般不宜厚于毫米. 酸碱度：（为碱性，为中性，为酸性） 方法一：用一条试纸，放在泥浆面上后，立即拿出与标准的颜色相比，即可知值； 方法二：用酸碱计，将其探针插入泥浆，直接读出值。 (三) 泥浆性能指标要求 P66,二. 成孔质量检测 （一）成孔质量检测内容 1. 桩位偏差 2. 孔径 3. 桩倾斜度 4. 孔底沉淀厚度 （二）成孔质量检测方法,三. 砼钻孔灌注桩完整性检测 桩身完整性常见缺陷有：夹泥、断裂、 缩径、 扩径、 砼离析及桩顶砼密实度较差等。 检测方法概述 . 钻芯检验法：即用地质钻机在桩身沿长度方向钻取芯样，通过对芯样的观测来确定桩的质量。 .振动检测法（动测法）：包括（敲击法和锤击法、稳态激振机械阻抗法、瞬态激振机械阻抗法、水电效应法） . 超声脉冲检测法：该法是在检测砼缺陷技术基础上发展起来的。其方法是在桩砼灌注前沿桩长度平行预埋若干根检测用管道，作为超声发射和接收换能器通道。检测时，探头分别在两个管子中分别同步移动，沿不同深度逐点测出横截面上超声脉冲穿过砼时各项参数，并按超声测缺原理分析每个断面上砼的质量。 . 射线法： 射线法是以放射性同位素辐射线在砼中的衰减、吸收、散射等现象为基础的一种方法。当射线穿过砼时，因砼质量不同或存在缺陷，接收仪所记录的射线强弱发生变化，据此来判断桩的质量。,（三） 几种检测方法介绍 . 反射波法 ） 基本原理： 在桩顶进行竖向激振，弹性波沿着桩身向下传播，当桩身存在明显的波阻抗界面（如断桩和严重离析等部位）或桩身截面积变化（如缩径或扩径）部位，将产生反射波。经接收、放大和数据处理分析，可识别来自桩身不同部位的反射信息，据此计算桩身波速，判断桩身完整性和砼强度等级估计。 ） 仪器设备及要求：仪器宜由传感器和放大、滤波、记录、处理、监测系统以及激振设备和专用附件组成。传感器用宽频带的速度型或加速度型传感器。速度型传感器灵敏度应大于300mV/cm/s，加速度型传感器灵敏度应大于100mV/g。放大系统的增益应大于60dB，长期变化量应小于1%。折合输入端的噪声水平应低于3V。频带宽度应不窄于101000Hz，滤波频率可调整。模/数转换器的位数不应小于8bit。采样时间宜为501000s，可分数档调整。多道采集系统应具有一致性，其振幅偏差应小于3%，相位偏差应小于0.1ms。,） 现场检测及注意事项 被检测桩应凿去浮浆，使桩头平整。 检测前对仪器设备检查调试，仪器工作性能正常方可测试。 每个检测工地均应进行激励方式和接收条件的选择试验，确定最佳激励方式和接收条件。 激振点宜选择在桩头中心部位，传感器稳固地安置在桩头上，对于大直径的桩可安置两个或多个传感器。 当随机干扰较大时，可采用信号增强方式，进行多次重复激振与接收。 为提高分辨率，应使用小能量激振，并选用高截止频率传感器和放大器。 断别桩身浅部缺陷，可同时采用横向激振和水平速度型传感器接收，进行辅助判定。 每根被检测单桩均应进行三次以上重复测试。出现异常波形应在现场及时研究，排除影响测试不良因素再重复测试。,） 实测曲线判读解释的基本方法 （） 缺陷存在可能性判读:桩底反射明显，一般表明桩身完整性好，或缺陷轻微、规模小。另外，还可通过换算桩身平均纵波速来评价桩身是否有缺陷及严重程度。 （） 多次反射及多层反射问题 多次反射：即缺陷反射波在桩顶面与缺陷面间来回反射，其主要特征是反射波至时间成倍增加，反射波能量有规律的衰减。多层反射：往往是杂乱的，不具有上述规律性。 ） 影响基桩质量检测波形的因素分析 （） 露出桩头的钢筋对波形的影响:这是因为在桩头激振时，钢筋所产生的回声极易被检波器接收。(用砂子围住检波器) （） 桩头破损对波形的影响:由于桩头破损，这将使弹性波能量很快衰减，从而削弱桩间及桩底反射信息，影响了波形的识别。,6）检测数据的处理与判定 桩身混凝土的波速Vp=2 L /T (1)反射波波形规则，波列清晰，桩底反射波明显，易于读取反射波到达时间，及桩身混凝土平均波速较高的桩为完整性好的单桩。 (2)反射波到达时间小于桩底反射波到达时间；且波幅较大，往往出现多次反射，难以观测到桩底反射波的桩，系桩身断裂。 (3) 桩身混凝土严重离析时，其波速较低，反射波幅减少，频率降低。 (4)缩径与扩径的部位可按反射历时进行估算，类型可按相位特征进行判别。当有多处缺陷时，将记录到多个相互干涉的反射波组，形成复杂波列。此时应仔细甄别，并应结合工程地质资料、施工原始记录进行综合分析。有条件时尚可使用多种检测方法进行综合判断。 (5)在上述时域分析的基础上，尚可采用频谱分析技术，利用振幅谱进行辅助判断。桩身混凝土的强度等级可依据波速来估计。,2. 超声波法 ）基本原理 四个基本物理量（声时值、波幅、接收信号的频率变化、接受波形的畸变） ） 检测方式（双孔、单孔和桩外孔检测）,） 检测仪器 换能器应采用柱状径向振动的换能器。其共振频率宜为2550kHz，长度宜为20cm，换能器宜装有前置放大器，前置放大器的频带宽度宜为550kHz。换能器的水密性应满足在1MPa水压下不漏水。发射换能器的长度，频带宽度及水密性能与接收换能器的要求相同。声波检测仪器的技术性能应符合以下规定：（1）接收放大系统的频带宽度宜为550kHz，增益应大于100dB，并应带有060（或80）dB的衰减器，其分辨率应为1dB，衰减器的误差应小于1dB，其档间误差应小于1%。（2）发射系统应输出2501000V的脉冲电压，其波形可为阶跃脉冲或矩形脉冲。（3）显示系统应同时显示接收波形和声波传播时间，其显示时间范围应大于2000s，计时精度应大于1s。 ） 判断桩内缺陷的基本物理量 （） 声时值 （） 波幅（或衰减）（） 接收信号的频率变化 （） 接收波形的崎变,） 预埋检测管时应注意问题：1）桩径小于1.0m时应埋设双管；桩径在1.02.5m时应埋设三根管；桩径2.5m以上应埋设四根管。2）声波检测管宜采用钢管、塑料管或钢质波纹管，其内径宜为5060mm。钢管宜用螺纹连接，管的下端应封闭，上端应加盖。3）检测管可焊接或绑扎在钢筋笼的内侧，检测管之间应相互平行。 6）桩的现场检测 （1）（2）（3）,7）检测数据处理与判定 （）声时分析法 首先要计算出桩基各测点声时的平均值及标准差，然后采用声时的平均值与声时倍标准差之和作为判定桩身有无缺陷的临界值。并应按下列公式计算： （）判据法（即相临测点间声时的斜率和差值乘积判据）,临界判据值及缺陷大小与判据的关系 实验证明:判据对缺陷十分敏感，而对于因声测管不平行，或砼不均匀等原因所引起声时变化，基本没有反映。原因是缺陷因素引起声时变化都是渐变过程，虽然总的声时变化量可能很大，但相临测点间声时差值却很小，因而值很小，所以采用判据基本消除了声测管不平行，或砼不均匀等因素所引起的声时变化对缺陷判断的影响。 注意:为了对全桩各测点进行判别，必须将各测点的值求出，并描成曲线进行分析，凡在值较大的测点，均可列为可疑区重测。,（3） 判据法（多因素概率分析法） 根据判据法的性质可知：当越大，则砼质量越好。 #桩的完整性宜采用上述判断，并辅以接收波形的视频率做进一步的综合判定。在作出缺陷判定后，如需判定桩身缺陷尺寸及空间分布，宜进一步采用多点发射，不同深度接收的扇形测量法，用多条交会的声线所测取的波速及波幅的异常加以判定。 ） 桩内砼强度的测量 （） 桩内砼总体平均强度的推算 当根据检测结果确认桩砼均匀性较好时，可用平均声速推算平均强度。 （） 缺陷区强度的估算及桩纵剖面逐点强度的估算 采用“声速衰减”综合法，即是用声速、衰减两项参数与强度建立相关关系，从而可消除砼配合比和离析等因素的影响。,第三节 基桩承载力检测 现有确定基桩承载力检测的方法有两种：一种是动测法，另一种是静荷载试验。 一. 静荷载试验 (一) 基桩的垂直静载试验 按现行地基基础规范“单桩承载力宜通过现场静载试验确定，在同一条件下，试桩数量不宜少于总桩数的，并不少于根”。 1. 垂直静载试验准备 ）基本要求（安全可靠、经济、选择合适的加载系统） ）加载量确定:加载量不低于破坏荷载或最大加载量的.倍。 ）反力装置（多采用液压千斤顶、锚桩和横梁） 锚桩与试桩的中心间距，当试桩的直径（或边长）小于或等于800毫米时，可为试桩直径（或边长）的5倍，当试桩的直径（或边长）大于800毫米时，上述距离不得少于4米。,2. 试验加载步骤与方法 1）预备试验 2）分级加载， 3）记录每次加载后沉降量的稳定值，加载至总沉降量为40毫米。 4）卸载，并记录其回弹值； 5）据记录绘制曲线； 3. 破坏、极限及容许荷载的确定 ）破坏荷载确定: a.当试桩总位移量已大于或等于毫米，这一阶段下沉量大于前一阶段下沉量倍 b.当试桩总位移量已大于或等于毫米，本级荷载小时未判稳 c.总位移量小于毫米，荷载已大于或等于设计安全系数 ）极限荷载确定:在破坏荷载前一阶段累计荷载即极限荷载。 ）容许荷载的确定:极限荷载除以安全系数即为容许荷载。,（二） 静推试验 1. 试验要求：千斤顶：应有球型支座装置（以保证水平力的作用点和受力面不变。 2. 观测设备同垂直静载试验（水平位移不少于两点） 3. 加载步序及方法（连续和循环加载） 4. 极限荷载的确定（分连续和循环加载）,基桩静载试验现场注意问题 p88,加载装置要安全可靠，保证有足够的加载量，不能发生加载量达不到要求而中途停试验的事故 设置基准点时应满足以下几个条件：基准点本身不变动，没有被接触或遭破损的危险，附近没有震源，不受直射阳光与风雨等干扰，不受试桩下沉的影响 当量测桩位移用的基准梁采用钢梁时，为保证测试精度需采取下述措施:基准梁的一端固定，另一端必须自由支承，防止基准梁受日光直接照射；基准梁附近不设照明及取暖炉，必要时基准梁可用聚苯乙烯等隔热材料包裹起来，以消除温度影响 测量仪器安装前应予校正，擦干润滑,二. 基桩高应变动力检测 检测混凝土预制桩和钢桩的极限承载力的最短休止期应满足下列条件： 砂土7d，粉土10d，非饱和粘性土15d，饱和粘性土25d 混凝土灌注桩，桩身混凝土强度达设计要求，且满足最短休止期,第四章 桥梁上部结构检测 第一节 桥梁支座和伸缩装置试验检测 一. 桥梁支座P102 简易垫层（用于小桥涵） 桥梁支座类型 钢板、钢筋砼、铸钢或不锈钢 橡胶支座（用于大中桥） （一） 板式橡胶支座检测 1. 板式桥梁橡胶支座的构造特性 胶类：天然和合成胶 天然胶（适用温度：3560） 氯丁胶（适用温度：2560） 三元乙丙胶（适用温度：6060） 构造特性：板式桥梁橡胶支座通常由若干层橡胶片与以薄钢板为刚性加劲物组合经硫化牢固的粘合为一体。,2. 板式桥梁橡胶支座的检测项目（三部分） 1） 支座力学性能检测项目：极限抗压强度、抗压弹性模量、抗剪弹性模量、老化后抗剪弹性模量、容许剪切角正切值、容许转角正切值、四氟板与不锈钢板摩擦系数（如有四氟板）。 2） 解剖检测（锯开后橡胶层厚度和钢板与橡胶粘贴情况） 3） 尺寸偏差（平面及厚度尺寸） 3. 板式桥梁橡胶支座力学性能检测方法 1） 极限抗压强度70 MP2） 抗压弹模,（1）实测抗压弹性模量方法步骤： 准备试验： 将支座置于试验加载装置的承压板上，上下承压板与支座接触面不得有油污；对准中心，缓慢加荷至压应力为1.0 MP在承压板四角对称安装四只位移计； 进行预压：将压应力以（0.03-0.04）MP/S的速率连续地增至平均压应力=10 MP，持续2分钟，然后以连续均匀的速度将压应力卸至1.0 MP，持续5分钟，记录初始值，绘制应力-应变图，预压三次； 正式加载：每一加载循环自1.0 MP开始，将压应力以（0.03-0.04）MP/S的速率均匀加载至4 MP，持续2分钟后，采集支座变形值，然后以同样速率每2 MP为一级逐级加载，每级持续2分钟，采集支座变形数据，直至平均压应力为为止，绘制的应力-应变图应呈线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至压应力为1.0 MP。分钟后进行下一加载循环，加载过程应连续进行三次； 结果计算：以承压板的四角所测得的变位平均值作为各级荷载作用下试样的累计压缩变形值，按橡胶层的总厚度，求出在各级荷载作用下试样的累计压缩应变值。,理论弹模值计算：E=5.4GSS(S2) （1）值的计算：（支座形状系数S：即是支座受压面积与其自由膨胀侧面积之比值）。 矩形：LOaLOb/2(LOa + LOb) 圆形：d0/4,3） 抗剪弹性模量 （1）实测抗剪弹模方法步骤： 准备试验：在试验的承载板上，应使支座顺其短边方向受剪，将试样及中间钢拉板按双剪组合配置好，使试样及中间钢板的对称轴和试验的承载板中心轴处在同一垂直面上，精度应小于1%的试样短边尺寸。为防止出现打滑现象，应在上下承载板和中间钢拉板上粘贴高摩擦板，以确保试验的准确性；在承压板水平向安装两只大标距的位移计（百分表）；将压应力以（0.03-0.04）MP/S的速率连续地增至平均压应力=10 MP，绘制应力-时间图，并在整个抗剪试验过程中保持不变； 调整试验机的剪切试验机构，使水平油缸，负荷传感器的轴线和中间钢拉板的对称轴重合； 预加水平力： 以（0.002-0.003）MP/S的速率连续地施加水平剪应力至剪应力=1.0 MP，持续分钟，然后以连续均匀的速度卸至剪应力为0.1 MP，持续5分钟，记录初始值，绘制应力-应变图，预压三次； 正式加载： 每一加载循环自=0.1 MP开始，每级剪应力增加0.1 MP，持续法分钟，采集支座变形数据，至=1.0 MP为止，绘制的应力-应变图应呈线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1 MP。分钟后进行下一加载循环试验，加载过程应连续进行三次； 结果计算：以各级荷载作用下百分表测出试样累计水平变形值，按橡胶层总厚度，求出各级荷载作用下累计剪切应变值。实测抗剪弹量按公式计算.,注意：每对检验支座所组成试样的实测抗剪弹性模量G 为该试样三次加载所得到的三个结果的算术平均值。但各单项结果与算术平均值之间的偏差应不大于算术平均值的3%，否则应对该试样重新复核试验一次，如果仍然超过3%，应请试验机生产厂专业人员对试验机进行检修和检定,合格后重新进行试验。,4）抗剪粘结性能试验： 整体支座抗剪粘结性能试验方法与抗剪弹模方法相同。将压应力以（0.03-0.04）MP/S的速率连续地增至平均压应力=10 MP，绘制应力-时间图，并在整个抗剪试验过程中保持不变。然后以（0.002-0.003）MP/S的速率连续地施加水平剪应力，当剪应力达到2 MP，持续分钟后，水平力以连续均匀的速度卸载。在加卸载过程中绘制应力-应变图。试验过程中随时观察试件受力状态及变化情况。水平力卸载后试件是否完好无损。,5）抗剪老化试验 将试件置于老化箱内，在（702）的温度下经72小时后取出，在标准温度（235）下，停放48小时后，在标准温度（235）下进行抗剪老化试验，试验与抗剪弹模方法步骤相同。 6） 容许剪切角 容许剪切角试验方法同抗剪弹模试验一样，并可与抗剪弹模试验同时完成。 计算见式 tg=/G,7） 摩擦系数试验： 实测摩擦系数方法步骤： （1）将四氟滑板支座与不锈钢板试件按规定摆放，对准试验机承载板中心位置，精度应小于1%的试件短边尺寸。试验时应将四氟滑板试件的储油槽注满5201-2硅脂油； （2）将压应力以（0.03-0.04）MP/S的速率连续地增至平均压应力，绘制应力-时间图，并在整个摩擦系数试验过程中保持不变。其预压时间为1小时； （3） 以（0.002-0.003）MP/S的速率连续地施加水平力， 直至橡胶支座试样与不锈钢板试样接触间发生滑动时为止，记录此时的水平剪应力值，加载过程连续进行三次。 （4） 摩擦系数计算公式：=/ =H/A0 =P/ A0,8） 容许转角试验 容许转角试验方法步骤：（1）将试件按规定摆放，对准中心位置，精度应小于1%的试件短边尺寸。在距试件中心L处，安装使梁产生转动用的千斤顶和测力计，并在梁或板四周安装四只高精度位移传感器（精度0.001毫米）； （2）预压。将压应力以（0.03-0.04）MP/S的速率连续地增至平均压应力，绘制应力-时间图，持续分钟后，以连续均匀的速度卸载至压应力为1.0MP，如此反复三遍。检查传感器是否灵敏准确； （3） 加载。将压应力按照抗压弹性模量试验要求增至压应力（并在整个试验过程中保持不变），采集支座变形数据，绘制应力-应变图，用千斤顶对中间梁施加一个向上的力P，使其达到预期转角的正切值（偏差不大于5%），停5分钟后，记录千斤顶力及传感器的数值。 （4） 实 测 转 角 正 切 值 的 计 算,4. 判定规则 1）实测的抗压弹模与容许值偏差在之内，则满足要求； 2）实测的抗剪弹模与容许值的偏差在之内，则满足要求的； 3）在两倍的剪应力作用下，橡胶层未被剪坏，中间层钢板未断裂错位，卸载后，支座变形恢复正常，则认为是满足抗剪粘结性能要求； 4）试件老化抗剪弹模与规定抗剪弹模的偏差在之内，则满足要求； 5） 实测剪切角正切值符合容许剪切角正切值，则认为是满足要求的； 6） 在不小于的压应力时，橡胶层未被挤坏，中间层钢板未断裂，四氟板与橡胶未发生剥离，则认为极限抗压强度是满足要求； 7） 实测摩擦系数符合容许摩擦系数，则认为是满足要求的； 8）试件的转角正切值，混凝土和钢筋混凝土桥梁在1/300，钢桥梁在1/500时，试件边缘最小变形值大于或等于零时，则认为转角满足要求； 9） 三块（或三组）试样中，有两块（或两组）不能满足要求时，则认为该批产品不合格。若有一块（或一组）不能满足要求，则应重新抽取三块（或三组）试样进行试验，若仍有一块（或一组）不能满足要求时，则也认为该批产品不合格。,（二）盆式橡胶支座检测 1. 盆式橡胶支座的分类 1）按使用性能分：双向（多）活动盆式橡胶支座（SX），单向活动盆式橡胶支座（DX）和固定盆式橡胶支座（GD）。 2）按适用温度范围分：常温型（2560），耐寒型（4060）。 2.结构形式及规格系列 3. 盆式橡胶支座的检测项目 1）竖向承载力：在竖向荷载作用下，支座压缩变形值不得大于支座总高度的2%，盆环上口径变形值不得大于盆环外口径的千分只0.5，支座残余变形值不得超过支座总变形值的5%。 2）水平承载力：在标准系列中，固定支座在各个方向和单向活动盆式橡胶支座非滑移方向的水平承载力均不得小于支座竖向承载力的10%，抗振型支座水平承载力均不得小于支座竖向承载力的20%。 3） 转角： 支座转角不得小于0.02 4）摩阻系数：加5201硅脂润滑后，常温型活动盆式橡胶支座摩阻系数最小取0.03；耐寒型活动盆式橡胶支座摩阻系数最小取0.06。 4. 盆式橡胶支座力学性能检测方法 5.判定规则,（三）球型桥梁支座检测 1. 球型支座分类：按其水平方向位移特性分：双向活动支座（SX），单向活动支座（DX）和固定支座（GD）。 2. 结构形式及规格系列球型支座由上支座板（含不锈钢板），球冠衬板，下支板，平面聚四氟乙稀板，球面聚四氟乙稀板和防尘结构组成。 3. 支座的检测项目1）竖向承载力：在竖向荷载作用下，支座压缩变形值不得大于支座总高度的1%。2）水平承载力：固定支座和单向活动支座的水平承载力为竖向承载力的10%。3）转动力矩： 4）摩阻系数：在竖向设计荷载作用下，聚四氟乙稀板有硅脂润滑条件下摩阻系数：常温（2560）取0.03；室温（4025）取0.05。 4. 支座力学性能检测方法 5.判定规则,二.桥梁伸缩装置检测 （一） 桥梁橡胶伸缩装置的作用及分类 1.作用 1) 满足桥梁上部结构变形的需要 2) 保证车辆平稳过桥 2.分类1) 模数式（适用伸缩量160毫米公路桥梁） 2) 梳齿板式（适用伸缩量小于毫米的公路桥梁） 3) 分类橡胶式（板式和组合）（适用伸缩量不大于12毫米） 4) 异型钢单缝式（适用伸缩量不大于毫米） （二） 桥梁橡胶伸缩装置技术要求 （三） 桥梁橡胶伸缩装置检验项目 1.取样：1）对模数式伸缩装置取样时应不小于4米长并具有4个单元变位、支承横梁间距等于1.8m的组装试样进行试验。 2）梳齿板式伸缩装置应取单元加工长度不小于2米组装试样进行试验。3）橡胶伸缩装置应取1米长的试样进行试验。2. 桥梁橡胶伸缩装置检验项目 （四）判定规则,第二节 砼结构构件试验检测及质量评定方法 一.钻芯法 （一）适应范围1对试块抗压强度的测试结果有怀疑时；2.因材料、施工或养护不良而发生混凝土质量问题时；3.混凝土遭受冻害、火灾、化学侵蚀或其他损害时；4.需检测经多年使用的建筑结构或构筑物中混凝土强度时。 （二）钻芯取样要求 （三）芯样要求：尽可能避免在靠近砼构件的接缝或边缘钻取。 1. 芯样数量 2. 芯样直径：为集料最大粒径的3倍，任何情况下不小于2倍。一般为150-100毫米。 3. 芯样高度：不小于直径，也不应大于直径的2倍。4. 芯样外观检查内容：每个芯样应详细描述有关裂缝、分层、麻面或离析等，并估计集料的最大粒径、形状种类及粗细集料的比例与级配，检查并记录存在气孔的位置、尺寸与分布情况，必要时应进行拍照。,5. 芯样测量（1）平均直径；（2）芯样高度； （3）垂直度； （4）平整度。 6.试样的抹平方法：1) 用硫磺与矿粉的混合物在180-210度间加热后，摊铺在试样表面，用模板均匀按压，放置2小时以上。 2)用环氧树脂拌水泥，加入乙二胺固化，抹在试样表面，压平，使用矾土水泥养生18小时以上; 用硅酸盐水泥养生3天。 芯样端面整平要求：与轴线垂直，误差不应大于1度。（四）抗压强度试验（五）芯样强度计算（六）注意问题（1-8）,二. 回弹法检验砼强度 (一) 回弹法的基本原理: 回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击砼表面，并以重锤反弹回来的距离作为强度相关指标来推算砼强度的一种方法。 (二) 回弹仪 1.仪器率定： 在硬度为602的钢砧上,按规定方法回弹,其平均值应为802. 回弹仪的率定方法。回弹仪在工程检测前后，应在钢砧上作率定试验，并应符合下述要求：回弹仪率定试验宜在干燥、室温为535的条件下进行。率定时，钢砧应稳固地平放在刚度大的物体上。测定回弹值时，取连续向下弹击三次的稳定回弹值的平均值。弹击杆应分四次旋转，每次旋转宜为90弹击杆每旋转一次的率定平均值应为802。,(三)检测方法 1.收集资料（1-6） 2.选择测区：1） 一般构件其测区测区数不少于个， 对长度小于4.5米且高度低于0.3米的构件其测区数应不少于5个。2) 测区的面积宜控制在平方厘米（厘米）；3) 测区宜选在构件的两个对称可测面上，受力及薄弱部位必须布置测区； 3. 回弹值测量：选测点：1) 测点宜在测区内均匀分布,相邻测点净距不少于20毫米, 测点距构件边缘不少于30毫米,应辟开外露钢筋及石料。2）每一测区回弹点。检测时，回弹仪的轴线必须垂直于结构或构件砼检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。,4.碳化值的测定1）测区规定： 选择不少于构件数的30%的测区，在有代表性的位置处测定碳化深度值。 2）方法：先用合适的工具在测区表面形成直径约为毫米的孔洞，然后除净孔洞内的粉末（不得用水清洗），立即用浓度为酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，再用深度测量工具测量其碳化值。注：未碳化的砼颜色为粉红。,(四) 回弹值计算和混凝土强度的确定 1. 计算平均回弹值：每一测区记取个回弹值, 剔除三个最大值和三个最小值,然后按公式计算 2.修正（角度与浇筑面修正） 3. 混凝土强度的确定 1)对于单个构件，应以最小值作为该构件砼强度推定值; 2)对于批量检测时，应按公式计算。 (六)误差范围及极限减少误差的方法 (七)注意问题（1-3）,三. 超声法 （一）超声仪 1. 超声仪的基本原理和组成 超声换能器的种类：1）按波形分：纵波和横波换能器；2）按发射频带分：窄和宽带换能器；3按发射能量大小分：小和大功率换能器；4）按声辐射面分：平面和径向换能器。 2. 超声仪的技术要求（1-7） 3.对换能器的技术要求（1-3） 4. 超声仪的检验 1）自身检验的方法步骤（1-5） 5.零读数问题,1）平面换能器零读数的标定方法 （1）直接相对法； （2）长短测距法 （3）标准试棒法 2）径向换能器零读数的标定方法 6. 超声仪的使用与保养（1-9）,（二）超声法检验砼缺陷 1. 砼缺陷产生的原因（四方面）) 施工（振捣不足、骨料最大粒径选择不当和模板漏浆所造成的内部孔洞、不密实、蜂窝等）) 非外力作用所形成的裂缝（温度裂缝、砼干缩及碳化裂缝）)受外力作用所形成的裂缝)由于腐蚀或冻融所造成的层状疏松 2. 判别缺陷的基本依据) 根据低频超声在砼中遇到缺陷时的绕射现象，按声时及声程的变化计算缺陷的大小；) 根据超声波缺陷界面上产生反射，因而到达接收探能量显著衰减来判断缺陷的存在及大小；) 据接收的频率明显降低，也可判别砼内部缺陷。) 根据超声波在缺陷处的波形转换和叠加，造成接收波形奇变的现象判别缺陷。,3. 换能器频率选择（根据测距和最小横截面尺寸） 4.换能器的布置方法（对测法、斜测法、平测法、钻孔法） 5. 混凝土缺陷检测P130） 砼均匀性检测 根据声速的标准差和离差系数，可以相对比较学相同侧距的同类结构或各部位砼均匀性的优劣。离差系数越小，砼越均匀。） 砼结合面质量检测） 砼表面损伤层检测 运用砼表面损伤的声速与未损伤的砼声速比较。） 砼不密实区和空洞检测( 空洞尺寸可以用公式计算)。） 浅裂缝检测 6） 深裂缝检测,四. 超声回弹综合法 （一）超声回弹法检验砼强度的基本原理 采用超声仪和回弹仪在构件同一测区分别进行声时值及回弹值的测定，然后利用已建立的测强公式或测强曲线推出测区砼强度的一种方法。 （二） 测前准备 1.资料准备 2.被测构件准备（注意要求1-3）3. 测区布置的要求（1-6） （三） 检测方法（ 回弹值及声速值） （四） 混凝土强度的推定 （五）注意问题（1-4验证方法1-5）,五. 拔出法检验砼强度 （一）拔出法检验砼强度的基本原理: 利用拉拔力和砼强度有一定的线性关系，用专用设备检测出拉拔力，从而推定其砼强度。 （二）检测要求（1-5） （三）检测方法步骤 1.钻孔 2.磨槽 3.安装锚固件 4. 拔出试验 5.注意问题（1-3） （四）混凝土强度的推定 1.单个构件混凝土强度的推定（方法） 2.抽检构件混凝土强度的推定（方法）,六.大梁静载检验 一.静载检验的适用范围 1. 为了鉴定在设计与施工中有无问题，一般随意抽取每一类型及规格的大梁进行检验；抽取是任意的，不能故意选择，这样具有一定代表性； 2.预留试块强度不够，或对预留试块强度有怀疑，需要了解大梁的实践强度时； 3. 大梁脱模后，发现局部漏振及漏浆时； 4. 由于各种原因在大梁不同部位出现了不同程度的裂缝时； 5. 发现板梁顶板厚度小于设计尺寸时； 6. 对于存在某些重大缺陷的梁，在按规定补救以后。,二. 静载检验的准备 1.收集技术资料2.确定试验荷载3.确定加载方式 1）荷重块加