公路工程试验检测人员业务考试-桥梁工程课件

1、公路工程试验检测人员业务考试桥梁工程考试大纲考试大纲主要做了以下修订:(15%)1、考试内容更加贴近工程试验检测工作实际，更加注重分析解决工程实际问题的能力。对考试知识点、参考比例根据考生应掌握的实际内容进行了相应调整。2、对各科目进行了细化和分类，对相关检测项目中“了解”、“熟悉”和“掌握”也作了局部调整。3、更加注重试验检测工程师和试验检测员在“了解”、 “熟悉”和“掌握”上的区分度。4、按现行有效规范对大纲中的名词术语、检测项目内容以及参考书目进行调整。规范、规程、仪器、结构及构件检测、评定 一、考试题型考试题型共有四种形式：单选题、判断题、多选择题和问答题，公共基础科目不设问答题。（1

2、）单选题：每道题目有四个备选项，要求参考人员通过对题干的审查理解，从四个备选项中选出唯一的正确答案，每题1分。（2）判断题：每道题目列出一个可能的事实，通过审题给出该事实是正确还是错误的判断。每题1分。（3）每道题目所列备选项中，有两个或两个以上正确答案，每题2分。选项全部正确得满分，选项部分正确按比例得分，出现错误选项该题不得分。（4）问答题：分为试验操作题、简答题、案例分析和计算题等，每题10分。主要是检测原理、试验方法、操作步骤、注意事项、仪器设备的选择要求和安装方法、分析评定、计算等。二、科目设置公共基础设置单选题30道、判断题30道、多选题20道，总计100分，考试时间90分钟。专业

3、科目分为：材料、公路、桥梁、隧道、交通安全设施和机电工程。每套试卷设置单选题30道、判断题30道、多选题20道、问答题5道，总计150分，考试时间150分钟。三、考试内容参考比例桥梁考试科目包括：桥梁工程质量评定3%、桥梁工程结构试验检测仪器设备15%、原材料试验检测10%、桥梁工程制品检测10%、桥梁工程地基与基础检测12%、桥梁构件状况及耐久性检测评定25%、桥梁荷载试验及承载力评定25% 。以上比例供应考者复习时参考，卷面无法按此严格分布分数。2.桥梁工程结构试验检测仪器设备了解：桥梁试验检测需要使用的各种专业仪器设备及相关使用知识。熟悉：构件应变测试仪器设备（引伸仪、电阻应变片及传感器

4、、静态电阻应变仪及数据采集装置、动态电阻应变仪及数据采集装置、振动弦式应力计及数据采集装置）技术指标和使用方法；变形测量用机械仪表类（千分表、百分表、挠度计）、连通管、光学类仪器设备（水准仪、全站仪）技术指标和使用方法；裂缝及缺陷检测仪器设备（刻度放大镜、裂缝图像处理装置、超声波检测仪）技术指标和使用方法；结构振动测试仪器设备（测振传感器、放大器、数据记录与分析系统）技术指标和使用方法。掌握：构件应变测试、变形测量、裂缝及缺陷检测、混凝土质量检测、结构振动测试等仪器设备的适当选用和正确使用。3.原材料试验检测了解：桥梁工程所用主要原材料的种类、性能、用途。熟悉：石料、混凝土、钢材性能及其试验检

5、测技术标准、规程。掌握：石料的力学性能、质量检测的内容和方法；混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的试验测式方法；钢筋拉伸、受弯试验检测方法；预应力钢丝和钢绞线检测方法；钢筋焊接质量检测方法。4.桥梁工程制品检测了解：各类桥梁支座、伸缩缝、波纹管、锚具的分类和技术性能、结构特点；各类制品的适用范围和使用条件。熟悉：上述制品的性能试验检测内容和标准、规范、规程。掌握：板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型支座外观及内部检查和力学性能试验检测方法及结果判定；锚具、夹具和连接器质量检查、性能试验检测及结果评价；伸缩缝外观质量检查、性能试验检测及结果评价。7.桥梁荷载试验与承载力评定了解：桥梁荷载试验的目的、

6、组织、设计的内容以及承载能力评估的方法。熟悉：桥梁荷载试验与承载力评定相关的设计、试验规范、标准、规程。掌握：静力荷载试验中如何确定加载和测试“控制断面”，加载效率计算、加卸载的分级、终止试验条件，测试内容、方法、测点布置、仪器选配；挠度、应力（应变）、裂缝等数据处理及曲线绘制绘制等；动力荷载试验方法、测试内容、测点布置、仪器选用；振型、频率和阻尼三个动力特性参数的测试和分析方法；动挠度、动应力（应变）的测试方法和数据处理。基于桥梁荷载试验的承载能力评定方法。概述 一、桥涵工程试验检测的意义和任务 1、对于大跨径悬索桥、斜拉桥、拱桥和连续刚构桥在施工阶段对结构的几何位置和受力状态进行监控根据此

7、数值对下一阶段进行预测和调整； 2、对于常规桥梁：原材料试验、工序验收、评定质量和荷载试验 3、对于新桥型结构、新材料、新工艺通过试验检测其是否符合关键标准和设计文件的要求，同时为完善设计理论和施工工艺积累经验； 4评价桥涵工程质量缺陷和鉴定工程事故第二节 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 桥涵工程试验检测的内容随桥涵所处位置、结构型式和所用材料不同而异，应根据所建桥涵的具体情况按有关标准规范选定试验检测项目，一般常规桥涵试验检测的主要内容包括：1、施工准备阶段的试验检测项目 桥位放祥测量； 钢材原材料试验； 钢结构连接性能试验； 预应力锚具、夹具和连接器实验； 水泥性能

8、试验； 混凝土粗细集料试验； 混凝土配合比试验； 砌体材料性能试验； 台后压实标准试验； 其它成品、半成品试验检测；2施工过程中的试验检测 地基承载力试验检测； 基础位置、尺寸和标高检测； 钢筋位置尺寸和标高检测； 钢筋加工检测； 混凝土强度抽样试验； 砂浆强度抽样试验； 桩基检测； 墩、台位置、尺寸和标高检测； 上部结构（构件）位置、尺寸检测； 预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；3施工完成后的试验检测桥梁总体检测；桥梁荷载试验；桥梁使用性能监测二、桥涵工程试验检测的依据 公路桥涵工程试验检测应以国家和交通部颁布的有关公路工程的法规、技术标准、设计施工规范和材料试验规程为依据， 对于某些新

9、结构及采用新材料和新工艺的桥梁有关的公路工程规范、规程暂无相关条款规定时，可以借鉴国外或国内其它行业相关规范、规程的有关规定。 我国结构工程的标准和规范分为四个层次第一个层次：综合基础标准第二个层次：专业基础标准第三个层次：专业通用标准第四个层次：专业专用标准公路桥梁工程设计、施工和试验检测主要涉及的专业通用标准和专业专用标准包括：专业通用标准：公路桥涵施工技术规范（附局部修订条文）；公路工程质量检验评定标准;公路旧桥承载能力鉴定方法（试行）等专业专用标准；桥涵工程质量检验的评定依据和方法一、桥涵质量检验的依据、交通部颁布的公路工程质量检验评定标准（简称“质量检评标准”）进行的，该标准是公路桥

10、梁工程质量等级评定的标准尺度，是公路质量监督部门进行质量检查鉴定、监理工程师进行质量检查认定与施工单位质量自检、分项工程的交接验收及工程竣工验收质量评定的依据。、部分省依据部“质量检评标准”结合自己省实际情况制定的本省“公路工程质量检验评定标准”，、设计文件和公路桥涵施工技术规范的有关规定为依据。设计文件中对桥涵各部分结构尺寸、材料强度的要求是试验检测的基本依据，结构施工过程的工艺要求，施工阶段结构材料强度、结构内力和变形控制要以施工技术规范的有关规定为依据。 、对于新结构或采用新材料、新工艺的桥梁以及有特殊要求的桥梁，业主和承包商签订的施工合同应注明对该部分的质量要求、质量评定参照的方法（参

11、照国外行业或国内其它行业的标准规范），质量评定应以合同规定的有关条款为依据。二、桥涵质量等级评定的方法 1桥涵质量等级评定单元的划分 “质量检评标准”按桥涵工程建设规模大小、结构部位和施工工序将建设项目划分为单位工程、分部工程和分项工程，逐级进行工程质量等级评定。 建设项目：可行性研究报告批准的规模、范围 单位工程：建设项目中，根据业主下达的任务或签定的合同，具有独立施工条件，可以单独作为计算对象的工程，如大、中跨径桥梁、互通式立交、路基工程等。 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，如大、中跨径的桥梁可划分为基础及下部构造、上部构造等。 分项工程

12、：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。注意桥梁工程的分项：特大（1000、150）、大（1001000、40150）、中（30100、2040）、小（830、520） 结合工程实际考虑 选择题2工程质量评分方法 分项工程评分内容：基本要求、实测项目和外观鉴定及资料 分项工程得分=（检查项目得分权值） /检查项目权值检查项目得分=合格点数/全部检查点数100（有*的90%，金属构件95%，机电100%） 外观鉴定及资料扣分制分项工程评分值=分项工程得分外观缺陷减分资料不全减分分部工程和单位工程得分= 分项（分部）评分值权值/分项（分部）权值3工程质量等级评定

13、方法 工程质量评定合格和不合格两个等级，应按分项、分部、单位工程和建设项目逐级评定。（1）分项工程质量等级评定 分项工程评分75分及以上为合格；75分以下者为不合格。（机电、金属构件90分） 经检查评为不合格的分项工程，加固、补强、返工或整修，可以重新评定其质量等级，但只能按90%计入分部工程 （2）分部工程质量等级评定所属分项全部合格为合格，一项不合格分部不合格（3）单位工程质量等级评定所属分部全部合格为合格，一项不合格单位工程不合格（4）建设项目质量等级评定 所属单位工程全部合格则该建设项目评为合格；如单位工程未全部合格，则该建设项目评为不合格。桥梁工程结构试验检测仪器设备了解：桥梁试验检

14、测需要使用的各种专业仪器设备及相关使用知识。熟悉：构件应变测试仪器设备（引伸仪、电阻应变片及传感器、静态电阻应变仪及数据采集装置、动态电阻应变仪及数据采集装置、振动弦式应力计及数据采集装置）技术指标和使用方法；变形测量用机械仪表类（千分表、百分表、挠度计）、连通管、光学类仪器设备（水准仪、全站仪）技术指标和使用方法；裂缝及缺陷检测仪器设备（刻度放大镜、裂缝图像处理装置、超声波检测仪）技术指标和使用方法；结构振动测试仪器设备（测振传感器、放大器、数据记录与分析系统）技术指标和使用方法。掌握：构件应变测试、变形测量、裂缝及缺陷检测、混凝土质量检测、结构振动测试等仪器设备的适当选用和正确使用。桥梁工

15、程结构试验检测仪器设备第一节 仪器基本技术指标1、精度和分辨力仪器的精度一般指观测结果、计算或估计值与真值之间的接近程度。分辨力是测量装置最小可检出的单位，分辨力通常以测量或分类的单位表示，千分表的精度为0.001mm。2、量程仪器的最大测量范围（在动态测试中称作动态范围）。3、灵敏度被测物理量的单位变化引起的仪器读数值（输出与输入的比值）叫做灵敏度，灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。4、信噪比（S/N）仪器测得的信呈中信号（Signal）与同时测得的噪声（Noise）的比值，称作信噪比。5、稳定比仪器稳定性指仪器较长时间使用或受环境条件干扰影响时，其指示值的稳定程度。6、误差试验离不开对

16、物理量的测量，测量有直接的，也有间接的。（1）绝对误差测量值偏离真值大小的误差称为绝对误差，它反映一个测量结果的可靠程度。（2）相对误差相对误差是一种误差的表示方法，它是绝对误差与测量或多次测量的平均值的比值。7、试验仪器标定和校准试验仪器设备的出厂必须经过国家认可的计量论证或检测标定，并出具仪器性能指标说明。第二节 桥梁荷载试验仪器一、应变测试仪器设备1、引伸计利用千分表0.001mm的读数精度，可将其装配成检测大型结构构件应变的千分表引伸计。应变例题：求标注为40cm的引伸计的精度和量程范围。 精度：1/4001/10001000000=2.5 量程：1mm的表 0.5/400100000

17、0=12502、电阻应变计1）工作原理每一段有确定长度和截面的金属丝都有一个电阻值R，即有： （21）式中：金属丝的电阻率； L金属丝的长度； A金属丝的截面积。金属应变片的工作原理在于导体的“电阻应变效应”。所谓电阻应变效应是指导体或半导体在机械变形（伸长或缩短）时，其电阻随其变形而发生变化的物理现象金属导体产生电阻应变效应，主要是因为电阻丝的几何尺寸改变引起阻值的变化.当金属丝受拉（或受压）以后，L伸长（或缩短），A缩小（或扩大），此时R就会有变化。在一定的范围内，R的相对变化与长度的相对变化之间保持线性关系。现在假定这种变化很小，数学上就可求得作为L和A函数的电阻R的变化。2）电阻应变片

18、的优点。电阻应变片又称电阻应变计，简称应变片或电阻片。有如下的一些优点。灵敏度高。电阻应变仪可以精确地分辨出1 x 10-6应变。电阻片尺寸小且粘贴牢固。电阻片质量小。可以在高温（800-100）、低温（-100-70）、高压（上万个大气压）、高速旋转（几千转mm-几万转mm）、核幅射等特殊条件下成功的使用。3）电阻应变片的构造绕线式应变片主要由敏感元件、基底、覆盖层和引出线等几部分组成。4）电阻应变片的分类 根据不同的方法，有如下的分类。 应变片的粘贴技术a.选片 用放大镜对应变片进行检查，保证选用的应变片无缺陷和破损。测量电阻值。同批误差小于0.5b.定位表面处理 先初步画出贴片位置、用砂

19、布或砂轮机将贴片位置打磨平整，钢材光洁度达到3-5，混凝土表面无浮浆，必要时涂底胶处理，待固化后再次打磨。在打磨平整的部位准确画出测点的纵、横中心及贴片方向。c.贴片 用镊子夹脱脂棉球蘸酒精（或丙酮）将贴片位置清洗干净。用手握住应变片引出线，在其背面均匀涂抹一层胶水，然后放在测点上，调整应变片的位置，使其可准确定位。d.干燥处理和质量检查 粘贴效果e.应变片的防护 在应变片引线端贴上接线端子，把应变片引线和连接导线分别焊在接线端子上，然后立即涂防护层，以防止应变片受潮和机械损伤，受潮会影响应变片的正常工作。f.应变片导线连接3、应变测量的仪器和设备1）惠斯顿电桥惠斯顿电桥是一种常用的电阻电压转

20、换装置，它能把应变计电阻的微小变化转换为适合放大和处理的电压。2）电阻应变仪电阻应变仪是一种专用压变测量放大器。一般具有如下三个功用：（1）装有几个电桥补充电阻（以适用于1/4桥和半桥测量）并提供电桥电源；（2）能把微弱的电信号放大；（3）把放大后的信号变换显示出来或送给后续设备。原理：惠斯登电桥具有四个电阻，其中任一个都可以是应变片电阻，电桥的对角接入输入电压，另一对角来测量输出电压。电桥的一个特点是，四个电阻达到某一关系时，电桥输出为零，这样我们就能应用很灵敏的检流计来测量输出。由于这一特点使电桥能够精确地测量微小的电阻变化。 根据电桥的测量电路，对应变电桥的测量方法有下列几种。单点测量单

21、点测量时，组成测量电桥的四个电阻中，Rl为电阻片电阻，其余三个为精密电阻（无电阻变化），则半桥测量其方法是将半桥接电阻片，另半桥为精密电阻（R3=R4=0 ），则全桥测量其方法是组成测量电桥的四个电阻全由电阻片组成，即由此也可看出，电桥的增减特性：相邻的输出符号相反，电桥输出具有相减特性；相对两臂符号相同，电桥输出具有相加特性。根据电桥的这些特性，我们就可以采用不同的测量（电阻片接线）方法进行选择。4、基于应变测量技术的传感器（1）力（或荷重）传感器（2）钢筋应力计（3）弓形应变传感器（4）电阻式位移传感器5、振弦式应力计6、光纤传感器（1）、光纤光栅传感器的原理光纤利用光的全反射原理引导光波

22、，光纤光栅是指光纤纤芯中周期性折射率变化所形成的光栅效应。当激光通过光纤时，光纤的折射率将随光强的空间分面发生相应变化，并在纤芯内形成空间相位光栅。对于光纤光栅，满足条件的入射光波长（中心波长）被光纤光栅反射： =2n式中：光栅中心波长； n纤芯有效折射率；纤芯折射率的调制周期。二、变位测试仪器1、线位移测量仪表常用机械式位移测量仪表的主要性能指标名称 精度 量程千分表 0.001mm 130mm百分表 0.01mm 1050mm挠度计 0.1mm 不限位移测量仪由三大部分组成： 传感机构、转换机构、指示机构2）百分表的基本构造和使用方法将测杆触头抵在测点上，借助弹簧的使用，使其接触紧密。当测

23、点沿（或背向）测杆方向发生位移时，推动（或放松）测杆，使测杆的平齿带动小齿轮、小齿轮又和它同轴的大齿轮一起转动，最后使指针齿轮和指针旋转，经过一系列放大之后；便在表盘上指示出位移值。 使用时，百分表装在表座上（目前大都采用磁性表座），表架安装在临时专门搭设的支架上，支架应具有一定的刚度，并与被测结构物分开。3）便用时应汪意的事项（1）使用时，只能拿取外壳，不得任意推动测杆，避免磨损机件，影响放大倍数。注意保护触头，触头上不得有伤痕。 （2）安装时，要使测杆与欲测的位移的方向一致，或者与被测物体表面保持垂直。并注意位移的正反方向和大小，以便调节测杆，使百分表有适宜的测量范围。（3）百分表架要安设

24、稳妥，表架上各个螺丝要拧紧，但当颈夹住百分表的轴颈时，不可夹得过紧，否则会影响测杆移动。（4）百分表安装好，可用铅笔头在表盘上轻轻敲击，看指针摆动情况。若指针不动或绕某一固定值在小范围内左右摆动，说明安装正常。（5）百分表使用日久或经过拆洗修理后，必须进行标定，标定可在专门的百分表、千分表校正仪上进行。千分表与百分表使作方法完全相同。2、连通管利用物理学上“连通器中处于水平平面上的静止液体的压强相同”的原理。使用前先沿桥跨方向布置直径为10-15mm的白塑料软管，然后在每个测点位置剪断管子，接上三通，把三通开口的一端管子竖起来绑在支架上，最后灌水（或其它有色液体）至标尺位置，桥梁试验时加、卸荷

25、载会引起桥梁结构下挠，此时水管中的水平液面仍需持平，但每个测点的相对水位会发生变化，读取这个变化值，经简单计算即可得到桥梁的挠度。1、一般采用膨胀螺栓将一个架子架设在梁体侧面，在架子上设置竖向管； 2、竖向管一般密封或加个防尘罩，至于液体的蒸发等问题对测试结果没有影响，3、设置连通管一般都需要在梁体侧面布置的，需要一些辅助设施来架设，架设好后读数。 3、光学（光电）仪器1）、高精度全站仪2）精密水准仪3）桥梁动挠度检测仪4、全球定们系统GPSGPS系统的组成GPS系统包括三大部分：空间部分GPS卫星星座；地面控制部分地面监控系统；用户设备部分GPS信号接收机。三、裂缝量测仪器1、测裂缝的读数显

26、微镜和裂缝尺读数显微镜是可以用来测量裂缝宽度的常用光学仪器，计数显微镜种类很多。该类显微镜读数精度一般为0.01mm，量程几毫米。它主要由物镜、目镜、刻度分划板和测微机械装置等组成，体积小，质量轻，便于现场使用。2、数显式裂缝测宽仪测试仪主要由主机、探头（摄像头）及信号线等组成，适用于检测人员无法靠近（如用显微镜）测读的桥梁构件的裂缝宽度检测。标称的检测范围：0.028.0mm；估测精度：0.01mm。3、裂缝深度测试仪第三节 桥梁振动试验仪器设备桥梁测振常用仪器1、激振设备1）、机械式激振器机械式激振器的机械部分一般都是根据偏心质量块绕定轴旋转产生离心力的原理制作的。2）、电磁式激振系统电磁

27、式激振系统是利用电磁换能原理产生机械振动的装置，主要由三部分组成：信号发生器功率放大器电磁激振器2、测振传感器1）惯性式测振传感器力学原理：测量结构物某一点的振动，往往很难找到一个相对不动的基准点来安装仪器，因此就考虑设计这样一种仪器，其内部设置一个“质量弹性系统”（构成不动点）测振时，把它固定在被测物上，使仪器外壳与物体一起振动，直接测量得到质量块相对于外壳（被测物）的振动。二、测振仪器的标定1、标定内容（1）灵敏度 （2）频率响应 （3）线性度2、标定方法（1）振动台标定（2）非振动台标定法（3）现场标定法第四节 桥梁无损检测仪器一、回弹仪1回弹法的基本原理 回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重

28、锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并以重锤被反弹回来的距离（称回弹值指反弹距离与弹簧初始长度之比）作为强度相关指标来推算混凝土强度的一种方法。2、测定内容 对试件的检验结果有怀疑或供检验用的试件数量不足时，可采用回弹法检测，并将检测结果作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。二、超声波探测仪超声波是超声频率的机械振动在弹性介质中的传播过程。超声波探测仪是利用了超声波在物体中传播时，如遇到不同介质会在其界面反射的原理制成的。超声波探测仪器框图：试件超声仪波形时频分析、存储发射换能器、接收换能器试件超声仪波形时频分析、存储三、钢筋位置测定仪检测原理：仪器探头产生一个电磁场，当某条钢筋或其他金属物体位于这

29、个电磁场内时，会引起这个电磁场磁力的改变，造成局部电磁场强度的变化。电磁场强度的变化和金属物大小与探头距离存在一定的对应关系。如果把特定尺寸的钢筋和所要调查的材料进行适当的标定，通过探头测量并由仪表显示出来这种对应关系，即可估测混凝土中钢筋位置、深度和尺寸。 四、钢筋锈蚀仪 目前测量钢筋锈蚀的无损检测方法主要分三类：综合分析法、物理分析法和电化学检测法。 桥梁工程原材料了解：桥梁工程所用主要原材料的种类、性能、用途。熟悉：石料、混凝土、钢材性能及其试验检测技术标准、规程。掌握：石料的力学性能、质量检测的内容和方法；混凝土抗压强度、抗折强度和弹性模量的试验测式方法；钢筋拉伸、受弯试验检测方法；预

30、应力钢丝和钢绞线检测方法；钢筋焊接质量检测方法。一、桥梁工程所用材料的种类以及用途1、砂石材料砂石材料包括天然的或经人工轧制的石料、集料和砂。它是桥涵工程建筑中用量最大的一种建筑材料，它可以直接（或经过加工）用在桥涵的圬工结构中，也可以加工成各种尺寸的集料作为水泥混凝上的粗集料。2、水泥、水泥砂浆和水泥混凝土1）水泥：水泥是一种人造水硬性胶凝材料，水泥与水混合后，经过一系列的物理化学作用，形成坚硬的结构体。它是桥梁建筑中最重要的建筑材料之一。2）砂浆：由水泥、砂和水按一定的比例混合而成，经过一定的凝结、硬化时间后形成强度。常分为砌筑砂浆和抹面砂浆两类。砌筑砂浆能把块体材料（砖、石、砌块）粘结为

31、整体结构。抹面砂浆主要用于结构表面装饰。3）水泥混凝土：用水泥为胶结材料，用普通砂石为集料，并以普通水为原材料，按专门设计的配合比，经搅拌、成型、养护而得到的复合材料。3、桥涵用钢及制品按其形状来分可分为型材、棒材（或线材）和异型材（特种形状）等三类。型材主要包括型钢和钢板，主要用于钢桥建筑；线材主要包括钢筋、预应力钢筋、高强钢丝和钢绞线等，它是钢筋混凝土桥梁建筑中使用的重要材料之一。 异型材是为特殊用途而制作的，如预应力混凝土中用的锚具、夹具和大变形伸缩件中使用的异型钢梁等。4、其它材料水泥混凝土外参剂；地基及基础处理的材料；桥梁防水材料；交通安全设施材料等等。二、石料1、石料的技术标准桥涵

32、工程使用的石料制品有片石、块石、粗料石和拱石等，主要用于砌体工程，如桥涵拱圈、墩台、基础、锥坡等。1）、石料分类.岩浆岩类：花岗岩、正长岩、辉绿岩、闪长岩、橄榄岩、玄武岩、安山岩、流纹岩等。.石灰岩类：石灰岩、白云岩、泥灰岩、凝灰岩等。.砂岩和片麻岩类：石英岩、砂岩、片麻岩、石英片麻岩等。.砾石类。2）、石料的分级1级：最坚强的岩石；2级：坚强的岩石；3级：中等强度的岩石；4级：较软的岩石。3）、石料制品的物理力学性质（1）石料的标号（2）抗压强度、（3）抗冻性（4）坚固性指标4）、石料制品规格和几何尺寸要求（1）片石：一般为爆破法开采的石块，其厚度不应小于15cm（卵形和薄片者不得使用）；用

33、于镶面的片石，表面应比较平整、尺寸较大者应稍作凿整。（2）块石：形状大致方正，上下面大致平整，厚度在2030cm，宽度一般为厚度的1.01.5倍，长度约为厚度的1.53.0倍。（3）粗料石：外形大致方正，成六面体，厚度为2030cm，宽度为厚度的1.01.5倍，长为厚度的2.54.0倍，其表面凹陷深度不大于2cm。(4)拱石：按设计要求采用粗料石或块石，主要用于石拱桥的拱圈砌筑。2、石料的力学性能试验方法1）石料单轴抗压强度试验将石料（岩块）制备成70mm*70mm*70mm2mm的正方体（或直径和高度均为70mm的圆柱体）试件烘干、天然、饱水吸水饱和（自由吸水法：先1/4、每2h到1/2、3

34、/4，6h后顶上20mm，48h：煮沸法：注水半高，放2h，浸没，煮6h，冷却；真空：洁净水过20mm，抽气100KPa，无泡止，4h，在大气压力下静置4h。)，在单轴受压并按规定的加载条件下，达到极限破坏时，单位承压面积的强度。试验时是用切石机或钻石机从岩石试样或岩芯中制取标准试件，用游标卡尺精确地测出受压面积，按规定方法浸水饱和后，放在压力机上进行试验，加荷速率为0.51.0MPa/s。岩石抗压强度的计算 （1、2、12） 节理明显的各6个（平行、垂直）取6个试件试验结果的算术平均值作为抗压强度测定值，如6个试件中的2个与其他4个的算术平均值相差3倍以上时，则取试验结果相近的4个试件的算术

35、平均值作为抗压强度测定值。2）抗冻性试验（直接冻融法）（1）仪器设备试件加工设备：切石机、钻石机及磨平机。冰箱：温度能控制在-15-20。天平：感量0.01g。放大镜。烘箱：能使温度控制在(1055)。(2)试样将石料试样制成直径和高均为7Omm的圆柱体或边长为70mm的正立方体试件石质均匀者至少需6个。此外再制备同样试件6个,用于做耐冻系数试验。(3)试验步骤对在试件编号,用放大镜详细检验，并作外观描述，然后量出每个试件的尺寸计算受压面积。将试件放入烘箱，在(105土5)下烘至恒量，烘干时间一般为1224h,待在干爆器内冷却至室温后取出，立即称其质量，精确0.01g。按饱水试验方法（同上)，

36、让试件吸水饱和，然后取出擦去表面水分，放在铁盘中。待冰箱温度下降到-15时，将铁盘连同试件一起放入冰箱，并立即开始记时。冻结4h后取出试件，放入(205)的水中融解4h,如此反复冻融至规定次数为止(冻融循环的次数分为15次、25次、25次及50次以上)。每隔一定的冻融循环次数(如10次、15次、25次及50次),详细检查各试件有无剥落、裂缝、分层及掉角等现象，并记录检查情况。将冻融试验后之试件再烘至恒量，称其质量，并按上述抗压强度的试验方法测定其抗压强度，另取6个未经冻融试验的试件测定其抗压强度。(4)质量损失率计算试件冻融后的质量损失率按下式计算(精确至0.01)：Q冻一一冻融后的质量损失率

37、(%)；m1一一试验前烘干试件的质量(g)；m2一一试验后烘干试件的质量(g)。冻融后的质量损失率取6个试件试验结果的算术平均值。(5)耐冻系数计算试件经冻融试验后的抗压强度与冻融试验前的抗压强度的比值称为耐冻系数。耐冻系数按下式计算(精确至0.01):式中：K 一一耐冻系数；Rl一一若干次冻融试验后的试件饱水抗压强度(MPa)；R2一一未经冻融试验的试件饱水抗压强度(MPa)。(6)评定指标要求：一般结构严寒（低-15）25次；寒冷（-15-5）15次 一月份平均（-10）以下：大中桥50次；小桥涵洞25次评定指标有如下三个方面一般要求冻融后的质量损失率Q冻2%；耐冻系数K75%；试件外形无

38、变化。3、水泥混凝土以通用水泥为胶结材料，用普通砂石为集料，并以普通水为原材料，按专门设计的配合比，经搅拌、成型、养护而得到的复合材料。现代水泥混凝土中为了调节和改善其工艺性能和力学性能，还加入各种化学外加剂和磨细矿质掺合料。普通混凝土的力学性能包括：抗压强度（Ry）、轴心抗压强度（Rz）、静力受压弹性模量 劈裂抗拉强度（RpL）和抗折强度（Rw）。1、普通混凝土试件的制作方法(1)混凝士试件的制作应符合下列规定：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150150150试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求（0

39、.1 100mm不大于0,04mm)。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。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。取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽量短的时间内成型，一般不宜超过15min。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（小于25mm用振动棒；25-70mm振动台）；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。圆柱体试件的

40、制作见普通混凝土力学性能试验方法标准(GB/T50D81-2002)附录A。(2)混凝土试件制作应按下列步骤进行：取样或拌制好的混凝土拌合物应至少用铁锨来回拌和三次。用振动台振实制作试件应按下述方法进行：a.将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣；b.试模应附着或固定在振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止，不得过振；c.刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。用人工插捣制作试件应按下述方法进行：a.混凝上拌合物应分两层装入模内，每层的装料厚度大致相等；b.插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行。在插捣底层混凝土时，捣棒应达到试模底部；插

41、捣上层时，捣棒应贯穿上层后插入下层2030mm；c.每层插捣次数按在l0000mm2截面积内不得少于l2次；d.插捣后应用橡皮锤轻轻敲击试模四周，直至插捣棒留下的空洞消失为止；e.刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平；用插入式振捣棒振实制作试件应按下述方法进行：a.将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；b.宜用直径为25mm的插入式振捣棒，插入试模振捣时，振捣棒距试模底板1020mm且不得触及试模底板，振动应持续到表面出浆为止，且应避免过振，以防止混凝土离析；一般振捣时间为20s,振捣棒拔出时要缓慢，拔出后不得留有孔洞；c.刮

42、除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。（3）试件的养护试件成型后应立即用不透水的薄膜覆盖表面。采用标准养护的试件，应在温度为(205)的环境中静置一至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为(202)，相对湿度为95以上的标准养护室中养护，或在温度为(202)的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护(因为水泥石中存在Ca(OH)2是水泥水化和维持水泥石稳定的重要前提，如果养护水不是Ca(OH)2饱和溶液，那么混凝土中的Ca(OH)2就会溶出，这就影响水泥的水化进程从而影响混凝士的强度)。标准养护室内的试件应放在支架上，彼此间隔l020mm，试件表面应保持潮湿，并不得被水直

43、接冲淋。同条件养护试件的拆模时间可与实际构件的拆模时间相同，拆模后，试件仍需保持同条件养护。标准养护龄期为28d(从搅拌加水开始计时)：非标准养护龄期一般为ld、3d、7d、60d、90d和180d。2、混凝土的力学性能测试方法1）抗压强度试验试验步骤a.检查所采用的压力试验机是否符合要求，并选择合适的量程（20%80%）。？b.从养护地点取出后立即进行试验。先将试件表面与上下承压板面擦干净，然后将安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中心应与试验机压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座，使其接触均衡。c.在试验过程中应连续均匀地加荷,

44、混凝土强度等级小于C30时,加荷速度取每秒钟0.3-0.5MPa，混凝土强度等级不小于C30且小于C60时，取0.5-0.8MPa/s,混凝土强度等级不小于C60取0.8-1.0MPa/s。d.当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。然后记录破坏荷载F。抗压强度结果计算及确定a.混凝土立方体抗压强度计算混凝土立方体抗压强度应按下式计算：式中 一一混凝土立方体试件抗压强度(MPa)；F一一试件破坏荷载(KN)A一一试件承压面积(mm2) 。抗压强度计算结果精确至0.1MPa。b.混凝土立方体抗压强度值的确定一般情况下取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确至0.

45、1MPa)；但当三个值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，则把最大值及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值，若最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15%,则该组试件的试验结果无效。在试验中采用非标准试件时，其抗压强度值应乘以尺寸换算系数，并应在报告中注明。2）轴心抗压强试验（试件尺寸：150*150*300）（1）试验步骤查所采用的压力试验机是否符合要求，并选择合适的量程。当混凝土强度等级不小C60时，试件周围应设防崩裂网罩。从养护地点取出后立即进行试验,先将试件表面用干毛巾擦干净，然后将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶

46、面垂直。试件的中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座，使接触均衡。应连续均匀地加荷，不得有冲击。所用加荷速度与抗压强度试验时相同。试件接近破坏而开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。然后记录荷载F。（2）试验结果计算及确定混凝土试件轴心抗压强度计算混凝土试件轴心抗压强度应按下式计算：式中：fcp一一混凝土棱柱体试件（15、15、30）抗压强度(MPa)F一一试件破坏荷载(N)A一一试件承压面积(mm2)。混凝土棱柱体抗压强度计算结果精确至0.lMPa。混凝土棱柱体抗压强度值的确定,一般情况下取三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确

47、至0.1MPa)，但当三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，将最大值与最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值；若最大值和最小值与中间值差均超过中间值的15%,则该组试件的试验结果无效。非标准试件强度值的确定当混凝土强度等级小于C60时，用非标准试件测得的强度值均应乘以尺寸换算系数。3）静力受压弹性模量试验（试件尺寸：150*150*300）（1）试验步骤检查所采用的压力试验机是否符合要求，并选择合适的量程。检查微变形测量仪应是否满足以下要求：微变形测量可采用千分表、电阻应变仪和激光测长仪等。但其测量精度不低于0.001mm, 微变形测量仪的标距应为1

48、50mm。将六个试件从养护地点取出，用毛巾擦干净试件表面，取三个试件按测定混凝土轴心抗压强度的方法先测定混凝土的轴心抗压强度，另三个试件用于测定混凝土的弹性摸量。将变形测量仪应安装在试件两侧的中线上并对称于试件的两端。然后将试件安放在试验机的下压板或垫板上，仔细调整试件在压力试验机上的位置，试件的中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座，使接触均衡。加荷至基准应力为0.5MPa的初始荷载值Fo,保持恒载60s并在以后的30s内记录每测点的变形读数0。然后立即连续均匀地加荷至应力为轴心抗压强度fcp的1/3荷载值Fa,保持恒载60s并在以后的30s内记录每

49、一测点的变形读数a。所用加荷速度与抗压强度试验时相同。当两侧变形值之差与它们平均值之比大于20%时，应重新对中试件，再重复以上试验。如果无法使其减少到低于20%时，则此次试验无效。确认试件对中后，以与加荷速度相同的速度卸荷至基准应力0.5MPa(F0)恒载60s，然后用同样的加荷和卸荷速度以及60s的保持恒载(Fo及Fa)至少进行两次反复预压，在最后一夜预压完成后，在基准应力0.5MPa(Fo)持荷60s，并在以后的30s内记录每一测点的变形读数0；再用同样的加荷速度加荷至Fa持荷60s并在以后的30s内记录每一测点的变形读数a。卸除变形测量仪，以同样的速度加荷至破坏，记录破坏荷载，如果试件的

50、抗压强度与fcp之差超过fcp的20%时，则应在报告中注明。2）试验结果计算及确定混凝土静力受压弹性模量计算混凝土静力受压弹性模量值按下式计算：式中：Ec一一混凝土弹性模量(MPa)；Fa应力为1/3轴心抗压强度时的荷（N） Fo应力为0.5MPa时的初始荷载(N)A一一试件承压面积(mm2)L一一测量标距(mm)；- 最后一次从Fo加荷至Fa时试件两侧变形的平均值；Fa时试件两侧变形的平均值(mm)；Fo时试件两侧变形的平均值(mm)。静力受压弹性模量值的确定弹性模量按三个试件测值的算术平均值计算。如果其中有一个试件的轴心抗压强度值超过用以确定检验控制荷载的轴心抗压强度值的20%时，则弹性模

51、量值按另两个试件测值的算术平均值计算，如有两个试件超过上述规定时，则此次试验无效。4）抗折（弯拉）强度试验（试件尺寸：150*150*600）（1）试验步骤检查所采用的压力试验机是否符合要求，并选择合适的量程。要求试验机带有能使两个相等荷载同时作用在试件跨度3分点处的抗折试验装置，试件的支座和加荷头应采用直径为2040mm,长度不小于b+10mm的硬钢圆柱，支座立脚点固定铰支，其他应为滚动支点。检查试件，试件在长向中部1/3区段内不得有表面直径超过5mm、深度超过2mm的孔洞。装置试件，安装尺寸偏差不得大于1mm。试件承压面应为试件成型时的侧面，支座及承压面与圆柱的接触面应平稳、均匀，否则应垫

52、平。均匀、连续施加荷载。至试件接近破坏时，停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载和试件下边缘断裂位置。（2）抗折强度试验结果计算及确定若试件下边缘断裂位置处于两个集中荷载作用线之间，则试件的抗折强度ff按下式计算：ff一一混凝土抗折强度(MPa) F一一试件破坏荷载(N);L一一支座间跨度(mm);h一一试件截面高(mm)；b试件截面宽度(mm)。抗折强度计算结果精确至0.1MPa。以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值(精确至0.01MPa)；若三个测值中的最大值或最小值中如有一个与申间值的差值超过中间值的15% 时，则把最大及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强

53、度值，如最大值与最小值与中间值的差均超过中间值的15%,则该组试件的试验结果无效。若三个试件中有一个折断面位于两个集中荷载之外，则混凝土抗折强度值按另两个试 件的试验结果计算。若这两个测值的差值不大于这两个测值的较小值的15%时，则该组试件的抗折强度值按这两个测值的平均值计算，否则该组试件的试验无效。若有两个试件的下边缘断裂位置位于两个集中荷载作用线之外，则该组试件试验无效。四、桥梁用钢材1、桥涵用钢材的分类按化学成分、质量用途有多种分类方法、按其形状来分类时可分为型材、棒材（或线材）和异型材（特种形状）等三类。型材主要包括型钢和钢板，主要用于钢桥建筑；线材主要包括钢筋、预应力钢筋、高强钢丝和

54、钢绞线等，它是钢筋混凝土桥梁建筑中使用的重要材料之一。异型材是为特殊用途而制作的，如预应力混凝土中用的锚具、夹具和大变形伸缩件中使用的异型钢梁等。按含碳量分为：低碳钢（含碳量小于0.25%）、中碳钢和高碳钢（含碳量大于0.6%）低合金钢：含合金元素总量小于5%中合金钢：含合金元素总量在5%到10%之间 高合金钢：含合金元素总量大于10%一、桥梁用钢材的主要力学性能和加工性能1、服强度屈服强度也称屈服极限，它是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。 没有明显的屈服点的钢材，通常以残余变形0.2的应力作为屈服强度。 2、拉强度它是钢材所能承受的最大拉应力：即当拉应力达

55、到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。3、规定非比例延伸强度Rp在常温条件下，对没有明显屈服现象的钢材标准试样进行拉伸试验，可以得到另一种应力延伸率曲线。延伸率为引伸计标距的延伸除以引伸计标距（单位长度的延伸，也可称为应变）。由于应力延伸率曲线没有明显的屈服现象，可以取对应于某一规定残余延伸率（非比例延伸率）对应的应力作为规定非比例延伸强度，作为这类钢材的强度指标。通常取残余应变（非比例延伸率）为0.2%所对应的应力规定非比例延伸强度，即Rp0.2。4.断后伸张率A钢材拉伸试验中，伸长率是用以表示钢材变形的重要参数。断后伸长率为试样拉伸断裂后的残余伸长与原始标距之比(以百分率表示

56、)，它是表示钢材变形性能、塑性变形能力的重要指标。5.最大力总伸长率Agt钢材拉伸试验中，应力或拉伸力达到最大值时的原始标距伸长与原始标距之比，称为最大力总伸长率（以百分率表示）。6.弯曲性能在刚结构制作和安装、钢筋加工中，常常需要对钢材进行弯曲，要求钢材具有良好的弯曲性能，这是钢材的一个重要工艺性能或加工性能。7.应力松弛性能应力松弛是钢材在规定的温度和规定约束条件下，应力随时间而减少的现象。松弛率为松弛应力与初始应力之比，用松弛率评价钢材的应力松弛性能。应力松弛性能要求钢材特别是预应力用钢材的松弛率不得大于规定值。8.疲劳性能钢材在一定次数的交变应力（随时间作周期性交替变更能力）作用下，往

57、往会在最大应力远小其抗拉强度的情况下，发生突然破坏，这种现象称为“疲劳破坏”。钢材抵抗疲劳破坏的能力称为疲劳性能。9.冲击性能钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收能量的能力，称为冲击性能，它是衡量钢材抵抗脆性破坏的力学性能指标。10.钢筋连接钢筋的连接通常采用焊接和机械连接。钢筋连接接头应该满足强度及变形性能的要求。3、桥梁用钢材的力学性能测试方法1）屈服强度和抗拉强度钢筋拉伸试验时，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荷即为所求屈服点的荷载。屈服强度（S）以MPa表达，井按下式计算。式中：Fs相当于所求屈服应力时的荷载，N；A0试件原截面面积，mm2。中碳钢和高碳钢没有明显的屈服

58、点，采用分级加荷，求出弹性直线段相应于小等级负荷的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负荷的弹性伸长。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，表示为0。.2，并按下式计算。式中： F0.2相当于所求应力的荷载，N；A0一 试件原横截面积，mm2。抗拉强度是向试件连续加荷直至拉断，由测力度盘或拉伸曲线上读出最大负荷Fb，抗拉强度（b）以MPa表达，按下式计算。式中：Fb 一式件拉断前的最大荷载，N；A0试件原横截面积，mm2。2）塑性工程中钢材塑性指标通常用伸长率和断面收缩率表示，钢筋一般可进行伸长率单项抽验，当试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比的百

59、分率即为伸长率，伸长率（n）以表达，并按下式计算：式中：L1一一试件拉断后标距部分的长度，mm； L0一一试件原标距长度，mm；n一一 长、短比例试件的伸长率分别以5 、10表示，定标距试件伸长率应附该标距长度数值的角注，如L100mm或200mm则（伸长率分别以100 、200表示之。移位法测定断后伸长率为了避免由于试样断裂位置不符合所规定的条件而必须报废试样，可以使用如下方法测定断后伸长率：在试验前将原始标距(L0)细分为N等分。 试验后，以符号X表示断裂后试样短段的标距标记，以符号Y表示断裂试样长段的等分标记，此标记与断裂处的距离最接近于断裂处至标距标记X的距离。如X与Y之间的分格数为n

60、，按如下方法测定断后伸长率：(a)如N-n为偶，测量X与Y之间的距离和测量从Y至距离为(N-n)/2个分格的Z标记之间的距离。按照下式计算断后伸长率 :(b)如N-n为奇数，按照下式计算断后伸长率：例题：在对20的光圆钢筋进行拉伸试验时，标距长取=200mm，断口位置如图所示；最后测得XY之间的距离为90.32mm，N=217.43mm，YZ之间的距离为64.34mm。试计算该次试验中钢筋的伸长率。解：不移位：3）冷弯性能试验它是钢筋在常温条件下进行的一项工艺性试验。试验可在配备弯曲装置的压力机或万能试验机上进行。常用弯曲装置有支辊式、V形模具式、虎钳式、翻板式等四种 ,。试验时将试样放在满足