公路与桥梁检测技术之桥梁结构试验检测

公路与桥梁检测技术之桥梁结构试验检测本讲内容§1.1桥梁结构试验的任务、目的和分类（了解）§1.2试验设计、数据整理及报告编写（掌握）§2.2混凝土结构试件试验检测（熟悉）§2.4钢结构试验检测（自学、了解）§2.1桥梁支座和伸缩装置检验（熟悉）§2.3预应力混凝土结构试验检测（掌握）§2.5悬吊结构试验检测（自学、了解）§2.6作业桥梁结构试验的任务通过物理技术手段，通过一定物理量的输入，得到相应的输出，判定结构的行为效应是否出于预测的范围，或反求推测结构的内部性能主要依据《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1-2004）《公路工程技术标准》（JTGB01-2003）《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60-2004）《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）《公路旧桥承载能力鉴定方法》交通部，1988《公路工程竣（交）工验收办法》（交通部2004年第3号）《大跨径桥梁荷载试验方法》交通部科研所《公路桥梁承载能力检测评定规程(送审稿)》交通部科研所§1.1桥梁结构试验任务、目的及分类桥梁结构试验的任务：分析桥梁病害产生的原因，掌握其变化规律。确定桥梁的承载能力及其运行条件。对新建桥梁或改建桥梁进行竣工鉴定，检验设计的预期效果。桥梁结构试验的目的：通过荷载试验，了解桥梁在试验荷载作用下的实际工作状况，判断桥梁结构的安全承载能力和使用条件。根据试验目的和侧重点不同，可分为科学研究性试验和生产性试验。试验目的和侧重点科学研究性试验生产性试验科学性试验验证新的结构分析理论、设计计算方法运用和推广新的结构形式、新的建筑工艺积累经验为制定新的设计规范提供依据生产性试验对于新桥型及桥梁中运用新材料、新工艺的应验证桥梁的计算图式，为完善结构分析理论积累资料对于旧桥，通过荷载试验可以评定出运营荷载等级。根据试验对象原型试验模型试验1.1.3桥梁结构试验的分类1936年，在宁波旅沪同乡会资助下，由德国西门子公司承建的灵桥正式完工，设计使用期限70年，成为宁波最有代表性的近现代建筑之一。2007年，宁波市政府委托同济大学对灵桥进行了彻底检查，认为大桥主体结构依然安全。在对其进行必要整修后，现今灵桥依然作为市内主要桥梁为宁波市内交通服务。根据测试内容静力试验动力试验动荷载－随时间而变化的荷载。（冲击、随机荷载（风、地震））结构所承受的动力荷载的方式：（1）地震作用（2）机械设备振动和冲击荷载（3）高层建筑和高耸结构的风载（4）车辆运动对桥梁的振动（5）海浪对采油平台的冲击（6）爆炸引起的振动（7）周围环境的随机振动对结构进行动力分析的目的：保证结构在整个使用期间，在可能发生的动荷载作用下能正常工作，并确保其一定的可靠度。结构动力测试主要包括：（1）动荷载特性的测定；

（动荷载的大小、作用方向、作用频率及其规律性质）（2）结构自振特性的测定；（自振频率、阻尼比、振型）（3）结构在动荷载作用下的反应的测定。

（振幅、速度、加速度、动应力、动力系数）结构动力测试的目的：研究动荷载的振动对工程结构的影响，以及抵御或减缓这种影响提供所必须的数据。目前试验目的收集设计、计算资料拟定试验方法阅读相关文献试验总体组织§1.2试验设计、数据整理及报告编写测试仪器设备的准备和试验人员的组织试验目的及测量要求测试内容测量方法加载方法试验计划内容试验程序试验进度试验目的试验方法及依据试验情况及问题试验对象简介试验报告包括内容试验成果及分析结论2.1桥梁支座和伸缩装置检验一、桥梁支座

支座的功能：将上部结构承受的各种荷载传递给墩台，并能适应上部结构由于荷载、温度变化、混凝土收缩等产生的变形（水平位移及转角），使上部结构的实际受力情况符合设计要求。

简易垫层支座（小桥涵上使用）钢板支座钢筋混凝土支座铸钢或不锈钢支座橡胶支座支座分类

球式橡胶支座盆式橡胶支座四氟滑板式橡胶支座1.板式桥膝梁橡胶包支座的拢构造特恩性﹟由若苹干层肥橡胶雕片与痛薄钢势板组怜成，颜经加贫压硫限化牢运固的励粘结镜成为仙一体略。﹟支座揉在竖向恶荷载作纸用下具有足被够的刚爹度，是衬由于钢板籍限制纠了橡源胶片悦的侧呼向膨只胀。﹟支座的涝水平位招移主要艇取决于橡胶片房诚的净厚乖度。橡胶片四氟滑板钢板钢板打孔位置橡胶支邀座构造禾图2.板式桥峰梁橡胶阶支座的莲技术要蒸求交通部坦行业标裳准（JT坛/T炸4—馋20所04）项目指标极限抗压强度Ra（MPa）≥70实测抗压弹性模量E1（MPa）E±E×20%实测抗剪弹性模量G1

（MPa）G±G×15%实测老化后抗剪弹性模量G2

（MPa）G+G×15%实测转角正切值tgθ混凝土桥≥1/300钢桥≥1/500实测四氟板与不锈钢板表面摩擦系数uf（加硅脂时）≤0.033.板式桥蛮梁橡胶活支座的铲检验方亚法：型式竞检验出厂刮检验使用鲜前抽某检成品浊力学跑性能逆检验成品辆解剖抽检验外观尼及几康何尺退寸检梁验检验趣形式检验拢内容（1）挑抗压弹毙性模量谦检验试验原原理炉：根据橡叉胶支座强的应力倾-应谁变曲矮线直浆线段计算估抗压番弹性梅模量悲。试验步使骤：①将支座雁置于试鸣验装置痒的承压吵板上，浸对准中详心，加吼荷至压哑应力为1.另0M薯Pa，在弹承压泉板的见四个品角对撇称安扫装四杰支位转移计私。②进行嚷预压磨。将压应躺力以0.0颂3-0辛.04杂MPa通/s的叫速率连续地箭增至平狗均压应麦力σ=次10M想Pa缝，持荷底2mi生n，然衣后以连倘续均匀奇的速度例将压应婆力卸至莲1.0规MPa专，持荷送5mi任n记录压百分表捉初始值拆，绘制酱应力-雹应变图与，预压三馅次。100扫0吨橡柱胶支座刷压剪试崖验机橡胶封支座折抗压贼弹性义模量穴试验橡胶支阴座抗压时弹性模晕量试验③正式加拘载﹟每一加些载循环烛自1.牌0MP顿a开始槐，将压歌应力以授0.0乌3至0绪.04逼MPa螺/s的像速率连毁续均匀合地加载莲至4轮MP它a，持穿荷2著mi鱼n后焦，采裳集支骡座变汤形值联；﹟同样以球连续均惕匀的速颂度卸载拿至1.拨0MP强a。﹟每2MP万a为一努级逐级加卡载，每滤级持荷稀2mi乘n后，份采集支叛座变形原数据直秋至平均桨压应力贪σ为止蓬，绘制御的应力老－应闯变图积应成召线性册关系，以泡连续旦均匀栽的速却度卸惭载至设1.总0M计Pa恳。﹟10m距in后晴进行下揪一加载违循环，草加载过搅程连续骨进行三次。抗压就弹性仙模量文计算各级试叫验荷载响作用下激的累计局压缩应魄变εi：试样指的抗探压弹妥性模盐量：∆ci：各级油荷载下槽试样的忆累计竖覆向压缩旅变形；te；试样挣橡胶层栋的总厚谷度，衰te=∑δi；E1：试册样实箭测抗减压弹田性模指量计秀算值顽；σ4、ε4、σ10、ε10：第4M筐Pa和第10M山Pa级试请验荷洗载下朱的压燃应力杰和累菠计压坊缩应犹变值踪蝶。﹟试验笔结果符取三次加为载所得活结果的宾平均值，但单买项结果夜和算术掀平均值裂的偏差不撑应大于牌算术平奖均值的3%，否则覆应重新鱼试验。影响抗风压弹性版模量的倘因素：①橡胶董片与加恶劲钢板仔接触面处的状态②形窄状系苹数形状系鹅数：支座库受压亿面积宣与其糊自由宏膨胀碎侧面匆积之垒比值户；对于餐矩形木支座对于圆手形支座La、Lb：矩宽形支熟座加乞劲钢堂板的贡长、恢短边没长度症；d：圆仿形支座击加劲钢隙板的直罚径。（2剪）极刷限抗披压强坝度检蔬验①将试划样放雪置在凝试验志机的问承载概板上壶，上涌下承塑载板低与支付座接瞒触面挂不得蚕有油愧污，移对准阅中心粒位置帐，精却度应企小于哗1%断的试只件短趟边尺捷寸。②以每蝴分钟0.1善MPa资/s的加我荷速津率加针载至磨试样极限抗森压强度默70M馒Pa为止，誉绘制应力历－时态间图，并膀随时况观察限试样犯受力臂状态残及变塌形情略况，喉试样芳是否戏完好登无损姑。（3）抗姓剪弹乒性模深量检筹验①在试币验机的睁承载板虚上应使支虑座顺其短边枣方向受剪，河将试样付及中间裕钢拉板躁按双械剪装振置配开置好押。②将压像应力以德的速率见连续均专匀地加摩载至平猫均压应熟力σ，绘制应彩力－时刷间图，并在整猪个抗测剪试籍验过肾程中璃保持篮不变。③调整搞试验机维的剪切些试验结隐构，使家水平油冈缸、负纸荷传感树器的轴缩慧线和中停间钢拉袍板的对桌称轴重海合。④预加邮载：以的速率花连续施疯加水平薯剪应力授至τ=请1.0您MPa愁，持荷首5mi促n，然拴后以连及续均匀碰的速度飞卸载至湾0.1讯MPa绸，持荷培5mi需n，记录行位移敌初始按值，绘制兽应力－粒应变图拼，预载屯三次。⑤正式才加载轻：每一加僚载循环自τ银=0厌.1商MP智a开校始，每级蹈剪应力短增加0险.1M溉Pa持姓荷1m炎in，棚采集支婚座变形女数据，苹至τ=杂1.0添MPa颠为止，案绘制的泽应力－楼应变图煮应成线膛性关系枪。然后游以连续访均匀的罩速度卸郑载至剪橡应力为右0.1钞MPa付。10泳mi而n后蜘进行桐下一但循环肝，连洋续进免行三亚次。抗剪弹匙性模量尘计算：试样距的累蚂计剪孩切应全变γi=△si/te。抗剪诸弹性较模量咳G1△si：试样蚁累计咸水平保剪切咸变形G1：试样简实测抗壳剪弹性贺模量计捎算值；τ1.0、τ0.3、γ1.0、γ0.3：第1.0MP绪a和第0.3MP致a级试浆验荷逢载下券的剪沟应力田和累镜计剪朋切应休变值狭。试验结哈果应为驰三次试乞验的算辆术平均抢值，但辈各单项冬结果与或算术平甩均值的燥偏差不像应大于警算术平魄均值的但3%，舟否则该彼试样应此再进行洗一次试航验。（4飘）抗伐剪粘涉结性箱能试杂验①将透压应冒力以摩的速踪蝶率连购续均邮匀地争加载赏至平苹均压么应力禾σ，瓶绘制敲应力建－时欣间图院，并清在整哪个抗稻剪试拐验过搬程中腰保持漂不变辟。②以0.肾00薄2-毕0.揪00罚3M匀Pa曾/s牵的轧速率连续察施加交水平向力，蛛当剪应票力至鸽2M恭Pa时，持酒荷5m廉in后俗，水平色力以连省续均匀比的速度腥连续卸阔载，在泥加、卸紫载过程器中绘制慰应力一狱应变图计。（5谅）抗终剪老黑化试今验将试现样置魂于老返化箱睁内，调在70±偷2℃哀温度下径经72市h后取爸出．将忧试样在标准星温度2划3±5漫℃下，凑停放4拳8h，再触在标撞准试槽验室跃温度沈下进括行剪虫切试偶验。老化后怜抗剪弹罚性模量完G2的计算节方法与庸标淮抗啊压弹性旺模量计间算方法烘相同。（6）摩必擦系贸数检寒验试验坐步骤骄：①将四雀氟滑板产支座与超不锈钢效板试样梅按规定悄摆放，言对准试益验机承欣载板中既心位置育，精度葱应小于1％的试兵件短边群尺寸。试验时哗应将四向氟滑板巷试样的胖储油槽蹦内注满520阀1-2硅脂仔油。1、4—试验机禁上、下牌承载板顺；2—四氟滑党板支座跌试样；3—中间困钢拉眼板；5—不锈分钢板旺试样宵；6—防滑摩忘擦板②将品压应老力以离的速轨率连涛续地路增至糖平均哈压应找力σ，绘田制应卡力－时间伐图，桶并在越整个棚摩擦宾系数服试验参过程射中保火持不储变。预压慨时间桐为1亭h。③以的沈速率连饮续地施鸟加水平民力，直击至不锈鼠钢板与赞四氟滑辈板试样土接触面孩间发生哪滑动为祖止，记方录此时爪的水平哗剪应力计。试验过监程应连这续进行糕三次。2）冠试样胖的摩抱擦系美数按肆下式续计算书，并溪求三极次的饭平均诊值H—支沸座承受嗓的最大玻水平力况，kN布；R—司支座访最大显承压垄力，宣kN河；Ao稳——肿支座卫有效呀承压归面积阔，㎜速2。（6）允许哀转角检橡验试验原涛理试验步凤骤①将试梯样按规清定摆放揭，对准叉中心位饲置，精杂度应小1％眠的试掌件短联边尺投寸。在距远试样俊中心蹦L处驶，安皮装使槽梁产润生转瞎动用亭的千斤适顶和扰测力雕计，并捞在承啊载梁墙(或胳板)嫩四角愤对称伯安置剧四只秋高精住度位羊移传晒感器危(精畅度0劲.0嫂01前mm度)；②预压愿：将压应以力以的岸速率连牢续地增矿至平均半压应力σ，绘翁制应烈力—冬时间求图，距维持屈5m区in须，然届后以注连续旧均匀读的速步率卸砍载至历压应贸力为栽1.桑0M烂Pa践，如涝此反造复三腿遍。约检查峡传感坏器是仆否灵旺敏准冠确；③加载将压废应力糊按照渡抗压绕弹性型模量雹试验晚要求组增至σ，采领集支喉座变伶形数采据，票绘制枪应力正－应罩变图索，并在整个欧试验过财程中维古持σ不变。用千斤哭顶对中午间工字命梁施加昼一个向许上的力雁p，使赞其达到预卷期转角接的正切畅值(偏痛差不耻大于吼5％破)，茫停5央mi询n后洽，记祸录千卸斤顶翁力P旋及传谢感器么的数典值。实测转厨角的正稻切值：各种咸转角双下，摄由于烦垂直历荷载脉和转汗动共克同影棉响产盗生的龄压缩扭变形垄值:△C—支座最艳大承压鞭力R时试饺样累肚积压窃缩变缘瑞形值路，mm△1—转动那试验疯时，佩试样纠中心辜平均抚回弹菜变形筛值，mm△2—垂直骗压缩裕和转扛动共虑同影劲响下蜡试样晶中心季处产疗生的傻压缩谅变形蜓值，mm各种才转角药下试四样边愤缘换屯算变未形值模计算各种转狸角下，善支座边态缘最大害最小变根形值计睛算（7）练判定规缠则①实粒测抗刘压弹指性模论量E1、抗剪恩弹性模腿量G1、试样友老化后饰的抗剪捏弹性模宇星G2和四氟犬滑板试撇样与不世锈钢板蛇的摩擦开系uf应满拐足规动范的逐要求每；②支座安在不挨小于70M嘱Pa压应力至时，橡眠胶层未腔被挤坏鄙；中间起层钢板荡未断裂们，四氟晴板与橡怪胶未发晃生剥离颤，则试姻样的抗啊压强度分满足要日求；③支座店在两倍伪剪应力姑作用下钱，橡胶贪层未被捷剪坏，辆中间层盈钢板未扒断裂错腥位，卸楼载后，兼支座变冈形恢复刻正常，削认为试龙样抗剪别粘结性浓能满足摊要求；④试豆样的铺容许墙转角骗正切万值，淹混凝登土、锡钢筋兰混凝尺土桥锯在1／300，钢桥旺在1／50象0，试孤样边客缘最小葵变形莲值大弱于或拌等于清零时，则锻试样容停许转角隔满足要缓求；⑤三蹄块(或三对)试样中缎，有两块(或两赛对)不能定满足汽要求碎时，则简认为侨该批触产品飘不合楚格。有一鸣块(或一对)试样不厕能满足酒要求时氧，则应津从该批拴产品中杠随机再取幼双倍纷试样对不贱合格颂项目强进行倚复验嘱，若摆仍有败一项距不合竟格，遇则判翼定该晴批产桂品不没合格探。5．盆式皇橡胶支文座构造归特点角：将纯橡搞胶块放菊置在凹赤型的金帅属盆内采，橡胶朴处于有逝侧限受告压状态谣，从而笔使支座赚的承载第能力大宇大提高校。按使永用性拿能分经类：双向活哄动支座：具舱有竖照向承接载、象竖向落转动虹和多糕向滑约移性须能单项活听动支座：具颈有竖杰向承齿载、猜竖向沃转动羡和单剂一方奶向滑慕移性孔能固定支现座：具壶有竖阁向承霜载和扁竖向疯转动合功能。（1勇）成窗品支文座力参学性涂能要娇求①竖亩向承皮载力标准系圣列支座石的竖向店承载力蹦分为3边1级，体即0.死8－60M工Pa。#在竖向胳设计荷代载作用狠下，支店座压缩变蜜形值不得萌大于纱支座珍总高所度的破2%昏；#盆环上口吹径向保变形不得大屡于盆环挺外径的粮0.5厚‰；#支座残余变疯形不得攻超过拥总变市形量趁的5艳%。②水宅平承刮载力#固定吉支座升在各坡方向稍和单师向活摧动支扔座非辉滑移舟方向坚