桥梁结构试验实验指导书样本

《桥梁结构试验》实验指导书同济大学桥梁实验室二〇〇九年三月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u实验一接桥方式和静态电阻应变仪使用 敏捷度系数导线电阻应变计电阻表2-3（续）应变计连接序号用途现场实例与采集箱连接输入参数方式五全桥(4片工作片)合用于只测拉伸压缩应变敏捷度系数导线电阻应变计电阻泊松比方式六全桥(4片工作片)合用于只测弯曲应变敏捷度系数导线电阻应变计电阻实验三简支梁自振特性参数测定实验一、实验目⒈学习用自由振动法和逼迫振动法测构造物频率、振型、阻尼比等自振特性参数办法。⒉理解电磁激振，加速度计测振两套仪器功能和使用。⒊初步理解用模态实验法测自振特性参数办法。二、实验规定⒈画出实验仪器配套框图，弄清实验原理，理解所用仪器技术性能并学会操作。⒉计算钢简支梁各阶固有频率，作为实验盼望值，并将实测值与之比较。三、实验仪器和设备JZ-1型电动式激振器 1台ZJY-601A型振动教学实验仪 1台YJ-2压电式加速度计 2枚DASP动态信号采集仪 1套四、实验内容和环节⒈熟悉仪器由指引教师简介各仪器性能指标以及它们之间配套原理。⒉实验准备⑴熟悉ZJY-601A型振动教学实验仪上各键、钮、表头等，并将它们置开机前规定状态（电源关闭）。⑵把激振器安装在梁3L/8位置。⑶把传感器安顿在梁（质量块位置）上。⑷所有仪器接线完毕，须检查的确无误，方可开机。⑸依照被测振动幅值、频率等选取适当衰减档。⑹用手轻轻点触实验梁使其自由振动，观测每个点与否均有输出，逐点调节。至此，所有准备工作就绪。⒊实验环节⑴逼迫振动法①频率测量：逐级调拨振教仪上频率调节钮，使激振器输出力推动梁体振动，并观测分析仪上信号输出，寻找共振峰值，在确为最大幅值处，记录下相应频率，并观测、拟定每个频率相应各测点相位。如此继续下去，找出第2、第3频。②振型测试：将传感器从梁上取下，只剩一枚，继续做振型测试（也可以用各种拾振器一起测）。按前述办法，在各共振频率处，固定振源频率、幅值不变，沿梁长度方向逐点测量幅值，从f1、f2到f3为止，并记录各相应值，绘制振型曲线。③绘制共振曲线：用1个通道（即1个传感器）记录共振频率f1（或f2、f3）附近频率响应。详细以2Hz为间隔，在共振频率前、后扫描，并记录下响应信号频率和幅值。以频率为横坐标，输出幅值为纵坐标，绘制共振曲线。在曲线上用半功率带宽法求阻尼测量：该项测量只规定做某阶频率。⑵自由振动衰减法以小橡皮锤在梁跨中单击，记录梁自由振动曲线。重复记录三次。分析梁频率和阻尼比。⑶模态实验法由指引教师为同窗演示模态实验（全过程）。五、实验报告（至少应涉及如下内容）⒈测量简支梁几何尺寸，计算1、2、3阶固有频率，并与实测值比较。{等截面简支梁前三阶频率计算公式：式中：为各阶圆频率，为抗弯刚度，为单位质量，为梁长。}⒉依照逼迫振动和自由振动实测记录数据，求出三阶频率和振型曲线，并求阻尼比。⒊自行设计本实验测试仪器框图、登记表格等。实验四数显回弹仪和超声波探测仪使用一、数显回弹仪使用⒈实验目⑴理解数显回弹仪功能和性能。⑵熟悉掌握ND数显回弹仪用法。⒉实验仪器ND型回弹仪 1个ND显示屏 1台测试钢钻 1块混凝土梁 1根30cm钢尺、石笔 若干⒊实验过程⑴由指引教师简介ND型数显回弹仪功能和用法⑵磨平混凝土梁表面，在梁上画16个3×3cm方格⑶仪器操作①将回弹仪与显示屏相连②按“ON”键，打开仪器仪器先显示：回弹仪及显示屏编号；软件版本和电池使用寿命等。（如无显示，应更换电池）仪器接着显示测试界面，如右图（图中值为仪器最后一次使用时值）。③输入基本参数（见附录，本教学实验不设这项）④双手持回弹仪在梁上稍用力顶推一下，使回弹仪撞杆弹出。⑤双手持回弹仪将回弹仪对准被测混凝土梁上方格交会点（注意必要与被测面保持垂直），用力按下，仪器发出一声响，显示屏即显示测值。⑥重复以上过程，共测16点。⑦按END键结束测试，仪器自动计算并输出平均值、最大最小值和混凝土强度等参数。⑧双手持回弹仪在梁上稍用力顶推一下，使回弹仪撞杆收回。⒋实验规定⑴实验前详细阅读本实验附录中仪器阐明某些。⑵本仪器为高档电子仪器，价格昂贵，使用中请爱惜、爱护。⒌附录⑴仪器技术参数可存储5000次测量值，LCD为128×128RS232接口，可打印或与PC机连接冲击能量：2.207Nm测量范畴：10～70N/mm2测试精度：±0.2R温度范畴：-10O℃～+60O℃电池：6×LR6，1.5V，60h⑵基本设立显示屏上菜单ImpactDirection(冲击方向)ImpactDirection(冲击方向)MeanValue（均值）MeasureSeriesNo.（测试编号）Conversion（换算）Corrections（修正）DisplayRange（显示范畴）LimitValues（限值）Language（语言）Data/Time（日期/时间）DataOutput（数据输出）Selectby↑↓StartbySTARTEndbyEND①冲击方向回弹值与强度转换关系，总是与冲击方向关于。非水平测试时，依照预先设立方向自动校正回弹值。②计算平均值测试n（n可预设）次后，将自动计算平均值，或按“END”计算平均值。③测试编号每测试完一次后，编号自动增长。④换算a)混凝土强度单位有N/mm2，MPa，psi及kg/cm2可选。b)通过转换曲线，由回弹值R可计算混凝土强度。仪器内置有两条曲线：7天（β7）龄期和14-56天（β28）龄期混凝土换算曲线。SetCurveNr=1SetCurveNr=1a=+0.0152b=+0.65c=-7.2β(N/mm2)=aR2+bR+c=+0.015R2+0.65R-7.2Adjustby↑↓←→EndbyMENUorEND用键盘可自行编设5条换算关系曲线。用某一类混凝土构件可以拟定回弹值R和抗压强度β之间关系。固定构件（如在构件上加40KN压力），弹击20次，然后对这些构件做抗压破坏测试，得出抗压强度。然后从R和β一一相应值算出曲线数学形式。⑤修正a)形状修正因子αs原则β7和β28曲线是用200mm立方试块做实验得出。若要用它们来测定其他形状构件，必要用αs进行修正。b)时间修正因子αt用时间修正因子可修正混凝土龄期影响。龄期750100200400800时间因子1.2-1.01.00.940.870.790.7时间修正因子在测试图中不显示，它和测试数据在一起。c)异常值删除异常值可用“print”键删除进行如下设立后，可自动进行删除异常值：0不删除异常值M1删除最大最小值，但至少要有6个测试值M3删除偏离平均值20%值，弹击次数会依照所删除次数自动减少。当仪器发出4声时，表白规定用新值代替删除值。⑥显示范畴可以调节测试范畴。⑦限值处在该限值范畴内回弹值才有效，该限值不保存。⑧语言英语、法语、德语、日语、意大利语等可选取。⑨日期/时间内部时钟将测试日期、时间与测试值共同保存。⑩数据输出数据格式为RS232C：9600，N，8，1。当达到最大存储量时，最早值被覆盖。可把数据传播到PC机、删除内存数据、显示内存数据、打印等。⑶检查测6000次后，必要在测试钢钻(No.31009000)上检查回弹仪。将钢钻放在结实、光滑表面，冲击杆端与钢钻接触面必要清洁。必要达到钢钻上所标注标定值（普通为80±2）。若超过容许范畴，必要送至计量中心进行校准。二、超声波探测仪使用⒈实验目⑴理解数字超声波探测仪功能和使用性能。⑵熟悉掌握TICO型超声波探测仪用法。⒉实验仪器TICO型超声波探测仪 1台压电发射、接受传感器 各1个带裂缝混凝土梁 1根30cm钢尺、石笔 若干⒊实验过程⑴由指引教师简介TICO型超声波探测仪功能和用法⑵拟定被测混凝土梁，在裂缝处画线⑶仪器操作①将传感器与仪器相连②按“ON”，打开仪器（注意必要先将传感器与仪器连线再打开电源）。仪器先显示：仪器编号；软件版本和电池使用寿命等。（如无显示，应更换电池）仪器接着显示测试界面，如右图（图中值为仪器最后一次使用时值;详细阐明见附录）。③混凝土强度测定采用非直接传递办法（如下(右边)图）a)定测量点，在测量点上涂凡士林；b)在菜单上设定距离、实验号和R；c)按自动储存模式测试。按START键，在“t”显示过程中，稳定3秒钟，听到一声响声，并显示速度值。按STORE键存储。如重新做，按START键。④裂缝深度测量（参阅右图“裂缝测量界面”）a)在试件上画距离b和2b；b)按START键，b栏显示距离，同步发出声波；c)把传感器安放在b-b，只要测量值稳定3秒钟，听到一声响声，显示t1值。按STORY键存储；d)把传感器安放在2b-2b，只要测量值稳定3秒钟，听到一声响声，显示t1值。按STORY键存储；e)在c栏内显示裂缝深度。注意：t2必要不大于两倍t1，否则裂缝深度不会被显示。⒋实验规定⑴实验前详细阅读本实验附录中仪器阐明某些。⑵本仪器为高档电子仪器，价格昂贵，使用中请爱惜、爱护。⒌附录⑴仪器技术参数固定存储250次测量值，LCD为128×128RS232接口与PC机连接测量范畴：15～6550μs（54KHz传感器）辨别率：0.1μs电压脉冲：1KV脉冲率：3Hzefgefghi温度范畴：-10O℃～+60O℃电池：6×LR6，1.5V，30小时⑵混凝土强度测试界面水泥类型：P为波特兰水泥；B为炉灰水泥。a——湿度或其他影响修正系数b——输入回弹值c——测试号d——传感器之间声波传递时间e——传感器之间距离（单位可选）f——脉冲速度v=1/tg——混凝土强度（单位可选）h——操作批示⑶菜单设定①两发射和接受传感器之间距离（用箭头键输入）②回弹值R通过回弹仪和脉冲速度结共计算混凝土强度（CUR69和TNO，荷兰原则）。该数学关系由700个实验样本导得。在R平均值被输入后，还必要输入水泥型号。只有在脉冲速度如下图范畴内时（如R30状况下，v必要在3900m/s到4450m/s），强度数据才会显示。③修正系数影响脉冲速度得不但是混凝土强度，尚有其他因素，如温度、湿度和钢筋位置等等。规范BS1881-203描述了这种影响。这儿可以用箭头键输入系数。这个系数乘以测量时间，对的时间被显示并被用来作进一步计算。例子：温度-4度，潮湿混凝土条件，脉冲速度增长7%。修正系数为0.93。④实验号（每次测量后自动增长）⑤基本设定a)长度和强度单位选取(N/mm2,MPa,psi或kg/cm2)。b)标定（如右图）本机原则54Hz发射频率。标定可用标定杆进行