路桥工程检测技术 课件 第5章桥涵工程试验检测

5.1概述桥梁工程检测的主要内容：1．原材料的检测2．桥梁工程各部位结构尺寸及外观质量的检测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4．桥梁载荷试验5.2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1、强度屈服强度：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，通常以残余变形为0.2%时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

﹟指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﹟钢材抵抗疲劳破坏的能力称为耐疲劳性。﹟疲劳破坏：钢材在交变应力（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－。5．塑性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：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—。﹟断面收缩率：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﹟指钢材抵抗其他较硬物体压入的能力，即钢材抵抗塑性变形的能力。﹟测定方法：布氏法、洛氏法、维氏法。7．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。洛氏硬度计二、桥梁用钢材的有关力学标准钢桥用钢钢筋混凝土桥梁用钢1、钢桥用钢

﹟主要采用低合金钢：16锰钢16锰桥钢15锰钒氮桥钢﹟力学性能：极限强度、屈服强度、延伸率、低温冲击韧性、时效后冲击韧性、180度冷弯试验。

公路桥梁工程用钢分类2．钢筋混凝土桥梁用钢普通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。分类（1）钢筋

光圆钢筋带肋（螺纹）钢筋；人字形螺旋形

光圆钢筋热轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋低碳钢热轧圆盘条﹟力学性能：极限强度、屈服强度、延伸率、180度冷弯试验。按外形分类螺纹钢筋钢筋按力学性能分为（2）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。钢绞线

公称直径抗拉强度

整根钢绞线的最大力规定非比例延伸力最大总伸长率应力松弛性能力学性能1x7钢绞线结构图三、钢筋、钢绞线力学性能试验取样位置及试样制备1．钢筋钢筋批量：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。﹟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见附表。试件截取长度为：拉伸试件：L≥10d+200mm冷弯试件：L≥5d+150mm﹟凡规定取两个试件的，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。2．钢绞线批量规定：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：L≥500+200mm。检验数量：从每批钢绞线中任取3盘，如每批少于3盘，则应逐盘进行检验。﹟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。四、拉伸试验

测定指标：屈服强度（上屈服强度、下屈服强度）抗拉强度Rm伸长率A和断面收缩率Z

1．试样制备取样长度及方法同前。钢筋试样2．仪器设备（1）试验机﹟测力示值误差应不大于±1%；﹟应具有调速指示装置；﹟应备有记录装置。﹟试件的破坏荷载必须应在试验机全量程20%-80%之间。（2）引伸计

﹟引伸计应不劣于1级。（3）试样尺寸测量仪器游标卡尺、螺旋千分尺等。3．试验方法（1）试验准备①首先测量试样标距两端和中间三个截面处的尺寸；②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。③加载速度应根据材料性质和试验目的确定；（2）上屈服强度和下屈服强度的测定

﹟图解方法：上屈服强度：力首次下降前的最大力下屈服强度：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。﹟指针方法：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或首次停止转动时指示的恒定力。

（3）抗拉强度测定图解法或指针法。（4）断后伸长率A的测定

钢筋应力-应变曲线（5）断面收缩率的测定﹟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；﹟断面收缩率Z：

五、冷弯试验

冷弯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。（一）试样

试样的长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。当采用支辊式等弯曲装置时，可以按照下式确定（二）试验原理及试验设备弯曲试验可在压力机或万能试验机上进行。﹟试验结束后，弯曲处若无裂纹、起层或断裂现象，即为冷弯性能合格。（三）试验步骤与要求

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。

弯心直径必须符合规定，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。

试验应在10－35℃下进行，在控制条件下，试验在23±2℃下进行。弯曲后钢筋试样六、金属应力松弛试验在规定温度下，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①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%；②拉伸应力松弛试验机应具有连续自动调节试验力的装置。（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。﹟试样标距一般不少于公称直径的60倍。（三）试验方法①试验室温度应为20℃±2℃。②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。③初始试验力应按相关产品的标准规定，并在3－5分钟内施加全部初始试验力。

﹟初始试验力保持时间为1min。

④初始试验力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±5×10-6以内。⑤连续或定时记录试验力和试验温度。一般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）试验数据处理松弛率按下式计算：式中：R——松弛率，%；F0——初始试验力，kN；Ff——剩余试验力，kN；

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，最短试验时间不少于100h。钢绞线应力松弛试验七、金属洛氏硬度试验方法指在初始试验力及总试验力的先后作用下，将压头压入试样表面，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）仪器洛氏硬度计、压头（二）试样①试样应尽量避免由于受热、冷加工等对试样表面的影响。②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0.8μm。③试样最小厚度应不小于0.2mm。（三）步骤在10－35℃室温进行，对精度要求较高的试验，室温度应控制在23℃±5℃。（1）依据试验材料选择压头类型和洛氏硬度标尺。

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。（2）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。（3）试验时，必须保证试验力方向与试样的试验面垂直。（4）施加初始试验力时，指针或指示线不得超过硬硬度计规定范围。（5）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。4．试验结果处理（1）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。（2）对于圆柱面和球面上测得的洛氏硬度值，应进行修正。八、钢筋焊接接头的检验﹟钢筋接头一般应采用焊接，螺纹钢筋也可采用挤压套管接头（或直螺纹连接）。﹟钢筋的焊接应优先选用闪光对焊，当缺乏闪光对焊条件时，也采用电弧焊、电渣压力焊、气压焊等。钢筋搭接焊直螺纹连接5.3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.板式桥梁橡胶支座的构造特性

﹟由若干层橡胶片与薄钢板组成，经加压硫化牢固的粘结成为一体。

﹟支座在竖向荷载作用下具有足够的刚度，是由于钢板限制了橡胶片的侧向膨胀。﹟支座的水平位移主要取决于橡胶片的净厚度。橡胶片四氟滑板钢板钢板打孔位置橡胶支座构造图2.板式桥梁橡胶支座的技术要求交通部行业标准（JT/T4—2004）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.板式桥梁橡胶支座的检验方法：

型式检验出厂检验使用前抽检

成品力学性能检验成品解剖检验外观及几何尺寸检验

检验形式

检验内容（1）抗压弹性模量检验

试验原理：根据橡胶支座的应力-应变曲线直线段计算抗压弹性模量。试验步骤：

①将支座置于试验装置的承压板上，对准中心，加荷至压应力为1.0MPa，在承压板的四个角对称安装四支位移计。

②进行预压。将压应力以0.03-0.04MPa/s的速率连续地增至平均压应力σ=10MPa，持荷2min，然后以连续均匀的速度将压应力卸至1.0MPa，持荷5min记录百分表初始值，绘制应力-应变图，预压三次。1000吨橡胶支座压剪试验机橡胶支座抗压弹性模量试验橡胶支座抗压弹性模量试验③正式加载﹟每一加载循环自1.0MPa开始，将压应力以0.03至0.04MPa/s的速率连续均匀地加载至4MPa，持荷2min后，采集支座变形值；﹟同样以连续均匀的速度卸载至1.0MPa。

﹟每2MPa为一级逐级加载，每级持荷2min后，采集支座变形数据直至平均压应力σ为止，绘制的应力－应变图应成线性关系，以连续均匀的速度卸载至1.0MPa。

﹟10min后进行下一加载循环，加载过程连续进行三次。抗压弹性模量计算各级试验荷载作用下的累计压缩应变εi

：

试样的抗压弹性模量：∆ci：各级荷载下试样的累计竖向压缩变形；te；试样橡胶层的总厚度，te=∑δi；E1：试样实测抗压弹性模量计算值；σ4、ε4、σ10、ε10：第4MPa和第10MPa级试验荷载下的压应力和累计压缩应变值。﹟试验结果取三次加载所得结果的平均值，但单项结果和算术平均值的偏差不应大于算术平均值的3%，否则应重新试验。影响抗压弹性模量的因素：①橡胶片与加劲钢板接触面的状态②形状系数

形状系数：支座受压面积与其自由膨胀侧面积之比值；对于矩形支座对于圆形支座La、Lb：矩形支座加劲钢板的长、短边长度；d：圆形支座加劲钢板的直径。（2）极限抗压强度检验

①将试样放置在试验机的承载板上，上下承载板与支座接触面不得有油污，对准中心位置，精度应小于1%的试件短边尺寸。②以每分钟0.1MPa/s的加荷速率加载至试样极限抗压强度70MPa为止，绘制应力－时间图，并随时观察试样受力状态及变形情况，试样是否完好无损。（3）抗剪弹性模量检验①在试验机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装置配置好。②将压应力以0.03-0.04MPa/s的速率连续均匀地加载至平均压应力σ，绘制应力－时间图，并在整个抗剪试验过程中保持不变。③调整试验机的剪切试验结构，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。

④预加载：以0.002-0.003MPa/s

的速率连续施加水平剪应力至τ=1.0MPa，持荷5min，然后以连续均匀的速度卸载至0.1MPa，持荷5min，记录位移初始值，绘制应力－应变图，预载三次。

⑤正式加载：每一加载循环自τ=0.1MPa开始，每级剪应力增加0.1MPa持荷1min，采集支座变形数据，至τ=1.0MPa为止，绘制的应力－应变图应成线性关系。然后以连续均匀的速度卸载至剪应力为0.1MPa。

10min后进行下一循环，连续进行三次。抗剪弹性模量计算：试样的累计剪切应变

γi=△si/te。抗剪弹性模量G1△si：试样累计水平剪切变形G1：试样实测抗剪弹性模量计算值；τ1.0、τ0.3、γ1.0、γ0.3：第1.0MPa和第0.3MPa级试验荷载下的剪应力和累计剪切应变值。试验结果应为三次试验的算术平均值，但各单项结果与算术平均值的偏差不应大于算术平均值的3%，否则该试样应再进行一次试验。（4）抗剪粘结性能试验

①将压应力以0.03-0.04MPa/s的速率连续均匀地加载至平均压应力σ，绘制应力－时间图，并在整个抗剪试验过程中保持不变。②以0.002-0.003MPa/s的速率连续施加水平力，当剪应力至2MPa时，持荷5min后，水平力以连续均匀的速度连续卸载，在加、卸载过程中绘制应力一应变图。

（5）抗剪老化试验将试样置于老化箱内，在70±2℃温度下经72h后取出．将试样在标准温度23±5℃下，停放48h，再在标准试验室温度下进行剪切试验。老化后抗剪弹性模量G2的计算方法与标淮抗压弹性模量计算方法相同。（6）摩擦系数检验

试验步骤：①将四氟滑板支座与不锈钢板试样按规定摆放，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样的储油槽内注满5201-2硅脂油。

②将压应力以0.03-0.04MPa/s的速率连续地增至平均压应力σ，绘制应力－时间图，并在整个摩擦系数试验过程中保持不变。

预压时间为1h。

③以0.002-0.003MP/s的速率连续地施加水平力，直至不锈钢板与四氟滑板试样接触面间发生滑动为止，记录此时的水平剪应力。

试验过程应连续进行三次。2）试样的摩擦系数按下式计算，并求三次的平均值（6）允许转角检验试验原理

试验步骤①将试样按规定摆放，对准中心位置，精度应小1％的试件短边尺寸。在距试样中心L处，安装使梁产生转动用的千斤顶和测力计，并在承载梁(或板)四角对称安置四只高精度位移传感器(精度0.001mm)；

②预压：将压应力以0.03-0.04MP/s的速率连续地增至平均压应力σ，绘制应力—时间图，维持5min，然后以连续均匀的速率卸载至压应力为1.0MPa，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σ，采集支座变形数据，绘制应力－应变图，并在整个试验过程中维持σ不变。用千斤顶对中间工字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5min后，记录千斤顶力P及传感器的数值。实测转角的正切值各种转角下，由于垂直荷载和转动共同影响产生的压缩变形值

各种转角下试样边缘换算变形值计算各种转角下，支座边缘最大最小变形值计算（7）判定规则①实测抗压弹性模量E1、抗剪弹性模量G1、试样老化后的抗剪弹性模星G2和四氟滑板试样与不锈钢板的摩擦系uf应满足规范的要求；

②支座在不小于70MPa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，则试样的抗压强度满足要求；③支座在两倍剪应力作用下，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，认为试样抗剪粘结性能满足要求；④试样的容许转角正切值，混凝土、钢筋混凝土桥在1／300，钢桥在1／500，试样边缘最小变形值大于或等于零时，则试样容许转角满足要求；⑤三块(或三对)试样中，有两块(或两对)不能满足要求时，则认为该批产品不合格。有一块(或一对)试样不能满足要求时，则应从该批产品中随机再取双倍试样对不合格项目进行复验，若仍有一项不合格，则判定该批产品不合格。5．盆式橡胶支座

构造特点：将纯橡胶块放置在凹型的金属盆内，橡胶处于有侧限受压状态，从而使支座的承载能力大大提高。

按使用性能分类：

双向活动支座：具有竖向承载、竖向转动和多向滑移性能

单项活动支座：具有竖向承载、竖向转动和单一方向滑移性能

固定支座：具有竖向承载和竖向转动功能。（1）成品支座力学性能要求①竖向承载力标准系列支座的竖向承载力分为31级，即0.8－60MPa。

#在竖向设计荷载作用下，支座压缩变形值不得大于支座总高度的2%；

#盆环上口径向变形不得大于盆环外径的0.5‰；

#支座残余变形不得超过总变形量的5%。

②水平承载力

#固定支座在各方向和单向活动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%。

抗震型支座水平承载力不得小于支座竖向承载力的20%。③转角支座转动角度不得小于0.02rad。

④摩阻系数加5201硅脂润滑后，常温型活动支座设计摩阻系数最小取0.03。加5201硅脂润滑后，耐寒型活动支座设计摩阻系数最小取0.06。（2）支座力学性能的检测方法整体支座力学性能测试应在专门试验机构中进行。①荷载试验﹟检验荷载应为支座设计承载力的1.5倍，并以10个相等的增量加载。﹟在支座的顶底板间均匀安装四只百分表，测试支座竖向压缩变形；﹟在盆环上口相互垂直的直径方向安装四只千分表，测试盆环径向变形。加载前应对试验支座预压三次，预压荷载为支座设计承载力。试验时检验荷载以10个相等的增量加载。二、桥梁橡胶伸缩装置检验1.桥梁橡胶伸缩装置的作用及分类

作用：满足桥梁上部结构变形的需要，并保证车辆通过桥梁时平稳。纯橡胶式伸缩装置板式伸缩装置组合式伸缩装置模数式伸缩装置

分类各种橡胶伸缩装置2.桥梁橡胶伸缩装置的技术要求成品力学性能试验成品尺寸偏差及外观质量检验成品解剖检验每200块或每批任取一块，将其沿垂直方向锯开检验§5.4预应力混凝土结构检测一、预应力混凝土结构试验检测检测（一）预应力锚具、连接器检测

1、检测项目后张法预应力锚具组装件锚环及夹片连接器：用于连接预应力筋的装置。出厂检验、型式检验、使用单位检验使用单位检验：外观及尺寸、硬度、静载试验2．技术要求技术指标：锚固性能承载能力（1）锚具静载锚固性能：锚具效率系数ηa

总应变εapu锚具的静载锚固性能应满足：ηa≥0.95εapu≥2.0%其他要求：﹟预应力筋-锚具组装件达到实测极限拉力时，应由预应力筋的断裂，而不应由锚具（或连接器）的破坏导致试验的终结。﹟锚具应满足分级张拉、补张拉以及放松预应力筋的要求。﹟锚具内缩量不应大于6mm；﹟锚口摩阻损失不应大于2.5%﹟疲劳试验：用于承受静、动荷载的预应力混凝土结构，其预应力筋-锚具组装件经受200万次循环荷载后，预应力筋因锚具影响发生疲劳破坏的面积不应大于试件总截面面积的5%。﹟周期荷载试验：用于抗震结构中的锚具经50次循环荷载作用后预应力筋不应发生破断、滑移和夹片松脱现象。（2）连接器应符合锚具的性能要求；3．静载锚固性能试验（1）一般规定﹟试验用的预应力筋锚具组装件应由全部零件和预应力筋组装而成，不得在锚固零件上添加影响锚固性能的物质；﹟束中各根预应力筋应等长平行，其受力长度不得小于3m。﹟试验用的预应力钢材应经过选择，全部力学性能必须严格符合该产品的国家标准或行业标准；﹟测力系统，不确定度不得大于2%；﹟量具，其标距的不确定度不得大于标距的0.2%，指示应变的不确定度不得大于标距的0.1%。

静载锚固性能试验装置（2）静载试验﹟将锚具、预应力筋、传感器、千斤顶安装于试验机或试验台座上，使各预应力筋均匀受力。﹟加载之前应先将各种仪表安装调试正确，各根预应力钢材初应力调匀，初应力可取抗拉强度标准值fPtk的5%-10%。﹟测量总应变εapu的量具标距不宜小于1m。加载步骤：

#按预应力钢材抗拉强度标准值fPtk的20%、40%、60%、80%分4级等速加载；

#加载速度每分钟宜为100MPa，达到80%后，持荷1h。

#随后逐步加载至破坏，使荷载达到最大值FaPu。试验过程中观察和测量的项目：①逐级测量预应力钢材与锚具或连接器之间的相对位移△a，△a应随荷载逐渐增加；②测量锚具、夹具或连接器间的相对位移△b，△b应随荷载逐渐增加。③在达到预应力钢材抗拉强度标堆值的80%后，在持荷lh的时间内每20-30min测量一次相对位移（△a和△b）；持荷期间△a和△b均应无明显变化，保持稳定；④测量记录试件的实测极限拉力Fapu；⑤测量记录试件极限拉力时预应力筋的总应变εapu；

Fapu：钢绞线锚具组装件的实测极限拉力；Fapuc：钢绞线锚具组装件中，各根钢绞线计算极限拉力之和L1：千斤顶活塞初始行程读数，mmL2：试件破坏时活塞终了行程读数，mm；L0：张拉至10%fPtk时，钢绞线的初始长度，mm。5．试件抽样及检验判定（1）抽样频率﹟对于同类型、同一批原材料和同一工艺生产的锚具、连接器作为一批验收，每批不超过1000套。﹟外观检验抽取10%，且不少于10套；﹟硬度检验抽取5%，且不少于5套；﹟静载试验抽取6套试件与符合要求的预应力筋组装成3个预应力筋-锚具组装件进行试验。（2）结果判定

外观检验：如表面无裂缝，尺寸符合设计要求，判定为合格；如有一套表面有裂缝或裂缝超过允许偏差，则应逐套检查，合格后方可使用。

硬度检验：

每个零件测试3点，当硬度值符合设计要求的范围应判为合格。如有1个零件不合格，则应另取双倍数量的零件重做检验；如仍有1个零件不合格，则应逐个检验，合格者方可使用。

静载锚固能力检验、疲劳荷载试验及周期荷载检验：如符合技术要求的规定，应判为合格。如有1个试件不符合要求，则另取双倍数量试件重做试验；如仍有1个试件不合格，则该批为不合格品。二、张拉设备校验

张拉设备：千斤顶、油泵、油压表

张拉力控制：用油压表测定和控制。

存在问题：油缸与活塞之间有一定的摩阻力，此项摩阻力抵消一部分作用力，实际作用力要比理论值小。

解决方法:一般采用校验标定的方法测定油压千斤顶的实际作用力与油压读数的关系。后张法张拉现场先张法张拉现场穿心式千斤顶

压力试验机

校验仪器

标准测力计传感器1．用长柱压力试验机校验﹟压力试验机的精度不得低于±2%。﹟应采取被动校验法，即在校验时用千斤顶顶试验机。﹟用被动法校验千斤顶时．必须事先对试验机进行被动标定。（1）千斤顶就位

（2）校验千斤顶

﹟开动油泵，千斤顶进油，顶试验机上压板。在加载过程中，自零位到最大吨位，将被动标定的结果逐点标定到千斤顶的油压表上。﹟各标定点应重复标定3次，取平均值，并且只测读进程，不得读回程。长柱式压力机校验千斤顶长柱式压力机校验千斤顶2．用标准测力计校验3．用电测传感器校验4．千斤顶检验结果的回归计算

五、张拉力控制千斤顶的油压预应力钢材的伸长量﹟预应力钢材实测伸长值和相应的理论计算值的差应控制在6%以内。双控1．预应力钢材理论伸长值△L（mm）：

式中：PP——预应力钢材的平均张拉力，N；L——预应力钢材长度，mm；Ap——预应力钢材截面面积，mm2；EP——预应力钢材弹性模量，N/mm2。预应力筋的平均张拉力按下式计算：式中：P——预应力钢材张拉端的张拉力，N；μ——预应力钢材与孔道壁的摩擦系数；k——孔道每米局部偏差对摩擦的影响系数；θ——从张拉端至计算截面曲线孔道部分切线的夹角之和，rad。x——从张拉端至计算截面的孔道长度，m；2．实际伸长值的测量﹟预应力钢材张拉前，应先调整到初应力σ，作伸长值测量标记；然后张拉至张拉控制应力，测量伸长值。﹟实际伸长值为量测的伸长值与初应力时的推算伸长值之和。预应力筋张拉的实际伸长值△L（mm）：△L1：从初应力至最大张拉应力时的实测伸长值,mm△L2：初应力时的推算伸长值，mm，可采用相邻级的伸长值。六、水泥浆的检测

一般预应力混凝土构件，在张拉完毕10h左右、预应力筋和锚具稳定后，即可进行孔道压浆工作。孔道压浆的水灰比一般宜采用0.4-0.45，如掺入减水剂，水灰比可减少到0.35。1、检测项目与方法（1）水泥浆的强度水泥浆的强度应制成7.07×7.07×7.07cm的试件，标准养护28d测得的抗压强度。压浆时每一工作班应制取不少于3组抗压试件。

（2）泌水率和膨胀率试验往高120mm的有机玻璃容器内装入水泥浆约100mm深，测记水泥浆液面的高度，然后盖严。置放3h和24h后测其离析水水面和水泥浆膨胀面，然后按下式计算泌水率和膨胀率：（3）稠度试验将水泥浆测定漏斗放平，关上阀门，将搅拌均匀的水泥浆倾入漏斗内，直至表面触及点测规下端。打开阀门，让水泥浆自由流出，水泥浆全部流完时间即为水泥浆的稠度。§5.8水泥混凝土结构无破损检测混凝土无损检测:在不破坏混凝土结构的前提下，在混凝土结构原位上对其强度或缺陷直接定量检测的技术。一、混凝土无损检测技术的分类（1）检测结构混凝土强度值；（2）检测结构混凝土的内部缺陷；（3）检测几何尺寸，如钢筋位置、保护层厚度等；（4）结构混凝土质量的匀质性检测和控制；（5）建筑热工、隔声、防水等物理特性的检测。二、常用无损检测方法简介1、回弹法回弹法是采用回弹仪的弹簧驱动重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，以重锤反弹回来的距离作为强度相关指标来推算混凝土强度。基本原理：利用混凝土强度与表面硬度之间的关系，通过一定动能的重锤冲击混凝土表面，用表面硬度值来推定混凝土强度。2、超声脉冲法超声仪发射超声脉冲波，测量接收波的参数(声速、振幅、频率等)，根据声学参数的大小及变化、判断混凝土内部质量情况。3、脉冲回波法（应力波法）4、磁测法5、雷达反射法6、射线法7、综合法三、回弹法测定混凝土的抗压强度（一）适用范围

对常规检验方法的一种补充；回弹法检测混凝土结构厚度不得小于100mm，温度不应低于10℃。回弹法测定路面混凝土强度（二）检测仪器1、检测器具混凝土回弹仪酚酞酒精溶液，浓度1%；钢砧；下提式砂轮；其它：卷尺、钢尺、毛刷等。（三）检测技术1、测区布置（1）单个检测：适用于单个结构或构件的检测，应在构件上均匀布置测区，且不少于10个。(2)批量检测：适用于混凝土强度等级、原材料、配合比、养护条件、龄期等基本一致的构件。抽检数量：不得少于同批构件总数的30％，且构件数量不得少于10件，每个构件测区数不少于10个。抽检构件时，应随机抽取并使所选构件具有代表性。（3）对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的结构或构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个。（4）每一结构或构件的测区应符合下列要求。①测区应布置在混凝土浇筑方向的侧面。②测区应均匀分布，相邻两测区的间距不宜大于2m；测区距离构件边缘的距离不宜大于0.5m，且不小于0.2m。③测区宜避开钢筋密集区和预埋铁件。④测区的面积不宜大于0.04m2，每一测区宜测16个测点，相邻两测点间距不宜小于3cm。梁柱测区布置示意图⑤测试面应清洁、平整、干燥。⑥结构或构件上的测区应注明编号，并记录测区所处的位置和外观质量情况。2、回弹值测定

尽量使仪器处于水平方向测试混凝土浇筑的侧面，当采用非水平方向时，应对回弹值进行修正。测试方法：将回弹仪的弹击杆顶住混凝土的表面，轻压仪器，松开按钮。弹击杆徐徐伸出，使仪器对混凝土表面缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲击弹杆后即回弹，带动指针向后移动并停留在某一位置上，即为回弹值。现场测试混凝土回弹值混凝土回弹值测试仪器的轴线应始终垂直于构件混凝土侧面。同一测区应记取16个回弹值。3、混凝土碳化深度的测定回弹值测量完毕后，应在有代表性的位置上测定碳化深度，测点数不少于构件测区数的30％，取平均值作为该构件的碳化深度值。测定方法：采用适当的工具在测区表面形成约15mm的孔洞，其深度应大于混凝土的碳化深度，清除洞内的粉末和碎屑，采用浓度为1％的酚酞酒精精溶液滴在孔洞内壁的边缘处，碳化部分变色，测量交界面到混凝土表面的垂直距离，即为碳化深度值。（四）数据处理1、回弹值计算（1）水平方向测试构件侧面时，从测区的16个回弹值中剔除3个最大值和3各最小值，取余下的数据计算平均值：（2）非水平方向测试构件时，按下式修正：（3）水平方向检测混凝土浇筑面顶面或底面时，按下式修正：（4）非水平方向测定浇筑混凝土的顶面或底面时，应先对回弹值进行角度修正，然后按角度修正后的回弹值进行浇筑面修正。2、碳化深度值计算每一测区的平均碳化深度值，按下式计算：平均碳化深度值≤0.4mm，按无碳化深度处理；平均碳化深度值≥6mm，按平均碳化深度为6mm计算3、混凝土强度计算（1）根据每一测区的回弹平均值Rm，及平均碳化深度值dm，查教材附表确定；（2）由各测区强度平均值计算结构或构件混凝土强度平均值及标准差。（3）被测结构或构件的混凝土强度推定值按下式确定：1）当结构或构件测区数少于10个时：2）当测区强度值中出现小于10MPa时，该构件强度推定值为小于10MPa；3）当结构或构件测区数不少于10个或按批量检测时，按下式计算：（4）对按批量检测的构件，当该批构件的强度标准差出现下列情况之一时，该批构件全部按单个构件检测：①当该批构件混凝土强度平均值小于25MPa时，

②当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa时，

四、超声法检测混凝土缺陷混凝土构件质量缺陷判据：声时（或声速）、波幅、频率（主频）等。1．仪器设备（1）超声波仪（2）换能器换能器分类：厚度振动式、径向振动式﹟厚度振动式换能器的频率宜选用20－250kHz；径向振动式换能器的频率宜选用20－60kHz。2．超声波检测仪的检定一般采用标准棒标定超声波仪超声波仪超声法现场检测混凝土缺陷3．混凝土结合面质量检测

混凝土结合面系指前后两次浇筑间隔时间大于3h的混凝土之间所形成的接触面。﹟被测部位及测点应满足：（1）测试前应查明结合面的位置及走向，明确被测部位及范围。（2）构件的被测部位应具有使声波垂直或斜穿结合面的测试条件。﹟检测方法：对测法斜测法﹟布置测点时应注意：（1）使测试范围覆盖全部结合面或有怀疑的部位；（2）各对T-R1、T-R2换能器连线的倾斜角及测距应相等；（3）测点的间距宜为100－300mm。﹟结果处理①采用概率法；②当测点数无法满足统计法判断时：将T-R2的声学参数与T-R1进行比较，若T-R2的声学参数比T-R1显著低时，则该测点判为异常测点；4．混凝土表面损伤层检测适用于因冻害、高温或化学侵蚀等所引起的混凝土表面损伤厚度的检测。

被测部位及测点的确定应满足以下要求：（1）根据结构的损伤情况和外观质量选取有代表性的部位布置测点；（2）构件被测表面应平整并处于自然干燥状态，且无接缝和饰面层。﹟测试方法①测试时T换能器应耦合保持不动，然后将R换能器依次耦合在间距为300mm的测点1、2、3、……位置上读取相应的声时值t1、t2、t3…，并测量每次T、R换能器之间的距离l1、l2、l3…。②每一测位的测点数不得少于6个，当构件的损伤层厚度不均匀时，应适当增加测区数。

换能器布置

声时-测距关系曲线﹟结果处理绘制“时-距”坐标图，可以得到声速改变所形成的转折点。损伤混凝土未损伤混凝土

损伤层厚度：其中5．混凝土不密实区和空洞检测

﹟被测部位应满足以下要求：①被测部位应具有一对（或两对）相互平行的测试面；②测试的范围应大于有怀疑的区域，还应与同条件的正常混凝土进行对比，且对比测点数不应少于20。（1）测试方法①当构件具有两对互相平行的测试面时可采用对测法②当构件只有一对相互平行的测试面时可采用对测和斜测相结合的方法

对测法斜测法③当测距较大时，可采用钻孔或预埋管测法

（2）数据处理及判断异常数据的判定方法为概率法。（3）空洞尺寸估算方法

根据lh/l值和（th－mta）/mta×100%值，可查表查得空洞半径r与测距l的比值，再计算空洞大致尺寸。如被测部位只有一对可供测试的表面，只能按空洞位于测距中心考虑，空洞尺寸可按下式算：5．裂缝深度检测检测前应先将裂缝中的积水或泥浆等夹杂物清理干净。（1）单面平测法当结构的裂缝部位只有一个可测表面，估计裂缝深度又不大于500mm时，可采用单面平测法。平测时应在裂缝的被测部位，以不同的测距，按跨缝和不跨缝布置测点进行检测。①不跨缝声时测量：将T和R换能器置于裂缝同一侧，以两个换能器内边缘间距（l′）等于100、150、200、250mm……分别读取声时值（ti），绘制“时-距”坐标图声时与测距之间的回归直线方程

时-距图跨缝测量每测点超声波实际传播的距离应为：不跨缝平测的混凝土声速值v（km/s）为：或式中：ln′l1′——第n点和第1点的测距，mm；tn、t1——第n点和第1点读取的声时值，μs；b——回归系数。②跨缝的声时测量：将收、发换能器分别置于以裂缝为轴线的对称两侧，两换能器中心连线垂直于裂缝走向，以l′=l00mm、150mm、200mm、250mm、300mm……分别读声时值。③平测法的裂缝深度可按下式计算：（2）双面斜测法

当结构的裂缝部位具有两个相互平行的测试表面时，可采用双面穿透斜测法检测。

根据波幅、声速和主频的突变，可以判定裂缝深度以及是否在所处断面内贯通。平面图立面图（3）钻孔对测法适用于大体积混凝土，预计深度在500mm以上的裂缝检测。5.9桥梁结构应变电测技术电阻应变测量原理：将电阻应变片粘贴在被测构件上，当构件变形时，应变片与构件一起变形，致使应变片的电阻值发生相应的变化；通过电阻应变测量装置，可将这种变化测量出来，换算成应变值或输出与应变成正比的模拟电信号，用记录仪器记录下来或直接存入计算机进行处理，得到所需要的应力应变值。

一、电阻应变计﹟基本组成：由敏感栅（金属丝）、基底及引出线三部分组成。1．工作原理金属电阻丝的电阻R与长度L和截面积A有如下关系：当拉伸（或压缩）变形很小时，相应的电阻变化可由上式取对数再微分后得：dA表示金属丝变化时，由泊松效应引起的横截面积的改变。对于圆形或矩形截面都有：μ为材料的泊松比，带入上式得：或令上式变成或K称为金属丝的灵敏度

﹟它表示单位应变所造成的相对电阻变化，它反映了金属丝材料电阻的效应。﹟K是一个由金属丝材料本身确定的系数，它与金属丝材料的成分、工艺等有关系。﹟各种材料的灵敏系数可由实验测定，一般在1.9-2.3之间。2．电阻应变计的分类

绕丝式应变片：敏感元件是丝栅电阻丝

箔式应变片：敏感元件是通过光刻技术、腐蚀工艺制成的一种很簿的金属箔栅。3．电阻应变计的选用

（1）标距当结构材料为匀质（如钢材）或局部应力集中梯度比较大时宜选用小标距应变片；当结构材料为非匀质（如混凝土）或应变梯度小又均匀时可选用大标距应变片（对混凝土标距L≮4-5倍最大集料直径）。（2）种类箔式应变片适用于各种场合；当大量使用应变片，环境条件比较好时，从经济上考虑，也可选用丝式胶基或纸基片。

钢构件：2mm×3mm（B×L）或2mm×6mm的箔式应变片；

混凝土结构：10mm×（80-100）mm（B×L）的丝式胶基片或纸基片。

4．电阻应变片的粘贴和连接

（1）电阻应变片的选片

①先检查电阻应变片的外观质量；

②用惠斯顿电桥测定应变片的电阻值，其准确度应达到0.1Ω。

工作片与补偿片之间的电阻值之差不宜大于0.20Ω以免桥臂阻值不能调平衡。（2）试件的表面处理①钢（或其他金属）试件：除锈、抛光、擦洗②混凝土试件：磨平后用环氧树脂胶涂刮一层并干燥，再用细铁砂纸将表面磨平，最后用无水酒精棉花擦净贴片处。（3）粘贴应变片①选用502胶作为胶黏剂；②贴片时，先看清应变片的位置、方向。

把502胶水滴在应变片粘贴面上（注意应变片的正反面），片子贴上去以后，盖上一张塑料薄膜，用大拇指轻轻按住片子，挤出汽泡和多余的胶水。

（4）应变片的干燥处理和质量检查①应变片粘贴后必须使粘贴剂充分干燥。﹟自然干燥：当温度大于15℃，相对湿度低于60%时，可用自然干燥，干燥时间一般需要24h﹟人工干燥：用红外灯泡或电吹风烘烤，温度一般控制在50℃以下，干燥时间一般只需1h。

②应变片的粘贴质量检查

﹟检查粘贴层的好坏，几何位置是否正确、粘贴层是否有气泡、引出线是否完好等。

﹟检查试件与应变片引出线之间的绝缘度（≥100MΩ，测量时间较长时应≥200MΩ）（5）应变片的防潮处理短期防潮：可采用普通凡士林或市售703胶等。长期防潮：一般采用环氧树脂配固化剂，也可将石蜡（70%）和松香（30%）加热熔化后使用。（6）应变片的导线连接

二、电阻应变仪及数据采集系统

电阻应变仪：电阻应变片的专用放大仪器，一般由测量电路、放大器、相敏检波器、和电源等部分组成。

测量电路的作用是将应变片的电阻变化转化为电压或电流的变化，这种转化是通过惠斯顿电桥实现的。1．惠斯顿电桥（1）惠斯顿电桥原理当B、D开路时，B、D之间的电位差：当Vout=0，电桥处于平衡状态，

得

R1R3=R2R4

桥路中任何一个电阻的变化都会使电桥失去平衡（Vout≠0）如果各臂阻值分别都发生了变化，R1变成了R1+△R1，R2变成了R2+△R2，…，将它们代入上式,得将上式展开，注意到R1R3=R2R4，略去二次项和非线性误差项，可得

如果Ri是电阻应变计，则上式可写成：

由式可以看出：

电桥的输出电压与相邻两臂的电阻变化率之差，或相对两臂的电阻变化率之和成正比。

即相对之和，相邻之差。

（2）惠斯顿电桥温度补偿方法

①补偿方法：用一片和工作片阻值、灵敏系数和电阻温度系数都相同的应变片，把它贴在一块与被测件材料相同而不受力的试件上，并使它们处于同一温度场，电桥连接时使工作片和补偿片处在相邻桥臂中，这样温度变化就不会造成电桥的输出电压。②补偿片可采用单点补偿多点的办法③温度补偿也可使用温度自补偿应变片来完成。

（3）惠斯顿电桥桥路组合1/4桥半桥全桥例1试测下图所示构件表面由弯矩引起的应变。2．电阻应变仪电阻应变仪是一种专用应变测量放大器。三个功能：第一，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；第二，能把微弱的电信号放大第三，把放大后的信号变换显示出来或送给后续设备。3．动、静态数据采集系统（1）静态数据采集系统（3）动态应变数据采集系统5.10桥梁荷载试验静载试验动载试验一、桥梁荷载试验的目的1．检验桥梁设计与施工的质量2．判断桥梁结构的实际承载能力3．验证桥梁结构设计理论和设计方法

4．桥梁结构自振特性及结构受动力荷载作用产生的动态反应的测试研究

载荷试验的类型二、桥梁现场试验的准备工作准备工作：试验前期准备、现场准备1、前期准备工作资料收集、试验方案拟定、仪器配套以及相应的结构计算等。（1）资料收集收集内容：书面技术文件、现场踏勘资料

结构的设计资料

结构的施工资料

①书面资料②现场资料

对实桥结构和周围环境进行现场踏勘，了解结构物的技术状况，及桥上及两端的通行情况。③了解现场试验时主管单位可能提供的配合情况。如交通管制、加载车辆的供给等。2．试验方案的拟定

现场试验方案应包括：（1）试验对象概况（2）试验目的和要求（3）试验内容

静载试验主要包括以下内容：①结构控制截面的挠度或变位；②结构控制截面最大应力（或应变）；③受试验荷载影响的桥梁支座、墩台的位移与转角，塔柱和结构连结部分的变位；根据实际需要，可增加以下测试内容：①沿