第二章-桥梁上部结构检测.pptx
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1、第一节 桥梁支座和伸缩装置检验一、桥梁支座1、板式桥梁橡胶支座构造特性 2、试板式桥梁橡胶支座检验方法1)抗压弹性模量检验。将橡胶支座成品直接置于试验加荷装置承压板上,对准中心,加荷至压应应力为1.O MPa,在承载板的四角对称安装四只位移计。进行预压。将压应力缓缓增至,持荷5min,然后卸至应力为1.0 MPa。记录百分表初始值,预压三次。正式加载。每一加载循环自1=1.OMPa开始,每级压应力为1.OMPa,持荷3 min,读取百分表读数,至为止,然后卸载至压应力为1.O MPa。10min后进行下一加载循环环。加载过程连续进行三次。每一块试样的抗压弹性模量E为三次加载过程所得的三个结果的
2、算术平均值。但单项结果和算术平均值之间的偏差不应大于算术平均值的10%,否则该试样应重新试验一次。橡胶支座在一定的压力作用下,其竖向变形主要由两个因素决定。A、支座中间橡胶片与加劲钢板接触面的粘接质量。B、支座受压面积与其自由膨胀侧面积之比值,常称之为形状系数。对于矩形支座对于圆形支座La支座短边长度,mm;Lb支座长边长度,mm;i支座中间单层橡胶片厚度,mm;D圆形支座的直径,mm。支座抗压弹性模量容许值按下式计算:E=66S-1622 2)极限抗压强度检验。)极限抗压强度检验。由于桥梁橡胶支座极限抗压强度很大,因此部颁标准规定了70 MPa(矩形支座)和75 MPa(圆形支座)作为橡胶支
3、座的极限抗压强度,极限抗压强度检验可在抗压弹模试验完成后按每分钟1.O MPa的加荷速率加载至压应力达到极限抗压强度为止,并随时观察,支座完好无损,其指标为合格。3)3)抗剪弹性模量检验。抗剪弹性模量检验。由于梁体受温度、收缩徐变以及车辆制动力等环境条件产生的水平位移将使支座产生剪切变形,而橡胶支座水平位移量的大小主要取决于橡胶片的净厚度。也就是说,支座的剪切位移是靠胶层的变形产生的,我国交通部行业标准规定了橡胶支座的剪切模量检验办法。图橡胶支座剪切试验示意图 橡胶支座抗剪弹性模量试验是以正压力为容许压应力,并在抗剪过程中保持不变的情况下,采用两块支座用中间钢拉板推或拉组成双剪装置,橡胶支座的
4、顶面或底与实桥一致。中间钢拉板的对称轴应和加压设备中轴处在同一垂直面上。正式加载前进行预载,施加水平力至剪应力=1.0MPa后持荷5min,然后卸载至剪应力0.1MPa后记录位移计初始值。正式加载:每一加载值循环自=1.0MPa开始,每级剪应力增加0.1MPa,持荷1min,读取位移计读数,至1.0MPa为止,然后剪应力0.1MPa。10min后,进行下一循环。加载过程连续进行三次。4 4)容许剪切角检验。)容许剪切角检验。容许剪切角试验方法同抗剪弹性模检测相同:5 5)摩擦系数检验。)摩擦系数检验。主要是检测四氟板与不锈钢板或混凝土,或与钢板间进行摩擦检验。施工加压至,并在整个摩擦系数试验中
5、保持不变。逐级均匀施加水平力,每级间隔30s增加水平剪应力为0.2MPa,至支座试样与混凝土板、钢板、不锈钢板试样接触面间发生滑动时为止,记录此时水平剪力。试验过程连续进行三次。取平均值。6 6)允许转角检验)允许转角检验 在外荷载作用下,支座在发发生竖向压缩的同时,由于梁体的挠曲作用还产生转动。如果竖向压缩回蹲变形值大于其总压缩量,支座边缘必将出现脱空现象。检测时,在距支座中心600mm处,安装使支座产生转动的千斤顶和测力传感器,并在假定梁体的四角安置位移传感器或百分表。首先进行预压,将压应力缓缓增至,维持5min,然后卸载至力为1.0MP。如此反复预压三遍。正式加载。施加压力至,停5 mi
6、n读数。维持不变,用油压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5 min后,读取千斤顶力P及百分表的读数。第二节、混凝土结构构件试验检测第二节、混凝土结构构件试验检测 桥涵混凝土结构、钢筋混凝土结构或预应力混凝土结构或构件的检验,依据交通部的有关标准,主要包括内容有三个方面1、施工阶段的质量控制施工阶段的质量控制,包括原材料的试验检验、混凝浇注前的检查等;2、外观质量检测外观质量检测,主要是在构件成型达到一定强度后检测结构实物的尺寸和位偏差,混凝土表面平整度、蜂窝、麻面、露筋及裂缝等;3、构件混凝土的强度等级构件混凝土的强度等级,通常以立方体试件的
7、抗压强度来反映。当对某一方面的检验内容产生怀疑时,如构件的强度离散大、强度不足或振捣不密实时,通常还需要通过专项强度检验拿或荷载试验判定。一、一、结构混凝土强度等级评定结构混凝土强度等级评定1 1、混凝土立方体试件的取样原则、混凝土立方体试件的取样原则如何确定结构混凝土立方体试验制取组数?如何确定结构混凝土立方体试验制取组数?如何确定结构混凝土立方体试验制取组数?如何确定结构混凝土立方体试验制取组数?是以不同等级及不同配合比的浇注地点或拌和地点随机制取,A、浇注一般体积的结构物时,每一单元结构应制取2组;B、连续浇注大体积结构时,每80m3或每一工作班应制取2组。C、桥梁上部构造主要构件长度在
8、16 m以下时,应制取1组;1630 m时,应制取2组;3150 m长时,应制取3组;50 m以上者,不少于5组。D、对小型构件每批或每个工作班至少应制取2组;E、对于钻孔桩每条至少应制取2组;当桩长在20 m以上时,不少于3组对桩径大、灌桩时间很长时小少于4组。F、另外,还要根据施工的需要,再制取几组作为拆模、张拉和吊装等施工阶段强度依据。2 2、结构混凝土强度评定、结构混凝土强度评定 结构混凝土强度的合格标准评定:是以浇注或拌和现场制取试件,以28d龄期的极限抗压强度值进行统计评定。规范规定,对于大桥等重要工程及中小桥、涵洞工程的取样试件大于或等于10组,应以数理统计方法按下述条件评定:式
9、中:Sn同批n组试件强度的标准差,MPa。当Sn 0.06 MPa时,取Sn=0.06R;K1,K2 值表n1014152425K11.701.651.60K20.90.85 对于中小桥及涵洞工程中,同批混凝土试件少于10组时,可用非数理统计方法按下述条件进行评定:第三节、钻芯取样法检验混凝土强度 是从混凝土结构中钻取芯样和检查芯样,测定混凝土的劈裂抗拉强度或抗压强度。对构件产生一定的破坏,可作为抽检混凝土抗压强度、均匀性和内部缺陷的指标。1检测器具1)钻芯机常见的钻芯机有:轻便型取芯机(钻芯直径1275mm)轻型钻机(钻芯直径12200mm)重型钻机(钻芯直径200450mm)超重型钻机(钻
10、芯直径330700mm)钻芯机一般应包括以下几个部分:机架部分机架部分:主要由底座、立柱所组成,底座上一般均安装四个调整水平用的螺钉和两个行走轮。进给部分进给部分:由滑块导轨、升降座、齿条、齿轮、进给柄等组成。当把升降座上的锁紧螺钉松开后,利用进柄给手柄可使升降座安全匀速的上下移动,以保证钻头在允许行程内的前进后退。变速器变速器:由壳体、变速齿轮、变速手柄和旋转水封等组成。给水部分给水部分:在钻芯过程中,必须供应一定流量的冷却水,水经过水嘴后流入水套内,在经过水套进入主轴中心孔,然后经过连接头最后由钻头端部排出。动力部分动力部分:主要由电动机、起动机和开关等组成。2)芯样切割机 当检测混凝土强
11、度时,应将芯样用切割机加工成具有一定尺寸的抗压试件。切割方式可分为两种类型一种是圆锯片不移动,但工作台可以移动;另一种是锯片平行移动,工作台不动。3)人造金刚石空心薄壁钻头 空心薄壁钻头主要由钢体和胎环部分组成。钢体一般由无缝钢管车制而成。钻头的胎环是由钢系、青铜系、钨系等冶金粉末和适量的人造金刚石浇铸成型。在胎环上加工若干排水槽(一般称水口)。钻头与钻孔机的连接方式,一般可分为柄式、螺纹连接式和卡连接式三种。4)压力试验机能够满足试件破坏吨位要求。2)钴芯机具准备及钻头直径的选择 一般根据被测构件的体积构件的体积构件的体积构件的体积及钻取部位确定钻芯的深度钻芯的深度钻芯的深度钻芯的深度,据此
12、选择合适的钻机及钻头。应根据检测的目的选择适宜尺寸的钻头检测的目的选择适宜尺寸的钻头检测的目的选择适宜尺寸的钻头检测的目的选择适宜尺寸的钻头。当钻取的芯样是为了进行抗压强度试验时,则芯样的直径与芯样的直径与芯样的直径与芯样的直径与混凝土粗集料粒粗集料粒粗集料粒粗集料粒径之间应保持一定的比例关系径之间应保持一定的比例关系径之间应保持一定的比例关系径之间应保持一定的比例关系。在一般情况下,芯样直径为粗集料的芯样直径为粗集料的芯样直径为粗集料的芯样直径为粗集料的3 3 3 3倍倍倍倍,不得小于集料最大粒径的不得小于集料最大粒径的不得小于集料最大粒径的不得小于集料最大粒径的2 2 2 2倍倍倍倍。在钢
13、筋过密或因取芯位置不允许钻取较大芯样的特殊情况下,钻芯直径可为粗集料的2倍。在工程中的梁、柱、板、基础等现浇混凝土结构中,一般使用粗集料的最大粒径为31.5mm或40mm,采用内径为100mm或150mm的钻头可满足要求。3)芯样数量的确定 取芯的数量,应视检测的要求而定。可分为以下两种情况:(1)单个构件进行强度检测时,在构件上的取芯个数一般不少于3个;当构件的体积或截面轵较小时,取芯过多会影响结构承载能力,这时可取2个。(2)对构件某一指定局部区域的质量进行检测时,取芯数量取芯数量取芯数量取芯数量应视这一区域区域区域区域的大小而定的大小而定的大小而定的大小而定,如某一区域遭受冻害、火灾、化
14、学腐蚀或质量可疑等情况,这时检测结果仅代表取芯位置的质量,而不能据此对整个构件或结构物强度作出整体评价。至于检查内部缺陷的取芯试验更应视具体情况而定。4)取芯位置的选择 取芯时会对结构混凝土造成局部损伤,因此在选择芯样位置时要特别慎重,其原则是:应尽量选择在结构受力较小的部位。应尽量选择在结构受力较小的部位。应尽量选择在结构受力较小的部位。应尽量选择在结构受力较小的部位。对于一些对于一些重要构件或者一些构件的重要区城重要构件或者一些构件的重要区城,尽量不在这些部位取芯,以免对结构安全造成不利影响。在一个混凝土构件中由于施工条件、养护情况养护情况养护情况养护情况及不同位置的影响,各部分的强度并不
15、是均匀一致的。在选择钻芯位置时,应考虑这些因因因因素素素素,以使取芯位置混凝土的强虽度具有代表性。如有条件时,应首先对结构混凝土进行超声或超声回弹综合法测试结构混凝土进行超声或超声回弹综合法测试结构混凝土进行超声或超声回弹综合法测试结构混凝土进行超声或超声回弹综合法测试,然后根据检测目的与要求来确定钻芯位置。3 3检样钻取检样钻取1)芯样钻取 先将钻机安放稳固并调至水平后,安装好钻头,接通水源,启动电动机,然后操作加压手柄,使钻头慢慢接触混凝土表面。当混凝土表面不平时,下钻更应特别小心,待钻头人槽稳定后,方可适当加压进钻。在进钻过程中应保持冷却水的畅通,冷却水的作用:一是防止金一是防止金一是防
16、止金一是防止金刚石温度升高烧毁钻头,二是及时排除钻孔中产生的大量混凝土碎屑,刚石温度升高烧毁钻头,二是及时排除钻孔中产生的大量混凝土碎屑,刚石温度升高烧毁钻头,二是及时排除钻孔中产生的大量混凝土碎屑,刚石温度升高烧毁钻头,二是及时排除钻孔中产生的大量混凝土碎屑,以利钻头不断切削新的工作面和减少钻头的磨损以利钻头不断切削新的工作面和减少钻头的磨损以利钻头不断切削新的工作面和减少钻头的磨损以利钻头不断切削新的工作面和减少钻头的磨损。水流量的大小与进钻速度和直径成正比,以达到料屑能快速排出,又不致四处飞溅为宜。当钻头钻至芯样要求长度后,退钻至离混凝土面20-30mm时停电停水,然后将钻头全部退出混凝
17、土表面。如停电停水过早,则容易发停电停水过早,则容易发停电停水过早,则容易发停电停水过早,则容易发生卡钻现象生卡钻现象生卡钻现象生卡钻现象,尤其在深孔作业时更应特别注意。移开钻机后,用带弧度的钢钎插入圆形槽并用锤敲击,此时由于弯矩的作用,使芯样在底部与结构断离,然后将芯样提出。取出的芯样应及时编号,并三检查外观质量情况;做好记录后,妥善保管,以备割成标准尺寸的芯样试件。为了保证安全操作,取芯机操作人员必须穿戴绝缘鞋及其他防护用品。2 2)芯样加工)芯样加工(1)芯样尺寸要求及测量方法平均直径:平均直径:平均直径:平均直径:以平均直径为准。测量平均直径用游标卡尺测量芯样中部,在互相垂直的两个位置
18、上取其两次测量的算术平均值作为平均直径;测量精度为0.5mm。当沿芯样高度任一直径与平均直径相差达2mm以上时,不能作为抗压试件使用。芯样高度芯样高度芯样高度芯样高度:通常采用高径比为高径比为高径比为高径比为2 2 2 2的圆柱体的圆柱体的圆柱体的圆柱体作为混凝土抗压试验的标准圆试件,其他尺寸或高径比的芯样统称为非标准圆试件。采用非标准圆试件时,其抗压强度必须乘以相应的换算修正系数(见表9-5)。(1 1)芯样尺寸要求及测量方法)芯样尺寸要求及测量方法端面平整度:端面平整度:端面平整度:端面平整度:芯样端面平整度对抗压强度影响很大。端面不平时,如:当中间凸出1mm时,其抗压强度只有平整试件的1
19、/2,因此对芯样端面平整度有严格要求。测量端面平整度是用钢尺紧靠在芯样端面上,一面转动钢板尺一面用塞尺测量与芯样之间的缝隙,在在在在100mm100mm100mm100mm长度围内长度围内长度围内长度围内不超过不超过不超过不超过0.05mm0.05mm0.05mm0.05mm为合格。为合格。为合格。为合格。垂直度:垂直度:垂直度:垂直度:芯样两个端面应互相平行且应垂直于轴线。芯样端面与轴线间垂直度偏差大,抗压时会降低强度,其影响程度还与试验机的球座及试件的尺寸大有关。大部分规定垂直度偏差不得超过1。垂直度测量方法是,用游标量角器分别测量两个端面与轴线间的夹角,在902时为合格,测量精度为0.1
20、。承压线凹凸不应大于0.25mm。(2)芯样切割加工与端面的修整芯样切割:采用切割机和人造金刚石圆锯片进行切割加工。芯样加工时切除部分和保留部分应根据检测的目的确定。一般情况下,应将影响应将影响强度试验的缺边、掉角、孔洞、疏松层、钢筋等部分切除,强度试验的缺边、掉角、孔洞、疏松层、钢筋等部分切除,但是,如为了检测混凝土受冻或疏松层的强度时,要注意保留这部分混凝土。为了抗压强度试验的方便,同一批试件应尽可能切割成同样的高度同一批试件应尽可能切割成同样的高度同一批试件应尽可能切割成同样的高度同一批试件应尽可能切割成同样的高度。(2)芯样切割加工与端面的修整芯样端面的修整:芯样在锯切过程中,由于受到
21、振动、夹持不紧或圆锯片偏斜等因素的影响,芯样端面的平整度及垂直度很难完全满足试件尺寸的要求。此时,需进行磨平磨平磨平磨平或补平补平补平补平处理。磨平法:磨平法:是在磨平机的磨盘上撒上金刚石砂粒(或直接用金刚石磨轮)对芯样两端进行磨平处理,在车床上对芯样端面进行车光处理,直到平整度及垂直度达至到要求时为止。补平法是用补平材料对芯样端面进行修整,根据所用材料可分为硫磺补平、硫磺胶泥、硫磺砂浆、水泥净浆、水泥砂浆补平等。芯样直径两端侧面测定钻取后芯样的高度及端面加工或端面加工后的高度,其尺寸差应在0.25 mm之内。4抗压强度试验 芯样在进行抗压强度试验时,可分潮湿状态和干燥状态两种试验方法可分潮湿
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