桥梁检测与加固实验指导书
桥梁检测与加固实验 指导书
目录实验一回弹法检测检测混凝土强度试验报告.29实验二电阻应变片的粘贴和使用14实验三简支钢架静载非破坏性试验实验四桥梁静动载模态实验231
1 目录 实验一 回弹法检测检测混凝土强度试验报告. 2 实验二 电阻应变片的粘贴和使用.9 实验三 简支钢桁架静载非破坏性试验. 14 实验四 桥梁静动载模态实验.23
实验一回弹法检测检测混凝土强度试验报告一、实验目的：1、使学生了解回弹仪的基本构造、基本性能、工作原理和使用方法。2、使学生掌握回弹法检测混凝土强度的基本步骤和方法。3、培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力。二、实验设备：D6图18-6-1回弹仪构造图1一种杆：2一试验构件表面：3-套筒：4一指针：5一刻度尺：6一按钮：7一导杆：8-导向板：9螺丝盖帽：10一卡环：11一后盖：12压力弹黄：13-钩子：[4-锈15弹黄：16拉力弹资：17-轴套：18-钻圈：19-护尺透明片：20调整螺丝：21-固紫螺丝：22一弹黄片：23-铜套：24-指针导杆：25周定块：26-弹货三、实验原理及方法：回弹仪法是利用混凝土的强度与表面硬度间存在的相关关系，用检测混凝土表面硬度的方法来间接检验或推定混凝土强度。回弹值的大小与混凝土表面的弹、塑性质有关，其回弹值与表面硬度之间也存在相关关系，回弹值大说明表面硬度大、抗压强度愈高，反之愈低。由于测试方向、水泥品种、养护条件、龄期、碳化深度等的不同，所测之回弹值均有所不同，应予以修正，然后再查相应的混凝土强度关系图表，求得所测之混凝土强度。2
2 实验一 回弹法检测检测混凝土强度试验报 告 一、实验目的： 1、使学生了解回弹仪的基本构造、基本性能、工作原理和使用 方法。 2、使学生掌握回弹法检测混凝土强度的基本步骤和方法。 3、培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力。 二、实验设备： 三、实验原理及方法： 回弹仪法是利用混凝土的强度与表面硬度间存在的相关关系，用 检测混凝土表面硬度的方法来间接检验或推定混凝土强度。回弹值的 大小与混凝土表面的弹、塑性质有关，其回弹值与表面硬度之间也存 在相关关系，回弹值大说明表面硬度大、抗压强度愈高，反之愈低。 由于测试方向、水泥品种、养护条件、龄期、碳化深度等的不同，所 测之回弹值均有所不同，应予以修正，然后再查相应的混凝土强度关 系图表，求得所测之混凝土强度
四、实验步骤：1、测区及测点布置：每位同学各自选取一个测区，每测区面积约20×20cm2，每测区弹击16个点。构件测区的选择应符合下列要求：（1）对长度不小于3m的构件，其测区数不少于10个，对长度小于3m且高度低于0.6的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个；（2）相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件边缘的距离不宜大于0.5m；（3）测区应选在使回弹仪处于水平方向，检测混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时，方可选在使回弹仪处于非水平方向，检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；（4）测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布。在构件的受力部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预理件；（5）检测面应为原状混凝土面，并应清洁、平整，不应有、疏松层、浮浆、油垢以及蜂窝、麻面，必面时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉未或碎屑；（6）对于弹击时会产生颤动的薄壁、小型构件应设置支撑固定。结构或构件的测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述测区布置示意图和外观质量情况。2、回弹值的测量3
3 四、实验步骤： 1、测区及测点布置： 每位同学各自选取一个测区，每测区面积约 20×20cm2，每测区 弹击 16 个点。构件测区的选择应符合下列要求： （1）对长度不小于 3m 的构件，其测区数不少于 10 个，对长度 小于 3m 且高度低于 0.6 的构件，其测区数量可适当减少，但不应少 于 5 个； （2）相邻两测区的间距应控制在 2m 以内，测区离构件边缘的距 离不宜大于 0.5m； （3）测区应选在使回弹仪处于水平方向，检测混凝土浇筑侧面。 当不能满足这一要求时，方可选在使回弹仪处于非水平方向，检测混 凝土浇筑侧面、表面或底面； （4）测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测 面上，且应均匀分布。在构件的受力部位及薄弱部位必须布置测区， 并应避开预埋件； （5）检测面应为原状混凝土面，并应清洁、平整，不应有、疏 松层、浮浆、油垢以及蜂窝、麻面，必面时可用砂轮清除疏松层和杂 物，且不应有残留的粉末或碎屑； （6）对于弹击时会产生颤动的薄壁、小型构件应设置支撑固定。 结构或构件的测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述 测区布置示意图和外观质量情况。 2、回弹值的测量：
回弹仪使用时的环境温度应为一4℃一+40℃。检测时，将弹击杆1垂直对准具有代表性的被测位置，然后使仪器的冲锤借弹簧的力量打击冲杆，根据与冲杆头部接触处的混凝土试件表面的硬度，冲锤将回弹到一定位置，可以按刻度尺上的指针读出回弹值。回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。具体的见《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011)。五、数据处理：1、回弹值的计算：每测区共弹击16点，16个回弹值中，分别剔除3个最大值和最小值，取余下10个回弹值的平均值为测区代表值：LZRR台式中R㎡一一测区平均回弹值，计算至0.1：Ri一一第i个测点的回弹值。当回弹仪非水平方向测度混凝土浇筑侧面时，应按下式换算为水平方向测试时的测区平均回弹值。Rm= Rma + Raa式中Rma一回弹仪与水平方向成α角测试时测区的平均回弹值，计算到0.1；Raa一按表1查出不同测试角度α的回弹值修正值，计算到0.1。其取值可按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011）附录 C采用4
4 回弹仪使用时的环境温度应为－4℃－+40℃。检测时，将弹击杆 1 垂直对准具有代表性的被测位置，然后使仪器的冲锤借弹簧的力量 打击冲杆，根据与冲杆头部接触处的混凝土试件表面的硬度，冲锤将 回弹到一定位置，可以按刻度尺上的指针读出回弹值。回弹仪的轴线 应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快 速复位。具体的见《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 （JGJ/T23-2011）。 五、数据处理： 1、回弹值的计算： 每测区共弹击 16 点，16 个回弹值中，分别剔除 3 个最大值和最 小值，取余下 10 个回弹值的平均值为测区代表值： 10 10 1 1 i Rm Ri 式中 Rm ——测区平均回弹值，计算至 0.1； R i——第i 个测点的回弹值。 当回弹仪非水平方向测度混凝土浇筑侧面时，应按下式换算为水 平方向测试时的测区平均回弹值。 m m a R R R 式中 m R —回弹仪与水平方向成 角测试时测区的平均回弹 值，计算到 0.1； a R —按表 1 查出不同测试角度 的回弹值修正值，计算到 0.1。 其取值可按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011） 附录 C 采用
当回弹仪水平方面测试混凝土浇筑表面或底面时应按下式换算为测试混凝土浇筑侧面的测区平均回弹值。Rm= Rm + RRm= R+ Ra式中R、R一回弹仪测试混凝土浇筑表面或底面时的测区平均回弹值，计算到0.1；R、R。一混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值，计算至0.1。其取值按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011）附录D采用如测试时仪器既非水平方向而测区又非混凝土浇筑侧面，则应对回弹值先进行角度修正，然后再进行浇筑面修正。3、混凝土强度的计算：1）测区混凝土强度值的确定：根据每一测区的回弹平均值R及碳化深度，查阅现行规范之相应的专用曲线，或地方曲线，或统一曲线，所查的强度值即为该测区混凝土的强度（未列出的测区强度值可用内插法求得）。2）结构或构件混凝土强度的确定：构件强度平均值计算：=之fama"n台式中：mf一一构件混凝土强度平均值（MPa），精确到0.1MPafa一一试样第i测区混凝土强度值（MPa），精确至±0.1MPa。它同该测区平均回弹值R，和平均碳化深度有关。5
5 当回弹仪水平方面测试混凝土浇筑表面或底面时应按下式换算 为测试混凝土浇筑侧面的测区平均回弹值。 ta t Rm Rm R b a b Rm Rm R 式中 t Rm 、 b Rm —回弹仪测试混凝土浇筑表面或底面时的测区平 均回弹值，计算到 0.1； t Ra、 b Ra —混凝土浇筑表面、底面回弹值的修正值，计算至 0.1。 其取值按《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011） 附录 D 采用 如测试时仪器既非水平方向而测区又非混凝土浇筑侧面，则应对 回弹值先进行角度修正，然后再进行浇筑面修正。 3、混凝土强度的计算： 1）测区混凝土强度值的确定： 根据每一测区的回弹平均值Rm及碳化深度，查阅现行规范之相 应的专用曲线，或地方曲线，或统一曲线，所查的强度值即为该测区 混凝土的强度（未列出的测区强度值可用内插法求得）。 2）结构或构件混凝土强度的确定： 构件强度平均值计算： n i c cu i f f n m c cu 1 , 1 式中： c cu f m ——构件混凝土强度平均值（MPa ），精确到 0.1 MPa c cu i f , ——试样第 i 测区混凝土强度值（MPa ），精确至±0.1 MPa 。 它同该测区平均回弹值Rm和平均碳化深度有关
一一对单个检测的构件，取一个构件的测区数；对批量检测的构件，取被抽检测区数之和。强度标准差计算：S(a)-n(m)Sya=n-1式中：S一一结构或构件测区混凝土强度的标准差（MPa），精确到0.01MPa备注：测区混凝土强度换算值是指按本规程检测的回弹值和碳化深度值，换算成相当于被测结构或构件的测区在该龄期下的混凝土抗压强度值。强度推定方法：（1）当按单个构件检测时，以最小值作为该构件的混凝土的强度推定值：feue = feu,min（2）当按批量检测时，应按下列公式中的较大值为该批构件的混凝土强度推定值，即：feu,el = m-1.645S fs式中：".—一该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算值的平均值（MPa），精确至土0.1MPa。备注：构件混凝土强度推定值是指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的强度值。对于按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列6
6 ——对单个检测的构件，取一个构件的测区数；对批量检测的构 件，取被抽检测区数之和。 强度标准差计算： 1 ( ) ( ) 1 2 2 , n f n m S n i f c cu i f c cu c cu 式中： c cu f S ——结构或构件测区混凝土强度的标准差（MPa ），精 确到 0.01 MPa 备注：测区混凝土强度换算值是指按本规程检测的回弹值和碳化 深度值，换算成相当于被测结构或构件的测区在该龄期下的混凝土抗 压强度值。 强度推定方法： （1） 当按单个构件检测时，以最小值作为该构件的混凝土的强 度推定值： c cu e cu f f , ,min （2）当按批量检测时，应按下列公式中的较大值为该批构件的 混凝土强度推定值，即： c cu c fcu f f cu,e1 m 1.645S 式中： c cu f m ,min ——该批每个构件中最小的测区混凝土强度换算值 的平均值（MPa ），精确至±0.1 MPa 。 备注：构件混凝土强度推定值是指相应于强度换算值总体分布中 保证率不低于 95%的强度值。 对于按批量检测的构件，当该批构件混凝土强度标准差出现下列
情况之一时，则该批构件应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：S.c>4.5MPa;（2）当该批构件混凝土强度平均值不小于25MPa：Srs >5.5MPaJa回弹法测试混凝土强度记录表碳化编号深度7234568910111213141516RM构测Li (mm件区)型号测面状侧面、表面、底面、风干、潮湿、备态光洁、粗糙编号弹仪注测试角率定值度a°7
7 情况之一时，则该批构件应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 25 MPa 时： S c MPa cu f 4.5 ； （2）当该批构件混凝土强度平均值不小于 25 MPa ： S c MPa cu f 5.5 回弹法测试混凝土强度记录表 编 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 RM 碳 化 深 度 Li(mm ) 构 件 测 区 测 面 状 态 侧面、表面、底面、风干、潮湿、 光洁、粗糙 回 弹 仪 型 号 备 注 编 号 测 试 角 度 a° 率定值
实验二电阻应变片的粘贴和使用一、实验目的1.学习电阻应变片的粘贴技术：2.学习应变电桥的连接和动态应变仪的使用方法。二、实验内容熟悉应变测量原理及测量系统的组建，学习电阻应变片的粘贴技术；学习应变电桥的布桥、连接和动态应变仪的使用方法。三、实验的仪器和器材1.电阻应变片；2.万用电表；3.502胶；4.丙酮（酒精）、棉花等清洗材料；5.电烙铁、镊子、砂纸、量具等应用工具；6.悬臂梁及码；7.动态应变仪。四、实验原理和方法U3-1应变电桥电路将电阻应变片牢固地粘贴在应变传感器的弹性敏感元件上，当被测物理量使弹性敏感元件变形时，电阻应变片也随之变形，并产生电阻变化。将电阻应变片接入电桥电路（见图3-1），如果电桥初始平衡，则应变引起的电阻变化将使电桥失去平衡，产生输出电压U，它8
8 实验二 电阻应变片的粘贴和使用 一、实验目的 1.学习电阻应变片的粘贴技术； 2.学习应变电桥的连接和动态应变仪的使用方法。 二、实验内容 熟悉应变测量原理及测量系统的组建，学习电阻应变片的粘贴技 术；学习应变电桥的布桥、连接和动态应变仪的使用方法。 三、实验的仪器和器材 1.电阻应变片；2.万用电表；3.502 胶；4.丙酮（酒精）、棉花 等清洗材料；5.电烙铁、镊子、砂纸、量具等应用工具；6.悬臂梁及 砝码；7.动态应变仪。 四、实验原理和方法 将电阻应变片牢固地粘贴在应变传感器的弹性敏感元件上，当被 测物理量使弹性敏感元件变形时，电阻应变片也随之变形，并产生电 阻变化。将电阻应变片接入电桥电路（见图 3-1），如果电桥初始平 衡，则应变引起的电阻变化将使电桥失去平衡，产生输出电压 U，它
和各桥臂的应变片的应变间存在以下关系。U=BK((61-2+8-84)41其中E为桥压，K为应变片的灵敏系数。若经电阻应变仪作信号变换后送到记录仪器，就能得到反映被测物理量变化规律的永久记录。怎样才能把电阻应变片牢固地粘贴在试件上？应当怎样把应变片接入电桥才能得到最大的输出，并尽量抑制不需要的输入？这是本次实验中要学习的内容。五、实验步骤（一）电阻应变片的粘贴1.用万用电表检查电阻应变片，选择阻值接近的四片应变片待用。2.在悬臂梁上贴片位置用细砂纸打磨出45度的交叉纹。然后，用棉球蘸丙酮（或酒精）擦净粘贴位置的油污（注意：要单向擦拭！），直至棉球擦过后仍保持洁白为止。3.用笔画定贴片位置（见图2-2）（注意：画线过程中不要污染粘贴面，否则要需再次擦洗）。4.在应变片底面上涂一层胶水，再将应变片底面朝下平放在贴片部位，用一块聚四氟乙烯薄膜盖在应变片上，用手指按住，挤出多余的胶水（注意：不要使应变片移动或折皱用手指轻压1分钟再放开。5.掀起聚四氟乙烯薄膜，作表观检查，看有无气泡、脱胶等现象再用万用电表检查各应变片的电阻值是否正常。9
9 和各桥臂的应变片的应变间存在以下关系。 其中 E 为桥压，K 为应变片的灵敏系数。若经电阻应变仪作信号 变换后送到记录仪器，就能得到反映被测物理量变化规律的永久记 录。怎样才能把电阻应变片牢固地粘贴在试件上？应当怎样把应变片 接入电桥才能得到最大的输出，并尽量抑制不需要的输入？这是本次 实验中要学习的内容。 五、实验步骤 （一）电阻应变片的粘贴 1.用万用电表检查电阻应变片，选择阻值接近的四片应变片待 用。 2.在悬臂梁上贴片位置用细砂纸打磨出 45 度的交叉纹。然后， 用棉球蘸丙酮（或酒精）擦净粘贴位置的油污（注意：要单向擦拭！）， 直至棉球擦过后仍保持洁白为止。 3.用笔画定贴片位置（见图 2-2）（注意：画线过程中不要污染 粘贴面，否则要需再次擦洗）。 4.在应变片底面上涂一层胶水，再将应变片底面朝下平放在贴片 部位，用一块聚四氟乙烯薄膜盖在应变片上，用手指按住，挤出多余 的胶水（注意：不要使应变片移动或折皱用手指轻压 1 分钟再放开。 5.掀起聚四氟乙烯薄膜，作表观检查，看有无气泡、脱胶等现象， 再用万用电表检查各应变片的电阻值是否正常