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1、第四章 桥梁结构检测,4.3 桥梁上部结构检测,4.3.1 桥梁支座 桥梁支座设置在梁板式体系中主梁与墩台之间，其主要功能是将上部结构的各种荷载传递给墩台，并能适应上部结构的荷载、温度变化、混凝土收缩等各种因素所产生的变形(水平位移及转角)，使上部结构的实际受力情况符合设计计算图式。桥梁支座按其材料可划分为小桥涵上使用的简易垫层支座、大中桥上使用的钢板支座、钢筋混凝土支座、铸钢或不锈钢支座以及目前使用极为广泛的橡胶支座等。,第四章 桥梁结构检测,4.3.1 桥梁支座检测,检测规范： JT/T 4-2004 公路桥梁板式橡胶支座 JT391-1999 公路桥梁盆式橡胶支座 GBT17955-20
2、00 球型支座技术条件 TB/T 1853-2006 铁路桥梁钢支座 TB/T 2331-2004 铁路桥梁盆式橡胶支座 TB/T 1893-2006 铁路桥梁板式橡胶支座 GB 20688.2-2006 橡胶支座 第2部分：桥梁隔震橡胶支座,第四章 桥梁结构检测,4.3.1 桥梁支座检测,板式橡胶支座的检测项目： (1)抗压弹性模量检验； (2)极限抗压强度检验； (3)抗剪弹性模量检验； (4)容许剪切角检验； (5)摩擦系数检验； (6)允许转角检验,第四章 桥梁结构检测,4.3.1 桥梁支座检测,盆式橡胶支座的检测项目： (1)抗压弹性模量检验； (2)极限抗压强度检验； (3)抗剪弹
3、性模量检验； (4)容许剪切角检验； (5)摩擦系数检验；,第四章 桥梁结构检测,4.3.1 桥梁支座检测,橡胶支座检验的判定原则：每个检测参数均有其具体规定，详细规定可以参考相关规范。基本原则：三块(或三组)试样中，有两块(或两组)不能满足要求时，则认为该批产品不合格。若有一块(或一组)试样不能满足要求时，则应重新抽取三块(或三组)试样进行试验，若仍有一块(或一组)不能满足要求时，则也认为该批产品不合格。,第四章 桥梁结构检测,4.3.1.2 桥梁橡胶伸缩装置检测,桥梁橡胶伸缩装置桥梁橡胶伸缩装置的主要作用是满足桥梁上部结构变形的需要，并保证车辆通过桥面时平稳。桥梁橡胶伸缩装置按照伸缩体结构
4、不同可划分为四类。涉及到的桥梁伸缩装置检测试验一般较少，主要包括：几何尺寸检验、力学性能检验、解剖试验、使用材料试验等。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,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，依据有关标准，主要包括内容有三个方向：一是施工阶段的质量控制，包括原材料的试验检测、混凝土浇注前的检查等；二是外观质量检测，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置偏差，混凝土表面平整度、蜂窝、麻面、露筋及裂缝等；三是构件混凝土的强度等级，通常以立方体试件的抗压强度来反映，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，
5、通常还需要进行专项强度检验或荷载试验来判定。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,结构混凝土强度等级评定： 混凝土立方体试件的取样原则 ：相关规范中对取样原则均有具体规定，一般情况下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。强度评定：结构混凝土强度的合格标准评定的常规方法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。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,钻芯取样法检验混凝土强度：钻芯取样法检验混凝土强度指从混凝土结构物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，作为评定结构的主要品质指标。但是由于结构或构
6、件部位的条件、所处位置及受力状态的影响，钻取芯样的数量通常比较少，在定程度上可作为抽检混凝土抗压强度、均匀性和内部缺陷的指标。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,钻芯取样法检验混凝土强度：1. 芯样钻取取样前应考虑由于钻芯可能导致对结构的不利影响，应尽可能避免在靠近混凝土构件的接缝或边缘钻取，且基本上不应带有钢筋。芯样直径应为混凝土所有集料最大粒径的3倍，一般为150mm或100mm。任何情况下不小于集料最大粒径的2倍。钻出后的每个芯样应立即清楚地标上记号，并记录芯样在混凝土结构中钻取的位置。钻取的芯样数量应满足相关规范规定。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,
7、钻芯取样法检验混凝土强度：2. 钻取芯样检查每个芯样应详细描述有关裂缝、分层、麻面或离析等，检查并记录存在的气孔的位置、尺寸与分布情况，在芯样的中间及两端1/4处按两个垂直方向测量三对数值确定芯样的平均直径d。取芯样直径两端侧面测定钻取后芯样的长度及端面加工后的长度，其尺寸误差应在0.25mm之内，取平均值作为试件平均长度L，精确至1.0mm。3. 试件的制作抗压试验用的试件长度(不应小于直径，也不应大于直径的2倍。芯样端面必须平整，必要时应磨平或用抹顶等方法处理。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,钻芯取样法检验混凝土强度：4. 强度计算,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混
8、凝土结构检测,回弹法检验混凝土强度：原理：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，并以重锤被反弹回来的距离(称回弹值指反弹距离与弹簧初始长度之比)作为强度相关指标来推算混凝土强度的一种方法。原则：回弹法检测混凝土强度是对常规检验的一种补充，当对构件怀疑时，例如，试件与结构中混凝土质量不一致，对试件的检验结果有怀疑或供检验用的试件数量不足时，可采用回弹法检测，并将检测结果作为处理混凝土质量问题的一个主要依据。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,超声回弹综合法检验混凝土强度 ：超声回弹综合法检测混凝土强度，是目前我国使用较广的一种结构中混凝土强度非破损检验方法。
9、它较之单一的超声或回弹非破损检验方法具有精度高、适用范围广等优点。但是，它也是对常规检验补充的一种办法，当对结构的混凝土强度有怀疑时，可按此办法进行检验，以推定混凝土的强度，作为处理其质量问题的依据。在有条件的情况，可用钻芯取样法作校核。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,超声法检测混凝土缺陷：混凝土结构物一般都会有一些缺陷和损伤，而形成这些缺陷和损伤的原因是多种多样的。一般而言，主要有四方面的原因：其一是施工原因，例如振捣不足，钢筋网过密而骨料最大粒径选择不当、模板漏浆等所造成的内部孔洞、不密实区、蜂窝及保护层不足、钢筋外露等；其二是由于混凝土非外力作用作形成的裂缝，例如在大
10、体积混凝土中因水泥水化热积蓄过多，在凝固及散热过程中的不均匀收缩而造成的温度裂缝，混凝土干缩及碳化收缩所造成的裂缝；其三是长期在腐蚀介质或冻融作用下由表及里的层状疏松；其四是受外力作用所产生的裂缝，例如因龄期不足即行吊装而产生的吊装裂缝等。,第四章 桥梁结构检测,4.3.2 混凝土结构检测,超声法检测混凝土缺陷：所谓混凝土探伤，指的是以无损检测的手段，确定混凝土内部缺陷的存在、大小、位置和性质的一项专门技术。用于探伤的无损检测手段有超声脉冲法和射线法两大类，其中射线法因穿透能力有限及操作中需解决人体防护等问题，在我国使用较少。目前最有效的方法是超声脉冲法。常用的仪器设备包括：超声波检测仪、结构
11、雷达等。,第四章 桥梁结构检测,4.3.3 预应力混凝土结构检测,本节主要讲述预应力筋、锚具、夹片的检测方法。预应力筋检测项目：外观检查 、力学性能试验；一般规定：预应力钢丝应成批验收，每批应由同一钢号、同一形状尺寸、同一交货状态的钢丝组成。预应力钢绞线应成批验收，每批由同一钢号、同一规格、同一生产工艺制造的钢绞线组成，每批不超过60t。从每批钢绞线中选取3盘进行表面质量、直径偏差、捻距和力学性能的检验。如每批少于3盘，则应逐盘进行上述检验。,第四章 桥梁结构检测,4.3.3 预应力混凝土结构检测,锚具是在后张法预应力结构或构件中为保持预应力筋的张拉力将其传递到混凝土上所用的永久性锚固装置。夹
12、具是先张法预应力混凝土结构或构件施工时，为保持预应力筋的拉力并将其固定在张拉台座(或设备)上的临时性锚固装置；或者为后张法预应力结构或构件施工时，能将千斤顶(或其它张拉设备)的张拉力传递到预应力筋上的临时性锚固装置(又称工具锚)。连接器为用于连接钢筋的装置。,第四章 桥梁结构检测,4.3.3 预应力混凝土结构检测,锚具、夹具及连接器检测一般试验内容：外观和硬度检验、静载试验、疲劳试验、周期荷载试验、辅助性试验。,第四章 桥梁结构检测,4.4 桥梁结构施工控制（监控）,桥梁施工是一个复杂的系统工程。在该系统中，设计图是目标，而从开工到竣工整个施工过程中，将受到许多确定和不确定因素的影响，包括设计
13、计算假定、材料性能参数、施工精度、施工荷载、大气温度等诸多方面的因素，这些因素总会使实际状态与理想目标状态之间存在一定的差异。因此，在施工过程中如何从受各种因素影响而失真的参数中找出相对真实之值，对施工状态进行实时监测、预测、调整，对设计目标的实现是至关重要的。一般地，上述工作常以现代控制论为理论基础来进行，所以称之为施工控制。,第四章 桥梁结构检测,4.4.1 桥梁结构施工控制的基本概念,桥梁施工控制就是对桥梁施工过程中结构的受力、变形及稳定进行监控，使施工中的结构状态处于最优状态，保证施工过程安全和成桥状态(包括内力和线型状态)符合设计、规范要求。桥梁施工控制是确保桥梁施工宏观质量的关键，
14、又是桥梁建设的安全保证 。,第四章 桥梁结构检测,4.4.1 桥梁结构施工控制的基本概念,桥梁施工控制与桥梁施工质量控制目标是一致的，都是保证桥梁建设质量的手段。桥梁施工质量控制重在“微观控制”，而桥梁施工控制重在“宏观调控”，是桥梁施工质量控制的补充与前提。以悬臂浇筑施工的预应力混凝土梁桥为例，施工质量控制重在钢筋、钢绞线自身质量控制，波纹管安装精度控制，模板安装精度控制，混凝土原材料及混凝土拌制质量控制，混凝土浇筑、养护质量控制，混凝土强度检验、预应力张拉控制，管道灌浆质量控制等；,第四章 桥梁结构检测,4.4.1 桥梁结构施工控制的基本概念,施工控制则是在施工过程中监测结构内力和变形情况
15、，根据已施工完成节段内力和变形状态，在考虑各种影响因素后，确定下一节段的施工是否需要调整，或提供下一节段的立模标高。桥梁施工控制属于施工质量与安全控制范畴，虽不能完全替代质量控制，却为实现质量控制的总体目标提供保障。在小跨径桥梁施工中，往往不单独实施施工控制，而将施工控制的内容包含在施工质量控制中。,第四章 桥梁结构检测,4.4.2 桥梁结构施工控制的基本内容,桥梁施工控制的任务就是要确保在施工过程中桥梁结构的内力和变形始终处于容许的安全范围内，确保成桥状态(包括成桥线型与成桥结构内力)符合设计要求。桥梁施工控制围绕上述控制任务而展开，不同类型的桥梁，其施工控制工作内容不全相同，但从总体上来看
16、，包括以下几个方面。几何(变形)控制：全站仪、水准仪、塔尺等；应力控制 ：钢弦、差动式应变计、应变仪、温度传感器等。稳定控制、安全控制。,第四章 桥梁结构检测,4.4.2 桥梁结构施工控制的基本流程,(1)每一施工阶段(或节段)的结构内力、变形进行监控测量。测量的内容包括结构高程及线形的变化，结构主要截面的应力状态，主要材料试验结果如混凝土的弹性模量、容重等，主要施工设备的重量、位置等，对于斜拉桥、系杆拱还包括拉索索力。(2)计算参数及结构状态的估计。计算参数包括混凝土的弹性模量的变化规律、预应力损失、收缩徐变系数、构件日照温差的变化范围等，参数估计可以采用基于结构静力分析的参数辩识方法。结构
17、状态的估计是指从包含有量测误差的监控测量结果中进行状态向量的最优估计。,第四章 桥梁结构检测,4.4.2 桥梁结构施工控制的基本流程,(3)结构模拟分析。通过结构倒退分析，基于计算参数的最优估计结果，计算出各施工阶段结构的理想目标状态，通过结构前进分析，计算出下一施工阶段(或节段)结构内力、标高的预测值。结构模拟分析一般采用专用的桥梁施工控制分析软件进行。(4)比较各施工阶段(或节段)的目标状态与实际状态。如果二者的偏差超过事先确定的范围，根据前述控制论的基本理论和实际状态监控测量的结果，通过结构模拟计算，确定拉索或预应力钢筋张拉力、预抬高量等控制量调整方法和调整量值，以使实际状态与目标状态尽可能接近。,
