桥梁-公路水运工程试验检测人员继续教育培训(2013-11)

桥梁工程二零一三年五月河南省公路水运工程试验检测人员继续教育培训（2013）2桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁施工与运营维护阶段的检测与评价技术专题与案例分析：桥梁预制单梁的静载试验主要内容3桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁基本组成部分梁桥1-主梁2-桥面3-桥墩4-桥台5-锥坡桥梁工程概况4桥梁工程概况与桥梁检测概述梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构，由于外力(永久荷载和可变荷载)的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，因而与同样跨径的其它结构体系相比，梁桥内产生的弯矩最大，通常需用抗弯、抗拉能力强的材料来建造。据支承条件(也称受力条件），梁桥分为简支梁、连续梁、悬臂梁。简支梁桥6郑州黄河公路大桥南宁邕江大桥（悬臂梁桥）六库怒江桥（连续梁桥）双悬臂梁桥均布荷载q9桥梁工程概况与桥梁检测概述简支梁桥跨中截面承受最大的弯矩，支点截面承受最大剪力。连续梁在支点处有负弯矩存在，因此，连续梁多采用变截面。简支梁桥适用于较小跨径的桥梁，当跨径增大，应采用连续梁或其他结构形式的桥梁。10桥梁工程概况与桥梁检测概述拱桥1-主拱圈；2-拱顶；3-拱脚；4-拱轴线；5-拱腹；6-拱背；7-伸缩缝；8-桥台；9-基础；10-锥坡；11-拱上建筑；l0-净跨径；l-计算跨径；f0-净矢高，f-计算矢高，f/l-矢跨比石拱桥（空腹式）卢沟桥-连拱桥13河南龙门大桥—石拱桥跨径90m14前河大桥-以钢管混凝土作为劲性骨架，再外包混凝土形成箱形拱万县长江大桥此外，我国用悬臂施工法建成了多座桁式组合拱桥，跨度最大的是贵州江界河桥贵州江界河桥已经建成通车的上海卢浦大桥是目前世界上单孔跨度最大的拱桥，该桥为中承式拱梁组合体系钢拱桥，主跨跨径为550m，矢跨比为1/5.5，拱肋为全焊钢箱拱结构。上海卢浦大桥图1-918俯瞰卢浦大桥19钢箱梁拼装桥面-正交异性桥面板拼装20天津大沽桥21桥梁工程概况与桥梁检测概述拱桥是在竖向荷载作用下产生水平反力的结构。按拱脚约束情况，拱桥分为三铰拱（静定结构）、两铰拱（一次超静定）、无铰拱（三次超静定）。由于水平反力的出现，使得拱桥各截面的弯矩降低，截面受力以承压为主。杭州湾跨海大桥是一座横跨中国杭州湾海域的跨海大桥，全长36公里北航道桥为主跨448m的钻石型双塔双索面钢箱梁斜拉桥南航道桥为主跨318m的A型单塔双索面钢箱梁斜拉桥1.3技术状况评定标准背景及总则苏通大桥，连接苏州南通，总长8206米。斜拉桥主孔跨度1088米；主塔高度300.4米；斜拉索的长度577米；群桩基础平面尺寸113.75米X48.1米。苏通大桥，连接苏州南通，总长8206米。斜拉桥主孔跨度1088米；主塔高度300.4米；斜拉索的长度577米；群桩基础平面尺寸113.75米X48.1米。青岛海湾大桥，世界最长跨海大桥，跨越胶州湾海域，全长41.58公里大沽河航道桥为独塔自锚式悬索桥，塔高160米，主孔跨径260米1998年4月5日建成通车的日本的明石海峡公铁两用悬索桥。它跨越日本本州—四国岛之间的明石海峡，大桥全长3910m，主跨长1991m。.明石海峡大桥桥梁的发展趋势1．大跨度桥梁向更长、更大、更柔的方向发展。2．注重新材料的开发和应用。3．在设计阶段采用高度发展的计算机辅助手段，进行有效的快速优化和仿真分析，运用智能化制造系统在工厂生产部件，利用GPS和遥控技术控制桥梁施工。4．突破大型深水基础工程。5．桥梁建成交付使用后，将通过自动监测和管理系统保证桥梁的安全和正常运行，一旦发生故障或损伤，将自动报告损伤部位和养护对策。6．重视桥梁美学及环境保护。27桥梁工程概况与桥梁检测概述我国公路桥梁设计标准的演变20世纪50年代：《公路工程设计准则》60年代：《公路桥梁设计规范》（试行）（1961年9月）70年代:《公路桥涵设计规范》（1975年）《公路预应力混凝土桥梁设计规范》（1978年）28桥梁工程概况与桥梁检测概述80年代：《公路桥涵设计通用规范》JTJ021-85《公路砖石及混凝土桥涵设计规范》JTJ022-85、《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTJ023-85、《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》JTJ023-86、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTJ024-86等29桥梁工程概况与桥梁检测概述进入21世纪：《公路桥涵设计通用规范》JTGD60-2004《公路圬工桥涵设计规范》JTGD61-2005《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTGD62-2004等桥梁的设计方法容许应力法破坏阶段法极限状态法30桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁涵洞分类---按跨径大小分桥涵分类多孔桥全长L(m)单孔跨径L（m）桥梁分类多孔桥全长L(m)单孔跨径L(m)特大桥L1000L150小桥8≤L≤305≤l20大桥100≤L≤100040≤l≤150涵洞——l5中桥30L10020≤l40《公路工程技术标准》表1-131桥梁工程概况与桥梁检测概述我国公路桥梁发展趋势：1.跨度不断增大2.桥型不断丰富3.结构不断轻型化4.重视环保与美观5.桥梁全寿命周期成本分析32桥梁检测概述桥梁工程概况与桥梁检测概述桥梁试验检测的目的、意义工程设计参数、施工质量控制、施工验收评定和养护决策的依据；推广应用新材料、新技术、新工艺；用定量的方法科学评定材料和构件质量，提高质量评定结果的可信度与利用价值。33桥梁施工试验检测的主要内容施工准备阶段的试验检测项目①桥位放样测量；②钢材原材料试验；③钢结构连接性能试验；④预应力锚具、夹具和连接器试验；⑤水泥性能试验；⑥混凝土粗细集料试验；⑦混凝土配合比试验；⑧砌体材料性能试验；⑨台后压实标准试验；⑩其它成品、半成品试验检测施工过程中的试验检测①地基承载力试验检测；②基础位置、尺寸和标高检测；③钢筋位置尺寸和标高检测；④钢筋加工检测；⑤混凝土强度抽样试验；⑥砂浆强度抽样试验；⑦桩基检测；⑧墩、台位置、尺寸和标高检测；⑨上部结构（构件）位置、尺寸检测；⑩预制构件张拉、运输和安装强度控制试验；⑪预应力张拉控制检测；⑫桥梁上部结构标高、变形、内力（应力）监测；⑬支架内力、变形和稳定性监测；⑭钢结构连接加工检测；⑮钢构件防护涂装检测。施工完成后的试验检测①桥梁总体检测；②桥梁荷载试验；③桥梁质量评定桥梁施工检测与评价技术34原材料试验-石料单轴抗压强度试验仪器设备：压力试验机，测量精度1%；切石机或钻石机，磨平机；游标卡尺(0.1mm)、角尺及水池试件：70±2mm的立方体6个；平面度公差小于0.05mm，垂直度偏差小于0.25度步骤：对试件编号，用游标卡尺量取试件尺寸；选择含水状态：烘干状态、天然状态、饱和状态；试件烘干方法105～110℃（12～24h）→20±2℃；饱水处理,试件强制饱和方法：煮沸法与真空抽气法；按岩石强度性质，选定合适的压力机。擦干试件，称其质量。试件对正上、下承压板，加力速率在0.5-1.0Mpa/S至破坏。分析及评定：软化系数Kp＝Rw/Rd（饱水状态/干燥状态）；取算术平均值作为测试结果，抗压强度3个值中最大与最小之差不应超过平均值的20％，否则，取第4个，4取3最接近的平均值作为结果，给出4个值。桥梁施工检测与评价技术35原材料试验-石料石料抗冻性试验仪器设备：压力试验机，测量精度1%；切石机或钻石机，磨平机，冰箱、天平、放大镜；游标卡尺(0.1mm)、角尺及水池试件：70±2mm的立方体3个，备用3个；平面度公差小于0.05mm，垂直度偏差小于0.25度步骤：对试件编号，用游标卡尺量取试件尺寸，烘干，测量质量；饱水，先1/4，2h到1/2，2h到3/4，6h后高于试件20mm，自由吸水48h；-15℃冰冻4h，20±5℃融解4h，为一个循环；每隔一定冻融次数检查试件表面状态；测定冻融后的干燥质量及饱水抗压强度，未冻融的饱水抗压强度。分析及评定：石料抗冻性试验测试的指标有：质量损失率（冻融后质量变化比率）；耐冻系数（冻融前后强度比值）；试件外形无变化（无剥落、裂缝、分层及掉角）。桥梁施工检测与评价技术36原材料试验-混凝土混凝土试件制作试件尺寸应根据集料的最大粒径选定标准最大40mm试件的形状和数量（弹模6，其余3）试件尺寸公差（角90°±0.5°，尺寸≤1mm）试件的制作应注意问题成型前，应检查试模尺寸并符合有关规定；尤其是对高强混凝土，应格外重视检查试模的尺寸是否符合试模标准的要求。特别应检查150mm×150mm×150mm试模的内表面平整度和相邻面夹角是否符合要求。试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。普通混凝土力学性能试验每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样。在试验室拌制混凝土时，其材料用量应以质量计，称量的精度：水泥、掺合料、水和外加剂为±0.5%；骨料为±1%。取样或试验室拌制的混凝土应在拌制后尽短的时间内成型，一般不宜超过15min。根据混凝土拌合物的稠度确定混凝土成型方法，坍落度不大于70mm的混凝土宜用振动振实；大于70mm的宜用捣棒人工捣实；检验现浇混凝土或预制构件的混凝土，试件成型方法宜与实际采用的方法相同。桥梁施工检测与评价技术37原材料试验-混凝土试件养护标准养护条件为，在温度20±5℃的环境中静置一到二天，然后拆模，立即放入20±2℃，相对湿度95%以上的标准养护室中或20±2℃不流动饱和Ca（OH）2养护，标准龄期28d；非标准为1d3d7d60d90d180d立方体抗压强度抗压试验步骤：检查所用压力机（精度±1%），选择量程（20%破坏荷载80%）试件表面与上下层压板面擦干净，试件承压面与成型时的顶面垂直，试件中心与压力机下压板中心对准；等级C30时，速率为0.3-0.5MPa/S，C60等级C30时为0.5-0.8MPa/S，等级C60时为0.8-1.0MPa/S；（4）当试件接近破坏开始急速变形时，停止调整油门，直到破坏。抗压强度计算与确定：取3个试件的算术平均值为强度值，当最大值或最小值与中间值得差超过中间值得15%，则舍弃最大与最小值，取中间值为抗压强度，若同时超过中间值的15%，则结果无效。C60时非标准试件应乘以尺寸换算系数，小0.95，大1.05桥梁施工检测与评价技术38原材料试验-混凝土轴心抗压强度试验弹性模量试验弯拉强度试验立方体劈裂强度强度试验桥梁施工检测与评价技术39原材料试验-钢材取样规则按同一牌号，同一外形，同一规格，同一生产工艺和同一交货状态，每批不大于60t。取样数量拉伸试验反复弯曲热轧带肋钢筋22热轧光圆钢筋222个试件的应从任意两根中分别切取，每根钢筋上取一个拉伸，一个冷弯，任一端截去500mm后切取：拉伸L≥10d+200mm；弯曲L≥5d+150mm。桥梁施工检测与评价技术40原材料试验-钢材拉伸试验试验步骤：在构件上画标距；调试试验机，选择量程；加载应力速率为2—20MPa/s；测量屈服强度与抗拉强度（中碳高碳以残余伸长0.2%时的应力为屈服强度）；结果及评定：强度屈服点的荷载：在试验机上进行钢筋拉伸试验时，当测力度盘的指针停止转动后恒定负载或第一次回转的最小负载即为所求。中碳钢和高碳钢没有明显的屈服点，采用分级加载，求出弹性直线段相应于小等级负载的平均伸长增量，由此计算出偏离直线段后各级负载的弹性伸长。从总伸长中减去弹性伸长即为残余伸长。通常以残余伸长0.2%的应力作为屈服强度。伸长率（应用分辨率优于0.1mm的量具，精确到0.25mm）；屈服强度，抗拉强度，伸长率有一个不合格，则拉力试验不合格；取双倍试验，如还有不合格则该批钢筋不合格桥梁施工检测与评价技术41原材料试验-钢材弯曲试验、反复弯曲试验试验一般在10～35℃的室温环境下进行，对温度要求严格的试验，试验温度应为23±5℃。桥梁用钢种类及检验指标所有钢材均进行力学性能及弯曲性能（预应力钢绞线除外）的检测；预应力钢材还应进行应力松弛试验；结构钢增加冲击试验项