試驗指導書

試驗一 靜態(tài)應變測試工藝及靜態(tài)應變儀的操作方法一 、試驗目的及要求1. 掌握電阻應變片的選用原則、方法及其粘貼技術；2. 熟悉靜態(tài)應變儀的操作規(guī)程；3. 掌握靜態(tài)電阻應變儀單點測量的基本原理；4. 學會電阻應變儀的半橋測量接線方法。二、試驗設備及儀表電橋兆歐表萬用電表粘結(jié)劑電阻應變片電烙鐵及其它工具導線若干Bz-2206型靜態(tài)電阻應變儀標準鋼梁（等強度梁）三、試驗內(nèi)容及原理1. 電阻應變片的粘貼技術（1）、外觀檢查；用放大鏡仔細檢查應變片結(jié)構(gòu)，檢查絲柵有無短路、有無銹蝕斑痕、有無彎折；測試應變片的阻值，檢查其阻值是否和提供的電阻應變片阻值相符；（2）、貼片前表面的處理：將欲貼應變片部位表面用砂紙打光，并將其表面打出與等強度梁軸線成450的細紋，然后用藥棉沾丙酮將表面擦洗干凈，細至藥棉上無污跡為止；（3）、畫線定位：在貼片處，根據(jù)測量方向定位畫線（如圖2）；（4）、在粘貼應變片處滴一小滴502膠（注意應變片正反面），將應變片貼在預定位置上，用一小塊塑料布蓋在應變片上，用手輕輕擠壓應變片，將多余的膠水擠出（注意不要讓膠水粘在手上）；（5）、檢查貼片質(zhì)量：先觀察應變片下是否有氣泡、漏粘現(xiàn)象，檢查引出線是否粘在試件上，再用萬用表檢查應變片的絕緣度，絕緣度要求大于100M，若不符合要求，則用吹風機烘烤（注意溫度不能超過600），若仍不能達到要求，則需要重新貼片；（6）、接線：先貼端子，將應變片的引線、導線分別焊在端子的對應接頭上；（7）、在導線的一端進一步檢查片子的絕緣度及阻值；（8）、防潮處理：用凡士林把應變片、端子封好；2. 靜態(tài)電阻應變儀的操作原理靜態(tài)電阻應變儀的讀數(shù)儀與各橋臂應變片的應變值i有下列關系：儀=1-2-3+4半橋接線與測量如果應變片R1接于應變儀AB接線柱，溫度補償片R2接于BC接線柱，則構(gòu)成外半橋，如圖；內(nèi)半橋由應變儀內(nèi)部兩個精密無感繞線電阻組成，應變儀讀出的數(shù)值為儀=1。四、試驗步驟1. 按要求粘貼應變片（軸線上），測量等強度梁的厚度及各部分尺寸；2. 按半橋接法接通橋路，預調(diào)應變儀，使所接測點讀數(shù)為零，如果實在不能調(diào)零，則記下初始讀數(shù)。3. 加載試驗：分級加載5N、10N、15N、20N、25N、30N共6級。逐級記取讀數(shù)。4. 重復上述步驟3次，取每級荷載下應變的平均值。并在每一次試驗后記下殘余應變值。五、數(shù)據(jù)處理與分析繪出荷載應變關系曲線，實測的和理論的相比較。分析產(chǎn)生誤差的原因。六、試驗報告1、根據(jù)測試結(jié)果，得到在不同荷載情況下測點的應變及應力（梁的彈性模量按210000MPa取值）；2、分析測點布置在不同測點時測試結(jié)果有何不同？3、分析為何將應變片靈敏系數(shù)、電阻值相近的放在一起？軸線應變片補償塊應變片圖1 圖2定位線定位線貼片處R1R2R4R3BACD試驗二 動態(tài)應變測試工藝及動態(tài)應變儀的操作方法一 、試驗目的及要求1. 了解動態(tài)應變測試的原理及方法；2. 掌握動態(tài)電阻應變儀和信號分析儀的操作方法，重點掌握應變儀的標定及衰減。二、試驗儀器及設備箔式應變片萬用表導線等強度梁電吹風502膠丙酮靜態(tài)電阻應變儀剝線鉗電烙鐵焊錫放大鏡砂紙電橋盒動態(tài)電阻應變儀信號分析儀三、試驗內(nèi)容及步驟1. 由指導教師介紹動態(tài)電阻應變儀、分析儀各按紐的功能及使用注意事項；2. 按以下步驟操作、調(diào)試儀器（1）、所有儀器電源置關閉狀態(tài)，應變儀上各健紐按儀器使用說明書要求就位；（2）、連接橋盒、應變儀和分析儀，按半橋連接橋盒和應變片；（3）、打開儀器電源開關（先應變儀，再分析儀）；（4）、應變儀調(diào)零、調(diào)節(jié)應變儀上的電阻平衡、確定標定值和衰減檔次（見儀器說明書）；（5）、確定分析儀的采樣諸參數(shù)；注意：該儀器功能較多，具體操作必須在指導教師指導下進行；3、試驗（1）、儀器再次調(diào)零；（2）、試加載并用手按住已加砝碼的懸臂梁，然后釋放，通過分析儀顯示屏估計動應變的大??；（3）、打標定；（4）、正式分級加載（10KN一級，共5級），測量、記錄；（5）、將數(shù)據(jù)記入表1；數(shù)據(jù)記錄表測點內(nèi)容1234電壓應變電壓應變電壓應變電壓應變正標定負標定10KN20KN30KN40KN50KN10KN20KN30KN40KN50KN10KN應變動態(tài)增量50KN應變動態(tài)增量四、試驗報告1、整理出各工況動應變測試曲線圖；2、計算實測動應變值。3、分析動態(tài)測試中導線采用屏蔽線的原因？試驗三 鋼弦傳感器的工作原理及應變測試一 、試驗目的及要求1. 掌握表面、內(nèi)置鋼弦傳感器測試結(jié)構(gòu)靜應變的原理及方法；2. 掌握內(nèi)置、表面?zhèn)鞲衅鞯陌惭b要點及注意事項；3、了解索結(jié)構(gòu)內(nèi)力測試采用弦式傳感器的工作原理及優(yōu)點。二、試驗儀器及設備JMZX-215型鋼弦傳感器JMZX-212型鋼弦傳感器JMZX-200X綜合測試儀粘結(jié)劑502膠砂紙丙酮標準桿扳手三、試驗內(nèi)容及步驟1. 按粘貼應變片處理粘貼表面的方法將待安裝傳感器的部位清洗干凈；2. 按以下步驟安裝表面鋼弦傳感器（1）、將表面鋼弦傳感器的底座從傳感器上卸下，卸下底座時注意不能用力過猛，以防將傳感器損壞；（2）、將卸下的底座安裝在標準桿上，擰緊底座螺絲；（3）、在底座底面滴502膠，將涂有502膠、帶有標準桿的底座底面朝向構(gòu)件表面，用力將底座壓向構(gòu)件表面，直至粘牢后松開；（4）、待底座和構(gòu)件表面粘牢后，卸下標準桿；（5）、安裝表面?zhèn)鞲衅鳎簩鞲衅靼惭b在已粘牢的底座上，擰緊底座螺絲，通過調(diào)整傳感器上的旋鈕，調(diào)節(jié)傳感器的初始讀數(shù)；（6）、在梁的跨中截面拉、壓區(qū)分別安裝上表面鋼弦傳感器；3、試驗（1）、對簡支梁施加豎向力；（2）、待每級荷載施加完畢后，將讀數(shù)儀接在鋼弦傳感器上，讀出每級荷載下傳感器的讀數(shù)；（3）、加載共分5級（10KN為一級），按下表格式記錄相應讀數(shù)；鋼弦傳感器測試數(shù)據(jù)記錄表荷載分級測點12鋼弦頻率（HZ）應變（）鋼弦頻率（HZ）應變（）初讀數(shù)10KN20 KN30 KN40 KN50 KN四、試驗報告1、根據(jù)附錄所給公式，整理2個測點應變、應力隨荷載變化歷程；2、分析兩測點鋼弦傳感器讀數(shù)變化差異，分析表面?zhèn)鞲衅髡{(diào)整初讀數(shù)的原因；3、敘述出內(nèi)置、表面?zhèn)鞲衅靼惭b注意事項？4、查閱相關文獻，分析斜拉橋中拉索、懸索橋中吊桿內(nèi)力測試采用弦式傳感器的原理；5、敘述智能傳感器的優(yōu)點。附錄：鋼弦傳感器的工作原理鋼弦式應變傳感器工作原理是：在微幅振動條件下，鋼弦的自振頻率與鋼弦應力有如下關系：式中：f鋼弦的自振頻率； L鋼弦的自由長度； 鋼弦應力；鋼弦的質(zhì)量密度。上式可變換為： =kf2式中：k常數(shù)。從上式可發(fā)現(xiàn)，鋼弦應力與其自振頻率的平方成正比，常數(shù)k可通過標定求得。實用弦式應變傳感器均經(jīng)過標定得到應變一頻率關系：式中：k、A常數(shù)； f0初始頻率。得到結(jié)構(gòu)測點的微應變后，即可通過胡克定律得到結(jié)構(gòu)測點處的應力。試驗四 簡支鋼桁梁靜載非破壞性試驗一 、試驗目的及要求1. 進一步學習和掌握幾種常用儀表的性能、安裝和使用方法；2. 掌握鋼桁梁桿件內(nèi)力測試方法；3. 掌握鋼桁梁變形測試測點布置及測試方法。4. 通過對鋼桁架節(jié)點位移、桿件內(nèi)力、支座處上弦桿轉(zhuǎn)角的測量，對桁架結(jié)構(gòu)的工作性能作出分析，并驗證理論計算的準確性。二、試驗儀器及設備1試件鋼桁架、跨度4.2m，上下弦桿采用等邊角鋼2303，腹桿采用2253，節(jié)點板厚=4mm，測點布置見圖4-1所示；2加載設備100t靜力壓力試驗機(JN-020型)；3靜態(tài)電阻應變儀、讀數(shù)儀；4應變片及其附屬設備、表面式鋼弦應變傳感器；5百分表、撓度計及支架等；6傾角儀。三、試驗方案1、采用中點垂直對稱加載；2、測點布置如下圖所示；3、觀測項目：各桿件的內(nèi)力；各節(jié)點的撓度值。4、加卸載方案：采用分級加載（分4級），分別為：5KN、10 KN、15 KN、20 KN。卸載也采用分級（2級）：10 KN、0 KN。四、試驗內(nèi)容及步驟1. 按應變片粘貼試驗中介紹方法將應變片粘貼在鋼桁梁桿件表面（注意應將應變片的軸線和桿件的軸線一致）；2. 按以下步驟操作、調(diào)試儀器31.4=4.2m0.7m鋼桁架示意圖（1）、將所有的測點應變片通過導線按測點編號接在靜態(tài)電阻應變儀上；（2）、按測點編號、儀器通道號繪出測點位置簡圖；（3）、各測點調(diào)平；（4）、在跨中、節(jié)點、支點位置鋼桁架下翼緣兩側(cè)分別布設百分表或千分表；（5）、拉動百分表拉桿，觀察百分表拉桿觸頭是否和鋼構(gòu)件表面密貼，調(diào)整百分表兩個桿，使百分表或千分表的拉桿前端部和鋼構(gòu)件表面密貼；（6）、旋動百分表羅盤，使百分表或千分表的指針和某個整數(shù)重合，記錄初始狀態(tài)時百分表或千分表的讀數(shù)；3、試驗（1）、按每級5KN一級荷載在跨中處施加集中荷載，共分4級；（2）、記錄每級荷載作用下各應力測點靜態(tài)電阻應變儀、百分表、千分表的度數(shù)；（3）、加完4級荷載后，從20KN開始，每5KN一級卸載，直至0KN；（4）、記錄卸載過程中每級荷載下靜態(tài)電阻應變儀、百分表、千分表的讀數(shù)；（5）、將數(shù)據(jù)按下表格式記錄；應力測試數(shù)據(jù)記錄表測點荷載1234應變（）應力（MPa）應變（）應力（MPa）應變（）應力（MPa）應變（）應力（MPa）0KN5KN10KN15KN20KN15KN10KN5KN0KN撓度測試數(shù)據(jù)記錄表測點荷載1234讀數(shù)（mm）變形（mm）讀數(shù)（mm）變形（mm）讀數(shù)（mm）變形（mm）讀數(shù)（mm）變形（mm）0KN5KN10KN15KN20KN15KN10KN5KN0KN四、試驗報告1、整理出各測點內(nèi)力隨荷載變化曲線圖；2、分析支點處布置變形測點的原因，整理出跨中、1/4截面撓度隨荷載變化曲線；3、分析除采用百分表、千分表測試變形外，可用于結(jié)構(gòu)變形測試的其它方法；4、掌握百分表、千分表由于行程不夠中間需要倒表的具體做法及記錄；5、觀察跨中、節(jié)點與支點截面百分表、千分表初讀數(shù)設置值有何不同？分析其原因。6、對測量數(shù)據(jù)進行處理與分析，理論值與實測值相比較，對試驗結(jié)果作出結(jié)論。 試驗五 鋼筋混凝土簡支梁靜載非破壞性試驗一 、試驗目的及要求1. 掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開裂荷載的測試方法；2. 掌握混凝土裂縫寬度的測試方法；3、掌握混凝土結(jié)構(gòu)應力測試測點布置、測試方法；4、掌握混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)展標示方法；5、掌握混凝土梁撓度測試方法。二、試驗儀器及設備1、紙式應變片、萬用表、導線、電吹風、502膠、丙酮、靜態(tài)電阻應變儀、剝線鉗、電烙鐵、焊錫、放大鏡、砂紙2、表面式鋼弦傳感器及其讀數(shù)采集儀3、放大鏡、裂縫寬度讀數(shù)儀4、千分表、百分表三、試驗內(nèi)容及步驟1. 按應變片粘貼方法在簡支梁跨中截面混凝土兩側(cè)上下翼緣布設紙基應變片；2. 在跨中截面混凝土兩側(cè)上下翼緣各布設一個表面鋼弦傳感器；3. 在混凝土表面涂白灰，并按一定間距用鉛筆在混凝土表面畫出水平、橫向格線；4、在跨中、兩側(cè)1/4跨、兩支點處兩側(cè)各布置一塊百分表；5、將靜態(tài)電阻應變儀調(diào)平、百分表、千分表記錄初讀數(shù)；6、試驗（1）、按每級10KN加載；（2）、記錄每級荷載作用下鋼弦傳感器、應變片、百分表、千分表讀數(shù)；（3）、將所測數(shù)據(jù)按下表記錄；應變片應力測試數(shù)據(jù)記錄表荷載測點1234應變（）應力（MPa）應變（）應力（MPa）應變（）應力（MPa）應變（）應力（MPa）0KN10KN20KN30KN40KN50KN鋼弦傳感器應力測試數(shù)據(jù)記錄表荷載測點1234頻率（HZ）應力（MPa）頻率（HZ） 應力（MPa）頻率（HZ）應力（MPa）頻率（HZ） 應力（MPa）0KN10KN20KN30KN40KN50KN撓度測試數(shù)據(jù)記錄表荷載測點1234讀數(shù)（mm）變形（mm）讀數(shù)（mm）變形（mm）讀數(shù)（mm）變形（mm）讀數(shù)（mm）變形（mm）0KN10KN20KN30KN40KN50KN裂縫測試數(shù)據(jù)記錄表測點荷載12345678寬度（mm）寬度（mm）寬度（mm）寬度（mm）寬度（mm）寬度（mm）寬度（mm）寬度（mm）0KN10KN20KN30KN40KN50KN四、試驗報告1、整理出各荷載工況下各測點應力變化曲線圖；2、整理出跨中、兩個1/4截面撓度隨荷載變化曲線；3、分析如何利用支點截面所測數(shù)據(jù)修正跨中、1/4截面撓度？4、分析為何在混凝土表面涂白灰、畫格線？5、如何測試出截面的開裂荷載？6、分析鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)應力測試中，采用不同應變片的原因。p分載梁試件 鋼弦應變計試驗六 預應力結(jié)構(gòu)摩阻測試一 、試驗目的及要求1. 掌握預應力結(jié)構(gòu)中摩阻測試的方法；2. 掌握摩擦損失計算公式；3. 掌握預應力結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生摩阻的原因；4. 掌握先張、后張預應力結(jié)構(gòu)傳力方式；5. 了解錨具構(gòu)造、安裝方法及工作原理；二、試驗儀器及設備YDC240Q千斤頂ZB4500高壓油泵高強低松弛鋼絞線單孔錨具夾片配套油表壓力傳感器三、試驗內(nèi)容本試驗擬在鋼箱梁上，讓學生自己實踐預應力結(jié)構(gòu)中摩阻測試的方法。學生通過實際操作，應對預應力結(jié)構(gòu)傳力方式、工作原理等有清晰的認識。四、試驗步驟1. 安裝混凝土梁；2. 安裝用于彎折鋼絞線的鋼板；3. 穿鋼絞線，安裝工作錨具及夾片；4. 在混凝土梁兩端安裝壓力傳感器；5. 在甲、乙兩端安裝張拉千斤頂；6. 甲端千斤頂空打油缸6cm，乙端千斤頂進油張拉，張拉分級按400KN，直至鋼絞線張拉控制應力；7. 每級荷載作用下，記錄兩端壓力傳感器的讀數(shù)，其壓力差即為摩擦損失；8. 做三個循環(huán)，求其平均值；9. 讓乙端錨固，甲端張拉，同樣做三個循環(huán)；10. 兩端平均值再次平均，作為摩擦損失。四、試驗報告1、根據(jù)測試結(jié)果，整理出摩