試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

試驗(yàn)一 靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試工藝及靜態(tài)應(yīng)變儀的操作方法一 、試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 掌握電阻應(yīng)變片的選用原則、方法及其粘貼技術(shù)；2. 熟悉靜態(tài)應(yīng)變儀的操作規(guī)程；3. 掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀單點(diǎn)測(cè)量的基本原理；4. 學(xué)會(huì)電阻應(yīng)變儀的半橋測(cè)量接線方法。二、試驗(yàn)設(shè)備及儀表電橋兆歐表萬(wàn)用電表粘結(jié)劑電阻應(yīng)變片電烙鐵及其它工具導(dǎo)線若干Bz-2206型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀標(biāo)準(zhǔn)鋼梁（等強(qiáng)度梁）三、試驗(yàn)內(nèi)容及原理1. 電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)（1）、外觀檢查；用放大鏡仔細(xì)檢查應(yīng)變片結(jié)構(gòu)，檢查絲柵有無(wú)短路、有無(wú)銹蝕斑痕、有無(wú)彎折；測(cè)試應(yīng)變片的阻值，檢查其阻值是否和提供的電阻應(yīng)變片阻值相符；（2）、貼片前表面的處理：將欲貼應(yīng)變片部位表面用砂紙打光，并將其表面打出與等強(qiáng)度梁軸線成450的細(xì)紋，然后用藥棉沾丙酮將表面擦洗干凈，細(xì)至藥棉上無(wú)污跡為止；（3）、畫(huà)線定位：在貼片處，根據(jù)測(cè)量方向定位畫(huà)線（如圖2）；（4）、在粘貼應(yīng)變片處滴一小滴502膠（注意應(yīng)變片正反面），將應(yīng)變片貼在預(yù)定位置上，用一小塊塑料布蓋在應(yīng)變片上，用手輕輕擠壓應(yīng)變片，將多余的膠水?dāng)D出（注意不要讓膠水粘在手上）；（5）、檢查貼片質(zhì)量：先觀察應(yīng)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(wàn)用表檢查應(yīng)變片的絕緣度，絕緣度要求大于100M，若不符合要求，則用吹風(fēng)機(jī)烘烤（注意溫度不能超過(guò)600），若仍不能達(dá)到要求，則需要重新貼片；（6）、接線：先貼端子，將應(yīng)變片的引線、導(dǎo)線分別焊在端子的對(duì)應(yīng)接頭上；（7）、在導(dǎo)線的一端進(jìn)一步檢查片子的絕緣度及阻值；（8）、防潮處理：用凡士林把應(yīng)變片、端子封好；2. 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作原理靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的讀數(shù)儀與各橋臂應(yīng)變片的應(yīng)變值i有下列關(guān)系：儀=1-2-3+4半橋接線與測(cè)量如果應(yīng)變片R1接于應(yīng)變儀AB接線柱，溫度補(bǔ)償片R2接于BC接線柱，則構(gòu)成外半橋，如圖；內(nèi)半橋由應(yīng)變儀內(nèi)部?jī)蓚€(gè)精密無(wú)感繞線電阻組成，應(yīng)變儀讀出的數(shù)值為儀=1。四、試驗(yàn)步驟1. 按要求粘貼應(yīng)變片（軸線上），測(cè)量等強(qiáng)度梁的厚度及各部分尺寸；2. 按半橋接法接通橋路，預(yù)調(diào)應(yīng)變儀，使所接測(cè)點(diǎn)讀數(shù)為零，如果實(shí)在不能調(diào)零，則記下初始讀數(shù)。3. 加載試驗(yàn)：分級(jí)加載5N、10N、15N、20N、25N、30N共6級(jí)。逐級(jí)記取讀數(shù)。4. 重復(fù)上述步驟3次，取每級(jí)荷載下應(yīng)變的平均值。并在每一次試驗(yàn)后記下殘余應(yīng)變值。五、數(shù)據(jù)處理與分析繪出荷載應(yīng)變關(guān)系曲線，實(shí)測(cè)的和理論的相比較。分析產(chǎn)生誤差的原因。六、試驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)測(cè)試結(jié)果，得到在不同荷載情況下測(cè)點(diǎn)的應(yīng)變及應(yīng)力（梁的彈性模量按210000MPa取值）；2、分析測(cè)點(diǎn)布置在不同測(cè)點(diǎn)時(shí)測(cè)試結(jié)果有何不同？3、分析為何將應(yīng)變片靈敏系數(shù)、電阻值相近的放在一起？軸線應(yīng)變片補(bǔ)償塊應(yīng)變片圖1 圖2定位線定位線貼片處R1R2R4R3BACD試驗(yàn)二 動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試工藝及動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的操作方法一 、試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 了解動(dòng)態(tài)應(yīng)變測(cè)試的原理及方法；2. 掌握動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀和信號(hào)分析儀的操作方法，重點(diǎn)掌握應(yīng)變儀的標(biāo)定及衰減。二、試驗(yàn)儀器及設(shè)備箔式應(yīng)變片萬(wàn)用表導(dǎo)線等強(qiáng)度梁電吹風(fēng)502膠丙酮靜態(tài)電阻應(yīng)變儀剝線鉗電烙鐵焊錫放大鏡砂紙電橋盒動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀信號(hào)分析儀三、試驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 由指導(dǎo)教師介紹動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀、分析儀各按紐的功能及使用注意事項(xiàng)；2. 按以下步驟操作、調(diào)試儀器（1）、所有儀器電源置關(guān)閉狀態(tài)，應(yīng)變儀上各健紐按儀器使用說(shuō)明書(shū)要求就位；（2）、連接橋盒、應(yīng)變儀和分析儀，按半橋連接橋盒和應(yīng)變片；（3）、打開(kāi)儀器電源開(kāi)關(guān)（先應(yīng)變儀，再分析儀）；（4）、應(yīng)變儀調(diào)零、調(diào)節(jié)應(yīng)變儀上的電阻平衡、確定標(biāo)定值和衰減檔次（見(jiàn)儀器說(shuō)明書(shū)）；（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(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行；3、試驗(yàn)（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(guò)分析儀顯示屏估計(jì)動(dòng)應(yīng)變的大??；（3）、打標(biāo)定；（4）、正式分級(jí)加載（10KN一級(jí)，共5級(jí)），測(cè)量、記錄；（5）、將數(shù)據(jù)記入表1；數(shù)據(jù)記錄表測(cè)點(diǎn)內(nèi)容1234電壓應(yīng)變電壓應(yīng)變電壓應(yīng)變電壓應(yīng)變正標(biāo)定負(fù)標(biāo)定10KN20KN30KN40KN50KN10KN20KN30KN40KN50KN10KN應(yīng)變動(dòng)態(tài)增量50KN應(yīng)變動(dòng)態(tài)增量四、試驗(yàn)報(bào)告1、整理出各工況動(dòng)應(yīng)變測(cè)試曲線圖；2、計(jì)算實(shí)測(cè)動(dòng)應(yīng)變值。3、分析動(dòng)態(tài)測(cè)試中導(dǎo)線采用屏蔽線的原因？試驗(yàn)三 鋼弦傳感器的工作原理及應(yīng)變測(cè)試一 、試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 掌握表面、內(nèi)置鋼弦傳感器測(cè)試結(jié)構(gòu)靜應(yīng)變的原理及方法；2. 掌握內(nèi)置、表面?zhèn)鞲衅鞯陌惭b要點(diǎn)及注意事項(xiàng)；3、了解索結(jié)構(gòu)內(nèi)力測(cè)試采用弦式傳感器的工作原理及優(yōu)點(diǎn)。二、試驗(yàn)儀器及設(shè)備JMZX-215型鋼弦傳感器JMZX-212型鋼弦傳感器JMZX-200X綜合測(cè)試儀粘結(jié)劑502膠砂紙丙酮標(biāo)準(zhǔn)桿扳手三、試驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 按粘貼應(yīng)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(shí)注意不能用力過(guò)猛，以防將傳感器損壞；（2）、將卸下的底座安裝在標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(kāi)；（4）、待底座和構(gòu)件表面粘牢后，卸下標(biāo)準(zhǔn)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(guò)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(yàn)（1）、對(duì)簡(jiǎn)支梁施加豎向力；（2）、待每級(jí)荷載施加完畢后，將讀數(shù)儀接在鋼弦傳感器上，讀出每級(jí)荷載下傳感器的讀數(shù)；（3）、加載共分5級(jí)（10KN為一級(jí)），按下表格式記錄相應(yīng)讀數(shù)；鋼弦傳感器測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表荷載分級(jí)測(cè)點(diǎn)12鋼弦頻率（HZ）應(yīng)變（）鋼弦頻率（HZ）應(yīng)變（）初讀數(shù)10KN20 KN30 KN40 KN50 KN四、試驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)附錄所給公式，整理2個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變、應(yīng)力隨荷載變化歷程；2、分析兩測(cè)點(diǎn)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(xiàng)？4、查閱相關(guān)文獻(xiàn)，分析斜拉橋中拉索、懸索橋中吊桿內(nèi)力測(cè)試采用弦式傳感器的原理；5、敘述智能傳感器的優(yōu)點(diǎn)。附錄：鋼弦傳感器的工作原理鋼弦式應(yīng)變傳感器工作原理是：在微幅振動(dòng)條件下，鋼弦的自振頻率與鋼弦應(yīng)力有如下關(guān)系：式中：f鋼弦的自振頻率； L鋼弦的自由長(zhǎng)度； 鋼弦應(yīng)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(yīng)力與其自振頻率的平方成正比，常數(shù)k可通過(guò)標(biāo)定求得。實(shí)用弦式應(yīng)變傳感器均經(jīng)過(guò)標(biāo)定得到應(yīng)變一頻率關(guān)系：式中：k、A常數(shù)； f0初始頻率。得到結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)的微應(yīng)變后，即可通過(guò)胡克定律得到結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)處的應(yīng)力。試驗(yàn)四 簡(jiǎn)支鋼桁梁靜載非破壞性試驗(yàn)一 、試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(cè)試方法；3. 掌握鋼桁梁變形測(cè)試測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)試方法。4. 通過(guò)對(duì)鋼桁架節(jié)點(diǎn)位移、桿件內(nèi)力、支座處上弦桿轉(zhuǎn)角的測(cè)量，對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的工作性能作出分析，并驗(yàn)證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。二、試驗(yàn)儀器及設(shè)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(diǎn)板厚=4mm，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖4-1所示；2加載設(shè)備100t靜力壓力試驗(yàn)機(jī)(JN-020型)；3靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、讀數(shù)儀；4應(yīng)變片及其附屬設(shè)備、表面式鋼弦應(yīng)變傳感器；5百分表、撓度計(jì)及支架等；6傾角儀。三、試驗(yàn)方案1、采用中點(diǎn)垂直對(duì)稱加載；2、測(cè)點(diǎn)布置如下圖所示；3、觀測(cè)項(xiàng)目：各桿件的內(nèi)力；各節(jié)點(diǎn)的撓度值。4、加卸載方案：采用分級(jí)加載（分4級(jí)），分別為：5KN、10 KN、15 KN、20 KN。卸載也采用分級(jí)（2級(jí)）：10 KN、0 KN。四、試驗(yàn)內(nèi)容及步驟1. 按應(yīng)變片粘貼試驗(yàn)中介紹方法將應(yīng)變片粘貼在鋼桁梁桿件表面（注意應(yīng)將應(yīng)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(cè)點(diǎn)應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線按測(cè)點(diǎn)編號(hào)接在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上；（2）、按測(cè)點(diǎn)編號(hào)、儀器通道號(hào)繪出測(cè)點(diǎn)位置簡(jiǎn)圖；（3）、各測(cè)點(diǎn)調(diào)平；（4）、在跨中、節(jié)點(diǎn)、支點(diǎn)位置鋼桁架下翼緣兩側(cè)分別布設(shè)百分表或千分表；（5）、拉動(dòng)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(gè)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(dòng)百分表羅盤(pán)，使百分表或千分表的指針和某個(gè)整數(shù)重合，記錄初始狀態(tài)時(shí)百分表或千分表的讀數(shù)；3、試驗(yàn)（1）、按每級(jí)5KN一級(jí)荷載在跨中處施加集中荷載，共分4級(jí)；（2）、記錄每級(jí)荷載作用下各應(yīng)力測(cè)點(diǎn)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、百分表、千分表的度數(shù)；（3）、加完4級(jí)荷載后，從20KN開(kāi)始，每5KN一級(jí)卸載，直至0KN；（4）、記錄卸載過(guò)程中每級(jí)荷載下靜態(tài)電阻應(yīng)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(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表測(cè)點(diǎn)荷載1234應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）0KN5KN10KN15KN20KN15KN10KN5KN0KN撓度測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表測(cè)點(diǎn)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(yàn)報(bào)告1、整理出各測(cè)點(diǎn)內(nèi)力隨荷載變化曲線圖；2、分析支點(diǎn)處布置變形測(cè)點(diǎn)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(cè)試變形外，可用于結(jié)構(gòu)變形測(cè)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(diǎn)與支點(diǎn)截面百分表、千分表初讀數(shù)設(shè)置值有何不同？分析其原因。6、對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，理論值與實(shí)測(cè)值相比較，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果作出結(jié)論。 試驗(yàn)五 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁靜載非破壞性試驗(yàn)一 、試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 掌握鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂荷載的測(cè)試方法；2. 掌握混凝土裂縫寬度的測(cè)試方法；3、掌握混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試測(cè)點(diǎn)布置、測(cè)試方法；4、掌握混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)展標(biāo)示方法；5、掌握混凝土梁撓度測(cè)試方法。二、試驗(yàn)儀器及設(shè)備1、紙式應(yīng)變片、萬(wàn)用表、導(dǎo)線、電吹風(fēng)、502膠、丙酮、靜態(tài)電阻應(yīng)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(yàn)內(nèi)容及步驟1. 按應(yīng)變片粘貼方法在簡(jiǎn)支梁跨中截面混凝土兩側(cè)上下翼緣布設(shè)紙基應(yīng)變片；2. 在跨中截面混凝土兩側(cè)上下翼緣各布設(shè)一個(gè)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(huà)出水平、橫向格線；4、在跨中、兩側(cè)1/4跨、兩支點(diǎn)處兩側(cè)各布置一塊百分表；5、將靜態(tài)電阻應(yīng)變儀調(diào)平、百分表、千分表記錄初讀數(shù)；6、試驗(yàn)（1）、按每級(jí)10KN加載；（2）、記錄每級(jí)荷載作用下鋼弦傳感器、應(yīng)變片、百分表、千分表讀數(shù)；（3）、將所測(cè)數(shù)據(jù)按下表記錄；應(yīng)變片應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表荷載測(cè)點(diǎn)1234應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）應(yīng)變（）應(yīng)力（MPa）0KN10KN20KN30KN40KN50KN鋼弦傳感器應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表荷載測(cè)點(diǎn)1234頻率（HZ）應(yīng)力（MPa）頻率（HZ） 應(yīng)力（MPa）頻率（HZ）應(yīng)力（MPa）頻率（HZ） 應(yīng)力（MPa）0KN10KN20KN30KN40KN50KN撓度測(cè)試數(shù)據(jù)記錄表荷載測(cè)點(diǎn)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(cè)試數(shù)據(jù)記錄表測(cè)點(diǎn)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(yàn)報(bào)告1、整理出各荷載工況下各測(cè)點(diǎn)應(yīng)力變化曲線圖；2、整理出跨中、兩個(gè)1/4截面撓度隨荷載變化曲線；3、分析如何利用支點(diǎn)截面所測(cè)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(huà)格線？5、如何測(cè)試出截面的開(kāi)裂荷載？6、分析鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力測(cè)試中，采用不同應(yīng)變片的原因。p分載梁試件 鋼弦應(yīng)變計(jì)試驗(yàn)六 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)摩阻測(cè)試一 、試驗(yàn)?zāi)康募耙?. 掌握預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中摩阻測(cè)試的方法；2. 掌握摩擦損失計(jì)算公式；3. 掌握預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生摩阻的原因；4. 掌握先張、后張預(yù)應(yīng)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(yàn)儀器及設(shè)備YDC240Q千斤頂ZB4500高壓油泵高強(qiáng)低松弛鋼絞線單孔錨具夾片配套油表壓力傳感器三、試驗(yàn)內(nèi)容本試驗(yàn)擬在鋼箱梁上，讓學(xué)生自己實(shí)踐預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中摩阻測(cè)試的方法。學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作，應(yīng)對(duì)預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)傳力方式、工作原理等有清晰的認(rèn)識(shí)。四、試驗(yàn)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(jìn)油張拉，張拉分級(jí)按400KN，直至鋼絞線張拉控制應(yīng)力；7. 每級(jí)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(gè)循環(huán)，求其平均值；9. 讓乙端錨固，甲端張拉，同樣做三個(gè)循環(huán)；10. 兩端平均值再次平均，作為摩擦損失。四、試驗(yàn)報(bào)告1、根據(jù)測(cè)試結(jié)果，整理出摩