結(jié)構(gòu)試驗指導(dǎo)書2015

1、試驗一 靜態(tài)應(yīng)變測試工藝及靜態(tài)應(yīng)變儀的操作方法一 、試驗?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)測量的基本原理；4. 學(xué)會電阻應(yīng)變儀的半橋測量接線方法。二、試驗設(shè)備及儀表電橋兆歐表萬用電表粘結(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)，檢查絲柵有無短路、有無銹蝕斑痕、有無彎折；測試應(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

2、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(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

3、片的引線、導(dǎo)線分別焊在端子的對應(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3；內(nèi)半橋由應(yīng)變儀內(nèi)部兩個精密無感繞線電阻組成，應(yīng)變儀讀出的數(shù)值為儀=1。四、試驗步驟1. 按要求粘貼應(yīng)變片（軸線上），測量等強(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，使所接測點(diǎn)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：

4、分級加載5N、10N、15N、20N、25N、30N共6級。逐級記取讀數(shù)。4. 重復(fù)上述步驟3次，取每級荷載下應(yīng)變的平均值。并在每一次試驗后記下殘余應(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(diǎn)的應(yīng)變及應(yīng)力（梁的彈性模量按210000MPa取值）；2、分析測點(diǎn)布置在不同測點(diǎn)時測試結(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R1R2R3R4BACD圖3試驗二 動態(tài)應(yīng)變測試工藝及動態(tài)應(yīng)變儀的操作方法一 、試驗?zāi)康募耙?. 了解動

5、態(tài)應(yīng)變測試的原理及方法；2. 掌握動態(tài)電阻應(yīng)變儀和信號分析儀的操作方法，重點(diǎn)掌握應(yīng)變儀的標(biāo)定及衰減。二、試驗儀器及設(shè)備箔式應(yīng)變片萬用表導(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態(tài)電阻應(yīng)變儀信號分析儀三、試驗內(nèi)容及步驟1. 由指導(dǎo)教師介紹動態(tài)電阻應(yīng)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(guān)閉狀態(tài)，應(yīng)變儀上各健紐按儀器使用說明書要求就位；（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）、打開儀器電源開關(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（見儀

6、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(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)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(yīng)變的大??；（3）、打標(biāo)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(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)變動態(tài)增量50KN應(yīng)變動態(tài)增量四、試驗報告1、整理出各工況動應(yīng)變測試曲線圖；2、計算實測動應(yīng)變值。3、分析動態(tài)測試中導(dǎo)線采用屏

7、蔽線的原因？試驗三 鋼弦傳感器的工作原理及應(yīng)變測試一 、試驗?zāi)康募耙?. 掌握表面、內(nèi)置鋼弦傳感器測試結(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；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(diǎn)。二、試驗儀器及設(shè)備JMZX-215型鋼弦傳感器JMZX-212型鋼弦傳感器JMZX-200X綜合測試儀粘結(jié)劑502膠砂紙丙酮標(biāo)準(zhǔn)桿扳手三、試驗內(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

8、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；（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(yīng)讀數(shù)；鋼弦傳感器測試數(shù)據(jù)記錄表測點(diǎn)荷載分級12鋼弦頻率（HZ）應(yīng)

9、變（）鋼弦頻率（HZ）應(yīng)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(diǎn)應(yīng)變、應(yīng)力隨荷載變化歷程；2、分析兩測點(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？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)

10、，鋼弦應(yīng)力與其自振頻率的平方成正比，常數(shù)k可通過標(biāo)定求得。實用弦式應(yīng)變傳感器均經(jīng)過標(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)測點(diǎn)的微應(yīng)變后，即可通過胡克定律得到結(jié)構(gòu)測點(diǎn)處的應(yīng)力。試驗四 簡支鋼桁梁靜載非破壞性試驗一 、試驗?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)力測試方法；3. 掌握鋼桁梁變形測試測點(diǎn)布置及測試方法。4. 通過對鋼桁架節(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(zhǔn)確性。二、試驗儀器及設(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

11、，節(jié)點(diǎn)板厚=4mm，測點(diǎn)布置見圖4-1所示；2加載設(shè)備100t靜力壓力試驗機(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、撓度計及支架等；6傾角儀。三、試驗方案1、采用中點(diǎn)垂直對稱加載；2、測點(diǎn)布置如下圖所示；3、觀測項目：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(yīng)變片粘貼試驗中介紹方法將應(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

12、.4=4.2m0.7m鋼桁架示意圖（1）、將所有的測點(diǎn)應(yīng)變片通過導(dǎo)線按測點(diǎn)編號接在靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上；（2）、按測點(diǎn)編號、儀器通道號繪出測點(diǎn)位置簡圖；（3）、各測點(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(yīng)力測點(diǎn)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、百分表、千分表的

13、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(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)力測試數(shù)據(jù)記錄表測點(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撓度測試數(shù)據(jù)記錄表測點(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、試驗報告1、整理出各測點(diǎn)內(nèi)力隨荷載變化曲

14、線圖；2、分析支點(diǎn)處布置變形測點(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(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、對測量數(shù)據(jù)進(jìn)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靜載試驗及傳感器應(yīng)用一 、試驗?zāi)康募耙?. 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(yīng)力測試測點(diǎn)布置、測試方法；4、掌握混凝土結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)展標(biāo)示方法；5、

15、掌握混凝土梁撓度測試方法。二、試驗儀器及設(shè)備1、紙式應(yīng)變片、萬用表、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5、混凝土簡支梁長3000mm、跨度2800mm，截面300200mm，C30混凝土，分載梁支點(diǎn)距跨中500mm。三、試驗內(nèi)容及步驟1. 按應(yīng)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(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(diǎn)處

16、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（1）、按每級10kN加載；（2）、記錄每級荷載作用下鋼弦傳感器、應(yīng)變片、百分表、千分表讀數(shù)；（3）、將所測數(shù)據(jù)按下表記錄；應(yīng)變片應(yīng)力測試數(shù)據(jù)記錄表荷載測點(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）0kN10kN20kN30kN40kN50kN0kN鋼弦傳感器應(yīng)力測試數(shù)據(jù)記錄表荷載測點(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）0kN10kN20kN30kN40kN50kN0kN撓度測試數(shù)

17、據(jù)記錄表荷載測點(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）0kN10kN20kN30kN40kN50kN0kN裂縫測試數(shù)據(jù)記錄表測點(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）0kN10kN20kN30kN40kN50kN0kN四、試驗報告1、整理出各荷載工況下各測點(diǎn)應(yīng)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(diǎn)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、

18、分析鋼結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力測試中，采用不同應(yīng)變片的原因。p分載梁試件 鋼弦應(yīng)變計試驗六 預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)摩阻測試一 、試驗?zāi)康募耙?. 掌握預(yù)應(yīng)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(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、試驗儀器及設(shè)備試件梁長6.0m，下排管道彎起角2.5，上排管道彎起角6；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；20t壓力傳感器；JMX-3003讀數(shù)儀三、試驗內(nèi)容本試驗擬在鋼箱梁上，讓學(xué)生自己實踐預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中摩阻測試的方法。學(xué)生通過實際操作，應(yīng)對預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)傳力方式、工作原理等有清晰的認(rèn)識。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(jìn)油張拉，張拉分級按400KN，直至鋼絞線張拉控制應(yīng)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