試驗(yàn)工程師橋梁知識(shí)點(diǎn)

土工試驗(yàn)從試驗(yàn)環(huán)境和方法出發(fā)，可分為室內(nèi)試驗(yàn)、原位試驗(yàn)、原型試驗(yàn)。地基承載力檢測(cè)公路橋涵地基的巖土分：巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、特殊性巖土。平板載荷試驗(yàn)分淺層平板載荷試驗(yàn)和深層平板載荷試驗(yàn)。1、淺層平板載荷試驗(yàn)（1）地基在荷載作用下達(dá)到破壞狀態(tài)分三階段壓密階段②剪切階段③破壞階段（2）試驗(yàn)裝備載荷試驗(yàn)設(shè)備由加荷裝置、反力裝置、沉降觀測(cè)裝置組成。（3）現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試基坑寬度不小于承壓板寬度或直徑的3倍承壓板面積50x50cm或70.7x70.7cm的方板承壓板與土層接觸處，鋪設(shè)約20mm厚中砂或粗砂找平。試驗(yàn)加荷分級(jí)不應(yīng)少于8級(jí)，第一級(jí)荷載包括設(shè)備重力。每級(jí)荷載增量為地基土層預(yù)估極限承載力的1/10~18。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的2倍或接近試驗(yàn)土層的極限荷載。試驗(yàn)精度不應(yīng)低于最大荷載的1%，承壓板的沉降采用百分表或電測(cè)位移計(jì)量測(cè)，精度不低于0.01mm。加荷穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)在連續(xù)兩小時(shí)內(nèi)，每小時(shí)沉降量小于0.1mm時(shí)，則認(rèn)為已趨穩(wěn)定，可加下一級(jí)荷載。下列情況之一，可終止加載：A、承壓板周圍的土體有明顯側(cè)向擠出或發(fā)生裂紋B、在某一級(jí)荷載下，24h內(nèi)沉降速率不能達(dá)到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)C、沉降量急劇增大，P-S曲線出現(xiàn)陡降段，本機(jī)荷載的沉降量大于前級(jí)荷載沉降的5倍。D、沉降量與承壓板寬度或直徑之比等于或大于0.06。滿足前三種之一，其對(duì)應(yīng)的前一級(jí)荷載定為極限荷載。圓錐動(dòng)力觸探試驗(yàn)1、類型分輕型、重型、超重型三種。2、試壓方法以重型為例，試驗(yàn)采用63.5kg的穿心錘自動(dòng)脫鉤，以76cm落距自由下落，對(duì)土層連續(xù)進(jìn)行觸探，將標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)觸探頭打入土中10cm，記錄其錘擊數(shù)。3、重型和超重型試驗(yàn)要點(diǎn)（1）貫入時(shí)，穿心錘自動(dòng)脫落，自由落下。（2）地面上觸探桿的高度不宜超過(guò)1.5m，以免傾斜和擺動(dòng)過(guò)大。（3）貫入過(guò)程盡量連續(xù)貫入。錘擊速率宜每分鐘15~30擊。（4）每貫入10cm，記錄其相應(yīng)錘擊數(shù)。4、修正后的觸探桿錘擊數(shù)（1）探桿長(zhǎng)度的修正。（2）側(cè)壁摩擦影響的修正。（3）地下水影響的修正。5、試驗(yàn)成果應(yīng)用（1）利用觸探曲線進(jìn)行力學(xué)分層。（2）評(píng)價(jià)地基的密實(shí)度。（3）評(píng)價(jià)地基承載力。（4）確定地基土的變形模量。（5）確定單樁承載力。（6）確定抗剪強(qiáng)度、地基檢驗(yàn)和確定地基持力層。（7）評(píng)價(jià)地基均勻性和確定地基持力層。地基容許承載力1、地基承載力的確定可根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)、原位試驗(yàn)、野外荷載試驗(yàn)級(jí)鄰近建（構(gòu)）筑物調(diào)查對(duì)比，由經(jīng)驗(yàn)和理論公式計(jì)算綜合分析確定。地基承載力通常由下列途徑確定：A、有現(xiàn)場(chǎng)載荷試驗(yàn)或原位測(cè)試確定。B、按地基承載力理論公式計(jì)算。C、按現(xiàn)行規(guī)范提供的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。D、在土質(zhì)基本相同條件下，參照鄰近結(jié)構(gòu)物地基容許承載力。2、地基土承載力基本容許值的確定（1）一般巖土根據(jù)強(qiáng)度等級(jí)、節(jié)理確定承載力基本容許值。（2）碎石土地基根據(jù)其類別和密實(shí)度確定。（3）砂土根據(jù)圖的密實(shí)度和水位情況確定。（4）粉土地基根據(jù)土的天然孔隙比和天然含水率確定。（5）老黏性土地基根據(jù)壓縮模量確定。（6）一般黏性土、新近沉積黏性土根據(jù)液性指數(shù)和天然孔隙比確定?；鶚冻煽召|(zhì)量檢測(cè)檢測(cè)內(nèi)容：泥漿各種性能指標(biāo)測(cè)定和鉆孔位置、孔深、孔徑、垂直度、沉淀厚度等。泥漿性能指標(biāo)相對(duì)密度、黏度、含砂率、膠體率、失水率、泥皮厚、靜切力、酸堿度成空質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)1、孔的中心位置2、孔徑3、傾斜度：鉆孔小于1%，挖孔小于0.5%。4、孔深5、沉淀厚度：垂球法、電阻率法、電容法6、清孔后泥漿指標(biāo)樁身完整性檢測(cè)低應(yīng)變反射波法、聲波透射法、鉆探取芯法聲波透射法1、聲測(cè)管埋設(shè)要求樁徑不大于1500mm時(shí)，埋設(shè)三根管；大于1500mm時(shí)，埋設(shè)四根管。2、檢測(cè)對(duì)混凝土齡期要求《公路工程基樁動(dòng)測(cè)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定不應(yīng)小于14d°《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定受檢樁混凝土強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%,且不應(yīng)低于15MPa。3、可采用斜率法的PSD值作為輔助異常點(diǎn)的判據(jù)。鉆探取芯法1、對(duì)混凝土芯樣描述應(yīng)包括深度、混凝土芯樣是否為柱狀、完整性、膠結(jié)情況、表面光滑情況、斷口吻合程度、骨料大小分布情況、氣孔、蜂窩麻面、溝槽、破碎、夾泥、松散等情況。2、芯樣截取原則：科學(xué)、準(zhǔn)確、客觀地評(píng)價(jià)混凝土實(shí)際質(zhì)量，避免人為因素影響，特別是混凝土強(qiáng)度；取樣位置應(yīng)標(biāo)明其深度和高程。有缺陷部位的芯樣強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。3、截取芯樣應(yīng)符合：當(dāng)樁長(zhǎng)小于10m時(shí)，取2組；10~30m時(shí)，每孔截取3組；大于30m時(shí)，不少于4組；上部芯樣位置距樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)桿不宜大于1倍樁徑或超過(guò)2m，下部芯樣位置距樁底不宜大于1倍樁徑或超過(guò)2m，中間芯樣宜等間距截??；缺陷位置能取樣時(shí)，應(yīng)截取1組芯樣進(jìn)行抗壓試驗(yàn)；同一基樁的鉆芯孔數(shù)大于1個(gè)，且某一孔在某深度存在缺陷時(shí)，應(yīng)在其他孔的該深度處，截取1組芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。4、單樁混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值指該樁中不同深度位置的混凝土芯樣試件抗壓強(qiáng)度代表值中的最小值。5、鉆芯法存在的問(wèn)題雖然具有直觀、可靠、精確度高等優(yōu)點(diǎn)，也存在：（1）鉆芯法和芯樣加工比較笨重，操作不便，成本高，普遍使用受到限制。（2）取芯只能反映鉆孔范圍內(nèi)小部分混凝土質(zhì)量，對(duì)樁身的整個(gè)斷面來(lái)說(shuō)，以點(diǎn)帶面易造成誤判或漏判。（3）對(duì)局部缺陷和水平裂縫等判斷不夠準(zhǔn)確。（4）取芯后，樁身結(jié)構(gòu)局部受損，孔洞需修補(bǔ)?；鶚冻休d力檢測(cè)1、基樁極限承載力確定方法：靜載荷試驗(yàn)、樁的動(dòng)力試驗(yàn)。2、基樁靜載荷試驗(yàn)分：?jiǎn)螛敦Q向靜載荷試驗(yàn)、抗拔試驗(yàn)、水平靜推試驗(yàn)。3、靜載荷試驗(yàn)方法：等貫入速率法、循環(huán)加卸載法、終極荷載長(zhǎng)時(shí)間維持法等。我國(guó)常用的是維持荷載法。豎向靜載試驗(yàn)1、試驗(yàn)方法1）加載方式橋規(guī)采用慢速維持荷載法逐級(jí)加載。2）慢速維持荷載法試驗(yàn)要求（1）加載分級(jí)：不宜少于10級(jí)。最大加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)荷載的2倍。（2）沉降觀測(cè)：下沉未達(dá)到穩(wěn)定時(shí)不得進(jìn)行下一級(jí)加載。（2）穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每級(jí)加載下沉量，在下列時(shí)間內(nèi)不大于0.1mm，即穩(wěn)定。樁端下為巨粒土、砂類土、堅(jiān)硬黏質(zhì)土，最后30min。樁端下為半堅(jiān)硬和細(xì)粒土，最后1h。3）終極加載規(guī)定下列情況之一可終止加載：（1）總位移量大于或等于40mm，本級(jí)荷載沉降量大于或等于上一級(jí)下沉量的5倍。（2）總位移量大于或等于40mm，本級(jí)荷載加上24h尚未達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定。（3）巨粒土、砂類土、堅(jiān)硬黏質(zhì)土中，總下沉量小于40mm，但荷載已大于或等于設(shè)計(jì)荷載x設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)。（4）施工過(guò)程中的檢驗(yàn)性試驗(yàn)，一般繼續(xù)加到樁的2倍設(shè)計(jì)荷載為止。如果樁的總沉降量不超過(guò)40mm，且最后一級(jí)加載引起的沉降不超過(guò)前一級(jí)5倍。2、橋規(guī)中單樁豎向抗壓極限承載力確定（1）總位移大于或等于40mm，本級(jí)荷載沉降量大于或等于前一級(jí)5倍。取比終止荷載小一級(jí)的荷載為極限荷載。（2）總位移量大于或等于40mm，本級(jí)荷載加上后24h未達(dá)到穩(wěn)定。終止加載，取比終止時(shí)荷載小一級(jí)的荷載為極限荷載。（3）巨粒土、砂類土、堅(jiān)硬黏質(zhì)土，總下沉量小于40mm，但荷載已大于或等于設(shè)計(jì)荷載x設(shè)計(jì)規(guī)定的安全系數(shù)。終極加載，取此時(shí)的荷載為極限荷載。（4）確定困難的，繪制荷載一沉降（P-S）曲線、沉降一時(shí)間（S-t）曲線確定，必要時(shí)繪制S-logt曲線、S-logP曲線等綜合比較，確定合理的極限荷載。3、《建筑基樁檢測(cè)技術(shù)規(guī)范》中，單樁豎向抗壓極限承載力確定：（1）根據(jù)沉降隨荷載變化的特征確定：對(duì)于荷載一沉降（P-S）曲線呈陡降形時(shí)，取其發(fā)生明顯陡降的起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的荷載值。（2）根據(jù)沉降隨時(shí)間變化的特征確定：取曲線尾部出現(xiàn)明顯向下彎曲的前一級(jí)荷載值。（3）樁頂沉降量大于或等于前一級(jí)荷載沉降量2倍，且24h尚未穩(wěn)定，取前一級(jí)荷載值。（4）對(duì)于緩變形P-S曲線，可根據(jù)沉降量確定，宜取S=40mm對(duì)應(yīng)的荷載值；對(duì)直徑大于或等于800mm的樁，可取S=0.05D（D為樁端直徑）對(duì)應(yīng)的荷載值；當(dāng)樁長(zhǎng)大于40m時(shí)，宜考慮樁身彈性壓縮量。（5）當(dāng)按上述四款判定樁的豎向抗壓承載力未達(dá)到極限時(shí)，樁的豎向抗壓極限承載力宜取最大加載值。橋梁技術(shù)狀況評(píng)定橋梁檢查分經(jīng)常檢查、定期檢查、特殊檢查。1、經(jīng)常檢查檢查周期一般每月不得少于一次。支座的經(jīng)常檢查一般每季度一次。2、定期檢查最長(zhǎng)不得超過(guò)三年。新建橋梁交付使用一年后，進(jìn)行第一次全面檢查。臨時(shí)橋梁每年檢查不少于一次。在經(jīng)常檢查中發(fā)現(xiàn)重要部（構(gòu)）件的缺損明顯達(dá)到三、四、五類技術(shù)狀況時(shí)，應(yīng)立即安排一次定期檢查。3、特殊檢查下列情況，應(yīng)特殊檢查：（1）定期檢查難以判明損壞原因及程度的橋梁。（2）橋梁技術(shù)狀況為四、五類者。（3）擬通過(guò)加固手段提高荷載等級(jí)的橋梁。（4）條件許可時(shí)，特殊重要的橋梁在正常使用期間可周期性進(jìn)行荷載試驗(yàn)。橋梁遭受洪水、流冰、滑坡、地震、風(fēng)災(zāi)、漂流物或船舶撞擊，因超重車輛通過(guò)或其他異常情況影響造成損害時(shí)，可進(jìn)行應(yīng)急檢查。執(zhí)行橋梁特殊檢查的單位，應(yīng)具有相應(yīng)資質(zhì)。橋梁技術(shù)狀況評(píng)定1、分為一般評(píng)定和適應(yīng)性評(píng)定。一般評(píng)定由負(fù)責(zé)定期檢查者進(jìn)行，即為技術(shù)狀況評(píng)定；適應(yīng)性評(píng)定應(yīng)委托有相應(yīng)資質(zhì)及能力的單位進(jìn)行。2、公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定包括橋梁構(gòu)件、部件、橋面系、上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)和全橋評(píng)定。公路橋梁技術(shù)狀況評(píng)定應(yīng)采用分層綜合評(píng)定與5類橋梁?jiǎn)雾?xiàng)控制指標(biāo)相結(jié)合的方法。橋梁荷載試驗(yàn)1、在用的橋梁，存在下列情況之一，可進(jìn)行荷載試驗(yàn)：（1）技術(shù)狀態(tài)等級(jí)為四、五類。（2）擬提高荷載等級(jí)。（3）需要通過(guò)特殊重型車輛荷載。（4）遭受重大自然災(zāi)害或意外事件。（5）采用其他方法難以準(zhǔn)確判斷其能否承受預(yù)定荷載。橋梁荷載試驗(yàn)儀器設(shè)備1、變位機(jī)械式儀器設(shè)備：千（百）分表、撓度計(jì)、連通管電（聲、光）測(cè)儀器：位移計(jì)、水準(zhǔn)儀、全站儀2、應(yīng)變機(jī)械式：千分表引伸計(jì)電（聲、光）測(cè)儀器：電阻應(yīng)變計(jì)、電阻應(yīng)變儀、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)3、裂縫機(jī)械式：裂縫尺、引伸儀電（聲、光）測(cè)儀器：超聲波探測(cè)儀、讀數(shù)顯微鏡4、振動(dòng)參數(shù)電（聲、光）測(cè)儀器：測(cè)振傳感器、放大器、動(dòng)態(tài)信號(hào)采集記錄分析系統(tǒng)電阻應(yīng)變測(cè)量技術(shù)1、電阻應(yīng)變計(jì)應(yīng)變計(jì)尺寸小，質(zhì)量輕，粘貼方便。測(cè)量靈敏度高，最小應(yīng)變讀數(shù)可達(dá)10-6應(yīng)變（1卬），測(cè)量應(yīng)變量程一般可達(dá)到土20000~30000卬。2、當(dāng)結(jié)構(gòu)材料為勻質(zhì)（如鋼材）或局部應(yīng)力集中梯度比較大時(shí)，宜選擇小標(biāo)距應(yīng)變計(jì)；當(dāng)為非勻質(zhì)（如混凝土）或應(yīng)變梯度小又均勻時(shí)，可選大標(biāo)距應(yīng)變計(jì)（對(duì)混凝土標(biāo)距LN4~5倍最大集料直徑）。3、橋路組合的最實(shí)際應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。裂縫測(cè)量?jī)x器1、可視裂縫的檢測(cè)主要包括裂縫長(zhǎng)度、寬度、深度及裂縫分布和走向。2、測(cè)量裂縫寬度的讀數(shù)顯微鏡和裂縫尺。荷載試驗(yàn)準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)實(shí)橋試驗(yàn)荷載一般選用三軸載重車輛。橋梁靜載試驗(yàn)1、試驗(yàn)荷載確定對(duì)交、竣工驗(yàn)收荷載試驗(yàn)，靜載試驗(yàn)荷載效率系數(shù)n宜介于0.85?1.05之間；q其他靜載試驗(yàn)，宜介于0.95~1.05之間。2、加載試驗(yàn)實(shí)橋靜載試驗(yàn)一般安排在晚上，主要考慮加載時(shí)溫度變化和環(huán)境的干擾。干擾不大或?qū)?shù)據(jù)不會(huì)產(chǎn)生任何影響，不一定非在晚上。（1）靜載初讀數(shù)指試驗(yàn)正式開始時(shí)的零荷載讀數(shù)，不是準(zhǔn)備階段調(diào)試儀器讀數(shù)。（2）加載試驗(yàn)荷載應(yīng)分級(jí)施加，級(jí)數(shù)根據(jù)試驗(yàn)荷載總量和荷載分級(jí)增量確定，可分3~5級(jí)。當(dāng)橋梁技術(shù)資料不全時(shí)，增加分級(jí)。重點(diǎn)測(cè)試橋梁在荷載作用下的響應(yīng)規(guī)律時(shí)，可適當(dāng)加密加載分級(jí)。加載過(guò)程，保證非控制截面內(nèi)力或位移不超過(guò)控制荷載作用下的最不利值。當(dāng)試驗(yàn)條件限制時(shí)，附加控制截面可只進(jìn)行最不利加載。加載時(shí)間間隔應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)反應(yīng)穩(wěn)定的時(shí)間要求。當(dāng)進(jìn)行主要控制截面最大內(nèi)力（變形）加載試驗(yàn)時(shí)，穩(wěn)定時(shí)間不少于5min；對(duì)尚未投入運(yùn)營(yíng)的新橋，首個(gè)工況的分級(jí)加載穩(wěn)定時(shí)間不宜少于15min。（3）加載控制下列情況之一，應(yīng)停止加載，查明原因，采取措施后再確定是否進(jìn)行試驗(yàn)：控制測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值已達(dá)到或超過(guò)計(jì)算值?？刂茰y(cè)點(diǎn)變形（或撓度）超過(guò)計(jì)算值。結(jié)構(gòu)裂縫長(zhǎng)度、寬度或數(shù)量明顯增加。實(shí)測(cè)變形分布規(guī)律異常。橋體發(fā)出異響或發(fā)生其他異常情況。斜拉索或吊索（桿）索力增量實(shí)測(cè)值超過(guò)計(jì)算值。（4）卸載讀零（5）重復(fù)加載要求3、數(shù)據(jù)整理（1）殘余位移（或應(yīng)變）實(shí)際加載試驗(yàn)中產(chǎn)生的相對(duì)殘余變形（或應(yīng)變），對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土與組合結(jié)構(gòu)一般不允許大于20%；對(duì)鋼筋混凝土和圬工結(jié)構(gòu)一般不允許大于25%。（2）校驗(yàn)系數(shù)校驗(yàn)系數(shù)應(yīng)包括應(yīng)變（或應(yīng)力）校驗(yàn)系數(shù)及撓度校驗(yàn)系數(shù)。（3）裂縫混凝土橋梁裂縫及其擴(kuò)展情況的評(píng)定分析應(yīng)符合：試驗(yàn)荷載作用下新橋裂縫寬度不應(yīng)超過(guò)《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的容許值，卸載后其擴(kuò)展寬度應(yīng)閉合到容許值的1/3。卸載后，試驗(yàn)荷載作用下在用橋梁的裂縫寬度不宜超過(guò)《公路橋梁承載能力檢測(cè)評(píng)定規(guī)程》的規(guī)定。超過(guò)上述規(guī)定時(shí)，應(yīng)結(jié)合校驗(yàn)系數(shù)的計(jì)算結(jié)果，分析原因，采取措施。橋梁動(dòng)載試驗(yàn)橋梁動(dòng)力特性是橋梁固有特性，主要包括三個(gè)主要參數(shù)（頻率、振型和阻尼），它們是橋梁動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中最基本的內(nèi)容。動(dòng)力反應(yīng)表示橋梁在特定動(dòng)荷載作用下的動(dòng)態(tài)“輸出”，橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)主要參數(shù)為動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)撓度、加速度等。1、橋梁動(dòng)力特性參數(shù)測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性參數(shù)，也稱結(jié)構(gòu)自振特性參數(shù)或振動(dòng)模態(tài)參數(shù)，內(nèi)容主要包括結(jié)構(gòu)的自振頻率（自振周期）、振型和阻尼比等，它們是由結(jié)構(gòu)形式、建筑材料性能等結(jié)構(gòu)固有的特性所決定的，與外荷載無(wú)關(guān)。2、橋梁動(dòng)載試驗(yàn)主要是測(cè)定橋梁在車輛荷載等作用下的動(dòng)力參數(shù)（如動(dòng)應(yīng)力、動(dòng)撓度、加速度等）。（1）加載方式無(wú)障礙行車（跑車）試驗(yàn):5~80km/h有障礙行車（跳車）試驗(yàn)：5~20km/h制動(dòng)（剎車）試驗(yàn)：30~50km/h（2）數(shù)據(jù)整理主要對(duì)象是動(dòng)應(yīng)變和動(dòng)撓度。《公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》規(guī)定沖擊系數(shù)與結(jié)構(gòu)基本頻率有關(guān)，并規(guī)定：當(dāng)fV1.5Hz時(shí)，日=0.05當(dāng)1.5HzWfW14Hz時(shí)，|i=0.1767lnf-0.0157當(dāng)f>14Hz時(shí)，日=0.45動(dòng)態(tài)增量與橋梁固有頻率、結(jié)構(gòu)阻尼、車行速度、車輛數(shù)以及橋面平整度等都有關(guān)系。橋梁承載力評(píng)定概述在用橋梁有下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行承載能力檢測(cè)評(píng)定：（1）技術(shù)狀況等級(jí)為四、五類的橋梁（2）擬提高荷載等級(jí)的橋梁（3）需通