结构试验及检测技术(第一章)
33页1、第一章 结构试验与检测技术绪论,1.1 概述 一、课程要求 熟悉简单桥梁结构试验方案制订 熟悉试验加载方法和手段 熟悉常用量测仪器的原理和应用 熟悉数据处理方法 熟悉结构性能分析和评价方法 熟悉桥梁结构技术状况评价方法(承载力评定) 了解桥梁施工监测与健康监测 二、考查方式 考试成绩60% 平时成绩(考勤、课堂表现、作业)25% 实验成绩15%,三、本课程的地位 本专业主干课程 与毕业设计密切相关,是顺利完成毕业设计的基础 毕业设计的主要内容 大多以原型桥梁为对象 结构分析 试验方案制订 桥梁荷载试验、技术状况检测评定 数据处理和结构性能分析(或结构检算) 根据对象的特性,进行有针对性的加固维护设计 主要研究对象:桥梁承重结构 以现场试验检测技术为主要讨论对象,四、何为结构试验检测 用人为控制的方式对结构施加预定的影响因素(荷载等),提取结构响应信息(参数)、对结构性能进行评定的方法 应用领域:土木、房建、汽车、航空航天,涉及领域很宽广 研究对象:主要承重结构 研究内容:生产鉴定、设计计算理论、施工/健康监测 试验类型:原型试验检测、模型试验研究 主要手段:结构加载 获取相应参数 性能
2、评价 主要目的:基于实测的结构性能评价、工程鉴定、科学研究 应用:桥梁结构试验,构件试验,科学研究,五、理论分析与试验研究的关系1、荷载对结构(系统)的作用输入 系统特性 响应(约束条件)永久荷载 结构形式、连接方式 位移基本可变荷载 材料特性、截面特性 应力 环境引起附加荷载 刚度、质量 抗裂性能动力荷载 自振特性 动力性能 2、理论分析 输入已知 系统设计和结构分析 计算结构响应响应是否满足约束条件(规范限定) 重新设计,直至满足3、试验分析试验研究 测试系统实际响应 求解系统实际特性研究系统特性与设计要求符合性 验证和发展计算理论,否,六、试验检测与加固维护技术的关系,试验检测是加固维护技术的基础 只有客观获取(检测)结构的现状(特征),才可能有针对性地进行加固维护设计和施工 试验检测技术是评价加固维护效果的主要手段 试验检测是加固技术的组成部分(如加固过程的效果和安全监测) 试验检测技术在结构维护中应用广泛,如: 通过试验检测获取的信息,为维护、养管提供决策依据 重大结构安全运行监测 特殊车辆通行的结构检测和维护 交通事故、自然灾害后的检测与维护加固,七、桥梁结构现场试验检测方
3、法(一)桥梁结构检查及技术状况评价 1、桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查 2、经常检查:全面巡查,目测为主,桥梁管理部门承担 3、定期检查:技术状况全面检查,为使用功能评定,制订管养计划提供依据。目测辅以必要设备,具有检测资质单位承担。推荐用各部件权重及综合评定方法,技术状况等级分五类4、特殊检查:为查清病害原因、破损程度,评价承载能力、抗灾能力,确定桥梁技术状况的一系列工作,分专门检查和应急检查,具有检测资质单位承担。荷载试验属特殊检查5、规范依据:公路桥涵养护规范(JTG H11-2004 )、公路桥梁技术状况评定标准(JTG/T H21-2011),七、桥梁结构现场试验检测方法(二)基于技术状况检测的结构检算评定1、适用以下情形(1)技术状况等级为四、五类的桥梁(2)拟提高荷载等级的桥梁(3)需通行大件运输车辆的桥梁(4)遭受重大自然灾害或意外事件的桥梁2、方法(1)引入检算系数Z1或Z2(2)考虑影响承载力的各种因素(承载能力恶化、截面折减、配钢筋截面折减)及活载影响修正系数,必要时需进行荷载试验(3)按两类极限状态计算抗力效应和作用效应,是一种引入分项检算系数修正极限
4、状态设计表达式检测与检算相结合方法3、依据:公路桥梁承载能力检测评定规程(JTG/T J21-2011),七、桥梁结构现场试验检测方法(三)桥梁荷载试验1、适用:新桥或旧桥2、方法(1)通过必要的试验计算,以设计活载为控制,对控制部位 (截面)对结构施加荷载(静力)(2)模拟桥梁在设计活载作用下的最不利受力状况(3)通过量测应变(应力)、挠度、裂缝宽度等力学指标(4)依据现有试验评价方法对桥梁承载力做出分析评定3、特点:应用十分广泛、比较直观可靠,但评价体系不够完备,主要基于活载增量的比较分析4、规范依据:公路桥梁荷载试验规程(JTG/T J21-01-2015),(四)无损检测1、技术特点2、内容(1)混凝土裂缝深度(2)混凝土强度和碳化深度(3)混凝土结构内部缺陷(4)混凝土结构结合面质量(5)基桩完整性(6)氯离子含量(7)钢筋锈蚀(电化学法和电阻率法)(8)混凝土内部钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径(9)钢结构探伤和焊缝质量3、应用:技术状况评定,专项检测4、规范依据,八、工程学科发展对试验检测技术的推动作用1、大规模工程建设,试验需求日益增大2、工程问题日趋复杂3、更多采用整体
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