结构试验与检测技术(第一章).ppt

1、第一章第一章 结构试验与检测技术绪论结构试验与检测技术绪论1.1 1.1 概述概述一、课程要求一、课程要求熟悉简单桥梁结构试验方案制订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常用量测仪器的原理和应用熟悉数据处理方法熟悉数据处理方法熟悉结构性能分析和评价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）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了解桥梁施工监测与健康监测二、考查方式二、考查方式考试成绩考试成绩60%60%平时成绩（考勤、课堂表现、作业）平时成绩（考勤、课堂表现、作业）2

2、5%25%实验成绩实验成绩15%15%三、本课程的地位三、本课程的地位本专业主干课程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毕业设计的主要内容大多以原型桥梁为对象大多以原型桥梁为对象结构分析结构分析试验方案制订试验方案制订桥梁荷载试验、技术状况检测评定桥梁荷载试验、技术状况检测评定数据处理和结构性能分析（或结构检算）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主要研究对象:桥梁承重结构桥梁承重结构以现场试验检测技术为主要讨论对象

3、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、航空航天应用领域：土木、房建、汽车、航空航天，涉及领域很宽广，涉及领域很宽广研究对象：主要承重结构研究对象：主要承重结构研究内容：生产鉴定、设计计算理论、施工研究内容：生产鉴定、设计计算理论、施工/健康监测健康监测试验类型：原型试验检测、模型试验研究试验类型：原型试验检测、模型试验研究主要手段：

4、结构加载主要手段：结构加载 获取相应参数获取相应参数 性能评价性能评价主要目的：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五、理论分析与试验研究的关系 1 1、荷载对结构（系统）的作用、荷载对结构（系统）的作用 输入输入 系统特性系统特性 响应（约束条件）响应（约束条件）永久荷载永久荷载 结构形式、连接方式结构形式、连接方式 位移位移 基本可变荷载基本可变荷载 材料特性、截面特性材料特性、截面特性 应力应力 环境引起附加荷载环境引起附加荷

5、载 刚度、质量刚度、质量 抗裂性能抗裂性能 动力荷载动力荷载 自振特性自振特性 动力性能动力性能 2 2、理论分析、理论分析 输入已知输入已知 系统设计和结构分析系统设计和结构分析 计算结构响应计算结构响应 响应是否满足约束条件响应是否满足约束条件(规范限定规范限定)重新设计，直至满足重新设计，直至满足 3 3、试验分析、试验分析 试验研究试验研究 测试系统实际响应测试系统实际响应 求解系统实际特性求解系统实际特性 研究系统特性与设计要求符合性研究系统特性与设计要求符合性 验证和发展计算理论验证和发展计算理论否否六、试验检测与加固维护技术的关系六、试验检测与加固维护技术的关系试验检测是加固维护

6、技术的基础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：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重大结构安全运行监

7、测特殊车辆通行的结构检测和维护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法七、桥梁结构现场试验检测方法 （一）桥梁结构检查及技术状况评价（一）桥梁结构检查及技术状况评价 1 1、桥梁检查分为、桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查经常检查、定期检查和特殊检查 2 2、经常检查：全面巡查，目测为主，桥梁管理部门承担、经常检查：全面巡查，目测为主，桥梁管理部门承担 3 3、定定期期检检查查：技技术术状状况况全全面面检检查查，为为使使用用功功能能评评定定，制制订订管管养养计计划划提提供供依依据据。目目测测辅辅以以

8、必必要要设设备备，具具有有检检测测资资质质单单位位承承担担。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 4、特特殊殊检检查查：为为查查清清病病害害原原因因、破破损损程程度度，评评价价承承载载能能力力、抗抗灾灾能能力力，确确定定桥桥梁梁技技术术状状况况的的一一系系列列工工作作，分分专专门门检检查查和和应应急急检查，具有检测资质单位承担。荷载试验属特殊检查检查，具有检测资质单位承担。荷载试验属特殊检查 5 5、规规范范依依据据：公公路路桥桥涵涵养养护护规规范范（JTG JTG H11-2004 H11-2004)、公路桥梁技术状况评定标

9、准公路桥梁技术状况评定标准（JTG/T H21-2011JTG/T H21-2011）七、桥梁结构现场试验检测方法七、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（二）基于技术状况检测的结构检算评定 1 1、适用以下情形、适用以下情形 （1 1）技术状况等级为四、五类的桥梁）技术状况等级为四、五类的桥梁 （2 2）拟提高荷载等级的桥梁）拟提高荷载等级的桥梁 （3 3）需通行大件运输车辆的桥梁）需通行大件运输车辆的桥梁 （4 4）遭受重大自然灾害或意外事件的桥梁）遭受重大自然灾害或意外事件的桥梁 2 2、方法、方法 （1 1）引入检算系数）引入检算系数Z1Z1或或Z2Z2 （2

10、 2）考考虑虑影影响响承承载载力力的的各各种种因因素素（承承载载能能力力恶恶化化、截截面面折折减减、配钢筋截面折减）及活载影响修正系数配钢筋截面折减）及活载影响修正系数,必要时需进行荷载试验必要时需进行荷载试验 （3 3）按按两两类类极极限限状状态态计计算算抗抗力力效效应应和和作作用用效效应应，是是一一种种引引入入分分项检算系数修正极限状态设计表达式检测与检算相结合方法项检算系数修正极限状态设计表达式检测与检算相结合方法 3 3、依据：、依据：公路桥梁承载能力检测评定规程公路桥梁承载能力检测评定规程(JTG/T J21-2011)(JTG/T J21-2011)七、桥梁结构现场试验检测方法七、

11、桥梁结构现场试验检测方法 （三）桥梁荷载试验（三）桥梁荷载试验 1 1、适用：新桥或旧桥、适用：新桥或旧桥 2 2、方法、方法 (1)(1)通通过过必必要要的的试试验验计计算算，以以设设计计活活载载为为控控制制，对对控控制制部部位位 （截截面）对结构施加荷载（静力）面）对结构施加荷载（静力）（2 2）模拟桥梁在设计活载作用下的）模拟桥梁在设计活载作用下的最不利受力状况最不利受力状况 （3 3）通过量测）通过量测应变（应力）、挠度、裂缝宽度应变（应力）、挠度、裂缝宽度等力学指标等力学指标 （4 4）依据现有试验评价方法对桥梁承载力做出分析评定）依据现有试验评价方法对桥梁承载力做出分析评定 3 3

12、、特特点点：应应用用十十分分广广泛泛、比比较较直直观观可可靠靠，但但评评价价体体系系不不够够完完备备，主要基于活载增量的比较分析主要基于活载增量的比较分析 4 4、规范依据：、规范依据：公路桥梁荷载试验规程公路桥梁荷载试验规程(JTG/T J21-01-2015)(JTG/T J21-01-2015)（四）无损检测（四）无损检测 1 1、技术特点、技术特点 2 2、内容、内容 （1 1）混凝土裂缝深度）混凝土裂缝深度 （2 2）混凝土强度和碳化深度）混凝土强度和碳化深度 （3 3）混凝土结构内部缺陷）混凝土结构内部缺陷 （4 4）混凝土结构结合面质量）混凝土结构结合面质量 （5 5）基桩完整性

13、）基桩完整性 （6 6）氯离子含量）氯离子含量 （7 7）钢筋锈蚀（电化学法和电阻率法）钢筋锈蚀（电化学法和电阻率法）（8 8）混凝土内部钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径）混凝土内部钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径 （9 9）钢结构探伤和焊缝质量）钢结构探伤和焊缝质量 3 3、应用：技术状况评定，专项检测、应用：技术状况评定，专项检测 4 4、规范依据、规范依据 八、工程学科发展对试验检测技术的推动作用八、工程学科发展对试验检测技术的推动作用 1 1、大规模工程建设，试验需求日益增大、大规模工程建设，试验需求日益增大 2 2、工程问题日趋复杂、工程问题日趋复杂 3 3、更多采用整体结构和足尺结构试

14、验、更多采用整体结构和足尺结构试验 4 4、试验手段多样化，试验模拟更加准确、试验手段多样化，试验模拟更加准确 5 5、测试分析技术不断完善、测试分析技术不断完善 九、试验检测技术的发展九、试验检测技术的发展 1 1、计算机技术发展和应用、计算机技术发展和应用 2 2、新型传感器的发展和应用、新型传感器的发展和应用 3 3、无损检测技术的发展和应用、无损检测技术的发展和应用 4 4、试验加载手段更加先进、试验加载手段更加先进1.2 1.2 试验目的和任务试验目的和任务一、结构试验一、结构试验任务任务（目的）（目的）针对实际结构物或模型针对实际结构物或模型，以，以车辆荷载、模拟地震作用、风力、车

15、辆荷载、模拟地震作用、风力、温度温度变化变化等等作为影响因素作为影响因素以各种试验技术为手段，以各种试验技术为手段，以以量测仪器仪表为工具，量测仪器仪表为工具，测定测定结构结构在在荷载作用下荷载作用下的响应的响应参数（指标）参数（指标）评定结构的刚度、强度、抗裂性能、承载力以及营运性能评定结构的刚度、强度、抗裂性能、承载力以及营运性能获取理论计算无法确定的参数，如桥梁的阻尼比、冲击系数等获取理论计算无法确定的参数，如桥梁的阻尼比、冲击系数等动力参数动力参数检验和发展结构的计算理论检验和发展结构的计算理论、假定、方法、假定、方法为为新结构、新材料、新工艺的开发和推广应用提供依据新结构、新材料、新

16、工艺的开发和推广应用提供依据二、二、结构试验流程结构试验流程三、研究性试验三、研究性试验 1 1、任务和目的、任务和目的 （1 1）发展、验证或提出设计计算理论、假定）发展、验证或提出设计计算理论、假定 （2 2）开发或验证新结构、新技术、新材料、新工艺）开发或验证新结构、新技术、新材料、新工艺 （3 3）为规范修订提供基础数据）为规范修订提供基础数据 （4 4）解决重大工程技术问题）解决重大工程技术问题 2 2、特点、特点 （1 1）试验对象多为模型，有时采用原型（足尺）试验对象多为模型，有时采用原型（足尺）（2 2）针对性强，试验精度较高）针对性强，试验精度较高 （3 3）试验过程包括弹性、塑性、破坏等各个阶段）试验过程包括弹性、塑性、破坏等各个阶段 （4 4）通常在室内进行，技术环节多，周期长）通常在室内进行，技术环节多，周期长1.2 1.2 试验目的和任务试验目的和任务贵州乌江吊拉组合桥贵州乌江吊拉组合桥 （原型）（原型）贵州乌江吊拉组合桥贵州乌江吊拉组合桥 （模型）（模型）重庆大佛寺大桥稳定重庆大佛寺大桥稳定 模型试验模型试验重庆寸滩内河直立码头重庆寸滩内河直立码头 模型试验