桥梁结构检测实验指导书

4、对于较复杂的结构，有时需要知道基频以后的几个频率，此时可以连续改变激振力的频率，进行 所谓的“频率扫描”，使结构连续出现第一次共振、第二次共振，……等等，同时记录结构的振动图形。 在此基础上，在共振频率附件进行稳定的激振实验，即可准确的测定结构的固有频率。
5、结构的振动图形由动态信号分析测试系统与振动传感器组成的测振系统得到。 6、注意控制激振力，不能超过桥强度和刚度容许的范围。
六、试验结果分析： 1、将实测的发裂荷载 PfS ，与计算值 Pf 进行比较，并分析其产生差异的原因。
2、对桥梁的裂缝特征和结构安全性能作出评定。
七、PTS-C10 型表面裂缝宽度观测仪使用说明
裂缝侧宽：将测量头的两尖脚紧靠裂缝，即可在 LCD 显示屏上看到被放大的裂缝，微调测量头的位 置使裂缝与显示屏刻度基线垂直，根据裂缝所占刻度线的多少判读裂缝的宽度。
2、荷载的布置应符合设计的规定（或者与设计荷载成比例），当不相符时，应采用等效荷载的原则进 行代换，使桥梁在试验荷载下产生的内力图与设计的内力图相近似，主要使两者在最大受力部位的内力值 相等（或成比例）。
3、一般采用分级加载，在标准荷载以前分 5 级。 4、裂缝的发生和发展用眼睛观察，裂缝的宽度用裂缝观测仪测量，在标准荷载下的最大裂缝宽度测 量应包括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝宽度（包括底面和侧面）， 测量斜裂缝时，应取斜裂缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应在构件上绘出，并注明荷载级别和 相应的裂缝宽度值。 5、为准确测定发裂荷载值，试验过程中应注意观察第一条裂缝的出现。 6、件接近破坏时，注意观察试件的破坏特征并确定出破坏荷载值。 7、《钢筋混凝土预制构件质量检验评定标准》规定：当构件纵向受拉钢筋处的最大裂缝宽度达到 1.5mm，或者斜裂缝宽度达到 1.5mm 时，认为构件破坏。
桥梁结构检测 实 验 指 导 书
宁波大学土木工程实验教学中心 2006 年 6 月
实验 1 桥梁结构现场裂缝观测实验
一、试验目的：
1、学会用表面裂缝宽度观测仪测读裂缝宽度； 2、通过对典型钢筋混凝土桥梁结构在加载前后的裂缝变化，评估桥梁的性能。 3、掌握试验量测数据的整理、分析和表达方法。
二、试件、试验设备及仪器
二，因此这两个实验的部分实验内容相同。
一、试验目的：
1、学会用百分表和测读桥梁结构的变形； 2、通过测量典型钢筋混凝土桥梁结构在加载时的变形，评估桥梁的性能。 3、掌握试验量测数据的整理、分析和表达方法。
二、试件、试验设备及仪器
1、桥梁结构选取实际桥梁结构，为方便起见，以简单的简支梁小桥为主。 2、加载设备：汽车荷载、人群荷载等； 3、静态电阻应变仪(YE2538)； 4、百分表及表架；
四、实验准备
除了实验设备和实验原理的准备外，应该通过计算桥梁的自振频率和振型，从而为激振器的位置和激 振频率的数值提供参考，并比较理论和实际的差别。
五、试验步骤：
1、按照计算得到的振型和桥梁结构的实际情况，确定安装激振器的位置，并固定。 2、安装并调试好动态信号分析测试系统和传感器，用以测量桥梁的强迫振动响应，传感器的位置根 据振型确定。 3、按照计算得到的一阶自振频率，设定初始激振频率，通过共振实验找到桥梁的基频。 4、连续改变激振力的频率，进行所谓的“频率扫描”，使结构连续出现第二次共振、第三次共振，…… 等等，同时记录结构的振动图形，确定桥梁的其他高阶自振频率。
三、试验原理
1、究桥梁结构的工作性能，主要测定其刚度及各级荷载下的变形情况，另外就是测量控制区段的应 变大小和变化，找出刚度随外荷变化的规律。
2、荷载的布置应符合设计的规定（或者与设计荷载成比例），当不相符时，应采用等效荷载的原则进 行代换，使桥梁在试验荷载下产生的内力图与设计的内力图相近似，主要使两者在最大受力部位的内力值 相等（或成比例）。
三、试验原理
1、强迫振动法是利用激振器，对结构施加激振力，使结构产生强迫振动，改变激振力的频率而使结 构产生共振现象，并借助共振现象来确定结构的动力特性。
2、激振器在结构上的安装位置和激振方向要根据实验的要求而定，激振器应牢固地固定在结构上， 由底座将交变激振力传给结构。
3、连续改变激振器的频率，当激振力的频率与结构的固有频率相等时，结构出现共振现象，此时， 所记录到的频率即为结构的固有频率。
六、试验结果分析：
1、将实测的自振频率与计算值进行比较，并分析其产生差异的原因。
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2、对桥梁的刚度作出评定。
七、激振器简介
激振器是附加在某些机械和设备上用以产生激励力的装置，是利用机械振动的重要部件。激振器能使 被激物件获得一定形式和大小的振动量，从而对物体进行振动和强度试验，或对振动测试仪器和传感器进 行校准。上图为电动式激振器及其基本构造，可产生单向的或多向的，简谐的或非简谐的激励力。
1、桥梁结构选取实际桥梁结构，为方便起见，以简单的简支梁小桥为主。 2、加载设备：汽车荷载、人群荷载等； 3、静态电阻应变仪(YE2538)； 4、百分表及表架； 5、裂缝观测仪（PTS-C10）、钢卷尺及其他工具等。
三、试验原理
1、究桥梁结构的工作性能，主要测定其抗裂度及各级荷载下的挠度和裂缝开展情况，另外就是测量 控制区段的应变大小和变化，找出刚度随外荷变化的规律。
四、实验准备
除了实验设备和实验原理的准备外，应该通过计算估计初始裂缝产生时的荷载，从而为确定标准荷载 做准备。
五、试验步骤：
1、按标准荷载的 20%分级算出加载值。自重等作为初级荷载计入。 2、按“电阻应变片粘贴技术”要求贴好应变片，做好防潮防水处理，引出导线。装好挠度计或百分 表。
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3、进行 1~3 级预载试验，测取读数，观察试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除。
七、百分表使用说明
百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动,将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。主要用于测 量制件的尺寸和形状、位置误差等。分度值为 0.01mm,测量范围为 0-3、0-5、0-10mm。
百分表的构造主要由 3 个部件组成：表体部分、传动系统、读数装置。 百分表是美国的 B.C.艾姆斯于 1890 年制成的。常用于形状和位置误差以及小位移的长度测量。百分 表的圆表盘上印制有 100 个等分刻度，即每一分度值相当于量杆移动 0.01 毫米。若在圆表盘上印制有 200 个或 100 个等分刻度 ，则每一分度值为 0.001 毫米或 0.002 毫米 ，这种测量工具即称为千分表。改变测 头形状并配以相应的支架，可制成百分表的变形品种，如厚度百分表、深度百分表和内径百分表等。如用 杠杆代替齿条可制成杠杆百分表和杠杆千分表，其示值范围较小，但灵敏度较高。此外，它们的测头可在 一定角度内转动，能适应不同方向的测量，结构紧凑。它们适用于测量普通百分表难以测量的外圆、小孔 和沟槽等的形状和位置误差。
仪器校验：校验时将测量头的两尖脚对准校验刻度板上下边缘的两条基准线，在屏幕上即可看到标准 刻度的 2mm 刻度线。调整测量头的位置，使放大后标准 2mm 刻度的图像与屏幕上 2mm 刻度线重合，若 误差不超过 0.02mm，则说明仪器放大倍数属正常范围，可以正常使用。
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实验 2 桥梁结构变形检测
本实验与实验一（桥梁结构现场裂缝观测实验）同时进行，不同的学生分组分别进行实验一和实验

实验 3 桥梁结构自振频率检测
一、试验目的：
1、学会用强迫振动法确定桥梁结构的自振频率； 3、掌握试验量测数据的整理、分析和表达方法。
二、试件、试验设备及仪器
1、桥梁结构选取实际桥梁结构，为方便起见，以简单的简支梁小桥为主。 2、加载设备：激振器(JZQ-7)； 3、动态信号分析测试系统(DH5937)； 4、传感器(DC10)
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五、试验步骤：
1、按标准荷载的 20%分级算出加载值。自重等作为初级荷载计入。 2、按“电阻应变片粘贴技术”要求贴好应变片，做好防潮防水处理，引出导线。装好挠度计或百分 表。 3、进行 1~3 级预载试验，测取读数，观察试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除。
六、试验结果分析：
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1、将实测的挠度值与计算值进行比较，并分析其产生差异的原因。 2、对桥梁的刚度和结构安全性能作出评定。
3、一般采用分级加载，在标准荷载以前分 5 级。 4、用百分表测量支点，L/4，L/2，3L/4 断面的挠度，挠度取梁底的挠度。 5、用两个定距的百分表测量支座处梁的转角。 6、注意观察挠度，不能超过桥梁规范中的容许挠度，否则立即停止加载。
四、实验准备
除了实验设备和实验原理的准备外，应该通过计算估计达到容许挠度时的荷载，该荷载与强度容许荷 载比较，从而确定标准荷载。