结构实验与量测技术实验
桥梁结构检测实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过现场检测和室内分析，对某座桥梁的结构健康状况进行评估，了解其承载能力和安全性。
实验内容包括外观检查、无损检测、静载试验和动载试验，以全面掌握桥梁的力学性能和使用状况。
二、实验对象及环境实验对象：某市某桥梁，全长120米，宽20米，单跨结构，主梁为预应力混凝土箱梁。
实验环境：晴朗，风力适中，温度15-25摄氏度。
三、实验方法1. 外观检查- 对桥梁整体外观进行检查，包括桥面、桥墩、桥台、伸缩缝等部位。
- 观察并记录裂缝、剥落、变形、腐蚀等病害。
2. 无损检测- 使用超声波检测技术对桥梁混凝土构件进行无损检测，评估其内部质量。
- 使用红外热像仪检测桥梁结构温度场，分析其热应力分布。
3. 静载试验- 在桥梁指定位置进行静载试验，加载重量根据桥梁设计荷载确定。
- 测量并记录桥梁在加载过程中的变形、内力、位移等参数。
4. 动载试验- 使用激振器对桥梁进行动载试验，测量其自振频率、阻尼比等动态参数。
- 分析桥梁的动力特性，评估其抗振能力。
四、实验结果与分析1. 外观检查- 桥面、桥墩、桥台等部位存在少量裂缝，但未发现严重病害。
- 伸缩缝工作正常，无异常现象。
2. 无损检测- 超声波检测结果显示，桥梁混凝土构件内部质量良好，无较大缺陷。
- 红外热像仪检测结果显示，桥梁结构温度场分布均匀，热应力较小。
3. 静载试验- 静载试验过程中，桥梁变形和内力均在设计允许范围内。
- 桥梁整体结构稳定，无异常现象。
4. 动载试验- 动载试验结果显示，桥梁自振频率和阻尼比均在设计允许范围内。
- 桥梁抗振能力良好，可满足正常使用需求。
五、结论根据本次实验结果，该桥梁结构健康状况良好，承载能力和安全性满足设计要求。
但仍需注意以下几点：1. 定期对桥梁进行外观检查，及时发现并处理裂缝、剥落等病害。
2. 加强桥梁养护工作，确保桥梁结构长期稳定。
3. 关注桥梁动力特性，防止桥梁发生共振现象。
六、实验总结本次桥梁结构检测实验采用多种检测方法，全面评估了桥梁的结构健康状况。
物理实验技术中的物质结构测量与分析方法
物理实验技术中的物质结构测量与分析方法在物理学研究中，物质结构的测量和分析是十分关键的。
通过对物质结构的研究，我们可以了解物质的性质和行为规律，从而推动科学的发展。
在本文中，我们将探讨一些常见的物质结构测量与分析方法。
一、X射线衍射X射线衍射是一种常用的物质结构分析方法。
通过射线束照射样品，然后测量样品对X射线的衍射图案，我们可以得到样品的晶体结构信息。
这是因为晶体的原子排列会对入射的X射线产生衍射，形成明亮的斑点或弧线。
根据衍射图片的特征，我们可以推测晶体的空间对称性和晶胞参数等信息。
这项技术广泛应用于金属材料、无机物以及生物分子的结构研究上。
二、散射技术散射技术是另一种常见的物质结构分析方法。
根据散射的类型，我们可以将其分为几种不同的技术。
其中最常见的是光散射和中子散射。
光散射是将光束照射到样品上，然后测量散射光的方向和强度。
通过分析散射光的行为，我们可以了解样品的微观结构和性质。
例如，X射线晶体学就是一种基于光散射的方法，通过光束照射晶体，再观察散射光的特征，来推断晶体的结构。
与光散射类似，中子散射也是一种常见的物质结构分析方法。
通过使用中子束照射样品，然后观察和测量散射中子的行为，我们可以研究样品的结构和性质。
中子散射具有良好的穿透能力和高灵敏度，对于研究含有轻元素的物质具有天然的优势。
三、电子显微镜电子显微镜是一种非常强大的物质结构测量工具。
与光学显微镜相比，电子显微镜的分辨率更高，可以观察到更小的结构细节。
电子显微镜有两种主要的类型：扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）。
SEM主要用于表面形貌和粗糙度的观察，可以得到样品表面的高分辨率图像。
SEM通过照射样品，然后测量样品表面电子信号的强度和反射方向来成像。
利用SEM，我们可以观察到样品表面的微观结构、形貌和成分等信息。
TEM则可以提供样品的内部结构信息。
TEM利用电子束穿过样品，然后测量透射电子的强度和散射方向，并通过电子透射形成图像。
土木工程结构试验与检测
4-8、电阻应变计的主要技术指标
1）电阻值 R（n） ，120Ω。 2）标距L，即敏感栅的有效长度。3）灵敏系数 K。4）使用面积以标距l 乘以敏感栅宽度 a 表示。5）线性输出时，所能量测的最大应变值。6）机械滞后。7）疲劳寿命。8）绝缘电阻。
4-9、电阻应变计的工作原理
：电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。
11 液压加载系统有哪几部分组成？电液伺服加载的关键技术及其优点是什么？ 液压加载系统通常是由油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台座等组 成电液伺服加载系统主要采用了电液伺服阀进行闭环控制。电液伺服技术可以较为精确地 模拟试件所受的实际外力，产生真实的试验状态，它可以将荷载、应变、位移等不同力学参 量直接作为控制参数，实行自动控制，并在试验过程中进行控制参量的转换。 可获得高精度的加载机位移控制。
2-3
3-1、重物加载方法的作用方式及其特点、要求是什么？ 答：重物加载有重力直接加载和间接加载。 重力直接加载是将物体的重力直接作用于结构上的一种加载方法，即在结构表面堆放重物模拟构件表面的均布荷载；或在结构表面围设水 箱，利用防水膜止水，再向水箱内灌水。水的重力作用最接近于结构的重力状态，易于施加和排放，加载卸便捷，适合大面积的平板试件。但 用水加载要求水箱具有良好的防水性能，且对结构表面平整度较高，同事观测仪表不知较为困难。 重力间接加载常利用杠杆原理把荷载放大作用在结构试件上。利用杠杆支点间的比例关系，可减少劳动工作量 5倍以上。杠杆加载装置应 根据实验室或现场试验条件按力的平衡原理设计试验时杠杆和挂篮的自重是直接作用于试件上的荷载，试验前需称其重量，并作为第一级荷载加于试件上，杠杆各支点位置必须准确测量，实际加载值需根据各支点的比例关系计算得到。
结构试验与检测
一、名词解释1、结构试验：实在结构物或试验对象上，利用设备仪器为工具，以各种试验技术为手段，在施加各种作用的工况下，通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，并用以检验和发展结构的计算理论。
2、单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。
3、结构检测：是为评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的检测工作。
4、试验加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）。
5、试验加载制度：是指试验实施过程中荷载的施加程序和步骤。
（加载制度也可认为是试验进行期间荷载与时间的关系。
包括：加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小和加卸载循环的次数等。
）6、惯性力加载法：是在结构动力试验中，利用物体质量在运动时产生的惯性力对结构施加动荷载。
7、拟静力试验：也称低调周期反复荷载试验或伪静力试验。
其基本原理：是用低周期往复循环加载的方法对结构构件进行静力试验，试验中控制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两个方向反复加载和卸载，用以模拟结构在地震作用下的受力过程。
8、屈服变形：混凝土构件受拉主筋应力屈服时的荷载或相应变形。
9、重物加载是利用本身的重量施加在结构上作为模拟荷载。
10、环境随机振动法：俗称脉动法，利用脉动，采用高灵敏度的传感器、放大记录设备，量测结构的反映，借助于随机信号数据处理的技术，分析确定结构的动力特性的方法。
二、考点1、（P11）研究性试验的4个阶段：设计、准备、实施和总结。
2、研究性试验装置要求：①应有足够刚度。
在最大试验荷载作用下，应有足够承载力和稳定性。
②试验结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算图，且在整个试验过程中保持不变。
③试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。
土木工程结构试验与检测技术1土木工程结构试验与检测概论
（4）处理工程突发事故
如连霍高速义昌大桥事故鉴定。 （5）产品质量检验。 如预制构件抽样检测。
1.3 试验检测方法的重要性
方法的选择关键在于———— 试验中实际的约束条件
与计算假定一致。 如简支梁试验。 生产性试验中的方法错误可能带来致命的风险。
实验室试验和现场试验
结构检测
• 结构工程质量的检测（ structure quality inspection） • 既 有 结 构 性 能 的 检 测 （ existing structure quality inspection）
1.2 土木工程结构试验与检测的目的和任务
1.2.1 研究性试验
（1）验证结构设计假定，寻求更合理的计算方法 如结构设计规范中的相关修正系数。
非破坏性试验和破坏性试验
短期荷载试验和长期荷载试验
土木工程结构试验与检测
TESTING AND INSPECTION FOR CIVIL ENGINEERING STRUCTURE
上课了！！！
1 土木工程结构试验与检测概论
本章系统地介绍了土木工程结构试验与检测分类， 介绍了结构试验与检测的发展过程，其中试验与检测 的定义和分类是本章的重点内容。 学习本章后应明确试验与检测的定义和分类，了解 本门课程的课程内容与学习方法，提高对本门课程重 要性的认识。
（2）为一些大型特种结构谋求设计依据
如海洋石油平台、核电站、网壳结构等。 （3）为采用新结构、新材料、新的施工工艺进行试验研究
如粉煤灰砖代替烧结砖的过程。
1.2 土木工程结构试验与检测的目的和任务
1.2.2 生产性试验
（1）验证新的施工工艺和竣工验收试验 如实际工程建成后的实际荷载试验。
第4章 试验量测技术
R1 R1 R1 R1 R2
Ui
R4 R3 R4
Ui
R1
R2 R4
R2 R3
R4
R1 R1
4.2 应变量测
如果AB桥路上接的是应变片： 则有：
UO
Ui
R1
R2 R4
R2 R3
R4
R1 R1
=Ui
R1
R2 R4
R2 R3
4.2 应变量测
3.光测法——光纤光栅应变计
分布式光纤传感系统原理是同时 利用光纤作为传感敏感元件和传输信 号介质，采用先进的OTDR技术，探测 出沿着光纤不同位置的温度和应变的 变化，实现真正分布式的测量。 应变 测量原理是基于Brillouin散射的分布 式温度和应变传感系统，它可以同时 测量温度和应变。
（2）四分之一桥路：桥臂中，当且仅 当有一肢桥臂的电阻是外接的电阻应 变片，其阻值发生相应变化，而其余 桥臂采用无感电阻的桥路称1/4桥路。 不能实现温度补偿
等臂桥路 1/4桥路
4.2 应变量测
（3）半桥桥路：在四肢桥臂中，有两 肢相邻桥臂的电阻是外接电阻应变片， 其电阻阻值发生相应变化，而另外两肢 相邻桥臂的电阻是无感电阻的桥路称半 桥桥路。能实现温度补偿
4.2 应变量测
温度补偿应变片法桥路连接示意
半桥外部桥路
4.2 应变量测
于是有：
UO
Ui 4
R1
Rt1 R
Rt 2 R
Ui 4
R1 R
UiK 4
1
半桥互补桥路Βιβλιοθήκη UOUi 4
14结构试验量测技术及实验内容
量测仪表的性能指标
量程：仪表所能量测的最小至最大的量值范围。 最小分度值：仪器的指示或显示装置所能指出 的最小测量值。 精确度：仪表的指示值与被测值的符合程度， 常用满程相对误差表示。 灵敏度：被测量的单位变化引起仪器示值的变化值。 滞后：在恒定的环境条件下，仪器在整个量测 范围内，从起始值到最大值来回输出中 的最大偏差值或该值与量程的百分比。
电阻应变计－原理及构造
L
引出线 覆盖层
基底 敏感栅
B
电阻应变片的主要技术指标
标距：敏感栅在纵轴方向的有效长度 规格：敏感栅的有效使用面积L×B 电阻值：产品标准为120Ω 灵敏系数：由出厂前抽样试验确定，使用 时应变仪的灵敏系数一般应与 应变片相同 温度适用范围：取决于胶合剂的性质
应变测量的原理-物理学和数学知识
资料整理(续)
根据百分表的读数 ，计算各级荷载作用下试验 图。 梁的实测跨中挠度值，作 绘制试验梁的裂缝分布图。 根据《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》， 计算试验梁开裂弯矩、最大裂缝宽度、跨中挠度 和正截面受弯承载力，并与试验实测结果进行比 较分析。
受弯梁承载力计算
α1 f c bx = f y As
进行温度补偿的原因：
(1)温度改变使电阻应变片的导电率ρ发生改变； (2)应变片与构件测点粘贴在一起，温度改变使构件 发生变形。
温度对测量结果的影响程度：
贴在钢结构上的应变片，当应变片的电阻丝为镍铬 合金时，温度变动1度，如果不进行补偿，将引起应 力的偏差为14.7MPa。
温度补偿技术－温度补偿应变片法
F E
G
400
2∠40×40×4mm
800
400
400
结构试验现场检测技术
结构试验现场检测技术
1.结构试验现场检测技术是用来检查结构实际状态的技术。
它通过对
结构的外观、尺寸和一定程度上的性能，运用诸如检查、测量、跟踪的方法，来诊断结构的当前状况，以及发现结构可能存在的问题，以实现安全、可靠、及时的施工。
2.现场检测技术是把结构的实际条件作为重点，而不是根据设计图纸
进行检测，通过实时观察，获取结构的当前状况，以便及时了解结构实际
状况，及时纠正施工质量问题。
它可以采用诸如现场拍照、拐角检查、结
构尺寸测量、支撑体系检查、螺栓紧固度测量等多种方法，检测结构抗力
及结构稳定性的性能，以确保结构物的安全使用。
3.使用结构试验现场检测技术的过程，基本上包括：现场有关结构的
检查，现场测量，结构图纸比对，结构及其设备检查，结构强度检查，结
构分析，结构元素检查，结构完整性检查等。
根据结构材料、构件类型和
结构类型，选择并结合各种不同测试技术，对结构的给定性能进行检测。
4.现场检测技术不仅可以及时掌握结构的实际情况，而且还能够对结
构的抗力性能和稳定性进行检测。
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4
综 回弹法检测评定混凝土抗压强度
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合 超声法检测混凝土内部缺陷及裂缝深
5
设度
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√
计 钢桁架模型非破坏静载实验及结构内
6
型 力、刚度分析
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7
结构疲劳试验及疲劳性能分析
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8
结构模型试验
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√
9
结构实 验与量
工 混凝土灌注桩完整性的超声波检测法
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√
10 测技术 程 混凝土灌注桩完整性的低应变检测法
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√
11 实验 实 基桩静载试验
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√
12
践 钢筋混凝土结构现场检测与鉴定
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13
型 砖混结构现场检测与鉴定
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14
钢结构现场检测与鉴定
√
√
15
桥梁结构及构件现场荷载试验与评定
√
16
个 结构动力系数(自振频率及阻尼系数) 性 的测定
√
17
化 超声回弹综合法检测混凝土抗压强度
√
√
创 混凝土内部钢筋情况的无损检测及结
结构实验与量测技术实验
结构实验与量测技术实验是检验土木工程结构安全可靠性以及研究和发展过程结构新
材料、新体系、新工艺、探索结构设计新理论的重要手段，在工程结构的安全可靠性鉴定、
科学研究和技术革新等方面起着重要的作用，它与结构设计、施工实践以及推动土木工程结
构学科的发展有着密切的关系。随着我国目前对工程质量安全性能的要求越来越高，大型、
18
新 构状态分析
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√
19
型 各种桥路应变计算公式的实验验证
√
√√
序 实验 层 号 课程 次
实验项目
20
传感器的制作与标定
实验模块
公
专业模块
共
道建
基 础桥 模梁
隧 道
路 与 铁
筑 与 市
块
道政
√
新型工程结构的发展越来越快，土木工程试验与检测在土木工程领域也占有越来越重要的地
位。
实验课程、实验项目及实验模块一览表
实验模块
序 实验 层 号 课程 次
实验项目
公
专业模块
共
道建
基 础桥 模梁
隧 道
路 与 铁
筑 与 市
块
道政
1
基 电阻应变片的粘贴及防潮技术
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2
本 静态电阻应变仪的使用及接桥
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3
型 结构自振频率及振型的测定