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1 工程结构检测与试验技术概述1

1.1　土木工程结构检测与试验的定义及任务1

1.1.1 土木工程结构检测与试验的意义与发展前景1

1.1.2 土木工程结构检测与试验的目的及定义3

1.2　土木工程结构检测与试验的类型6

1.2.1 按检测及试验的对象分类6

1.2.2　按检测与试验的性质分类7

1.2.3 按检测与试验时间长短分类9

1.2.4 按检测与试验是否破坏分类9

1.2.5 按进行检测与试验场地分类10

1.3　土木工程结构检测与试验的一般过程10

1.3.1 检测与试验的规划设计阶段11

1.3.2　检测与试验的现场准备阶段13

1.3.3 检测与试验的正式实施阶段14

1.3.4 检测与试验的分析评定阶段14

思考题16

2　结构荷载试验的数据采集及常用测量仪器17

2.1　概述17

2.1.1 数据采集仪器的组成17

2.1.2　数据采集仪器的测量方式18

2.1.3 测量仪器的分类18

2.1.4　测量仪器的主要性能指标19

2.1.5　测量仪器的选择21

2.1.6 数据采集原则21

2.1.7 数据记录与处理原则22

2.2 电阻应变计及其应变测量23

2.2.1 电阻应变计24

2.2.2 用电阻应变计测量应变28

2.2.3 电阻应变仪的基本工作原理35

2.2.4 应变测量要考虑的因素36

2.3　其他常用测量仪器36

2.3.1 位移传感器36

2.3.2 荷载传感器39

2.3.3 裂缝观测仪40

2.3.4　测振传感器41

2.3.5 光纤光栅式传感器49

2.4　数据采集系统51

2.4.1 数据采集系统的组成51

2.4.2 数据采集的过程53

思考题54

3　结构荷载试验的加载方法及加载设备56

3.1 概述56

3.1.1 作用在结构上的常见荷载类型56

3.1.2　荷载试验的一般过程56

3.1.3 结构试验荷载设备的类型及选用原则57

3.2　静力试验加载方法及设备57

3.2.1 重力加载法57

3.2.2　机械力加载法59

3.2.3 气压加载法60

3.3　激振加载方法及设备61

3.3.1 冲击力加载——自由振动法61

3.3.2 电磁激振加载法——强迫振动法63

3.3.3 环境随机振动激振法——脉动法63

3.4　液压加载法及设备64

3.4.1 液压加载器64

3.4.2 液压加载系统65

3.4.3 电液伺服加载系统66

3.4.4　地震模拟振动台67

3.5　荷载支承、传递及反力装置68

3.5.1 试件支承装置68

3.5.2　荷载传递装置72

3.5.3 荷载反力装置73

3.5.4　试验台座73

3.5.5 现场试验反力装置74

思考题75

4　结构静力检测与试验76

4.1　概述76

4.1.1 结构静力荷载类型76

4.1.2 结构静力检测与试验的目的与定义76

4.1.3 结构静力检测与试验的分类77

4.1.4 结构静力试验的优点77

4.1.5 结构静力试验的常见的结构构件类型及主要研究内容77

4.1.6 结构静载试验的现状及未来展望78

4.2　结构静力试验方案78

4.2.1 确定加载方案78

4.2.2　确定量测方案84

4.3 结构工程中常见构件类型静力试验设计85

4.3.1 受弯构件的试验85

4.3.2 压杆构件的试验92

4.3.3 桁架试验93

4.4　房建结构现场静载试验设计97

4.4.1　试验荷载布置97

4.4.2　试验观测100

4.5　桥梁结构现场静载试验设计101

4.5.1 桥梁试验孔（墩、台）的选择101

4.5.2 检查架与仪表架的搭设101

4.5.3　加载方案与实施101

4.5.4 观测项目的确定103

4.6　基桩静载试验设计103

4.6.1 试验方案的确定104

4.6.2　试验加载方法104

4.6.3　试验测量方法105

4.7　静载试验实施过程105

4.7.1 试验观测与记录106

4.7.2 终止加载条件及结构极限承载力的确定107

4.8　静力试验数据的整理108

4.8.1 原始数据的初步整理108

4.8.2　结构变形的计算109

4.8.3 试验结果的表示113

4.9　结构性能的检验与评定116

4.9.1 构件性能检验与评定的项目与标准117

4.9.2 桥梁结构现场荷载试验工作状况评定118

4.10　静力荷载试验检测实例119

4.10.1 实例一 四川南充某拱桥静载检测119

4.10.2 实例二 南京长江第三大桥静载试验124

4.10.3 实例三 静载法检测某单桩竖向抗压承载力141

思考题144

5　结构动力检测与试验146

5.1 概述146

5.1.1 结构动力荷载类型及特点146

5.1.2 结构动力检测与试验的主要内容146

5.1.3 动力检测与试验准备147

5.2　结构动力特性试验148

5.2.1 动力特性试验的目的148

5.2.2　试验方法分类149

5.2.3　人工激振法测量结构动力特性149

5.2.4 用环境随机振动法测量结构动力特性152

5.2.5 测量结构动力特性时激振力及传感器的布置原则157

5.2.6 自由振动法、强迫振动法和脉动法的特点及应用158

5.2.7 结构动力特性试验实例159

5.3　动荷载特性检测165

5.3.1 主振源探测166

5.3.2 振源动力特性测试167

5.4　结构动力反应试验167

5.4.1 动应力的测定167

5.4.2 动位移的测定167

5.4.3 动力系数的测定168

5.4.4 动力系数的测定实例（南京长江第三大桥无障碍及有障碍行车的动力系数测定）169

5.5　结构疲劳性能试验173

5.5.1 结构疲劳试验的目的173

5.5.2 疲劳检测项目174

5.5.3 疲劳试验技术参数174

5.5.4　试验加载程序174

5.5.5　疲劳试验观测设计176

5.5.6　模型疲劳试验实例（某钢-混凝土组合桥面板模型疲劳试验）176

5.6　结构抗震试验181

5.6.1 低周反复加载试验182

5.6.2　地震模拟振动台试验197

5.6.3 拟动力试验199

思考题202

6　既有结构质量及损伤状况的无损检测技术204

6.1 概述204

6.1.1 既有结构质量及损伤状况的检测目的204

6.1.2 常用无损检测方法的分类及其检测内容205

6.2　混凝土强度的现场检测及推定205

6.2.1 混凝土强度的现场检测的基本理论及分类205

6.2.2 无损检测法测定混凝土强度207

6.2.3 半破损检测法测定混凝土强度215

6.2.4 非破损法和半破损法的比较和综合使用219

6.3　混凝土缺陷的检测220

6.3.1 超声法检测混凝土缺陷220

6.3.2　低应变反射波法检测桩基完整性238

6.3.3 冲击回波法检测混凝土缺陷245

6.3.4　红外成像246

6.3.5 雷达法检测混凝土缺陷248

6.3.6 实例：108国道某隧道雷达法无损检测251

6.3.7 几种混凝土缺陷检测方法的比较253

6.4　钢筋混凝土结构内部钢筋检测技术253

6.4.1 钢筋位置、直径及保护层厚度的检测253

6.4.2　钢筋锈蚀程度的检测254

6.5　砌体结构的现场检测技术255

6.5.1　概述255

6.5.2　砌体强度的检测法256

6.6　钢结构的现场检测技术258

6.6.1　钢材强度测定258

6.6.2 超声法检测钢材和焊缝缺陷259

6.6.3　磁粉探伤与射线探伤法260

思考题260

参考文献262

附图265