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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