1、桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 1 页 共 30 页 混凝土用热轧 钢筋拉伸、冷弯试验 一、钢筋拉伸试验 1. 混凝土用热轧光圆钢筋及带肋钢筋牌号及公称直径、横截面面积 （ 1）钢筋的牌号及其含义 类别 牌号 牌号构成 英文字母含义 热轧光圆钢筋 HPB235 由 HPB+屈服强度特征值构成 HPB 热轧光圆钢筋的英文（ Hot rolled Plain Bars）缩写。 HPB300 普通 热轧带肋 钢筋 HRB335 由 HRB+屈服强度特征值构成 HRB 热轧 带肋 钢筋的英文（ Hot rolled Ribbed Bars）缩写。 HRB400 HRB500 细晶粒 热
2、轧 带肋 钢筋 HRBF335 由 HRBF+屈服强度特征值构成 HRBF 热轧 带肋 钢筋的英文 缩写后加“细的英文” （ Fine） 首位字母 。 HRBF400 HRBF500 （ 2）钢筋的公称直径、横截面面积 类别 公称直径 /mm 公称横截面面积/mm2 公称直径 /mm 公称横截面面积/mm2 热轧光圆钢筋 5.5 23.76 14 153.9 6.5 33.18 16 201.1 8 50.27 18 254.5 10 78.54 20 314.2 12 113.1 热轧 带肋钢筋 6 28.27 22 380.1 8 50.27 25 490.9 10 78.54 28 61
3、5.8 12 113.1 32 804.2 14 153.9 36 1018 16 201.1 40 1257 18 254.5 50 1964 20 314.2 注：理论重量按密度为 7.85 g/cm3计算。 2. 组批规则和 取样方法 （ 1）组批规则 钢筋应按批进行检查和验收，每批由同一牌号、同一炉罐号、同一规格的钢筋组成。 每批重量通常不大于 60t。超过 60 t 的部分，每增加 40t（或不足 40 t 的余数），增加一个拉伸试验试样和一个弯曲试验试样。 允许由同一牌号、同一冶炼方法、同一浇注方法的不同炉罐号组成混合批。各炉罐号含碳量之差不大于桥涵工程试验检测技术 试验检测实训
4、指导书 第 2 页 共 30 页 0.02%，含锰量之差不大于 0.15%。混合批的重量不大于 60t。 （ 2）取样方法 每批钢筋的检验项目，取样方法和试验方法应符合 下表 的规定 ： 钢筋种类 每组试件数量 拉伸试验 弯曲试验 热轧带肋钢筋 2 根 2 根 热轧光圆钢筋 2 根 2 根 取样方法为 任选两根钢筋切取 。 （ 3）试件要求 拉伸试件的长度 L， 分别按下式计算后截取： 拉伸试件： 10 22 hhLL ； 式中： L、 wL 分别为拉伸试件和冷弯试件的长度（ mm）； L0 拉伸试件的标距（ mm）； h、 h1 分别为夹具长度和预留长度（ mm）， h1（ 0.5 1） a
5、； a 钢筋的公称直径（ mm）。 对于光圆钢筋一般要求夹具之间的最小自由长度不小于 350mm； 对于带肋钢筋，夹具之间的最小自由长度一般要求： 25d 时，不小于 350mm； 3225 d 时，不小于 400mm； 5032 d 时，不小于 500mm。 2.主要仪器设备 （ 1）万能材料试验机：示值误差不大于 1。量程的选择：试验时达到最大荷载时，指针最好在第三象限（ 180 270）内，或者数显破坏荷载在量程的 50 75之间。 （ 2）钢筋打点机或划线机、游标卡尺（精度为 0.1mm）等。 3.试样制备 拉伸试验用钢筋试件不得进行车削加工，可以用两个或一系列等分小冲点或细划线标出试
6、件原始标距，测量标距长度 L0，精确至 0.1mm，见 图 -1。根据钢筋的公称直径选取公称横截面积（ mm2）。 图 -1 钢筋拉伸试验试件 a试样原始直径； L0标距长度； h1取（ 0.5 1） a； h夹具长度 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 3 页 共 30 页 4.试验步骤 将试件上端固定在试验机上夹具内，调整试验机零点，装好描绘器、纸、笔等，再用下夹具固定试件下端。 开动试验机进行拉伸。拉伸速度为：屈服前应力增加速度为 10MPa/s；屈服后试验机活动夹头在荷载下移动速度不大于 0.5Lc/min，直至试件拉断。 拉伸过程中，测力度盘指针停止转动时的恒定荷载，或第
7、一次回转时的最小荷载，即为屈服荷载Fs（ N）。向试件继续加荷直至试件拉断，读出最大荷载 Fb（ N）。 测量试件拉断后的标距长度 L1。将已拉断的试件两端在断裂处对齐，尽量使其轴线位于同一条直线上。 如拉断处距离邻近标距端点大于 L0/3 时，可用游标卡尺直接量出 L1。如拉断处距离邻近标距端点小于或等于 L0/3 时，可按下述移位法确定 L1：在长段上自断点起，取等于短段格数得 B 点 ，再取等于长段所余格数（偶数如图 -2a）之半得 C 点；或者取所余格数（奇数如图 -2b）减 1 与加 1 之半得 C 与C1点。则移位后的 L1分别为 AB+2BC 或 AB+BC+BC1。 BCABL
8、 21 11 BCBCABL 图 -2 用移位法计算标距 如果直接测量所求得的伸长率能达到技 术条件要求的规定值，则可不采用移位法。 5.结果评定 钢筋的屈服点 s 和抗拉强度 b 按下式计算： AFss AFbb 式中： s 、 b 分别为钢筋的屈服点和抗拉强度（ MPa）； sF 、 bF 分别为钢筋的屈服荷载和最大荷载（ N）； A 试件的公称横截面积（ mm2）。 当 s 、 b 大于 1000MPa 时，应计算至 10MPa，按“四舍六入五单双法”修约；为 200 1000MPa时，计算至 5MPa，按“二五进位法”修约；小于 200MPa 时，计算至 1MPa，小数点数字按“四舍六
9、桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 4 页 共 30 页 入五单双法”处理。 钢筋的伸长率 5 或 10 按下式计算： %1 0 00 01105 L LL）（或 式中： 5 、 10 分别为 aL 50 或 aL 100 时的伸长率（精确至 1%）； L0 原标距长度 5a 或 10a（ mm）； L1 试件拉断后直接量出或按移位法的标距长度（ mm，精确至 0.1mm）。 如试件在标距端点上或 标距外断裂，则试验结果无效，应重做试验。 附： GB1499.1-2008 及 GB1499.2-2007 规定，允许用下述方法测量钢筋在最大力下总伸长率。方法如下： 1 在试样自由长度
10、范围内，均匀划分为 10mm 或 5mm 的等间距标记，标记的划分和测量应符合 GB/T 228 2 按 GB/T228 3 选择 Y 和 V 两个标记，这两个标记之间的距离在拉伸试验之前至少应为 100mm。两个标记都应 当位于夹具离断裂点最远的一侧。 两个标记离开夹具的距离都应不小于 20mm 或钢筋公称直径 d(取二者之较大者 )；两个标记与断裂点之间的距离应不小于 50mm 或 2d(取二者之较大者 )。见图 A1 图 A1 在最大力作用下试样总伸长率 Agt(%)可按式 A1 Agt = ERLLL m0100 式中： L 图 A1 所示断裂后的距离，单位为毫米（ mm L0 试验前
11、同样标记间的距离，单位为毫米（ mm）； Rm 抗拉强度，单位为兆帕（ MPa E 弹性 模量，其值可取为 2 105，单位为兆帕（ MPa）。 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 5 页 共 30 页 二、冷弯试验 冷弯是桥梁钢材的重要工艺性能，用以检验钢材在常温下承受规定弯曲程度的弯曲变形能力，并显示其缺陷。 工程中经常需对钢材进行冷弯加工，冷弯试验就是模拟钢材弯曲加工而确定的。通过冷弯试验不仅能检验钢材适应冷加工的能力和显示钢材内部缺陷（如起层，非金属夹渣等）状况，而且由于冷弯时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用，因此也是考察钢材在复杂应力状态下发展塑性变形
12、能力的一项指标。所以，冷弯试验对钢材质量是一种较严格的检验。 1.试样 试 样的长度应根据试样厚度和所使用的试验设备确定。当采用支辊式弯曲装置时，可以按照下式确定： )(140)(5.0 mmadL 式中： 圆周率，其值取 3.14； d弯曲压头或弯心直径； a 试验直径。 2.试验原理及试验设备 钢筋 冷弯试验是以 钢筋 试样经受弯曲塑性变形，不改变加力方向，直至达到规定的弯曲角度。然后卸除试验力，检查试样承受变形性能。通常检查试样弯曲部分的外面、里面和侧面，若弯曲处 无裂纹、起层或断裂现象，即可认为冷弯性能合格。 冷弯 试验可在压力机或万能试验机上进行。压力机或万能试验机上应配备弯曲装置。
13、常用弯曲装置有支辊式、 V 形模具式、虎钳式、翻板式等四种。上述四种弯曲装置的弯曲压头（或弯心）应具有足够的硬度，支辊式的支辊和翻板式的滑块也应具有足够的硬度。 3.试验步骤 a）冷弯试件和支座 b）弯曲 180 c）弯曲 90 图 -3 钢筋冷弯试验装置示意图 以采 用支辊式弯曲装置为例介绍试验步骤与要求。 （ 1）试样放置于两个支点上，将一定直径的弯心在试样两个支点中间施加压力，使试样弯曲到规定的角度，或出现裂纹、裂缝、断裂为止。 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 6 页 共 30 页 （ 2）试样在两个支点上按一定弯心直径弯曲至两臂平行时，可一次完成试验，也可先按（ 1）弯
14、曲至 90，然后放置在试验机平板之间继续施加压力，压至试样两臂平行。 （ 3）试验时应在平稳压力作用下，缓慢施加试验力。 （ 4）弯心直径必须符合相关产品标准中的规定，弯心宽度必须大于试样的宽度或直径，两支辊间距离为（ d+3a） 0.5amm，并 且在试验过程中不允许有变化。 （ 5）试验应在 10 35 下进行，在控制条件下，试验在 232 下进行。 （ 6）卸除试验力以后，按有关规定进行检查并进行结果评定。 4冷弯角度和弯心直径 品种 强度等级 公称直径（ mm） d 弯心直径 a 钢筋直径 光圆钢筋 HPB235 8 22 180o ad 螺 纹 钢 筋 HRB335 8 25 180
15、o ad 3 28 50 180o ad 4 HRB400 8 25 180o ad 4 28 40 180o ad 5 HRB500 10 25 180o ad 6 28 32 180o ad 7 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 7 页 共 30 页 钢筋焊接接头拉伸、弯曲试验 一、名次解释： 1.钢筋闪光对焊 将两钢筋安放成对接形式，利用电阻热使接触点金属熔化，产生强烈飞溅，形成闪光，迅速施加顶锻力完成的一种压焊方法。 2.钢筋电弧焊 以焊条作为一极，钢筋为另一极，利用焊接电流通过产生的电弧热进行焊接的一种熔焊方法。 3.热影响区 焊接或热切割过程中，钢筋母材因受热的影响（
16、但未熔化），使金属组织和力学性能发生变化的区域。 4.延性断裂 伴随明显塑性变形而形成延性断口（断裂面与拉应力垂直或倾斜，其上具有细小的凹凸，呈纤维状）的断裂。 5.脆性断裂 几乎不伴随塑性变形而形成脆性断口（断裂面通常与拉 应力垂直，宏观上由具有光泽的亮面组成）的断裂。 二、焊接外观质量检验 焊接接头外观检查时，首先应由焊工对所焊接头或制品进行自检；然后由施工单位专业质量检查员检验；监理（建设）单位进行验收记录。 纵向受力钢筋焊接接头外观检查时，每一检验批中应随机抽取 10%的焊接接头。 检查结果，当外观质量各小项不合格数均小于或等于抽检数的 10%，则该批焊接接头外观质量评为合格。 当某一
17、小项不合格数超过抽检数的 10%时，应对该批焊接接头该小项逐个进行复检，并剔出不合格接头；对外观检查不合格接头采取修整或焊补措施后，可提交二次 验收。 （一）钢筋闪光对焊接头 闪光对焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能检验，并应按下列规定作为一个检验批； 1在同一台班内，由同一焊工完成的 300 个同牌号、同直径钢筋焊接接头应作为一批。当同一台班内焊接的接头数量较少，可在一周之内累计计算；累计仍不足 300 个接头时，应按一批计算； 2力学性能检验时，应从每批接头中随机切取 6 个接头，其中 3 个做拉伸试验， 3 个做弯曲试验； 3封闭环式箍筋闪光对焊接头，以 600 个同牌号。同
18、规格的接头作为一批，只做拉伸试验。 闪光对焊接头外观检查结果，应符合下列要 求： 1接头处不得有横向裂纹； 2与电极接触处的钢筋表面不得有明显烧伤； 3接头处的弯折角不得大于 3； 4接头处的轴线偏移不得大于钢筋直径的 0.1 倍，且不得大于 2mm。 当模拟试件试验结果不符合要求时，应进行复验。复验应从现场焊接接头中切取，其数量和要求与初始试验相同。 （二）钢筋电弧焊接头 电弧焊接头的质量检验，应分批进行外观检查和力学性能检验，并应按下列规定作为一个检验批： 1在现浇混凝土结构中，应以 300 个同牌号钢筋、同型式接头作为一批；每批随机切取 3 个接头，做拉伸试验。 2在装配式结构 中，可按
19、生产条件制作模拟试件，每批 3 个，做拉伸试验。 3钢筋与钢板电弧搭接焊接头可只进行外观检查。 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 8 页 共 30 页 注：在同一批中若有几种不同直径的钢筋焊接接头，应在最大直径钢筋接头中切取 3 个试件。 电弧焊接头外观检查结果，应符合下列要求： 1焊缝表面应平整，不得有凹陷或焊瘤； 2焊接接头区域不得有肉眼可见的裂纹； 3咬边深度、气孔、夹渣等缺陷允许值及接头尺寸的允许偏差，应符合下表的规定； 钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值 名 称 单 位 接 头 型 式 帮条焊 搭接焊 坡口焊 及熔槽 帮条焊 帮条沿接头中心线的纵向偏移 mm 0.3d
20、接头处的弯折 O 3 3 3 接头处钢筋轴线的偏移 mm 0.1d 0.1d 0.1d 焊缝厚度 mm +0.05d 0 +0.05d 0 焊缝宽度 mm +0.1d 0 +0.1d 0 焊缝长度 mm -0.3d -0.3d 横向咬边深度 mm 0.5 0.5 -0.5 焊缝气孔及夹渣的数量和大小 在长 2d 的焊缝 表面上 个 mm2 2 6 2 6 在全部焊缝上 个 mm2 2 6 4坡口焊、熔槽帮条焊和窄 间隙焊接头的焊缝余高不得大于 3mm。 当模拟试件试验结果不符合要求时，应进行复验。复验应从现场焊接接头中切取，其数量和要求与初始试验时相同。 三、力学性能试验 钢筋闪光对焊接头通常
21、进行拉伸试验和弯曲试验。应从每批成品中切取 6 个试件， 3 个进行拉伸试验， 3 个进行弯曲试验。 钢筋电弧焊接头通常只做拉伸试验。 试验应在 10 35 室温下进行。 1拉伸试验： 用静拉伸力对试样轴向拉伸时应连续而平稳，加载速率宜为 10 30MPa/s； 将试样拉至断裂 (或出现缩颈 ) 可从测力盘上读取最大力，或从拉伸曲线图上确定试验 过程中的最大力； 试验中，当试验设备发生故障或操作不当而影响试验数据时，试验结果应视为无效； 当在试样断口上发现气孔、夹渣、未焊透、烧伤等焊接缺陷时，应在试验记录中注明； 抗拉强度应按下式计算 : 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 9 页
22、 共 30 页 钢筋闪光对焊接头、电弧焊接头拉伸试验结果均应符合下列要求： （ 1） 3 个热轧钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于该牌号钢筋规定的抗拉强度； HRB400 钢筋接头试件的抗拉强度均不得小于 570N/mm2； （ 2）至少应有 2 个试件断于焊缝之外，并应呈延性断裂。当达到上述 2 顶要求时，应评定该批接头为抗拉强度合格。 当试验 结果有 2 个试件抗拉强度小于钢筋规定的抗拉强度；或 3 个试件均在焊缝或热影响区发生脆性断裂时，则一次判定该批接头为不合格品。 当试验结果有 1 个试件的抗拉强度小于规定值，或 2 个试件在焊缝或热影响区发生脆性断裂，其抗拉强度均小于钢筋规定抗拉强度
23、的 1.10 倍时，应进行复验。 复验时，应再切取 6 个试作。复验结果，当仍有 1 个试件的抗拉强度小于规定值，或有 3 个试件断于焊缝或热影响区呈脆性断裂，其抗拉强度小于钢筋规定抗拉强度的 1.10 倍时，应判定该批接头为不合格品。 注：当接头试件虽断于焊缝或热影响区，呈脆性断裂，但其抗拉强 度大于或等于钢筋规定抗拉强度的 1.10 倍时，可按断于焊缝或热影响区之外，称延性断裂同等对待。 2弯曲试验 钢筋闪光对焊接头弯曲试验应符合下列规定： （ 1）试样的长度宜为两支辊内侧距离另加 150mm ； （ 2）应将试样受压面的金属毛刺和镦粗变形部分去除至与母材外表齐平； （ 3）弯曲试验可在压
24、力机或万能试验机上进行； （ 4）进行弯曲试验时 试样应放在两支点上，并应使焊缝中心与压头中心线一致； （ 5）应缓慢地对试样施加弯曲力 直至达到规定的弯曲角度或出现裂纹、破断为止； （ 6）压头弯心直径和弯曲角度应按下表的 规定确定。 钢筋闪光对焊接头弯曲试验指标 钢筋牌号 弯心直径 弯曲角 () HPB235 2d 90 HRB335 4d 90 HRB400 5d 90 HRB500 7d 90 注： 1、 d 为钢筋直径 (mm)； 2、直径大于 25mm 的钢筋焊接接头，弯心直径应增加 1 倍钢筋直径。 当试验结果，弯至 90，有 2 个或 3 个试件外侧（含焊缝和热影响区）未发生破
25、裂，应评定该批接头弯曲试验合格。 当 3 个试件均发生破裂，则一次判定该批接头为不合格品。 当有 2 个试件试佯发生破裂，应进行复验。 复验时，应再切取 6 个试伴。复验结果，当有 3 个试件发生破裂财，应判定该接头为不合格品。 注：当试件外侧横向裂纹宽度达到 0.5mm 时，应认定已经破裂。 桥涵工程试验检测技术 试验检测实训 指导书 第 10 页 共 30 页 泥浆性能指标试验 一、泥浆比重试验： 1试验仪器：泥浆比重计 2试验方法：将要测定的泥浆装满泥浆杯，加盖并洗净从小孔溢出的泥浆，再置于支架上，移动游码，使杠杆水平，读出游码左侧的刻度即为泥浆的相对密度。 图 -1 为国内常用 NB-
26、1 型泥浆比重计： 图 -1 NB-1 型泥浆比重计 NB-1 型泥浆比重计是一个不等臂的天平，它的杠杆刀口搁在可固定安装在工作台的座子上，杠杆左侧为盛 泥浆的杯，容积固定不变，杠杆右侧为有刻度的游码装置，移动游码可在标尺上直接读出泥浆重量。杠杆的平衡可由杠杆顶部的水平泡指标。 二、泥浆粘度试验： 1试验仪器：标准漏斗粘度计 2试验方法：用两端开口杯分别量取 200mL 和 500mL 的泥浆，用筛网滤去大的砂粒，再将泥浆倒入漏斗，使泥浆从漏斗流出，流满 500mL 量杯所需的时间即为泥浆的粘度。（校正方法：漏斗中加满700mL 的清水，流出 500mL 的时间应为 15s，如偏差超过 1s，则测定的结果应进行修正） 图 -2 为国内常用 1006 型泥浆粘度计。 图 -2 1006 型泥浆粘度计 图 -3 图 -3 NA-1 型泥浆含砂量计 三、泥浆的含砂率试验： 1试验仪器：含砂率计 2操作程序： 把泥浆充至测管上标有 “泥浆 ”字样的刻线处，加清水至标有 “水 ”的刻线处，堵死管口并摇振。
