检测评定方法

检测评定方法（精选12篇）

检测评定方法 篇1

1 磨削烧伤的成因

在磨削加工时,由于被切金属层较薄,产生的切屑较少,加之砂轮的导热性差,因此仅有不到10%的热量可被切屑带走,大约60%90%的热量传给了零件,在很短时间内聚集在零件表层形成局部高温,使磨削区域温度可达800 1 000℃,甚至更高,进而在零件表面形成极大的温度梯度。另一方面,磨削过程中零件表面温度急剧上升,直至最后冷却,零件表层的热胀冷缩导致零件表面至内部产生残余应力。

若磨削烧伤发生于旋转类零件,如转向节、传动轴、阀杆、凸轮轴、曲轴、气门,以及轴承、齿轮等零件,这些零件大多处于交变载荷的工作环境中,在交变载荷作用下,由出现在零件表面的少数细纹发展为网状裂纹扩张以至于相互连接成片,最终导致零件表层剥落。

2 磨削烧伤的检测及评定

目前,企业一般采用的磨削烧伤检测方法如下。

a.目视法,也称观色法。当零件表面存在磨削烧伤时则会形成氧化膜,且氧化膜的颜色和厚度与烧伤的程度相关。随着因切削热而引起零件温度升高,无论零件的材质是铸铁还是钢,氧化膜的颜色有黄色、褐色、紫色、青色,最严重时为灰色。因此,检查人员只需通过仔细观察、识别零件磨削表面的色泽,就能对烧伤的程度做出大致的判断。

b.酸洗法,也称酸蚀法。即在被检零部件表面涂上酸液或将其浸入盛有按规定配制的酸液(典型配比为5 m L浓硝酸配100 m L乙醇)槽中。根据零件表面呈现颜色深浅的变化,对磨削烧伤的程度作出相应的判断。一般情况,随着零件表面色泽变得越来越深,其因温度升高等原因而引起的磨削烧伤则更为严重。用酸蚀法进行的磨削烧伤检验见图1。由图1可见,A是磨削加工后的工件;B是经酸蚀法检验表明为合格的工件,其色泽较浅;C是经检验表明为不合格的工件,其色泽很深。

c.金相测试法。通过金相显微镜对零件金相组织进行检测,进而对烧伤的程度作出判别。

d.硬度测试法。当发生磨削烧伤时,工件表面硬度会下降,因此可通过硬度测试来验证。

在以上几种方法中,前二种虽然直观且简单易行,但有着很大的局限性,主要是两者均属于定性检查,不能对烧伤程度做出定量说明,更难以较精确地确定界限,用以区分零件合格与否。而在应用酸洗法时,工件表面经酸液浸蚀,即使为无问题的零件,之后也不能再用,实际上是一种破坏性检查,同时还会给企业带来一些必须处理的环保问题。金相测试虽然较精确,可必须在试验室中采用专门的仪器,且检测前还需进行复杂的制样,故不可能用作常规监测方法。

综上所述,随着对产品制造质量的日趋关注和重视,企业很期盼有一种实用的检测手段,能快速、有效地对零件磨损烧伤程度进行定量的判断。

3 基于磁弹法的磨削烧伤检测

“磁弹法”是以1919年发现的物理学Barkhansen效应为基础开发的一种测试方法,能有效地对磨削烧伤程度进行检测。众所周知,轴类零件主要采用铁磁性材料制成,在正常情况下,其磁序(体现在多晶体的磁畴结构里)呈有规则的排列。但磨削烧伤后产生的金相组织变化及可能出现的残余应力将引起磁畴结构内的磁序变化。Barkhausen效应指出,矫顽力及改变被颠倒极性所需要的磁场强度与铁磁性材料晶格结构错位和残余应力有关,利用“磁弹法”探测被检零部件表面磨削烧伤的机理就在于此。磁弹法检测仪器工作原理见图2。图2中的“门”形电感线圈被施加激磁电压,形成的磁场在被测零件中所产生的效应取决于该工件表面磨削烧伤的实际状况,而由此在零件周围所形成的作用磁场又会使测头中的感应线圈产生相应的电信号,该信号直接反映零件磨削烧伤的程度。并在传感器中产生对应的检测信号,检测信号经过放大和滤波等处理环节,最后被显示和输出。

磨削烧伤的物理表现主要有两个方面:一方面,因磨削区很高的温升和很大的温度梯度引起零件表面金相组织发生变化,进而导致零件表面硬度明显下降;另一方面,由零件表面至内部的温度差异导致各层面热变形不同,进而在零件表面引起拉应力,即残余应力。磁弹法对磨削烧伤后硬度及残余应力变化的反映见图3。图3a中的横坐标表示硬度HRc值,而纵坐标表示输出的Barkhansen信号幅值。随着被检工件表面硬度HRc值由高向低变化,检测仪器输出相应的Barkhansen信号幅值将由小到大,即硬度低对应的检测信号高,硬度高对应的检测信号低。仪器对表面残余应力的反应见图3b,从图3b中可见,当残余应力由小到大,即由负(压应力)向正(拉应力)变化时,检测仪器输出相应的Barkhansen信号幅值将由低向高变化。

4 评定特征值(mp)及其定标

上述为仪器特殊设计的激磁电路和传感装置产生的检测信号,如图3a、图3b的纵坐标所示,乃是Barkhansen磁弹法效应的一种量化表达,可以用评定指标即特征值mp来标志。mp与被检测工件表面的变异状态,如硬度的下降量与形成残余应力的大小成比例,其数值能在仪器的屏幕上显示、输出。但开发基于磁弹法磨削烧伤检测仪器的Stresstech公司指出,利用mp值反映工件磨削烧伤的程度,从本质上来说是一种比较测量的方式,为了能对其做准确的定量描述,以更好地满足企业在生产实际中对产品进行工艺监控,还必须解决“定标”的问题。但在执行之前需有目的地制作一批样品,其中应包括有一些磨削烧伤程度不同的工件。定标包括的内容如下。

a.先设定增益水平,也就是找出特征值mp与采用上述方法确认的磨削烧伤程度之间的相关性。具体来说,就是需确定相关系数MAGN,并利用仪器控制面板上的拨盘予以设置。为此,可从样品中找2个表面状态差异较大的零件,选定零件上的某一位置,以静态方法读出2组对应的mp值,如MGAN为30时在2个零件上测出2个mp值、MGAN为40时又得到2个mp值,直到MGAN为90时所获得的mp值两两相减后必然能得到一个最大值,以此时的MGAN值作为相关系数,在面板上予以设置。

b.确定不合格品的界限。利用酸洗法或硬度测试法,在积累一定样本的测得结果(值)并按用户的评定标准对其作出不同的判断后,将介于合格/不合格临界状态的若干零件通过仪器求得相应的mp值,然后取其平均值作为不合格的界限。

检测结果(报告)示例见图4。图4中的曲线清晰地反映了实测结果,测量对象是凸轮轴,2条曲线表示2个凸轮的检测结果。横坐标为零件回转角度,即检测的部位;纵坐标是描述零件磨削烧伤程度的mp值,mp=60这条线即为判别合格与否的界限。从图4中可看到,2个被测凸轮都在60°~70°之间的区域有超差情况。由此可知,在采用这种仪器对零件进行磨削烧伤评价的过程中,准确的“定标”起着极其重要的作用。设想一下,若确定的合格/不合格品的界限失准,即图4检测报告中的红线偏高或偏低,都将导致错判。

目前,以磁弹法原理为基础研制的磨削烧伤检测仪器已产品化,在很多行业得到了成功的应用。针对不同被测零件的特征和各个用户的需要,这类新型检测仪器可设计、制造成不同的样式。有逐点测量的静态方式,也有连续动态测量方式,后者主要用于以凸轮轴、曲轴为代表的轴类零件,乃是一种半自动或自动的检测设备(图5),多用于对发动机凸轮轴中的凸轮和主轴颈进行检测。

参考文献

[1]许玲.凸轮轴磨削裂纹分析[J].机械工程师,2008(10):124-125.

[2]王伟等.凸轮表面磨削裂纹的产生及预防措施[J].汽车工艺与材料,2012(5):9-10.

检测评定方法 篇2

桩基检测考核评定标准

桩基检测考核采取检测模拟考核基地现场测试的方式。基地原型桩考核分为单桩竖向极限承载力检测（高应变法）与桩身完整性检测（低应变法、声波透射法）。

（一）对于单桩极限承载力检测（高应变法）的考核，在给定土层类别前提下达到下列标准的，评定为考核合格。

检测得出的单桩竖向极限承载力误差值＜±20%以内的桩数占70%以上，其余桩的最大误差值不超过±30%（极限承载力以静载荷试验为对比标准）。

（二）对于桩身完整性（低应变法、声波透射法）的检测，在给定场地土层类别和桩身混凝土实际强度的前提下，达到下列标准的，评定为考核合格。

1、对于桩身横截面断裂或夹低阻抗异物的面积≥60%、全断面离析和完整桩的判别正确率及桩身完整性类别判别正确率不低于80%，且所测缺陷的位置和完整桩的桩长误差值≤±1m；

2、对具有2个缺陷的断面的桩，能判定出最上面的缺陷断面位置，其位置误差值≤±1m；

3、对以下三种情况能正确检测其中一种：

（1）桩身缩颈或扩颈的桩数判定正确率和位置正确判定

率（误差值≤±1m）达到50%以上；

（2）对于扩底桩的桩数判定正确率达到50%以上；

（3）对于第二缺陷的桩数判定正确率达到30%以上。基地原型桩考核完毕后，应在当天内提供检测方案、现场检测原始记录、检测报告，检测报告中应有每根桩的实测曲线（未经人为修正），用箭头标注桩身缺陷或异常波形位置，用文字分析说明理由。

（三）对于单桩竖向极限承载力的静载荷检测和单桩钻芯法检测的考核，通过工程桩现场检测进行考核，达到以下标准可评定为考核合格。

1、合理适当的检测方案；

2、相应的仪器设备配置；

3、现场操作熟练，符合规范要求；

4、检测完毕后，应在3天内提交检测方案、现场检测原始记录、检测报告。

桩基检测全部项目经考核全部合格，评定为工程桩检测机构考核合格，颁发考核合格证书。

检测评定方法 篇3

关键词：蒸压灰砂砖；检测抗折；强度评定；不确定度

中图分类号：TU552 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0077-02

蒸压灰砂砖是以石灰、砂为主要原料制成的建筑用砖头，适用于各类民用建筑、公用建筑和工业厂房的内外墙以及房屋的基础，是国家大力发展、应用的新型墙体材料，推广蒸压灰砂砖取代粘土砖对减少环境污染、保护耕地、改善建筑功能有积极作用。抗折强度是反映蒸压灰砂砖质量很重要的指标之一，因此检测蒸压灰砂砖的抗折强度很有必要。作为质检部门，如何知道我们的检测数据可不可信，就要评定测量不确定度。测量不确定度，通俗地讲，就是对测量结果正确性的可疑程度，它是反映测量结果质量水平的指标。本人通过检测蒸压灰砂砖的抗折强度，对影响测定结果的因素加以分析，评定其测量不确定度，为检测数据的可信度提供参考。

1 检测实验

检测试样：蒸压灰砂砖

检测依据：《蒸压灰砂砖》（GB11945-1999）

检测方法：《砌墙砖试验方法》（GB/T2542-2003）

检测仪器：数显式抗折试验机（准确度等级为1级），砖用卡尺（精度为0.5mm）

检测过程：根据标准，从同一检验批中随机抽取5块试样，将试件放在温度为（20±5）℃的水中浸泡24h后取出，用湿布拭去其表面水份，将试件放在抗折机上，以（50～150）N/s的速度均匀加荷，直至试样断裂，记录最大破坏荷载读数P，根据公式R=算出砖的抗折强度。

2 建立数学模型

R=×rep

式中：

R——抗折强度（MPa）

P——试件完全断裂时抗折试验机的读数（N）

L——抗折试验机两根支撑棒中心点的水平距离（mm）

B——试件平均宽度（mm）

H——试件平均高度（mm）

rep——检测的重复性

从上面的数学模型，我们可以看出，影响蒸压灰砂砖抗折强度的测量不确定度主要有五方面因素：（1）抗折试验机的读数；（2）支撑棒中心点的水平距离；（3）试件平均宽度；（4）试件平均高度；（5）检测的重复性。因此不确定度传播律表达式是：

uc（R）=

现从同一批待检蒸压灰砂砖中随机抽取5块试样进行试验，规格为240mm×115mm×53mm，根据检测标准要求，抗折试验机两根支撑棒中心点的水平距离L为200mm。5次试验数据如表1所示：

3 评定各个不确定度分量

3.1 试验机读数P引起的不确定度u（P）

由于试验机是数显式的，人为读数误差可排除，因此不确定度u（P）主要来源是仪器本身的准确度u1和仪器检定u2，因为试验机标明准确度等级为1级，根据不确定度B类评定，认为示值均匀分布，取k=，有u1=

==0.58%，看试验机检定证书，得检定不确定度

是0.30%，根据不确定度B类评定，取k=2，有u2=

==0.15%，所以试验机读数P引起的不确定度u（P）

===0.60%。

3.2 支撑点水平距离L引起的不确定度u（L）

根据检测标准，L为固定常数，因此其不确定度

u（L）=0。

3.3 平均宽度B引起的不确定度u（B）

平均宽度B引起的不确定度u（B）由读数的重复性和测量工具砖用卡尺引入，读数的重复性u3符合A类评定原

则，根据贝塞尔公式s（B）=代入数据，

得s（B）=0.33mm，则u3===0.13%；所用

的砖用卡尺精度为0.5mm，根据B类评定，其不确定度u4按均匀分布估算，取K=，则u4==0.25%，合成

u（B）===0.28%。

3.4 平均高度H引起的不确定度u（H）

同样，平均高度H引起的不确定度u（H）由读数的重复性u5和测量工具砖用卡尺u6引入，u5==

=0.63%，u6==0.56%，合成u（H）=

==0.84%。

3.5 检测重复性引起的不确定度u（rep）

检测的重复性是指在相同条件下对同类被测件做n次测定，对它进行分析，就能知道检测结果的分散性。根据不确定度A类评定原则，u（rep）=，其中s（R）

=，i=1，2，3……5（n），代入实验数据得

s（R）=0.26MPa，因此u（rep）==5.06%。

3.6 汇总分析各个不确定度分量

从以上评定，我们可以清楚看到，u（rep）>u（H）>u（P）>u（B），也就是说重复性试验是影响蒸压灰砂砖抗抗折强度检测的主要因素，第二是砖的平均高度，第三是抗折试验机准确度，第四是砖的平均宽度。

4 求出合成标准不确定度

uc（R）=

==5.17%

5 算出扩展不确定度U

扩展不确定度U由合成标准不确定度乘包含因子而得，通常取包含因子K=2，则包含概率为95%，扩展不确定度U=kuc（R）=2×5.17%=10.34%。

6 给出不确定度评定

R=2.3+（1±10.34%）=2.3MPa±0.24MPa

7 结语

通过对蒸压灰砂砖抗折强度检测结果的不确定度评定，我们认识到，在实际检测过程中，当我们对检测结果拿不准时，尤其是数据处在标准临界值附近时，要增加检测次数，以求得到较准确的数值。

参考文献

[1] 国家质量技术监督局.中华人民共和国国家标准蒸压灰砂砖（GB11945-1999）[S].1999.

[2] 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.中华人民共和国国家标准砌墙砖试验方法（GB/T2542-2003）[S].2003.

[3] 国家质量监督检验检疫总局.中华人民共和国国家计量技术规范测量不确定度评定与表示（JJF1059.1-2012）[S].2012.

[4] 朱文斌.陶瓷砖断裂模数测量结果的不确定度评定

[J].陶瓷，2010，（9）.

防雷装置检测质量评定方法探讨 篇4

本溪市防雷中心自从2001年成立以来, 在全国率先打破身份管理实行岗位管理、绩效考核的现代化企业管理模式, 吸收了国内先进的管理思想和理念, 始终把防雷技术服务的水平和质量放在第一位, 在辽宁省气象局的组织下自主研发建立了辽宁省统一的防雷业务综合管理平台, 统一了全省防雷检测机构的检测报告。为了进一步提升服务品质, 建立了完整的质量控制体系并于2012年取得了国家CMA认证, 实现了所有防雷检测项目纳入认证范围, 目前是辽宁省唯一一家具有CMA认证的防雷装置检测机构。多年来的规范化管理, 具备了对大型石化企业、冶金企业、医药企业等各行业的检测作业能力, 成立了专门的质量监督检查部门, 对检测质量严格控制, 检测规范性、服务质量、覆盖领域居辽宁省之首, 得到了省、市气象主管机构和当地政府的高度认可, 目前正在制定辽宁省危险化学品场所的防雷装置检测地方标准。随着防雷体制改革进程的加快和防雷检测资质的放开, 防雷装置检测质量的评定工作显得十分重要, 是气象部门进行防雷行政监管的重要技术措施和保障, 没有科学、合理的检测质量评定方法, 防雷监管工作难以真正落到实处。因此, 笔者以本溪市防雷中心多年来的规范化管理为基础, 对防雷装置检测质量评定方法进行探讨[1,2]。

1 防雷装置检测质量评定的基本原则

一是检测质量评定应遵循依据充分、方法科学、公正客观的原则。二是检测质量评定应采取报告抽查、管理运行资料审查和检测现场核查相结合。三是检测质量评定结果作为防雷装置检测机构信用评价和防雷主管机构监管的主要依据之一。四是检测质量评定中报告抽查宜每月进行1次, 综合性评定宜每6个月进行1次。

2 影响防雷装置检测质量的因素

一是管理体系的建立和运行情况。没有建立有效的管理体系或虽然建立管理体系但是没有各项工作运行的记录, 由此可以断定没有有效的质量控制措施, 将会严重影响检测质量。二是检测人员的资格条件、作业能力。这是确保检测工作得以有效开展的重要条件之一。三是检测仪器装备的配备、检定、使用过程管理与记录。这是确保检测工作得以有效开展的重要条件之一。即使配备了齐全的检测装备, 但是没有出入库的管理记录和使用记录, 检测数据的真实性就无法验证。四是检测依据的充分性和适宜性、检测方法的有效性。检测依据不充分将会导致检测结果的判定错误。五是检测项目的完整性、计算的正确性。其影响检测结果判定的准确性。六是检测现场记录的真实性。检测现场记录应有检测人员和受检单位负责人的签字确认, 多页原始记录要有骑缝章, 涂改要有当事人的签章, 否则即使现场记录的项目和内容齐全也无法验证数据的真实性。七是检测报告与现场记录的一致性[3,4]。八是检测结果判定的正确性和有效性。九是检测相关资料的保存。检测相关资料是检测质量真实性的客观证据, 也是监管部门监管的有效依据之一。

3 检测质量评定的方法和指标

防雷装置检测质量的评定包括报告抽查、管理运行资料审查和检测现场核查3个方面, 三方面既可以单独进行也可以组合进行。

3.1 管理体系的建立和运行情况

查阅有无质量管理体系、内容是否覆盖所有检测活动, 查阅管理体系的运行记录, 验证管理体系的运行情况。

3.2 人员的资质情况

根据检测报告中的签字查阅相应人员有无法律法规规定的作业资格证, 查阅检测人员的培训记录、考核记录。

3.3 检测仪器装备的配备、检定、管理情况

检查检测仪器装备的数量、种类能否满足检测工作需要, 检测仪器是否在检定有效期内, 检测仪器是否有出入库管理的运行记录、是否有仪器定期核查记录、是否有仪器的使用记录。

3.4 检测依据和方法的有效性

根据检测报告中的检测场所类别查阅检测规范依据是否明确、充分, 根据检测项目查阅检测仪器的选择和使用是否正确。

3.5 检测数据的真实性和检测项目的完整性

查阅原始记录内容和项目是否完整, 接闪器、引下线、接地装置、等电位连接、电涌保护器等各项内容是否符合相关规范的要求, 数据修改是否有当事人签章标记, 是否有检测人员和受检单位人员的签字确认。

3.6 检测报告和结果的完整性和有效性

检查检测报告内容与原始记录是否完全一致, 是否有检测示意图并标记各个检测点, 检测结论是否准确, 存在隐患的隐患内容是否清晰、依据充分。检查检测报告中检测员、审核人、批准人是否为本人签字, 印鉴是否有控制措施。

3.7 检测现场核查

到检测现场对检测报告内容和实际进行比对, 核查报告内容是否完整和报告的真实性。

3.8 归档资料的完整性

查阅归档资料中原始记录、检测正式报告、检测示意图是否完整对应。

4 检测质量评定结果和等级

根据质量评定得分将质量等级划分为优、合格、不合格3个等级。95分以上的为优, 80~95分的为合格, 低于80分的为不合格。

5 结语

防雷装置检测质量与检测机构的管理体系运行情况、软硬件条件、作业能力等多方面都有直接和间接的联系, 因此防雷装置检测质量评定工作是一项系统性工作, 应涵盖对检测机构管理体系运行、软硬件条件、作业能力、检测报告文书、检测现场等多方面的评定, 除了建立科学有效的检测质量评定方法外, 气象部门还应将检测质量评定工作标准化、常态化, 真正落实防雷监管职责, 促进防雷检测工作健康、有序进行。

摘要：防雷装置检测质量直接影响着人民群众生命财产安全, 阐述了防雷装置检测质量评定的基本原则及影响防雷装置检测质量的因素, 并结合防雷装置检测质量评定的方法和指标, 介绍了检测质量评定结果和等级。

关键词：防雷装置,检测质量,评定,原则,方法,结果

参考文献

[1]魏帅, 张卫星, 张春龙, 等.防雷装置检测职责及常见问题提示[J].黑龙江气象, 2016 (1) :38-39.

[2]马敏荣, 白永坤, 杨晶, 等.新建建筑物防雷装置检测的实践[J].广西气象, 2006 (增刊2) :120-121.

[3]杜连书, 黄建萍.防雷装置检测常见的几个问题[J].气象研究与应用, 2012 (增刊2) :117.

刚架拱桥的检测与承载能力评定 篇5

对某缺失资料的刚架拱桥进行了病害调查、无损检测及荷载试验,重点对荷载试验进行了分析.通过对结构加载模拟分析、加载等级与方式的确定、变形和自振频率的.实测与分析,表明该桥的承载能力不满足规定的荷载等级,且动力性能较差,需要进行加固维修.此方法为该类桥梁的维护使用和加固改造提供参考.

作 者：张惠勤 吕长荣 ZHANG Hui-qin L(U) Chang-rong  作者单位：山东高速集团,工程咨询有限公司,山东,济南,250002 刊 名：山东交通学院学报 英文刊名：JOURNAL OF SHANDONG JIAOTONG UNIVERSITY 年，卷(期)：2009 17(2) 分类号：U441 U448.22 关键词：刚架拱桥   无损检测   荷载试验   承载能力   评定  

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检测评定方法 篇6

本文出自在研的课题《高职院校平时成绩评定方法和评价体系研究》

摘要：当前，大部分高职院校都是根据学生上课的考勤情况、作业完成情况、课堂上的提问回答情况来评定学生学习专业课程时的平时成绩，这种方法存在诸多弊端。本文以高职院校的《铁路客运组织》为例，通过研究分析得出从考勤情况、提问情况、课堂表现、作业完成、课堂笔记5个方面来评价学生的平时成绩会比较全面，并且给出一定的方法和空间让学生自主学习，激励学生锻炼自学能力，提高对行业的关注度，掌握搜集资料的方法和途径，提高学习兴趣。

关键字：高职院校；《铁路客运组织》； 平时成绩；评定方法；等级表现

【中图分类号】G642.4

0引言

高职院校即高等職业院校，旨在培养技术型人才，是在完成中等教育的基础上培养出一批具有大学知识，而又有一定专业技术和技能的人才，它不同于普通本科教育，因此高职院校在招生时往往都是一些不够本科线的生源，学生素质相对较差。又由于这几年的扩招，学生素质更是参差不齐。对于院校来说需要研究一个更加全面而又不乏激励性的成绩评定方法，同时，对于用人单位来说也希望教师能够给出更有参考价值的成绩，能更加综合的反应一个学生各方面的素质。

1高职院校《铁路客运组织》平时成绩评定现状

目前，大部分的高职院校，在对学生进行课程考核时，均是将平时成绩和期末考试成绩按照一定的权重计算求出学生的总评成绩。其中平时成绩侧重考核学生的学习过程，它的目的是加强教师对学生学习过程的督促、指导和管理，促进学生自主学习，提高学生综合素质和能力。

本校的《铁路客运组织》，是铁道交通运营管理专业的核心专业课，主要学习铁路客运组织的基本方法和有关规章，是考试课，采用开卷笔试的考核方式，期末考试成绩占总成绩的70%，平时成绩占总成绩的30%。平时成绩评定采用综合评判方法，主要涉及考勤情况，提问情况和作业完成情况三个方面，这三个方面一般各占总评成绩的10%。

2存在的主要不足

（1）考核不全面，不够细化

一是，有些学生虽然坐在教室里，能够保证每节课都来，不旷课，但是他并没有专注的听课，跟不上教师的讲授进度，甚至出现发呆、玩手机、看课外书、聊天甚至睡觉的现象。在目前的平时成绩评定中没有给出具体的评定标准，教师的打分多少也会出现随意性；

二是，这种考核方法忽略了对平时成绩考核中随堂反应、学习态度、合作能力等方面的考核，影响了对教学过程的整体评价。

（2）考核不严格，没有具体标准

期末考试成绩与平时成绩一般应呈正相关趋势，但是有时也会出现负相关趋势。实际上不可避免会出现负相关的情况。原因是主要有两个：一是基础差的学生虽然注意完成平时考核内容，但并没有真正理解掌握好相应的知识，末考成绩不理想；二是可能存在教师为基础差的学生送分的现象。因此，我们更应该制定一个严格、详细的评判标准来进一步规范平时成绩的评定。

（3）不能激励学生主动学习的渴望

平时成绩的评定应该以激发学生的学习积极性，提高学生学习过程的参与性为目标，应该能充分调动学生的主动性而不是简单的对学习过程的评价。我们也认为平时成绩的反馈作用也是提高学生学习效果、学校教学质量的一个重要途径，具有教学反馈、教学结果评定和激励学生学习及教师工作的作用。但是，目前，平时成绩的评定方法在这方面还存在较大的欠缺。

3《铁路客运组织》平时成绩评定方法改进研究

以本校的《铁路客运组织》为例，平时成绩评定方法应该有以下几方面的改进：第一，对于评价内容应更加全面；第二，平时成绩的评定要对学生有激励作用，能充分激发学生的积极性；第三，评定方法应增强可操作性，平时评价要和日常教学结合起来，认真记录，及时反馈。

因此，改进后《铁路客运组织》平时成绩的评定，拟使用等级定性、分数定量评价和学生自主学习环节相结合的方法来进行评价。

3.1平时成绩定性方面

从用人单位的需求出发来考虑，学生的最终成绩最好是既能反应学生的整体素质又能反应其学习效果，因此改进后的评定方法从学生的纪律性、学习态度和素质能力三方面来评定，将其划分为三个等级：

等级纪律性学习态度能动意识自学能力自制能力协作能力

A非常强端正积极主动较强较强较强

B较强较为端正主动配合较强/一般较强/一般较强/一般

C差不端正被动配合一般/较差一般/较差一般/较差

所有的学生在学习之初都是基本的B级表现，根据学习过程中的表现可以向上浮动为A级或者向下滑落为C级。例如最终的平时成绩将可能显示为A80，B80或者 C80，其中A80代表纪律性强，学习态度端正，积极主动，有较强自学自制能力； C80代表纪律性差，学习态度不端正，被动配合，子学自制能力一般。

3.2平时成绩定量方面

以百分制计算，从以下五个方面进行考核：

①考勤情况（30分）

旷课：旷课一次扣5分，降一级处理，以示警告；旷课两次，扣掉所有考勤成绩，降至最低等级；旷课三次，取消考试资格。

迟到、早退：5分钟以内扣1分，5-15分钟扣2分，15分钟以上按旷课处理；

事假、病假：每学期请事、病假次数一般不允许超过4次，超过一次，事假扣2分，病假扣1分；累计请假扣分达到10分，降一级处理。

②复习提问情况（20分）

课前将上一节课程的重点内容和难点内容进行复习，加以提问是本校《铁路客运组织》的常用方法，一方面可以检验学生的学习效果，一方面也可以将两节内容连贯起来。考核情况主要分为以下两种：①主动回答：全对加3分，部分对加2分，错误不扣分；②被动回答：全对加2分，部分对加1分，错误扣1分。多次提问，累计分值最多不超过20分，最低不低于0分。endprint

③作业完成情况（15分，本课程以5次作业为例）

解答完全正确，书写整洁，加3分；解答完全正确，书写不整洁，加2分；解答部分正确，书写整洁，加2分；解答部分正确，书写不整洁，加1分；解答错误，不加分。

不按时提交作业一次扣3分，达到3次及其以上，按次数扣分，降一级处理。

④课堂表现情况（25分）

课堂上部分同学纪律松散，自制力较差，容易出现吃东西、听MP3、玩手机、看课外书（报纸）、睡觉、聊天等不注意听讲的情况，一次扣2分，累计扣分达到10分，降一级处理。

⑤课堂笔记（10分）

古语有云：读书破万卷。通过检查学生上课的随堂笔记，也能判断学生的听讲和学习情况。笔记多，标画大部分重难点的加10分；笔记多，但是只标画少量重难点的加7分；笔记少，没有标画重难点的加4分，基本没有笔记的，不加分。

3.3学生自主学习环节

自主学习，学生自愿参加，是学生在学习过程中，发现平时成绩比较低或者对自己的平时表现不满意还想进一步提升平时成绩，可以参加本环节。

增加自主学习环节的目的有三个：第一，在日常教学中，难免出现提问不均衡，作业较难或者部分优秀学生不喜欢做笔记的情况，为了均衡这种情况我们给学生提供一定的空间和途径来争取较高的平时成绩。第二，部分基础薄弱的学生平时成绩低，但是想要通过努力获得进步。第三，为了激励学生自主学习，锻炼学生的自学能力，也让学生积极主动去了解行业发展情况，弥补课内空白。

自主学习环节提供以下几个途径让学生自主学习，但是只可以选择其中的一个途径进行考核，教师要严格按照考核要求来加分。

①专业学术论文总结

学生可以自主学习本行业即铁路旅客运输业国内外的最新发展动向、剖析业内的热点问题、研究分析目前行业内存在的主要问题并提供一定的解决方法，或者解决方向。总之，必须是学生自己原创的具有创新性的专业论文总结。通过这种自主学习可以锻炼学生的自学能力、表达能力、搜集资料的能力，能激发学生干一行，爱一行的热情，及时了解行业内的最新信息，为日后工作提供坚实的理论基础。

考核方法：学期末之前提交论文总结一篇，由任课教师初审，通过后交由本专业课其它班级代课老师进行复审给出考核意见。考核通过后平时成绩即可提高20分，平时表现升一级。

②默记《铁路客运运价里程接算站示意图》

实际上，学生在入职以后，用人单位都会要求职工记忆《铁路客运运价里程接算站示意图》以便展开工作。因此，学生可以自学并记忆《铁路客运运价里程接算站示意图》，一方面可以提高平时成绩，更加重要的是可以使学生全方位的了解我国铁路线路网的构成和历史，为以后的工作提供较多的知识贮备。

考核方法：《铁路客运运价里程接算站示意图》分为两部分，一部分是东北区域，一部分是北南方区域。考核时可以分两次进行，均需在期末考试之前完成，两次考核间隔时间不允许超过一个月。考核安排在教师办公室，时间为一个小时，教师提供A4白纸两张，考核通过后平时成绩提高20分，平时表现升一级。

③熟练操作客票系统

本学校有“运输综合演练实训室”，装有配套的客票系统，面向学生开放，学生如果有自主学习的愿望可以申请使用，进行自主学习，熟练掌握客票系统。

考核方法：完全掌握后，可以申请由任课教师进行考核，在规定时间内完成相应题目。考核通过后平时成绩提高20分，平时表现升一级。

综上所述，按照上述方法平时成绩可以逐项累计，最高不超过100分，学生有较高的参与度，可以充分调动学生的积极性。需要说明的是最终成绩也要将原来平时成绩的定性部分反映出来，目前的做法是在综合成绩前标明该生在学习过程中的表现等级，如某生综合成绩为A90。

4结论

目前，本校的《铁路客运组织》正在积极试行这种新的平时成绩评定方法，建立班级每个学生的平时成绩档案，把学生的整个学习过程纳入考核的范畴，把每个学生平时成绩的评价，采用公开、实时的方式贯穿到整个教学过程中去，增加平时成绩的透明度，这种方法确实在一定程度上鞭策学生们遵守课堂制度，激励学生自主学习，锻炼学生的自我控制能力，获得了较好的教学反馈意见，也希望在后续的试行过程中能够查漏补缺，将平时成绩评定做的更加全面、公平，更好的激励学生学习。

[参考文献]

[1]罗忠，刘士卿，王菲，柳洪义.大学课程平时成绩的评定方法探索与实践[J].教学研究，2011，34（5）：31-34.

[2]刘向勇，雷三元，魏海翔.技校教学中平时成绩与期末成绩相关性分析.湖北三峡职业技术学院学报，2012，9（1）：60-64.

[3]黎藜.学生平时成绩评定方法及意义.重庆科技学院学报，2006.

[4]李新紅.高校教育中的平时评价探究.辽宁行政学院学报，2008，（8）：119-120.

既有双曲拱桥检测评定与加固方法 篇7

关键词：双曲拱桥,结构检测,状况评定,荷载试验,桥梁加固

0前言

双曲拱桥是20世纪60年代出现的一种桥梁结构形式, 它在构造上突破了传统的矩形截面形式, 利用钢筋混凝土材料的特性, 使繁重的砌拱工艺化整为零, 实现了轻型化和无支架施工, 且不需要专门设备, 施工简便易行。因此具有结构轻巧、省材料、投资少等特点, 一度在全国范围内得到推广应用。据不完全统计, 在出现后最初的10年里, 全国共修建双曲拱桥4 000余座, 总长度达30万m。然而, 由于当时设计水平和荷载标准偏低、施工技术不够成熟, 以及主要承重构件钢材用量少等缺陷, 双曲拱桥存在先天不足之处。经过数十年运营, 现阶段仍在役的双曲拱桥普遍出现了不同程度的结构病害, 有些甚至已经成为危桥。伴随着经济的稳定与繁荣, 我国的交通运输事业发展迅猛, 桥梁所承担的交通压力日益增大, 双曲拱桥存在的不足和缺陷已不能满足现代交通发展的需要。因此, 双曲拱桥的检测评定与维修加固便成为一个亟待解决的问题。

1 工程概况

我国西北地区某空腹式钢筋混凝土双曲拱桥, 跨径为20 m, 桥面宽7.8 m, 布置形式为0.6 m (人行道) +6.4 m (行车道) +0.6 m (人行道) 。该桥建于1974年, 现在无任何设计、施工资料。桥梁总体布置见图1。

该桥长期缺乏检测与养护, 为确保桥梁的使用安全, 需对该桥进行状态检测以评定桥梁技术状况等级, 然后进行桥梁荷载试验, 评估该桥的承载能力, 再根据检测评定结果提出相应的维修加固措施。

2 双曲拱桥状态检测

2.1 结构尺寸与拱轴线测量

该桥为无资料桥, 首先应对结构的基本尺寸和拱轴线进行测量, 为后续工作提供可靠的资料和依据。

该桥主拱圈形式为5肋4波, 拱肋为矩形, 拱波为圆弧形, 拱肋间设有矩形横系杆。主拱两侧各布置4孔腹拱, 腹拱为三铰拱形式, 拱顶设有变形缝。桥梁两端没有设置伸缩缝。桥梁下部结构为M7.5浆砌片石桥台, 明挖扩大基础。桥梁主要构件几何尺寸见表1。

为了解该桥实际拱轴线线形, 本次测量根据桥梁实际情况进行主拱圈线形测量, 测量数据为主拱圈下缘高程, 在进行计算分析时, 再换算到拱轴线位置。主拱圈线形的测量结果见图2。依据实测坐标值对拱轴线进行悬链线拟合, 拟合的悬链线与实测拱轴线比较吻合, 高程相差不大, 说明桥梁拱轴线基本没有发生畸变。

利用钢筋扫描仪对桥梁主要构件截面配筋的直径、数量及分布情况进行检测。检测结果如下:拱肋截面配筋为Ⅰ级钢筋, 412, φ6箍筋, 布置间距为20 cm;立柱截面配筋4φ12, φ6箍筋, 布置间距为20 cm。盖梁截面配筋为4φ12, φ6箍筋, 布置间距为20 cm。根据现场实测, 腹拱、拱波没有配置钢筋。

2.2 外观检查

外观检查为桥梁检测的一个基本手段, 可对桥梁现状有一个总体的了解, 并为桥梁技术状况评定提供相应的技术资料。依据《公路桥梁技术状况评定标准》, 笔者将该桥的外观检查分为三个部分, 即上部结构、下部结构和桥面系部分。

1) 上部结构检查。主拱圈与腹拱圈均出现多处明显渗水现象, 渗水处伴有晶体析出:4道拱波均出现纵向裂缝, 裂缝位于拱波拱顶处;腹拱圈出现多条水平裂缝, 立柱、盖梁出现多条竖向裂缝, 最大裂缝长96 cm, 宽度达2 mm;腹拱圈出现多处蜂窝麻面, 累计面积≤构件面积10%。

2) 下部结构检查。台背排水不良, 造成桥台被渗水污染;台背路面轻微沉降, 沉降值≤2 cm, 有轻度跳车现象;东西两侧台帽均出现多条竖向裂缝, 裂缝最大宽度达0.574mm;桥下河床冲刷严重, 危及桥台基础安全。

3) 桥面系检查。桥面铺装出现大面积裂缝、破损:泄水管堵塞, 桥面排水不畅, 导致拱圈出现多处渗水现象;护栏扶手多处出现破损断裂, 人行道出现少量剥落与裂缝。

2.3 混凝土强度与钢筋锈蚀情况检测

依据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》的相关规定, 在主要构件上布设回弹测区, 采用回弹法对该桥的主要受力构件进行混凝土强度检测。测试结果表明:拱肋的混凝土强度达到C30级;拱波与腹拱的混凝土强度达到C25级;立柱与盖梁的混凝土强度达到C20级。各构件碳化深度均在4 mm左右。

为了了解混凝土构件中钢筋的锈蚀情况, 笔者采用钢筋锈蚀仪对拱肋钢筋进行检测, 绘制锈蚀电位等值线图 (见图3) 。同时, 在拱肋、立柱和盖梁上采集混凝土样品, 采用实验室化学分析法检测样品中的氯离子含量, 检测结果见表2。

依据JTC/TJ21-2011《公路桥梁承载能力检测评定规程》中有关规定, 综合以上两种检测结果可知:该桥拱肋的钢筋锈蚀活动性不明显, 混凝土样品中氯离子含量较低, 诱发钢筋锈蚀的可能性很小。

2.4 技术状况评定

桥梁技术状况评定按JTC/T H21-2011《公路桥梁技术状况评定标准》进行, 全部评定工作将按照图4流程逐项开展。

按照规定流程, 结合现场外观检查结果, 对桥梁各构件、各部件进行技术状况评定, 然后可以得出桥梁上部结构、下部结构、桥面系的技术状况评定结果:

上部结构:45.34分;下部结构:54.46分;桥面系:33.06分。

根据规范规定, 桥梁总体技术状况评定的公式为:

式中Dr—桥梁总体技术状况评分, 值域为0~100分;

SPCI—桥梁上部结构技术状况评分, 值域为0~100;

SBCI—桥梁下部结构技术状况评分, 值域为0~100;

BDCI—桥梁桥面系技术状况评分, 值域为0~00;

WD—桥面系在全桥中的权重, 取值为0.20;

WSP—上部结构在全桥中的权重, 取值为0.40;

WSB—下部结构在全桥中的权重, 取值为0.40。

该桥总体技术状况评定得分为46.53分, 评定等级为4类, 该桥主要构件有大的缺损, 严重影响桥梁的使用功能。

3 荷载试验

3.1 静载试验

根据桥梁的实际运营状况, 此桥的荷载等级应达到汽-15级。根据现场实际测量数据, 运用MIDAS/Civil软件建立该桥有限元分析模型 (见图5) 。依据《公路桥梁承载能力检测评定规程》的相关规定, 本次试验共两个工况: (1) 拱脚最大负弯矩; (2) 拱顶最大正弯矩。试验车辆载重参数见表3, 静力试验荷载效率ηq如表4所示。

不同工况作用下各测试断面的实测应力值与理论计算值的比较结果见表5。

不同工况作用下拱顶断面的实测挠度值与理论计算值的比较结果见表6 (在试验荷载作用下, 桥台位移可忽略不计, 故不在此列出) 。

由表5、表6可知, 拱顶断面实测最大应力值为1.01MPa, 对应应力校验系数为1.22;拱顶实测最大挠度值为2.083 mm, 对应挠度校验系数为1.02。应力与挠度校验系数均大于1, 依据JTC/TJ21-2011《公路桥梁承载能力检测评定规程》中的相关规定, 目前桥梁的承载能力不能满足通行汽-15的荷载等级要求。

3.2 动载试验

采用脉动法测试桥梁自振频率, 将现场实测值与理论计算值进行比较, 比较结果见表7。

由表7可知, 结构实测竖向基频高于理论计算值。

综上所述, 桥梁技术状况评定结果与静、动载试验结果表明, 该桥存在大量病害与缺陷, 结构承载能力已不能满足当前的运营要求, 需要采取一定的维修与加固措施。

4 双曲拱桥的加固

4.1 双曲拱桥的加固方法

1) 桥梁经过维修加固后, 结构的工作性能、承载能力和耐久性都应满足运营要求。

2) 桥梁加固的方式, 应根据桥梁结构形式、承载能力提高程度、加固技术的耐久性和今后线路交通量发展趋势等综合研究确定。

3) 了解和判断桥梁下部结构的承载能力潜力, 以满足加固后所增加的恒载和活载对基础的要求。如果基础或墩台的承载力不足, 或上部结构缺陷是由墩台和基础的沉降、位移所引起的, 就应对下部结构进行加固处理。

4) 在选择桥梁加固方案时, 还应综合考虑以下因素:加固维修的成本、加固设施的养护费用、施工时交通阻碍所造成的运输上的损失、施工安全性以及对环境的干扰程度等。

双曲拱桥的主要承重结构是拱圈, 针对拱圈的常用加固方法主要有以下几种:

1) 增大截面法。包括拱背补强层加固法、喷锚拱圈下缘加固法和腹拱下缘补强加固法等。一般针对双曲拱桥中存在严重缺陷或达不到安全承载要求的薄弱构件。但此方法通常会增加桥梁恒载, 若恒载的增加对桥梁承载能力影响较大, 则应考虑采用其他方法或与其他方法综合运用。

2) 粘贴钢板法。包括粘贴钢板加固拱肋法、粘贴钢筋加固拱肋法和螺栓钢板结合加固拱肋法。这三种方法有基本保持结构原状、构造简单、施工迅速、技术含量较高、施工时对车辆通行影响较小等特点。

3) 改变结构受力体系加固法。利用板、梁组合作用及其他拱、梁组合或者梁的连续作用来改变结构的受力体系, 从而改善桥梁的受力状况, 达到提升桥梁承载能力的目的。

4) 减轻恒载法。采用换填轻质填料或改变拱上建筑形式等措施, 减轻拱上建筑自重, 可以明显改善拱圈的受力情况。特别是当桥梁承载能力不足时, 采取减轻桥梁自重来提高结构承受荷载的能力, 是一种经济有效的措施。

5) 体外预应力加固法。可采用钢拉杆、钢筋混凝土箍套和钢筋混凝土拉杆来施加外部预应力, 以预应力产生的反弯矩抵消部分外荷载产生的内力, 从而达到改善结构使用性能并提高其极限承载力的目的。

4.2 对工程背景桥梁加固方法的建议

为使该桥达到通行汽-15的荷载等级要求, 必须采取一定的加固维修措施, 提高桥梁的承载能力, 增强桥梁的使用性能, 延长桥梁的使用寿命。笔者根据现场检测和荷载试验的分析结果, 综合考虑各种因素的影响, 提出如下整治加固建议:

1) 对检测中发现的各类裂缝进行密封和修补处理;

2) 由于桥梁主要承重构件截面尺寸较小, 可同时采用减轻恒载法和粘贴钢板法提高桥梁承载能力;

3) 该桥横向联系薄弱, 整体性较差, 可利用原有横系杆浇筑横隔板梁, 加强桥梁横向联系, 提高整体性;

4) 修复桥梁排水系统, 增强桥梁的排水能力;

5) 拆除原有桥面铺装, 新做桥面铺装并加设防水层;修复人行道、栏杆系统;

6) 恢复桥台基础埋深, 并采取适当的防冲刷措施;

7) 为延长桥梁使用寿命, 在桥梁两端设置限高门架以限制大型车辆通行。

5 结语

桥梁是连接交通线路的咽喉, 其承载能力和通行能力更是确保线路畅通的关键。随着现代社会经济的高速发展, 道路交通量和车辆载重迅速增加, 对旧桥进行检测评定和维修加固已成为我们目前面临的一项重要工作。而我国大部分双曲拱桥建成于20世纪60~80年代, 近年来已暴露出大量病害与缺陷, 已不能满足当前安全运营和将来交通发展的要求, 亟需进行检测与加固。因此, 合理、准确地评定危旧双曲拱桥的技术状况和承载能力, 并根据评定结果和相关规范, 结合双曲拱桥的结构形式, 提出既安全高效又经济适用的加固方案, 对保障桥梁运营安全和交通运输事业的快速发展具有重要意义。

参考文献

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[2]JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S].

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[4]JGJ/T 23-2011回弹法检测混凝土抗压强度技术规程[S].

[5]JGJ/T 152-2008混凝土中钢筋检测技术规程[S].

[6]杨敏, 窦春风, 沈刚明.双曲拱桥检测评定及加固方法研究[J].山西建筑, 2008, 34 (31) :304-305.

检测评定方法 篇8

1 试块法

试块法是一种最基本、最常用的混凝土强度检测方法。根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002),等效养护龄期时的试压结果经换算后可作为结构实体强度等级的复验依据,从而传统的试块检验法在大量的质量验收检验中就占据了主导地位,但有以下缺点:

(1)当混凝土试块强度出现偏差太大,或混凝土试块丢失时,则难以准确评判结构混凝土强度。

(2)在制作、振捣、养护方面构件与试块可能存在一定的差异,使得在某些情况下试块强度不能客观反映所代表构件的强度。

(3)如构件存在蜂窝、内部缺陷、漏振、受冻、裂缝等,试块也不能正确反映构件整体的混凝土强度。

2 回弹法

回弹法是国内进行现场检测使用较多的一种方法,是通过回弹仪测定混凝土表面硬度继而推断其抗压强度的方法。它具有简便、灵活等特点,但精度相对较差,且需借助一定的测强曲线。当混凝土表层与内部质量有明显差异,如遭受化学腐蚀或火灾、硬化期间遭受冻伤等,则不能用此法。

采用回弹法进行检测时,其检测面应为原状混凝土面,并应清洁、平整,不应有疏松层、浮浆、蜂窝、麻面,必要时可用砂轮清除疏松层和杂物,且不应有残留的粉末或碎屑。因此,应用回弹法时,要针对混凝土的现状注意以下几点:

(1)应建立地区长期测强曲线,以提供可靠的经验数据。

(2)不同的湿度环境下的混凝土强度问题,需要经过一系列试验获取不同湿度修正系数。

(3)碳化深度对回弹推定值影响很大,而实际中混凝土掺合料、脱模剂、粉刷层等因素会影响碳化深度的测定,要防止“假碳化”现象。

(4)对于龄期超过14d一1000d范围的混凝土,不能直接采用回弹法检测混凝土抗压强度时,应根据有关技术规程进行强度换算,回弹后,采用同条件试件或钻取混凝土芯件进行修正。

(5)技术规程指出,结构或构件的混凝土强度定值是指相应于强度换算值总体分布中保证率不低于95%的混凝土抗压值。实际检测中,不能直接将混凝土强度推定值与混凝土设计强度等级的数值做对比,应注意现场混凝土构件的回弹强度值往往低于混凝土设计强度等级这一事实,根据检测的目的和实际情况来综合判定结构或构件的强度情况。

3 钻芯法

钻芯法[4]是一种直接可靠,并能较好地反映混凝土实际状况的局部破损检测方法。对于无损检测法很难准确测定的各种强度等级的混凝土强度,钻芯法可以比较准确地测定其强度。它的工作原理是在有代表性的混凝土结构上钻取芯样,做必要的整理加工(如芯样两端锯切,磨平等)后进行抗压强度测定。凡龄期不少于14d、强度不低于1OMPa的混凝土都可采用钻芯法测验定其强度,但由于取芯后会对结构造成一定的损伤,因此,对于安全性本已不足或受损伤的结构和构件,应征得设计方同意,方可采用该方法。

另外,钻芯法可直接观察到局部混凝土的内部情况,如骨料的分布、裂缝大小等。该方法适用于龄期超过数年的长龄期混凝土或遭受冻害、火灾、化学腐蚀等受损构件的检测,但钻芯法测强的劳动强度大,对结构会造成一些局部损伤,检测费用高。

4 超声波法

混凝土强度的超声检测法是以强度与超声波在混凝土中的传播参数(声速、衰减系数等)之间的相关关系为基础的。从理论上讲,超声传播特性应是描述混凝土强度的理想参数,能够毫无损伤地探测到混凝土内部的实际状况。因而,可反映出结构混凝土内部的强度及密实度。

由于超声检测能对混凝土内部空洞、不密实区的位置和范围、裂缝深度、表面损伤层厚度、不同时间浇筑的混凝土结合的质量和混凝土匀质性做出比较准确的判定,而这正是其他检测方法所无法做到的,所以,该法在工程检测中得到了广泛的应用。当采用超声法测强时,由于影响声速的因素很多,如水泥品种、水泥用量、含砂率,粗骨料品种和最大粒径、含水率、龄期等,当所用材料、含水率和龄期工程质不同时,传播速度与混凝土的强度关系将有很大不同,因此用超声法很难准确地测定混凝土的强度,目前通常是将超声法和回弹法综合在一起来测定混凝土的强度,即所谓超声回弹综合法。

需要说明的是,由于混凝土本身结构复杂,人们目前对超声波在其中的传播特点了解仍然十分肤浅,尤其是许多传播规律往往随着超声波频率、骨料粒径、砂率等因素的变化而变化,因而在进行超声检测时,对现象的解释难免出现谬误,且会影响到测试结果的准确分析。

5 拔出法

拔出法是一种半破损检测方法,根据测试结构混凝土中锚固件被拔出时的拉力,来确定混凝土的拔出强度,并据以推算混凝土的立方体抗压强度。一般分为预埋拔出法与后装拔出法两种。预埋拔出法是在混凝土表层一定距离处预先埋人一个锚固件,混凝土硬化以后,通过锚固件施加拔出力以获得混凝土的推定强度。由于是要事先在混凝土表层埋人一个锚固件,因而在我国的应用尚不普及;后装拔出法在推定混凝土强度时,由于对混凝土被拔出时的破坏机理的研究尚存在一定的分歧,由于受到混凝土骨料、混凝土内部缺陷和钢筋间距以及现场操作过程中人为因素的影响等,因此要建立拉拔强度与混凝土抗压强度之间的稳定关系还是有一定困难的。该方法在结构混凝土强度现场检测中若要发挥更大作用.尚待理论与实践上的突破。

7 综合法

采用试块法、回弹法、钻芯法和超声波法对结构进行混凝土强度检测时,现行规程对相应方法的应用范围、检测方法、仪器设备、构件检测数量、测区数目等都有较为严格的规定,但实际检测时由于检测条件的出入,需要对检测数据和结果进行修正。比方说,混凝土是非均质性材料,各相物质随机交织在一起,形成复杂的内部结构,加上混凝土通常是在工地进行配料、搅拌、成型、养护,每个环节稍有不慎就影响其质量。随着加固行业的发展,现行单一方法对结构进行混凝土强度检测时,往往不能满足规程要求[5,6],袁群提出了综合的Bayes法[7],取得了良好的效果。

8 结语

本文系统地说明了几种混凝土强度检测方法及其特点,得出了各种方法的不同适用范围,各种检测方法均有优劣。由于施工检测现场情况复杂,因此,提高结构混凝土强度的检测精度,具有非常重要的现实意义,一方面应提高单一检测技术的精度,另一方面应发展更加可靠的综合测强方法,诸如回弹— 钻芯、综合测强法等,并建议着手解决以下几个方面的问题:

(1)如何用芯样的抗压强度值校正回弹值与结构实体强度的关系。

(2)如何按回弹值的离散程度确定钻取芯样的个数,优化钻芯位置,使其具有显著的代表性。

(3)在利用钻芯法对回弹强度换算值进行修正时,应考虑修正值的概率保证率,使其在数学意义上更加严密,减少检测错判率。

总之,随着检测技术的发展,已有相当多的方法用以检测混凝土强度,实际应用应根据有关标准,可选择非破损的检测方法,以减少检测工作量,必要时可辅以局部破损检测方法。

参考文献

[1]赵冬霞.混凝土强度检洲方法比较与应用.工程质量,2002(12):16-17.

[2]洪健涛.混凝土强度检测问题的探讨.山西建筑.2007,33(20):61-62.

[3]GB50204-2002.混凝土结构工程施工质量验收规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2004.

[4]张治泰,李乃平.关于钻芯法检验结构混凝土强度问题[J].工程质量,2003(1):77-78.

[5]杨迎春.结构实体混凝土强度检测技术的现状与趋势[J].科学之友,2005(8):19-20.

[6]王立平,夏树威.综合法在混凝土强度检测评定中的应用.山西建筑,2007,33(9):98-99.

双曲拱桥检测评定及加固方法研究 篇9

1 双曲拱桥的性能评定方法

1.1 双曲拱桥的检测

检测的内容有:主拱圈现有拱轴线形的检测,以及其他构件几何线形的检测;结构材料强度检测,即主拱拱肋、拱波及填平层、拱板以及墩台混凝土或石料的强度检测;裂缝检测,检测主拱拱圈混凝土裂缝分布,典型裂缝深度、宽度等;严重开裂或渗水区域的钢筋锈蚀情况调查;其他检测,如墩台风化状况、桥面铺装破损情况、伸缩缝工作情况、桥上排水系统的工作状况等。

1.2 双曲拱桥的荷载试验

荷载试验主要针对桥跨结构的控制断面,测试其在最不利荷载下的受力及变形情况,拱桥的控制断面一般为拱脚、拱顶及L/4,3L/4截面,大跨径桥还需考虑L/8截面。试验荷载根据设计荷载等级加载下拱圈各控制截面的最不利弯矩进行试验荷载等效设计。各个试验弯矩荷载效率系数η,一般要在0.80～1.05的范围内。试验荷载一般采用重载车辆来充当,并在加载过程中应采用分级加载。荷载试验的测试内容主要有应力测试和挠度测试,即测试主拱圈各试验截面的应力,以及测试加载跨L/4、拱顶和3L/4的挠度。应力测试采用粘贴应变片或埋设应变计等方法测量,挠度的测量可根据不同的测试精度采用百分表、机电百分表、千分表以及全站仪等测试。

1.3 双曲拱桥的承载能力验算

根据双曲拱桥的现状,采用实测的材料特性以及现有拱轴线的几何线形,对桥跨结构的承载能力进行验算。计算可以采用专用有限元程序或通用有限元程序,详细计算桥跨结构各部分在恒载以及活载作用下的受力情况,并按照相应的规范进行组合,并验算桥跨结构的抗力以及稳定承载能力是否满足要求,以及安全储备情况等。

2 背景工程介绍

陕西某处双曲拱桥,于1971年建成通车。该桥为2孔空腹式双曲拱桥(7肋6波),桥梁净跨为6×24.15 m,全长59.2 m,矢跨比为1/6,桥面净宽7 m(行车道)+2×0.5 m(护栏),桥面铺装为沥青混凝土。下部结构为重力式桥墩和U形桥台,基础为扩大基础。该桥设计荷载为汽车—20级,挂车—100。

经过外观一般检查发现该桥部分主拱肋纵向开裂并伴有渗水泛白现象,裂缝最宽处达到3 mm,腹拱圈拱顶出现横向裂缝,墩顶立墙出现竖向裂缝。为了进一步确定该桥的服役现状,决定对该桥进行承载能力检测。

3 荷载试验测点

根据桥梁结构分析得出的内力包络图以及位移包络图,确定设计荷载作用下桥跨结构的最大应变截面和最大挠度截面。根据分析可得汽车—20级为控制荷载,根据现场实际情况选取的测试截面为第2孔跨中(Ⅰ—Ⅰ),第2孔拱脚(Ⅱ—Ⅱ),第1孔跨中(Ⅲ—Ⅲ)及1号墩墩顶。

4 有限元程序计算分析

根据结构特点,采用大型空间程序ANSYS对该桥进行模拟分析。主拱肋、横系梁、立墙采用Beam44空间梁单元模拟,拱波、桥面板采用Shell63板单元进行模拟,拱顶填料采用Mass21质量单元进行模拟。拱肋共分为364个单元。

5 荷载试验结果同计算结果对比分析

5.1 静载试验结果

由表1可以看出挠度效验系数在91%～127%之间,超出0.7～1.0的合理范围,说明该桥整体刚度不够,并且第1跨在中载工况下出现挠度不均匀的情况,说明该桥出现单肋受力情况,横向联系较差。

由表2可以看出应力效验系数在27%～100%之间,部分相对较大,同时显得较为离散,在加载工况下,各片拱肋的受力状况有一定的差异,说明桥跨结构在横向受力并不均匀,这主要是因为桥跨结构在横向连接薄弱,导致横向分布并不均匀,不利于结构的受力,这与双曲拱桥的结构特征是一致的。

静载试验结果表明,该桥拱肋在各工况荷载作用下,应变、挠度均有个别测点超出限值,并且实测数据较离散,说明该桥存在单肋受力情况,整体性能较差,建议对该桥进行加固处理,增强其横向联系。

5.2 动载试验结果

动载试验结果见表3,表4。

经过对动载试验实测数据与理论计算值的比较可以看出,结构一阶自振频率实测值接近于计算值,表明结构动力性能满足要求。实测冲击系数平均值1+μ=1.078 4,较计算值1.207小,实测值与理论值比较接近,表明结构整体动刚度较好。

6 双曲拱桥的加固

6.1 双曲拱桥的加固方法

双曲拱桥普遍存在开裂等问题,因此在加固时均需对既有构件的裂缝实施闭合处理,之后再采用相应的措施来加固。常用的加固方法有以下几种:1)加大截面法,即采用外包混凝土、粘贴钢板等方法增加拱肋截面面积以提高构件的承载能力。2)减载法,拆除原拱上填料等,换填轻质填料或改为空腹式结构减轻自重,以提高活载承载能力。3)增加承力构件法,即在原拱圈两侧增设板式或箱形拱肋,并和原拱圈协同受力。4)改双曲拱为板拱法,即在拱波之下、拱肋之间浇筑钢筋混凝土,改双曲拱为板拱,能够有效提高结构的承载能力,并改善结构的整体性,该方法是在卸除桥面及拱上填料处理原拱圈的裂缝之后,在原拱圈上植抗剪钢筋,并以原拱圈为支架立模浇筑钢筋混凝土。

6.2 对工程背景桥梁加固方法的建议

鉴于该桥位置重要具有提高荷载等级的需要,因而可以对其实施加固。具体加固可以采用拱肋外包钢筋混凝土扩大截面的方法。另外,通过该桥静载数据可以明显看出该桥横向连系较差,可以在两拱脚处、L/4处以及拱顶处新建5道钢筋混凝土横系梁增强横向连系。对于原有拱肋渗水现象,可以拆除原有桥面,加设防水层并维修原排水系统。

参考文献

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[4]JTJ 021-89,公路桥涵设计通用规范[S].

检测评定方法 篇10

一、公路混凝土桥梁的承载能力

1. 公路混凝土桥梁概念

公路混凝土桥梁, 是指用钢筋和混凝土的联合结构作为桥体的主要构成物的一种桥梁, 一般在公路要经过河流或者经过低处的铁路时常用。公路混凝土桥梁在现在的公路建设中之所以能够得到普遍的应用, 主要是取决于它的特点。公路混凝土桥梁的特点主要是牢固、耐用、安全、施工迅速以及材料取得容易, 非常适合现在公路建设的要求。

2. 公路混凝土桥梁承载能力概念

公路混凝土桥梁承载能力是指公路混凝土桥梁能够承受的最大的力, 这关系到建成的公路混凝土桥梁能够承受的车辆重量。如果同时通过桥梁的车辆重量在桥梁的承载能力范围之内, 则桥梁可以正常使用, 而如果超过了桥梁的承载能力, 则会影响桥梁的使用寿命, 甚至还可能使桥梁发生形变从而产生危险。公路混凝土桥梁承载能力的大小, 是由公路混凝土桥梁的结构和成分、混凝土强度、钢筋强度以及钢筋使用量等来共同决定的。由于公路混凝土桥梁一经投入使用, 就需要长期工作, 所以对于公路混凝土桥梁承载能力的评定与检测就非常重要, 关系到桥梁的维护, 也关系到桥梁的安全使用。

二、公路混凝土桥梁承载能力的评定方法

1. 公路混凝土桥梁的承载能力评定类型

公路混凝土桥梁的承载能力评定和所有桥梁的承载能力评定流程大体是一致的。公路混凝土桥梁承载能力的评定, 一般分为两种:一种是从结构上来进行的承载能力极限状态的评定, 这种评定方法的评定结果是不能够在实际使用中完全参照的, 因为这是从桥梁的结构和设计上体现的, 是一种极限状态的数据体现。第二种是正常使用情况下的公路混凝土桥梁的承载极限评定, 这种评定的评定结果是从适用性以及耐久性出发进行评定的, 而且从实际的使用情况出发, 评定结果在实际使用中更具有参考意义。一般来说, 正常使用的极限承载能力是比结构设计中体现的极限承载能力低的。

2. 公路混凝土桥梁的承载能力评定方法

要完成一个公路混凝土桥梁的承载能力的完整评定, 是一个复杂的过程, 需要多方面的参考数据和资料, 以及桥梁的实地勘测检查。公路混凝土桥梁的承载能力评定, 一般需要先进行影响因素的整体研究。在影响因素中, 一般包括了桥梁周围环境的作用、桥梁实际荷载作用以及材料随着时间变化的性质等, 影响因素的研究, 可以保证对桥梁承载能力评定的全面性, 是公路混凝土桥梁承载能力评定中不可或缺的重要一步。接下来要进行的, 就是由公路混凝土桥梁承载能力的影响因素推出影响后果。这同样是至关重要的一步。既然公路混凝土桥梁的承载能力受到了各种因素的影响, 那么就一定会产生影响后果, 对于后果的物理学预测, 可以准确地估算出桥梁的变形可能和变形程度, 以及由此产生的安全隐患, 从而达到提前预测桥梁安全性的作用。在实际评定中, 公路混凝土桥梁承载能力影响因素产生的后果一般包括:桥梁内力的变化、桥梁对外界抗力的变化以及桥梁性质结构的变化。

公路混凝土桥梁承载能力的鉴定途径, 总体来说是通过结构、材质两个部分来进行。通过公路混凝土桥梁的结构状态, 可以测算出公路混凝土桥梁的结构内力;通过公路混凝土桥梁的材质特性, 则可以测算出公路混凝土桥梁对外界的抗力。所以在这里一定要明确各种材质的性质和常用规格。运用物理学和数学的相关知识, 在对公路混凝土桥梁的影响因素、影响结果和检测途径都弄清楚之后, 再结合公路混凝土桥梁使用中要达到的安全目标, 就可以完成对公路混凝土桥梁的承载能力鉴定, 得到一个相对准确可信的鉴定成果。

3. 公路混凝土桥梁承载能力评定的核心问题

由于公路混凝土桥梁承载能力的评定的复杂性以及公路混凝土桥梁承载能力评定对于桥梁实际使用的安全性的具有重要意义, 能否弄清楚公路混凝土桥梁承载能力评定的核心问题就显得至关重要。公路混凝土桥梁承载能力检测的核心问题, 是要准确地检测桥梁的结构内力状态和外力状态, 并建立检测结果和内部抗力以及外部抗力的关系, 从而合理确定公路混凝土桥梁的实际承载能力和安全性。在检测过程中, 要做到绝对的细致, 否则差之毫厘可能谬以千里, 例如在钢绞线定额的选择和调整中, 每吨束数要调整到和图纸一致, 假设设计某根钢绞线长为19cm, 用直径为15.24mm的钢绞线和七孔锚具, 若钢绞线单位重量为1.101kg/m, 则要用1000kg/ (7×18×1.101) =7.21束, 再套用定额 (钢绞线束长20m七孔每吨8.12束) , 8.12-7.21=0.91, 所以实际要按照这个结果进行调整。

三、公路混凝土桥梁的承载能力检测

1. 公路混凝土桥梁的承载能力检测体系

公路混凝土桥梁的承载能力检测体系建立, 是一个相对严谨和复杂的过程, 直接关系到检测的结果是否精确。公路混凝土桥梁的承载能力检测体系, 主要包括:地基检验、桥墩检验、索结构与索力的测量、桥梁结构固有模态参数检测、钢筋分布状况检测、混凝土碳化状况检测、混凝土电阻率检测、混凝土中电阻率检测、混凝土中氯离子含量的检测、桥梁结构材质强度检测、桥梁几何形态参数测定以及桥梁结构恒载变异状况检测等。

2. 通过公路混凝土桥梁的承载能力检测结果建立评定方法体系

首先, 需要进行的桥梁的调查。这是评定方法体系建立的第一步, 同时也是基于检测结果来进行的调查, 务必要做到实地调查的精确性。然后要进行的是旧桥检算, 通过旧桥检算系数Z1来进行。接着, 通过对旧桥检算得到结构检算。这一步需要用到专业的数学知识和物理知识, 要由专业的测算工作者来进行。接下来, 就是承载能力鉴定了, 这一步的鉴定结果需要进行荷载试验, 然后才能够得到完整的结果, 从而进行评定结果的编制。

四、公路混凝土桥梁承载能力评定检测方法中的不足和改进

1. 公路混凝土桥梁承载能力评定检测方法中的不足

由于技术和一些不可抗拒的影响因素, 在实际的公路混凝土桥梁承载能力检测中, 还存在很多不足, 这主要包括:检算要点和方法过于死板;评定的标准相对匮乏、单一, 实际操作性较差;从检测结果通过计算和详细分析得到的评定方法不能够很好地切合实际应用, 仍需要借助荷载试验来鉴定, 耗费资金和人力;荷载试验鉴定费用高昂且不连续;荷载试验反映问题较为单一, 不包括结构性能和疲劳性能等关键影响因素。公路混凝土桥梁承载能力评定检测方法中的不足是需要正视和改进的, 我们应该积极来面对这些方法中的不足并努力改进, 才能让公路混凝土桥梁承载能力的评定检测更加具有说服力和准确性, 更加节约成本, 能够在实际生活中大面积高频度地使用。

2. 公路混凝土桥梁承载能力评定检测的改进探讨

公路混凝土桥梁承载能力评定方法的改进, 是从现在公路混凝土桥梁承载能力评测的缺点为出发点的。公路混凝土桥梁承载能力评定方法的改进, 主要从以下几个思路入手:首先是在通过桥梁的外观和损坏情况检测来对公路混凝土桥梁的承载能力进行评定时, 要充分结合旧桥的特点, 考虑旧桥测算的结果, 充分综合各项检测结果来为检测分析的结果进行服务。其次, 要在公路混凝土桥梁设计之初的规范基础上, 加入专业的桥梁检算系数、耐久性恶化系数、截面减损系数以及修正系数来规范和修正结构抗力效应和荷载效应相关的极限状态方程。同时, 不可忽视的是, 对桥梁结构的承载能力判定要加以有效的比较。最后, 要在评测的过程中结合公路混凝土桥梁病害的特点对成因进行反向的演算分析。

五、结语

检测评定方法 篇11

关键词： 齿轮测量中心； 拟蒙特卡罗法； 测量不确定度

中图分类号： TP 391.4文献标志码： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2015.02.005

Evaluation on uncertainty of gear center measurement

based on quasi MonteCarlo method

HAN Lianfu1，2， FU Changfeng1， WANG Jun2， TANG Wenyan1

（1.Institute of Precision Instrument， Harbin Institute of Technology， Harbin 151400， China；

2.College of Electronic Science， Northeast Petroleum University， Daqing 163318， China）

Abstract： To evaluate the uncertainty of gear center measurement， evaluation method on uncertainty of gear center measurement based on quasi MonteCarlo method （QMC） is proposed. The geometric errors are confirmed. The gear measurement model based on gear center measuremnt is established by coordinate transformation. The uncertainty of gear center measurement is evaluated by QMC， and the stability of this method is studied. The experiment shows that the evaluation proposed in this paper can accurately evaluate uncertainty of gear center measurement. The maximum deviation is 2.35%， so the method is stable.

Keywords： gear measuring center； quasi MonteCarlo method（QMC）； measurement uncertainty

引言齿轮测量中心是一种高精密齿轮测量仪，适应了齿轮测量向高精度、多功能、自动化发展的趋势，已成为齿轮测量领域的主导设备[1]。测量不确定度是衡量齿轮测量中心性能的主要技术指标[2]。目前，国外从事齿轮测量中心测量不确定度评定技术研究的主要有德国国家计量院、日本的国家计量院和京都大学[3]。国内从事该评定技术研究的主要有大连理工大学、西安工业大学、北京工业大学和哈尔滨工业大学[46]。国内主要采用分析各项误差源，然后合成测量不确定度的方法，但由于齿轮测量中心测量项目众多，更换评定项目时需重新计算一次，计算复杂。国外将齿轮测量中心误差归为6类，并采用蒙特卡罗法评定测量不确定度，但蒙特卡罗法使用伪随机数，造成评定收敛速度慢、计算结果不稳定。为克服上述方法存在的问题，本文分析了齿轮测量中心的误差，建立了误差条件下齿轮测量模型，并采用拟蒙特卡罗法（quasi MonteCarlo method，QMC）评定了齿轮测量中心测量不确定度。图1齿轮测量中心误差

Fig.1Error of gear center measurement1齿轮测量中心误差齿轮测量中心实质上是一个四轴四坐标测量机，其机械结构和控制结构复杂，任何机械和控制系统的误差都会影响测量不确定度，为方便分析，将其等效为图1所示6种偏差：光学仪器第37卷

第2期韩连福，等：基于QMC的齿轮测量中心测量不确定度评定方法

（1）上顶尖偏差矢量Ru，包含机械加工偏差、装配偏差、几何跳动偏差和形变偏差；（2）下顶尖偏差矢量Rd，包含下顶尖偏离转台的位置偏差、下顶尖装置的机械加工偏差；（3）主轴旋转偏差θr，包含主轴旋转控制偏差θrc和圆光栅计量偏差θrg；（4）测头定位偏差pp（Δp（x），Δp（y），Δp（z）），包含了各轴的控制偏差和各轴机械结构偏差引起的运行偏差；（5）测头传感器位移偏差Gerr（Gx，Gy，Gz）；（6）测头形状与半径偏差Rp，包含测球半径与形状偏差ref和运动等效半径偏差rev。2基于齿轮测量中心的齿轮测量模型齿轮测量中心测量工件时，测头与工件表面接触，齿轮测量中心通过定位测头接触点来获得测量数据。理想测量状态下，测球球心的位置pidea=[xNC，yNC，zNC]T（1）式中（xNC，yNC，zNC）为测球球心在仪器坐标系中的坐标。在实际测量中，测头存在定位误差，其定位误差表达式为pp=（Δp（x），Δp（y），Δp（z））（2）式中（Δp（x），Δp（y），Δp（z））为测头在空间中的定位误差，是空间位置p的函数，分布规律为[4]Δp（x）

nlc202309032139

Δp（y）

Δp（z）=k1k1k1

k1k1k1

k1k1k1xNC

yNC

zNC+k2k2k2

k2k2k2

k2k2k2sin（rad）

sin（ylenyNC+rad）

sin（zlenzNC+rad）+k3

k3

k3（3）式中：k1、k2、k3均为定位误差与空间位置关系因子；ylen、zlen分别为y轴与z轴移动位移；rad为旋转轴转过的角度。齿轮测量中心测量理想工件时，测头传感器形变表示的位移变化为d=（dx（1+Gx），dy（1+Gy），dz（1+Gz））（4）式中dx、dy、dz分别为测头在x、y、z方向上的位移变化。由式（1）、（2）和（4）可知，实际测量过程中测球球心相对齿轮测量中心的位置向量pptc=pp+pidea+d（5）不同测量状态下，测球的等效半径r=r0+（ref+rev）（6）式中r0为测球物理半径。齿轮测量中心测头与工件的接触点的向量p=[r0+（ref+rev）]sinφ1cosφ2

sinφ1sinφ2

cosφ1+pp+pidea+d（7）式中φ1、φ2分别为测球球心在球坐标系中的水平角和垂直角。由于齿轮测量中心上、下顶尖都存在偏差，齿轮偏移矢量e和正交倾斜矩阵T表达式分别为e=（Ru+Rd）l1l（8）

T=Ru-RdRu-Rd0

0

1-1（9）式中：l1为齿轮中心到测量平面中心距离；l为齿轮测量中心上、下顶尖距离；Ru、Rd分别为上、下顶尖偏离理想位置矢量，Ru和Rd均服从正态分布，Ru的矢量角ω（Ru）与Rd的矢量角ω（Rd）均在（-π，π）服从均匀分布。理想工件装卡在理想齿轮测量中心上，其工件表面的表达式为f（u，v，w），其装卡在倾斜齿轮测量中心上的表达式fT（u，v，w）为fT（u，v，w）=e+Tf（u，v，w）（10）测量工件装卡在齿轮测量中心上，工件跟随齿轮测量中心旋转，旋转后的工件表面方程为fR（u，v，w）=cos（θ+θrc+θrg）-sin（θ+θrc+θrg）0

sin（θ+θrc+θrg）cos（θ+θrc+θrg）0

001fT（u，v，w）（11）式中θrc、θrg均服从正态分布。齿轮测量中心测量工件时，测球与工件表面接触，测量点满足齿轮测量模型，即n（fR（u，v，w））+n（p）=0

fR（u，v，w）=p（12）式中n（p）、n（fR（u，v，w））分别为测量点测球表面和工件表面的法矢量。3基于拟蒙特卡罗法的测量不确定度评定方法蒙特卡罗法评定测量不确定度过程中使用伪随机数，而伪随机数的随机性和均匀性都不强，这造成了蒙图2拟蒙特卡罗法评定齿轮测量不确定度

Fig.2Uncertainty evaluation of the gear by

quasi MonteCarlo method特卡罗法收敛速度慢、计算结果不稳定。低偏差序列比随机数具有更强的均匀性，采用低偏差序列替代伪随机数序列的蒙特卡罗法称为拟蒙特卡罗法[79]。如图2所示，采用拟蒙特卡罗法生成齿轮测量中心的各项误差并将其加载到虚拟齿轮测量中心上，采用该虚拟齿轮测量中心测量理想工件获得含有误差的仿真信号，最后按照评定标准对渐开线偏差、螺旋线偏差和齿距偏差进行不确定度评定。4模拟实验与分析以齿廓总偏差测量不确定度评定为例，对齿轮测量中心测量不确定度进行评定，理想齿轮参数有：齿数为36个，模数为8个，压力角为20°，螺旋角为0°，分度圆直径为288 mm。齿轮测量中心各误差分布如下：（1）上、下顶尖偏差分别为Ru～[AmcosAφ，AmsinAφ，d]Rd～[AmcosAφ，AmsinAφ，0]其中Am服从N（0，0.5）分布，Aφ服从U（-π，π）分布。（2）主轴旋转偏差、测头定位偏差和测头传感器位移偏差分别为θr～U（-4.85×10-8，4.85×10-8）Rp～N（0，0.1）Gx、Gy、Gz～N（0，0.005）（3）测头定位偏差计算测头定位偏差需要确定的参数如式（3），各参数值分别为k1～N（0，0.3）k2～N（0，0.3）k3～N（0，1）rad～U（-π，π）ylen=9.29×10-5zlen=0.25采用基于拟蒙特卡罗法评定齿轮测量中心齿廓总偏差测量不确定度，评定结果如图3所示。图中，U95表示可信度为95%的测量不确定度，n为U95齿廓测量不确定度时的运行次数。

图3齿廓总偏差评定结果

Fig.3Evaluation results of total deviation for the tooth profile

图4评定结果稳定性

Fig.4Stability of evaluation results由仿真结果可知：测量不确定度U954 500次运行结果为1.26 μm；30 000次运行结果为1.31 μm；50 000次运行结果为1.29 μm。4 500次、30 000次和50 000次的测量结果基本一致，也就是4 500次收敛情况与30 000次、50 000次一样，而采用蒙特卡罗法需要十几万次运行才能达到同样效果，故拟蒙特卡罗法收敛速度远高于蒙特卡罗法。在样本容量为4 500次的条件下，重复计算20次，评定结果和平均值如图4所示。由图4可知，评定结果的最大值为1.31 μm，最小值为1.25 μm，平均值为1.28 μm。将评定结果的平均值ua作为评定结果的理论值[10]，则评定结果最大偏差umax为0.03 μm，其最大相对偏差为：er=umax-uaua×100%=0.031.28×100%=2.35%（13）由式（13）可知，齿廓测量不确定度评定结果的最大相对偏差为2.35%，故基于拟蒙特卡罗法的齿轮测量中心不确定度评定结果稳定。为避免评定的偶然性，采用不同参数的齿轮多次重复上述实验。多次实验结果均表明本文提出的方法收敛速度快、结果稳定。5结论通过对齿轮测量中心几何结构与控制系统的分析，将其几何误差和控制误差等效成6项误差，在分析误差对测量不确定度影响的基础上，采用坐标变换法建立了齿轮测量中心齿轮测量模型，以齿廓测量不确定度为例，采用拟蒙特卡罗法评定了齿轮测量中心测量不确定度，并分析了评定方法的稳定性。实验表明，本文提出的方法可准确评定齿轮中心测量不确定度，评定结果最大偏差为2.35%，评定方法稳定。参考文献：

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（编辑：程爱婕）

检测评定方法 篇12

机床定位精度是指在调整或加工过程中, 机床的移动部件按所接收的指令信号, 向目标位置沿着坐标轴方向移动时, 实际值与目标值的相似程度。定位精度是最具有数控机床特征的一项指标, 常作为评价、验收机床的依据。同时, 通过定位精度的检测, 还可以分析定位误差的来源, 以便进一步采取措施提高这项精度。

定位精度的高低通过评定定位误差的大小确定。在运动过程中, 移动部件按给定指令移动, 但到达的实际位置与目标位置之间总存在误差, 并且每一次产生的误差值都不完全相等, 当对若干次重复定位误差进行记录, 能明显看到误差值呈现出在某一个值两侧作正态分布的特点, 如图1所示。

1 定位精度的检测

在进行数控机床定位精度检测过程中, 常用工具有刻线基准尺、读数显微镜、激光干涉仪、光栅和感应同步器等。

在一般精度检测中, 将刻线尺安装在被检验的工作台上, 沿与之平行方向移动, 通过安装在机床的静止部件上的显微镜, 观察尺的刻度, 如图2 (a) 所示。较高定位精度测量常用双频激光干涉仪如图2 (b) 所示。激光干涉仪安装在机床的静止部件上, 反射镜固定在工作台上, 光线平行于被检验的工作台的位移方向, 当被检验的工作台移动规定的距离时, 激光干涉仪的指示仪表显示出工作台移动的实际距离。

在进行统计检验时, 为得到某一点的定位精度, 需要进行5~15次的重复定位测量。而为了得到一个坐标轴的定位精度, 则必须随机选取测量坐标轴上的3~15个点, 从正、反两个方向移动坐标轴, 测量和评定定位精度。例如, 沿x轴从两个方向各进行7次测定某一点, 测15个测点, 则共需测得210个读数方能评定一个坐标轴的定位精度。为了提高测量效率、保证测量精度, 近年来逐渐采用激光干涉仪测量与显示系统, 能够自动显示、处理数据和自动进行记录。图3所示为激光干涉仪测量系统的原理图, 该系统能够实现对一个坐标轴连续自动测量, 并能对环境温度、气压等方面的影响进行自动修正, 最后统计处理所有测得数据, 绘制出误差曲线。

2 数控机床定位精度的评定

2.1 评定参数

按照国家标准GB10931-89中“数字控制机床位置精度的评定方法”, 数控坐标轴定位精度采用轴线的重复定位精度R、轴线的定位精度A和轴线的反向差值B三个评定参数。

在各坐标轴上选择若干个测点, 每个检测位置上, 使移动部件沿正反两个方向移动, 测定定位误差

2.2 评定方法

对坐标轴轴线的重复定位精度、轴线的定位精度和轴线的反向差值进行评定时, 采用不同的评定方法。

1) 轴线的重复定位精度R。各测点的重复定位精度为

式中:j为坐标轴上各测点的位置序号, j=1, 2, 3…, m。

轴线重复定位精度为各测点重复定位精度Ri↑和Ri↓中的最大值, 即R= (Ri) max。

2) 轴线的定位精度A。轴线的定位精度为双向趋近各测点时, 中的最大值与 中的最小值之差值 (见图4) , 即

3) 轴线的反向差值B。各测点的反向差值中的最大绝对值为B=|Bj|max。

3 应用实例

检测某机床的某一坐标轴时, 全轴长度上选定了5个测点, 移动部件从正、反两个方向趋近每个测点, 各测量5次, 检测结果见表1。

μm

根据实测误差值进行计算, 可得各测点处的定位误差、重复定位误差和反向差值, 该坐标轴轴线的定位精度评定结果为:

1) 轴线的重复定位精度。比较各测点的6Si可知, 在测点2处6Si最大, 6Si=7.446μm故轴线的重复定位精度R=7.446μm。

2) 轴线的定位精度。在测点5处有最大 值, 。在测点2处有最小 值,

所以轴线的定位精度为:

3) 轴线的反向差值在测点l处有最大反向差值, Bjmax=3.5μm, 所以轴线的反向差值为B=3.5μm。用曲线表示定位精度的检测结果, 见图4。

4 结语

数控机床定位精度检测技术能够检测机床的定位误差, 但定位精度检测技术的自身误差对机床精度的测量也存在着一定的影响, 若能够在进行定位检测时加入定位精度补偿技术, 则可以很有效地弥补检测中的自身误差, 提高定位精度, 保证零件的加工质量, 这需要在以后的工作中继续研究。

参考文献

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