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回彈法檢測(cè)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)日的:掌握回彈法測(cè)強(qiáng)曲線的建立方法;2.掌握回彈儀工作原理、并能熟練操作。二、 儀器型號(hào):回彈儀型號(hào):ZC3-A編號(hào):2000041357三、 實(shí)驗(yàn)方法:回彈儀率定。將回彈儀垂直向下在鋼鉆上彈擊,取三次的穩(wěn)定回彈值進(jìn)行平均,彈擊桿應(yīng)分四次旋轉(zhuǎn),每次旋轉(zhuǎn)約90°,彈擊桿每旋轉(zhuǎn)一次的率定平均值均應(yīng)符合80±2的要求。否則不能使用。測(cè)面應(yīng)平整光滑,抹去剩余水泥水泥參與,必要時(shí)可用砂輪作表面加工,測(cè)面應(yīng)自然干燥。每個(gè)測(cè)面上布置8個(gè)測(cè)點(diǎn),若一個(gè)測(cè)區(qū)只有一個(gè)測(cè)面應(yīng)選16個(gè)測(cè)點(diǎn),測(cè)點(diǎn)應(yīng)均勻分布,測(cè)點(diǎn)之間距離不少于30mm。將試件分別編號(hào)為1、2、3、4、5、6,試件保持處在30?50KN的壓力下實(shí)驗(yàn),將回彈儀垂直對(duì)準(zhǔn)混凝土表面并輕壓回彈儀,使彈擊桿伸出、掛鉤掛上彈擊錘,將回彈儀彈擊桿垂直對(duì)準(zhǔn)測(cè)試點(diǎn),不得擊在外露石子氣孔上,緩慢均勻地施壓,待彈擊錘脫鉤沖擊彈擊桿后,彈擊錘即帶動(dòng)指針向后移動(dòng)直至到達(dá)一定位置時(shí),即讀出回彈值(精確至1)。去除三個(gè)最大值、三個(gè)最小值,記錄數(shù)據(jù)。上述步驟完成后再逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè)。四、試驗(yàn)記錄表一:本組數(shù)據(jù)結(jié)果記錄(試配強(qiáng)度C50)

R7485043495048R8464344535146R9434648554850R10495349424651R11485047464949R12514352494653R13504850514943R14484943485047R15484749474649R16494950464948平均值(cm)48.348.148.448.248.548.7強(qiáng)度(MPa)51.553.354.157.957.254.9測(cè)面狀態(tài)側(cè)面干燥無(wú)灰測(cè)試角度水平日期2011.11 濕度:49% 溫度:24°C 地點(diǎn):土建實(shí)驗(yàn)室表二:回彈法各組數(shù)據(jù)匯總序號(hào)回彈值(Ri/cm)抗壓強(qiáng)度(匕/MPa)R-(Cm2)fi2(MPa2)Rf(Cm.MPa)13326.91089723.61887.72"■■■■■■-32.3"■■■--37.91043.29750.76885.02331.926.41017.61696.96842.16432.926.81082.41718.24881.72532.827.51075.84756.25902631.926.11017.61681.21832.597■■■■■■-■■3.5.8■■■■-26.11281.641043.291156.34834.931.21218.01973.441088.88936.728.91346.89835.211060.63

1036.127.91303.21778.411007.191135.931.41288.81985.961127.261234.632.41197.161049.761121.0413■■■■--■3.8.4"■■■■■■■■3.2.41474.561436.411455.361436.936.51361.611332.251346.851537.135.91376.411288.811331.891634.937.81218.011428.841319.221737.538.11406.251451.611428.751837.536.91406.251361.611383.751938.043.614441897.0861655.1112036.642.21339.61782.7161545.3332138.139.11451.61529.6791490.1332237.342.21391.31782.7161574.8892338.744.41497.71971.361718.282438.245.31459.22052.091730.462538.839.11505.41528.811517.082639.448.01552.423041891.22739.640.01568.2160015842838.544.91482.32016.011728.652938.444.41474.61971.36704.963039.239.11536.61528.811532.723148.351.52332.892652.252487.453248.153.32313.612840.892046.723348.454.12342.562930.4182078.723448.257.92323.243348.5512789.1733548.557.22352.253271.842774.23648.754.92368.4443012.72671.2591382.11409.553943.6158314.7355639.02注:表格內(nèi)'、”表是回歸線刪除數(shù)據(jù).

五、回彈曲線的建立、數(shù)據(jù)分析及結(jié)論~由各組數(shù)據(jù)即可建立如圖的fi-Ri曲線,各參數(shù)如圖所示?;貜椫礡(Cm)回彈值R(Cm)曲線誤差分析由式:XWo。f上1f上1cu1fccu,iX10000帶入數(shù)據(jù)分別計(jì)算得;%=9.8700-12o'o,Sr=11.900-14oo,均滿足專用曲線建立標(biāo)準(zhǔn)。且通過建立多種曲線的對(duì)比,發(fā)現(xiàn)平均相對(duì)誤差,標(biāo)準(zhǔn)差均較為理想。其中,相關(guān)系數(shù)R2=0.847,符合度良好。去除多余數(shù)據(jù)點(diǎn),圖中去除了點(diǎn)(32.3,37.9)、(35.8,26.1)、(38.4,32.4),需要說明的是在去除這些誤差較大的點(diǎn)以前,相關(guān)系數(shù)R2=°?752,而去除之后相關(guān)系數(shù)R2=0.847,顯然增加了可靠性和精確度?;炷翗?gòu)件強(qiáng)度的計(jì)算強(qiáng)度推定;由曲線方程即可推定,本組各試件強(qiáng)度分別為:56.2MPa、55.9MPa、56.4MPa、56.0MPa、56.5MPa、56.9MPa。試件強(qiáng)度推定由式:

S1才fcS1才fcm可知本組構(gòu)件平均強(qiáng)度f(wàn)Cu=56.3MPa,并帶入各組數(shù)據(jù)可知標(biāo)準(zhǔn)差為:SfcU=1.36MPa<5.5MPa,滿足條件。-1.-1.645S.'cuf=mcu,e fccu將數(shù)據(jù)帶入可解得,本組實(shí)驗(yàn)評(píng)定值為:54.0MPa>50MPa,可以發(fā)現(xiàn)與試配強(qiáng)度50MPa相對(duì)誤差僅為5= 50 '1000。=4-8°o,效果良好。與全國(guó)測(cè)強(qiáng)曲線比較可知,本組各推定強(qiáng)度與全國(guó)測(cè)強(qiáng)曲線相對(duì)誤差分別為:-1=皿,七二2.80'0、氣二牛七=4.200、氣=3.600、氣=1.10,0,誤差較小.表三:回彈法數(shù)據(jù)結(jié)果歸納測(cè)區(qū)強(qiáng)度56.2 55.9 56.4 56.0 56.5 56.9(MPa)強(qiáng)度計(jì)算值(MPa)n=6mfc=56.3cuSfcU=1.36f =Jcu,min56.0f=m-1.645Sfc=54.0cucu,e fcJcu備注無(wú)曲線相關(guān)系數(shù)R=0.92電阻應(yīng)變片的粘貼和使用一、 實(shí)驗(yàn)日的學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù);學(xué)習(xí)應(yīng)變電橋的連接和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的使用方法。二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容熟悉應(yīng)變測(cè)量原理及測(cè)量系統(tǒng)的組建,學(xué)習(xí)電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù);學(xué)習(xí)應(yīng)變電橋的布橋、連接和動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀的使用方法。三、 實(shí)驗(yàn)的儀器和器材電阻應(yīng)變片;2.萬(wàn)用電表;3.502膠;4.丙酮(酒精)、棉花等清洗材料;5.電烙鐵、鑷子、砂紙、量具等應(yīng)用工具;6.懸臂梁及砝碼;7.動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀。四、 實(shí)驗(yàn)原理和方法3-1應(yīng)變電橋電路將電阻應(yīng)變片牢固地粘貼在應(yīng)變傳感器的彈性敏感元件上,當(dāng)被測(cè)物理量使彈性敏感元件變形時(shí),電阻應(yīng)變片也隨之變形,并產(chǎn)生電阻變化。將電阻應(yīng)變片接入電橋電路(見圖3-1),如果電橋初始平衡,則應(yīng)變引起的電阻變化將使電橋失去平衡,產(chǎn)生輸出電壓U,它和各橋臂的應(yīng)變片的應(yīng)變間存在以下關(guān)系。EK, 、J-Hq—勺+q—q)其中E為橋壓,K為應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。若經(jīng)電阻應(yīng)變儀作信號(hào)變換后送到記錄儀器,就能得到反映被測(cè)物理量變化規(guī)律的永久記錄。怎樣才能把電阻應(yīng)變片牢固地粘貼在試件上?應(yīng)當(dāng)怎樣把應(yīng)變片接入電橋才能得到最大的輸出,并盡量抑制不需要的輸入?這是本次實(shí)驗(yàn)中要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。五、實(shí)驗(yàn)步驟(一)電阻應(yīng)變片的粘貼用萬(wàn)用電表檢查電阻應(yīng)變片,選擇阻值接近的四片應(yīng)變片待用。在懸臂梁上貼片位置用細(xì)砂紙打磨出45度的交叉紋。然后,用棉球蘸丙酮(或酒精)擦凈粘貼位置的油污(注意:要單向擦拭!),直至棉球擦過后仍保持潔白為止。用筆畫定貼片位置(見圖2-2)(注意:畫線過程中不要污染粘貼面,否則要需再次擦洗)。在應(yīng)變片底面上涂一層膠水,再將應(yīng)變片底面朝下平放在貼片部位,用一塊聚四氟乙烯薄膜蓋在應(yīng)變片上,用手指按住,擠出多余的膠水(注意:不要使應(yīng)變片移動(dòng)或折皺用于指輕壓1分鐘再放開。掀起聚四氟乙烯薄膜,作表觀檢查,看有無(wú)氣泡、脫膠等現(xiàn)象,再用萬(wàn)用電表檢查各應(yīng)變片的電阻值是否正常。圖2-2貼片位宣示意圖(二)接線和搭橋剝?nèi)?dǎo)線兩頭塑料皮(約2~3毫米),涂上焊錫。用膠布將導(dǎo)線固定在梁上,用電烙鐵把應(yīng)變片引出線和測(cè)量線焊牢,并用萬(wàn)且電表檢查電路是否暢通。將懸臂梁的固定端牢牢夾緊在夾具內(nèi)。參照電橋盒的連線圖(見圖2-3),按表列狀態(tài)連接好橋路,并固定好測(cè)量線。將電橋盒另一端的插頭插入應(yīng)變儀本機(jī)的輸入插座內(nèi)。伯號(hào)將電源線、電源箱和應(yīng)變儀本機(jī)連線、應(yīng)變儀輸出線、萬(wàn)用表引線全部接好,請(qǐng)教師檢查線路。

打開DY—15的電源開關(guān),指示燈亮,電壓表指示12~12.5伏。預(yù)熱5分鐘后。將萬(wàn)用表?yè)艿綔y(cè)量直流電壓20V檔,接入應(yīng)變儀輸出線。調(diào)節(jié)平衡。將衰減開關(guān)轉(zhuǎn)到“100”,觀察萬(wàn)用表和平衡指示表是否指零(也就是電橋是否平衡),如不指零,旋轉(zhuǎn)“電阻平衡”和“電容平衡”兩只電位器,直到兩只電表的指針均大致指零。然后,把衰減開關(guān)依次轉(zhuǎn)到“30”,“10”,“3”和“1”,并進(jìn)行平衡調(diào)節(jié),若都能達(dá)到基本平衡,則把輸出開關(guān)轉(zhuǎn)到“平衡10”,精細(xì)調(diào)節(jié)“電阻平衡”和“電容平衡”,使輸出表的“予、靜”開關(guān)不論在“予”位置還是在“靜”位置,使電表指針指零,電橋達(dá)到完全平衡。再將衰減開關(guān)扳回“100”。(四)測(cè)量在懸臂梁上加砝碼,使懸臂梁產(chǎn)生彎曲變形。同時(shí),觀察萬(wàn)用表的讀值,調(diào)節(jié)衰減開關(guān),萬(wàn)用表讀值在1伏左右,并將測(cè)量結(jié)果記入表內(nèi)。按照表2-1列的各種接橋方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(注意:每次所加的砝碼要一樣)。從理論上解釋得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。應(yīng)當(dāng)特別注意,在改變線路前必須把“衰減開關(guān)”扳到0,以斷開萬(wàn)用表和應(yīng)變儀之間的電聯(lián)系,防止損壞儀器。改變線路之后,要重新調(diào)節(jié)平衡。但測(cè)量時(shí)衰減開關(guān)的位置不應(yīng)改變。表2-1工作方式 接線圖 輸出備注半橋、對(duì)臂RiRi半橋、對(duì)臂半橋、半橋、全為得到最大輸出,請(qǐng)自行確定怎樣布局簡(jiǎn)支鋼桁架靜載非破壞性試驗(yàn)、試驗(yàn)對(duì)象簡(jiǎn)介與應(yīng)用桁架(truss),由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)。在荷載作用下,桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力,從而能充分利用材料的強(qiáng)度,在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料,減輕自重和增大剛度,故適用于較大跨度的承重結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu),如屋架、橋梁、輸電線路塔、衛(wèi)星發(fā)射塔、水工閘門、起重機(jī)架等。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。桁架按外形分有三角形桁架、梯形桁架、多邊形桁架、平行弦桁架,及空腹桁架。在選擇桁架形式時(shí),應(yīng)綜合考慮桁架的用途、材料、支承方式和施工條件,在滿足使用要求的前提下,力求制造和安裝所用的材料和勞動(dòng)量為最小。而根據(jù)其幾何樣式的不同可分為三角形桁架(在沿跨度均勻分布的節(jié)點(diǎn)荷載下,上下弦桿的軸力在端點(diǎn)處最大,向跨中逐漸減少;腹桿的軸力則相反。三角形桁架由于弦桿內(nèi)力差別較大,材料消耗不夠合理,多用于瓦屋面的屋架中。)、梯形桁架(和三角形桁架相比,桿件受力情況有所改善,而且用于屋架中可以更容易滿足某些工業(yè)廠房的工藝要求。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架,桿件受力情況較梯形略差,但腹桿類型大為減少,多用于橋梁和棧橋中。)、多邊形桁架(也稱折線形桁架。上弦節(jié)點(diǎn)位于二次拋物線上,如上弦呈拱形可減少節(jié)間荷載產(chǎn)生的彎矩,但制造較為復(fù)雜。在均布荷載作用下,桁架外形和簡(jiǎn)支梁的彎矩圖形相似,因而上下弦軸力分布均勻,腹桿軸力較小,用料最省,是工程中常用的一種桁架形式。)、空腹桁架(基本取用多邊形桁架的外形,上弦節(jié)點(diǎn)之間為直線,無(wú)斜腹桿,僅以豎腹桿和上下弦相連接。桿件的軸力分布和多邊形桁架相似,但在不對(duì)稱荷載作用下桿端彎矩值變化較大。優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)點(diǎn)相交會(huì)的桿件較少,施工制造方便。)等。二、試驗(yàn)?zāi)康牧私馑脙x器的原理,學(xué)會(huì)所用儀器設(shè)備的安裝、操作與讀數(shù)。通過對(duì)鋼桁架各桿件的應(yīng)變和鋼桁架下弦結(jié)點(diǎn)的撓度的量測(cè),來(lái)檢驗(yàn)桁架的工作特性和驗(yàn)證桁架。通過試驗(yàn),學(xué)會(huì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集。掌握結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中靜力實(shí)驗(yàn)的基本過程和方法;進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握應(yīng)變和撓度測(cè)量?jī)x器的性能、安裝和使用方法;了解桁架結(jié)構(gòu)的加載方法、原理和特點(diǎn)。通過對(duì)構(gòu)件內(nèi)力、撓度、桿件附加彎矩的測(cè)定,運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的工作性能作出評(píng)定,掌握靜力實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理分析和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定技能,解決工程實(shí)際問題。分析、整理與表達(dá)。三、實(shí)驗(yàn)儀器與器材試驗(yàn)桁架說明:1、材料昵2、 角鋼均為L(zhǎng)45X4;3、 除注明hf外,hrtS^nim滿焊;4、 角鋼除鐫、紅丹襁二道,荻面襟一道;5、 加工數(shù)量共四根;6、 節(jié)點(diǎn)板厚除注明外均印m■應(yīng)變片粘貼位圖1.2簡(jiǎn)支剛桁架表1-1 試驗(yàn)儀器表儀器名稱規(guī)格鋼桁架跨度2.0m,上下弦桿采用等邊角鋼2Z20X2.5,腹桿采用2/20X2.5加載設(shè)備液壓千斤頂高精度靜態(tài)伺服液壓控制臺(tái)型號(hào)JSF-1-2.5/31.5A2流量2.5L/min動(dòng)態(tài)精度+2%功率2.2KW壓力31.5MPa靜態(tài)精度+0.5%靜態(tài)應(yīng)變儀YE2538程控靜態(tài)應(yīng)變儀歹I歹I圖1.3應(yīng)變片粘貼位置示意圖等邊角鋼焊接而成的鋼桁架如計(jì)算簡(jiǎn)圖所示.試件一鋼桁架、跨度6m,上下弦采用等邊角鋼2/70X6(F=2X816mm2),腹桿采用等邊角鋼2/56X5(F二2X514mm2),節(jié)點(diǎn)板厚^=4mm。測(cè)點(diǎn)布置見上圖所示:1一電阻應(yīng)變片2一撓度計(jì)加載設(shè)備——油壓千斤頂或吊籃重物加載靜態(tài)電阻應(yīng)變儀百分表及支架傾角儀四、實(shí)驗(yàn)特性桁架的工作特性:在結(jié)點(diǎn)荷載作用下桁架各桿件呈二力桿特性,具體地說是上弦為壓桿,在應(yīng)變特性上表現(xiàn)為負(fù)應(yīng)變(壓應(yīng)變),下弦桿為拉桿在應(yīng)變特性上表現(xiàn)為正應(yīng)變(拉應(yīng)變),腹桿中有拉桿、壓桿、零桿(要特別注意其前提:在結(jié)點(diǎn)荷載作用下,這點(diǎn)在誤差分析中很重要)。桁架計(jì)算理論:節(jié)點(diǎn)法和截面法.本試驗(yàn)報(bào)告中涉及到幾個(gè)單位荷載作用圖,而幾個(gè)單位荷載作用圖的正確與否直接關(guān)系到本試驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量。結(jié)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)值的處理:應(yīng)考慮支座沉降值對(duì)結(jié)點(diǎn)撓度測(cè)量值的影響,采用梯形圖處理方法。時(shí)效作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響:鋼結(jié)構(gòu)在某級(jí)荷載作用下其變形充分發(fā)展一般需要兩個(gè)小時(shí),但是由于時(shí)間關(guān)系學(xué)生在試驗(yàn)課上不可能按兩小時(shí)加一次荷載,這也是產(chǎn)生誤差的主要原因。加載一卸載分析:對(duì)加載到某級(jí)荷載與卸載到同一級(jí)荷載的桿件應(yīng)變和結(jié)點(diǎn)的撓度進(jìn)行對(duì)比分析、總結(jié),可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律,分析原因。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、整理與表達(dá):采集的方法,要點(diǎn);試驗(yàn)數(shù)據(jù)的定性分析與定量分析相結(jié)合;試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理應(yīng)優(yōu)先采用表格表達(dá)方式;試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)一般采用圖、表(記錄表格、計(jì)算表格、結(jié)果表格)、數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式。結(jié)點(diǎn)撓度理論值的計(jì)算:應(yīng)采用簡(jiǎn)化表格計(jì)算方法,具體地說就是先計(jì)算某結(jié)點(diǎn)在P荷載作用下的撓度理論值(為包含荷載P的數(shù)學(xué)式)。五、試驗(yàn)步驟(一)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的連接及調(diào)試:應(yīng)變的連接及調(diào)試將桁架上的應(yīng)變片按半橋單臂的方式(參見實(shí)驗(yàn)二)接入DH3818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上,采用公共補(bǔ)償。連接完畢后觀察每個(gè)測(cè)點(diǎn)是否都處在正常工作狀態(tài)(即每個(gè)通道均有數(shù)字顯示,而不是“ ”)。百分表的安裝及調(diào)整將磁芯表座吸附在置于地上的穩(wěn)定的鋼梁上(若鋼梁不穩(wěn),在測(cè)試過程中產(chǎn)生晃動(dòng),將會(huì)影響測(cè)試精度),并將百分表的滑桿頂端頂在桁架的各節(jié)點(diǎn)上,旋緊表座連桿上的旋扭,輕輕觸動(dòng)百分表,如果指針晃動(dòng)之后能回到原位,說明百分表已固定好;再旋轉(zhuǎn)表盤,使表盤上的兩個(gè)(或三個(gè))指針的讀數(shù)協(xié)調(diào)一致。注意:由于撓度是結(jié)構(gòu)某一位置與一不動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)位置變化,因此,安裝好百分表后,在荷載為零時(shí),不一定要把百分表的指針調(diào)零,可以有一個(gè)初讀數(shù),關(guān)鍵是要把百分表大小針的進(jìn)位關(guān)系調(diào)整好。百分表調(diào)整方法:輕輕滑動(dòng)百分表的滑桿,使表盤中的小指針指到整數(shù)并保持穩(wěn)定,然后旋轉(zhuǎn)大表盤,使長(zhǎng)指針對(duì)準(zhǔn)“0”。百分表讀數(shù)方法:先讀小表盤上距指針最近的兩個(gè)數(shù)字中小的一個(gè)作為讀數(shù)的整數(shù)位,再讀大表盤指針?biāo)傅臄?shù)字作為讀數(shù)的小數(shù)位,精確到0.01。正式實(shí)驗(yàn):預(yù)載:^叫0kN荷載,循環(huán)兩次,做預(yù)載實(shí)驗(yàn)。其目的為:消除節(jié)點(diǎn)和結(jié)合部位的間隙,使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常工作狀態(tài);檢查全部實(shí)驗(yàn)裝置的可靠性;檢查全部觀測(cè)儀表的工作是否正常;檢查現(xiàn)場(chǎng)的組織工作和人員的工作情況。然后卸載,及時(shí)排除發(fā)現(xiàn)的問題。預(yù)載過程中要注意觀察應(yīng)變及撓度測(cè)試儀表的讀數(shù)是否發(fā)生變化,變化情況是否正常。正式加載及測(cè)量:采用分級(jí)等量的荷載進(jìn)行加荷,先施加10kN初載(結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測(cè)量的是結(jié)構(gòu)在每級(jí)加載后的應(yīng)變及撓度增量,為了排除荷載較小時(shí)的非線性段,使數(shù)據(jù)結(jié)果更理想,更好地了解整個(gè)靜載實(shí)驗(yàn)過程,因此將P0=10kN作為零荷載),初載施加完畢后,將應(yīng)變儀調(diào)零并記錄初讀數(shù),同時(shí)記錄撓度的初讀數(shù)。然后進(jìn)行分級(jí)加載,每級(jí)荷載30kN(AP=30kN),共加三級(jí),即10kNr40kNT70kNT100kN。每加一級(jí)荷載之后穩(wěn)載5分鐘,然后讀取應(yīng)變及撓度數(shù)據(jù),記錄在表6-1中。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行兩個(gè)循環(huán),排除所測(cè)讀數(shù)的偶然性。

六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表6-1 原始記錄表格循環(huán)次數(shù)應(yīng)變片編號(hào)荷載(kN)10305070100110124253382530201422914426153-1-129-259-388-51040-134-270-409-5485-1-212-419-620-8086-1-221-439-661-90070-210-411-643-86781-208-411-605-80090-137-277-419-562100-138-280-434-58711010821732442112-112124637752421-11232873954952-114429044460130-126-254-384-51540-134-268-407-54650-205-415-621-81461-217-436-666-90871-213-427-653-86381-208-408-609-8099-1-138-278-419-56310-1-140-284-435-58611-1104213320425120122247383522注明:由于實(shí)驗(yàn)材料為低碳鋼Q235根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變公式£=6/E

應(yīng)變片編號(hào)荷載(kN)10305070100平均1-0.5123.5270388.5512.52-0.5143290.54436083-0.5-127.5-256.5-386-512.540-134-269-408-5475-0.5-208.5-417-620.5-81160-219-437.5-663.5-90470.5-211.5-419-648-86581-208-409.5-607-804.59-0.5-137.5-277.5-419-562.510-0.5-139-282-434.5-586.511-0.510621532242312-0.5121.5246.5380523表6-2平均應(yīng)變值表6-3 整理數(shù)據(jù)記錄表、應(yīng)力\測(cè)點(diǎn)荷載(KN)103050701001-1002470054000777001025002-1002860058100886001216003-100-25500-51300-77200-10250040-26800-53800-81600-1094005-100-41700-83400-124100-16220060-43800-87500-132700-1808007100--42300-83800-129600-1730008200-41600-81900-121400-1609009-100-27500-55500-83800-11250010-100-27800-56400-86900-11730011-1002120043000644008460012-100243004930076000104600七、試驗(yàn)報(bào)告與誤差分析鋼材本身存有缺陷。桁架結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,放在鋼架上加壓時(shí)沒有精確在桁架中心,應(yīng)變片貼片位置不夠精確且左右貼片位置不對(duì)稱。桁架在加載過程中產(chǎn)生了塑性變形,同時(shí)桁架結(jié)點(diǎn)處的間隙,在預(yù)加載后沒有完全消除。加壓點(diǎn)沒有在桁架的對(duì)稱軸所在的直線上,加的壓力沒有精確到整數(shù)。兩次加壓時(shí)并沒有十分精確。應(yīng)變儀讀數(shù)不穩(wěn)定,產(chǎn)生一定誤差。應(yīng)變片的電阻值不同,導(dǎo)線的電阻值不同,將其忽略而導(dǎo)致對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響。溫度、電壓的變化對(duì)結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響,接應(yīng)便儀時(shí),不同組的線頭混搭在一起,彼此產(chǎn)生影響。應(yīng)變儀、加壓設(shè)備有滯后性,導(dǎo)致顯示讀數(shù)與實(shí)際值有偏差,其他實(shí)驗(yàn)條件達(dá)不到理論的要求也影響了試驗(yàn)結(jié)果。橋梁靜動(dòng)載模態(tài)實(shí)驗(yàn)一、靜載實(shí)驗(yàn)(一) 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備橋梁靜載實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)變測(cè)試通常采用的是1/4橋。橋梁靜載實(shí)驗(yàn)中,為了滿足小信號(hào)、低飄移和抗干擾性的要求,對(duì)連接電阻應(yīng)變測(cè)試的導(dǎo)線,建議選用2芯金屬屏蔽外加護(hù)套的PVC電纜線,線徑不可太小,建議最好RVVP4X0.3?0.5。另外,因本系統(tǒng)的電阻應(yīng)變適調(diào)器的連接電路中,任何金屬屏蔽線不應(yīng)用作為電阻應(yīng)變電橋的連接導(dǎo)線用。電阻應(yīng)變電測(cè)中,為達(dá)到良好的抗干擾性能,根據(jù)測(cè)試場(chǎng)地的條件,對(duì)屏蔽線作適當(dāng)?shù)倪B接,如要連接屏蔽線則必須要把全部的屏蔽線連成一體,再與儀器地良好接妥。另外儀器本身一定要接地(在保證使用的前提下,用一根盡量短、粗的導(dǎo)線進(jìn)行接地,一端連在儀器的接地端上,另一端最好直接接到大地中)應(yīng)變測(cè)試用導(dǎo)線在接到靜態(tài)儀器(如DH3815N)上的測(cè)點(diǎn)時(shí),建議最好采用焊接的方式,因?yàn)樵谶@種連接狀態(tài)下導(dǎo)線與儀器測(cè)點(diǎn)的接觸電阻基本不變化,測(cè)試效果好。而且補(bǔ)償片和工作片上的外接導(dǎo)線的長(zhǎng)度值最好一樣長(zhǎng)(或者相差無(wú)幾),如果長(zhǎng)度相差過大進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)線電阻相差過大,會(huì)導(dǎo)致儀器無(wú)法找到合理的平衡位,從而使得該測(cè)點(diǎn)無(wú)法平衡。另外,靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試時(shí),應(yīng)變片粘貼效果的好壞,直接決定了應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)的好壞,特別是補(bǔ)償片的粘貼(補(bǔ)償片的重要性大于工作片),因此如果對(duì)于應(yīng)變粘貼工作不是太熟悉甚至未曾接觸過的情況下,建議請(qǐng)專門的應(yīng)變粘貼技工等人員來(lái)貼片。(二) 實(shí)驗(yàn)步驟新建項(xiàng)目:選擇“文件|新建項(xiàng)目”,然后在跳出來(lái)的文本框中輸入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱,如:“東門橋靜載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”平衡:點(diǎn)擊“平衡'',平衡結(jié)束后,選擇主菜單欄中的“窗口|新建表格窗口”,并將主菜單欄中的“查看”中的選項(xiàng)全部選成“打鉤”狀態(tài)。在表格窗口中點(diǎn)擊右鍵,選擇“顯示平衡狀態(tài)”,如下圖所示,測(cè)點(diǎn)1、測(cè)點(diǎn)2處于“平衡狀態(tài)”,而測(cè)點(diǎn)3-測(cè)點(diǎn)8為“未平衡”狀態(tài),說明測(cè)點(diǎn)3-測(cè)點(diǎn)8有問題(接了應(yīng)變片的測(cè)點(diǎn)未平衡,說明該測(cè)點(diǎn)有問題;而未接應(yīng)變片的測(cè)點(diǎn)未平衡屬于正?,F(xiàn)象),這時(shí)要檢查有問題的測(cè)點(diǎn)的問題原因所在,常見問題測(cè)點(diǎn)的原因有:(1)接觸問

題(2)橋路接錯(cuò)(3)應(yīng)變片出了問題(4)工作片與補(bǔ)償片的外接導(dǎo)線的長(zhǎng)度相差較大(導(dǎo)致電阻值相差較大)(5)該測(cè)點(diǎn)損壞,等等。注意:一旦平衡點(diǎn)確定,在以此平衡點(diǎn)為基礎(chǔ)正式采樣后,千萬(wàn)不要再點(diǎn)平衡鍵。將平衡結(jié)果導(dǎo)出:選擇“控制|導(dǎo)出平衡結(jié)果,如下圖所示。此操作的目的是為了防止實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)突然斷電的情況。如果發(fā)生斷電的情況時(shí),可以在重新接電后,打開儀器、軟件,打開之前的測(cè)試文件:“東門橋靜載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”,選擇“控制|導(dǎo)入平衡結(jié)果”,導(dǎo)入實(shí)驗(yàn)剛開始時(shí)導(dǎo)出的平衡結(jié)果,然后選擇“文件|繼續(xù)測(cè)試”,這時(shí),軟件中的采樣鍵由灰色變成綠色,表示可以在原來(lái)的項(xiàng)目的基礎(chǔ)上繼續(xù)測(cè)試了,注意這時(shí)千萬(wàn)不要再點(diǎn)“平衡”鍵。在采樣控制欄中選擇采樣模式:“單次采樣”或“定時(shí)采樣”,以“單次采樣”為例,先將“采樣狀態(tài)”欄中的文字寫為“初始讀數(shù)”(起名僅供參考,可靈活輸入狀態(tài)名),先測(cè)試一下橋面上空載時(shí)的讀數(shù)值;然后在“采樣狀態(tài)”中輸入“工況一第1次加載”,待實(shí)驗(yàn)用車落位完畢后等待10分鐘以上(等待時(shí)間視具體情況而定,如果實(shí)驗(yàn)時(shí)間安排緊湊,可縮短至5分鐘以上),點(diǎn)擊“采樣”鍵采樣(千萬(wàn)不要點(diǎn)“平衡”鍵),然后,依次“工況一第2次加載”、“工況一第3次加載”、“工況一第1次卸載”、“工況一第2次卸載”……“工況二第1次加載”……直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。采樣模式r定時(shí)采樣目單彼采樣r連續(xù)采樣r事件采樣定時(shí)采樣設(shè)置采祥間隔定時(shí)次數(shù)[1cs)[Tor設(shè)置定時(shí)次數(shù)-采樣狀態(tài)I初始讀數(shù)在采樣之前,對(duì)通道參數(shù)欄中的一些參數(shù)要進(jìn)行合理設(shè)置,如:“橋路類型”應(yīng)選擇“方式1”,另外根據(jù)實(shí)際情況輸入“應(yīng)變計(jì)電阻”、“導(dǎo)線電阻”、“靈敏度系數(shù)”,如果采用的導(dǎo)線為雙芯線,則應(yīng)輸入兩根線的電阻。建議在實(shí)驗(yàn)過程中養(yǎng)成經(jīng)常性備份數(shù)據(jù)的良好習(xí)慣,以防止數(shù)據(jù)意外丟失。二、動(dòng)載實(shí)驗(yàn)橋梁動(dòng)載實(shí)驗(yàn)通常包括跑車、跳車、剎車。有關(guān)跑車、跳車、剎車實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)用動(dòng)態(tài)測(cè)試儀器做跑車、跳車實(shí)驗(yàn)。通常跑車實(shí)驗(yàn)的測(cè)試方法有:以半橋形式貼片,測(cè)試動(dòng)應(yīng)變測(cè)試動(dòng)位移,采用應(yīng)變式頂針位移計(jì)或者電測(cè)百分表、千分表等等,通常采用應(yīng)變式頂針位移計(jì)在橋面上的1/4跨、跨中、3/4測(cè)點(diǎn)處布置拾振器(通常使用豎向拾振器,很少采用橫向拾振器),以本公司的DH610為例,通常將檔位撥至中速度檔2檔(跳車、剎車時(shí)有時(shí)振動(dòng)量級(jí)較大,可預(yù)先模擬實(shí)驗(yàn)條件試采樣,如超過2檔最大量程,可將檔位撥至大速度檔3檔)進(jìn)行測(cè)試動(dòng)載測(cè)試時(shí),動(dòng)態(tài)數(shù)采軟件中的分析模式通常選為“無(wú)分析模式”,采樣頻率為200Hz或500Hz動(dòng)載實(shí)驗(yàn)時(shí),在通道參數(shù)欄中,只需要在“通用參數(shù)”和“通道子參數(shù)”中進(jìn)行設(shè)置,而“通用參數(shù)”欄中的“測(cè)量類型”中的“測(cè)量類型”會(huì)由儀器自動(dòng)識(shí)別,只需要將接著位移計(jì)的測(cè)試通道中的“測(cè)量類型”由默認(rèn)的“應(yīng)變應(yīng)力”改成“橋式傳感器”。外接拾振器的測(cè)點(diǎn)中,將“通道子參數(shù)”欄中的“工程單位”設(shè)置成“n/s2,并從傳感器的指標(biāo)上找到該傳感器的靈敏度并輸入“靈敏度”一欄,根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的量程范圍(可預(yù)采樣觀測(cè)),將“輸入方式”改成“SIN-DC”,“上限頻率”設(shè)置為“100Hz”;在應(yīng)變測(cè)試通道中,將“通道子參數(shù)”欄中的“橋路類型”按實(shí)際情況選擇(根據(jù)應(yīng)變片粘貼所屬的半橋類型,方式二、三或四),其它如“應(yīng)變計(jì)阻值”、“導(dǎo)線電阻”、“彈性模量”等等也應(yīng)根據(jù)實(shí)際輸入,“上限頻率”設(shè)置為“100Hz”,“輸入方式”為“DIF-DC”,“抗混濾波”設(shè)置為“ON”。

其它通道參數(shù)欄中的項(xiàng)目,如“觸發(fā)參數(shù)”、“幾何參數(shù)”、“標(biāo)定信息”不用設(shè)置。測(cè)試用線務(wù)必應(yīng)采用屏蔽線,儀器應(yīng)良好接地,開始采樣后,如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常要迅速停止采樣并排查問題。測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)備份以防止數(shù)據(jù)意外丟失。下圖所示為實(shí)測(cè)的動(dòng)應(yīng)變時(shí)程曲線:下圖所示為上圖的基礎(chǔ)上的沖擊系數(shù)計(jì)算結(jié)果:(選擇主菜單欄中的“工程軟件|沖擊系數(shù)1+〃的計(jì)算”即可計(jì)算沖擊系數(shù)的計(jì)算,詳細(xì)的計(jì)算結(jié)果可見附錄|橋梁沖擊系數(shù)說明書)下圖所示為用用豎向拾振器測(cè)試得到的速度時(shí)程曲線:(4通道信號(hào)同窗口顯示)可將上面的曲線進(jìn)行積分(選擇主菜單欄中的“處理|積分/微分”),積分成位移,從而在圖形中直接讀出最大動(dòng)位移值。模態(tài)實(shí)驗(yàn)橋梁模態(tài)實(shí)驗(yàn)之前,應(yīng)先做出模態(tài)測(cè)試的方案,以確定:模態(tài)測(cè)點(diǎn)數(shù),參考點(diǎn)位置,以及測(cè)橋面的一邊或是兩邊都測(cè),如果對(duì)于模態(tài)測(cè)試結(jié)果只要求低階的彎曲模態(tài),不要求高階的扭轉(zhuǎn)模態(tài),測(cè)橋面的一邊即可,如果要求做出高階的扭轉(zhuǎn)模態(tài),則必須在橋面的兩邊都布置測(cè)試點(diǎn)。除了測(cè)試橋梁的豎向模態(tài),根據(jù)客戶需要,也可以用橫向拾振器測(cè)試橋梁的橫向模態(tài),橫向模態(tài)的測(cè)試只需要在一邊測(cè)試。大多數(shù)的橋梁模態(tài)測(cè)試以豎向模態(tài)為主。橋梁模態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí),不管是用豎向拾振器做豎向模態(tài),或是用橫向拾振器做橫向模態(tài),將拾振器的檔位設(shè)置為小速度檔“1”檔,或是加速度檔“2”檔,一般建議設(shè)置為小速度檔“1”檔。由于橋梁屬于大型工程結(jié)構(gòu),固有頻率一般較低,尤其是特大型橋梁,如本公司參與測(cè)試的潤(rùn)揚(yáng)長(zhǎng)江大橋的前十階的豎向|扭轉(zhuǎn)固有頻率都小于1Hz,中小型橋梁的前面三、四階的固有頻率(橋梁模態(tài)實(shí)驗(yàn)所關(guān)注的主要是前三、四階固有頻率)一般都在20Hz以下,所以模態(tài)實(shí)驗(yàn)時(shí)的采樣頻率一般建議不用太大,100Hz或者200Hz即可,對(duì)于某些大型、特大型橋梁,選取50Hz的采樣頻率也已足夠。數(shù)采軟件的模式:頻率分析模式(主菜單欄中的“分析|頻譜分析模式)測(cè)試前先在硬盤中建一個(gè)總的文件夾:例如在D盤中,命名為“**橋模態(tài)原始數(shù)據(jù)匯總”,然后在其中建子文件夾“**橋模態(tài)豎向原始數(shù)據(jù)匯總”,以及“**橋模態(tài)橫向原始數(shù)據(jù)匯總”(看客戶是否要求做橫向模態(tài)而定),本文中僅以豎向模態(tài)為例,敘述橋梁模態(tài)實(shí)驗(yàn)過程。假設(shè)某實(shí)驗(yàn)橋梁為簡(jiǎn)支梁橋,橋長(zhǎng)28米,寬5米,實(shí)驗(yàn)方案中,建議在順橋向方向上把橋8等分,每段長(zhǎng)3.5米,在橋面兩邊都布置測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)布置如下:

左、右共四個(gè)點(diǎn)為支座,實(shí)際振動(dòng)量級(jí)幾乎為零,所以在測(cè)試時(shí)可以不布置測(cè)點(diǎn)。建議選跨中偏一點(diǎn)的位置作為模態(tài)測(cè)試的參考點(diǎn)(當(dāng)然并不是說只能選這個(gè)位置,建議僅供參考)。在本例中選取的模態(tài)測(cè)試參考點(diǎn)是3號(hào)點(diǎn),當(dāng)然,選5號(hào)點(diǎn)、10號(hào)點(diǎn)、12號(hào)點(diǎn)也是可以的。假設(shè)用戶僅有6個(gè)豎向拾振器,分別為V07051、V07052、V07053、V07054、V07055、V07056,將每個(gè)拾振器都撥至1檔,從每個(gè)拾振器的指標(biāo)中找到各自的1檔靈敏度,記錄在案,假設(shè)將V07051放置在參考點(diǎn)處,對(duì)應(yīng)的信號(hào)傳輸線(Q9線)可以用膠帶貼上用筆做上記號(hào),假設(shè)作1號(hào)線,同時(shí)該Q9線接入儀器上的1-1通道,其余通道、線號(hào)、拾振器編號(hào)、橋面上測(cè)點(diǎn)、采樣批次等相互之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系見下:(由于拾振器數(shù)量少于測(cè)點(diǎn)數(shù),所以要分批次做,在實(shí)驗(yàn)過程中,測(cè)每一個(gè)批次的數(shù)據(jù)時(shí),參考點(diǎn)的位置始終不動(dòng))第一批次:拾振器編號(hào)1檔靈敏度(V/m/s)線號(hào)通道號(hào)橋面測(cè)點(diǎn)采樣批次V0705116.42611-131V0705222.299521-211V0705322.51531-321V0705415.791541-441V0705518.342351-551V0705619.204161-661第二批次:拾振器編號(hào)1檔靈敏度(V/m/s)線號(hào)通道號(hào)橋面測(cè)點(diǎn)采樣批次V0705116.42611-132V0705222.299521-272V0705322.51531-382V0705415.791541-492V0705518.342351-5102V0705619.204161-6112第三批次:拾振器編號(hào)1檔靈敏度(V/m/s)線號(hào)通道號(hào)橋面測(cè)點(diǎn)采樣批次V0705116.42611-132

V0705222.299521-2122V0705322.51531-3132V0705415.791541-4142首先,在“**橋模態(tài)豎向原始數(shù)據(jù)匯總”中新建文件“第一批次數(shù)據(jù)”。在文件“第一批次數(shù)據(jù)”中:運(yùn)行參數(shù)欄參數(shù)設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)欄參數(shù)設(shè)置采樣頻率IWHf分析頻率39.06Hz采樣方式連續(xù)觸發(fā)方式|自由采集二J延詛點(diǎn)數(shù)|°平均方式統(tǒng)性平均二平均次數(shù)|1時(shí)域點(diǎn)數(shù)|2048J頻域線數(shù)|800J采樣批次|1重疊率0 %r預(yù)覽平均在“第一批次數(shù)據(jù)”中,采樣批次設(shè)置為“1”通道參數(shù)欄參數(shù)設(shè)置通道參數(shù)欄

通道號(hào)通道狀態(tài)測(cè)星類型通道描述窗類型窗寬1-1電壓測(cè)星Chi矩形窗1-2電壓徹星Ch2矩形窗1-3電壓刑量Ch3矩形窗1-4電壓測(cè)星Ch4矩形窗1-5電壓徹星Ch5矩形窗1-64申壓刨量Chfi矩形窗幾何參數(shù)欄通道子參數(shù)欄通道號(hào)工程單位靈敏度GnV/EU)星程范圍m積分■類型積分單位輸入方式上限頻率1-1rTirn.i'1e16.4263.0無(wú)積分SIN_DC100H:1-2rnrri.i'1e22.29952.2無(wú)積分SIN_DC100Hz1-3rTirTiy1s22.51502.2SI1T_DClOOHi1-4mm.i'1e15.79153.2無(wú)積分SIN_DClOOHi1-5rTirn.i'1e18.34232.T無(wú)積分SIN_DC100H:1-6mm/e19.2042.6SINDC100Hz在圖形顯示窗口開1-1—1-6通道的時(shí)間信號(hào)窗口以及對(duì)應(yīng)的平均譜窗口測(cè)試所得時(shí)域數(shù)據(jù)截圖:(4通道信號(hào)同窗口顯示)測(cè)試所得頻域數(shù)據(jù)截圖(平均譜,4通道信號(hào)同窗口顯示):一般建議連續(xù)采樣時(shí)間30分鐘,在采樣過程中條件允許的情況下應(yīng)保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)封車?,F(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不正常時(shí)(正常信號(hào)如下圖),應(yīng)及時(shí)停止采樣并排查問題,問題可能是由于:軟件中參數(shù)設(shè)置問題干擾信號(hào)較大,尤其是50Hz工頻干擾,這時(shí)應(yīng)檢查是否已經(jīng)良好接地信號(hào)傳輸導(dǎo)線損壞(不要踩踏實(shí)驗(yàn)用線,尤其禁止車輛壓過)拾振器損壞儀器通道損壞儀器、拾振器等屬于精密測(cè)試儀器,應(yīng)注意保護(hù),尤其是在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)(儀器處于通電狀態(tài),拾振器和儀器已連接,當(dāng)確定是上述3、4、5的問題之一但是不確定具體是哪一個(gè)問題時(shí),可將有問題的通道(例如1-5)上的拾振器拆下先接到一個(gè)工作正常的通道(例如1-2通道)上,如果正常,說明是1-5通道上的導(dǎo)線或者是通道本身有問題,可用類似的方法(換一根使用正常的導(dǎo)線)進(jìn)一步排查是導(dǎo)線的問題還是通道本身的問題;如果不正常,說明是拾振器的問題。當(dāng)發(fā)現(xiàn)具體損壞部件時(shí),應(yīng)立即更換,如果拾振器、導(dǎo)線、測(cè)試通道有限而不能根換,則不使用有問題的拾振器|導(dǎo)線|通道,臨時(shí)改變一下方案,在下一個(gè)測(cè)試批次中將這一批次中少測(cè)的這個(gè)點(diǎn)(或幾個(gè)點(diǎn))補(bǔ)上。其次,在“**橋模態(tài)豎向原始數(shù)據(jù)匯總”中新建文件“第二批次數(shù)據(jù)”。在文件“第二批次數(shù)據(jù)”中:運(yùn)行參數(shù)欄參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)參數(shù)欄

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