 |
Методы и средства измерений
|
|
|
|
2.1. Измерение фактической прочности бетона
В целях получения надёжных данных, оценивающих прочность бетона, измерения осуществлялись двумя приборами, реализующими следующие методы измерений:
- неразрушающий контроль по методу упругого отскока ударника от поверхности бетона с помощью склерометра ОМШ-1 по ГОСТ 22690-2015 (рис.2.37);
При использовании метода упругого отскока на каждом обследуемом элементе несущей конструкции моста контролировалось два участка, которые не имели заметных дефектов и ослаблений. Склерометром производилось 5-7 измерений путём нанесения удара перпендикулярно наружной поверхности на участках, где вблизи нет арматуры диаметром больше 12 мм и бетон не имеет нарушенной структуры. Места для измерений выбирались с помощью прибора NOVOTEST Арматуроскоп по ГОСТ 22904-93 (рис.2.40).
Также для выборочных несущих элементов конструкций моста, для определения поправочного коэффициента к градуировочным зависимостям по приборам ОМШ-1, были выполнены измерения прочности с помощью прибора ультразвукового «Бетон-70», предназначенного для измерения времени распространения УЗ колебаний в строительных материалах при определении прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных изделиях и конструкциях способами сквозного или поверхностного прозвучивания по методике, изложенной в ГОСТ 17624-2012 (рис.2.38).
Принцип действия прибора основан на измерении временного интервала между моментом излучения УЗ импульса и моментом приема УЗ импульса, прошедшего через контролируемый объект или конструкцию при известной базе прозвучивания. Данные о времени или скорости распространения УЗ импульса используются для определения прочности бетона по экспериментально установленным в соответствии с методиками ГОСТ 17624-2012 градуировочным зависимостям «время распространения УЗ импульса - прочность строительного материала» или «скорость распространения УЗ импульса – прочность строительного материала»
|
|
|
2.2. Определение толщины слоя асфальтобетона.
Выполнялся путем геодезических измерений с помощью нивелира.
2.3. Определение толщин металлических элементов несущих конструкций автомобильного моста.
Измерения толщин металла на металлических элементах пролётного строения выполнялись с помощью штангенциркуля и выборочно с помощью ультразвукового толщиномера ТТ100 производства фирмы TIME GROUP, Inc. Ниже приводится краткое описание этого прибора и методики измерений.
Толщиномер ультразвуковой ТТ100 (далее по тексту – толщиномер) предназначен для ручного контактного измерения толщины изделий из металлов и их сплавов, пластмасс, керамик и других материалов, имеющих две параллельные поверхности.
Контролируемые изделия должны иметь две параллельные поверхности с максимальной шероховатостью до Ra=80мкм со стороны ввода ультразвукового сигнала и до Ra =160мкм с противоположной стороны.
Толщиномер предназначен для измерения толщины изделий при одностороннем доступе к контролируемому объекту.
Толщиномер предназначен для измерения толщины изделий с плоской и цилиндрической выпуклой поверхностями со стороны контакта с ультразвуковым преобразователем.
Толщиномер предназначен для эксплуатации в лабораторных и цеховых условиях, а также в других отапливаемых и неотапливаемых помещениях. Допускается его использование и в полевых условиях.
Технические характеристики прибора являются следующими:
§ Индикация результатов измерения: на 4-разрядном жидкокристаллическом дисплее.
§ Дискретность цифрового отсчетного устройства при измерениях толщины: 0,1мм.
|
|
|
§ Рабочая частота ультразвукового зондирования: 5 МГц.
§ Диапазон измеряемых толщин: от 1,2 до 225,0мм (для стали)
§ Предельные значения толщины при контроле полых цилиндрических изделии (труб) – для стали:
- при радиусе кривизны > 10мм при толщине стенки 3мм;
- для толщины стенки > 3мм при минимальном радиусе кривизны.
§ Предел допускаемой основной абсолютной погрешности измерений толщины h плоскопараллельных образцов
+_(0,01 h +0,1)мм.
§ Диапазон рабочих температур окружающей среды: от 0 до 40°С, и относительной влажности воздуха не более 90%.
§ Максимальная температура контролируемого объекта: 60° С
Принцип действия толщиномера основан на ультразвуковом контактном эхо-импульсном методе неразрушающего контроля с использованием продольных объемных ультразвуковых волн. Излучаемый пьезо-электрическим преобразователем (ПЭП) ультразвуковой импульс проходит через контролируемый объект, отражается от его задней стенки и возвращается на приемную часть ПЭП. Измерение времени задержки принимаемого толщиномером ультразвукового импульса относительно излученного обеспечивает определение толщины объекта (при известной скорости распространения звука в нем) или скорости звука (при известной толщине образца).
Электронный блок толщиномера включает в себя:
- генератор зондирующих импульсов;
- приемно-усилительное устройство;
- измеритель временных интервалов;
- процессор управления;
- четырехразрядный жидкокристаллический дисплей;
- клавиатуру для: включения прибора, включения режима измерения скорости, включения калибратора, регулировки значений скорости, толщины и выбора ячеек памяти;
- контрольный образец (5900м/сек и h=4мм) для калибровки прибора.
В корпусе электронного блока находится контейнер для размещения двух элементов электропитания, закрытый съемной крышкой, и встроены два гнезда для подключения сигнального кабеля от ультразвукового преобразователя.
Ультразвуковой преобразователь выполнен в цилиндрическом корпусе, в переднем торце которого установлены излучающая и приемная пьезокерамические пластины, разделенные (по диаметру контактной поверхности) акустическим экраном и залитые полимерным компаундом. Преобразователь соединен с сигнальным кабелем.
|
|
|
2.4. Исследование состояния лакокрасочного покрытия пролетных строений.
Исследование толщины лакокрасочного покрытия металла производилось с помощью толщиномера покрытий типа ТТ220, использующий метод измерения зазора в магнитной цепи для измерения толщины немагнитных покрытий на магнитном металлическом основании без нанесения вреда проверяемому объекту в соответствии с рекомендациями инструкции к прибору.
2.5. Исследование адгезии лакокрасочного покрытия пролетных строений.
Измерения адгезии лакокрасочного покрытия выполнялись с помощью адгезиметра-решетки Константа-АР методом решетчатых надрезов по ГОСТ 15140-78. С помощью адгезиметра-решетки на лакокрасочное покрытие наносятся надрезы с требуемым шагом, прорезая покрытие до металла. Затем под углом 90 градусов опять наносятся надрезы. В результате на покрытии образуется решетка из квадратов одинакового размера. Адгезия лакокрасочного покрытия определяется по таблице П2.1 по четырехбальной шкале
Таблица П2.1
| Балл | Поверхность лкп после нанесения надрезов |
| 1 | Края надрезов гладкие, нет отслоившихся кусочков |
| 2 | Незначительное отслаивание покрытия в виде точек вдоль линии надрезов или в местах их пересечения (до 5% поверхности с каждой решетки) |
| 3 | Отслаивание покрытия вдоль линии надрезов или полос (до 35% поверхности с каждой решетки) |
| 4 | Полное или частичное отслаивание покрытия полосами или квадратами вдоль линии надрезов (более 35% поверхности с каждой решетки) |
2.6. Испытание моста на статические воздействия временных автомобильных нагрузок
При выполнении статических испытаний измеряются следующие параметры напряжённо-деформируемого состояния пролётных строений:
-прогибы главных балок в средних сечениях пролётных строений;
-деформации волокон на нижних и верхних поясах главных балок.
Для измерения прогибов пролётных строений (где это возможно по условиям размещения приборов) используются прогибомеры системы Максимова «Эльбрус» с абсолютной погрешностью ±0.1 мм и, при необходимости более точных измерений и высокоточные прогибомеры 6ПАО с абсолютной погрешностью 
0.01 мм. Деформации продольных волокон на нижних и верхних поясах главных балок пролётных строений измеряются при помощи деформометров с использованием стрелочных индикаторов с ценой деления 1 мкм. Фиксация деформаций выполняется на базе 30…35см.
|
|
|
В подробно изучаемом пролете моста устанавливаются два прогибомера и четыре деформометра. В остальных пролетах моста устанавливаются по одному деформометру на нижнем поясе в средних сечениях пролетов.
Выдержка испытательной нагрузки при каждом загружении пролетного строения должна быть не менее 30 мин. для оценки совместного сопротивления испытательной нагрузке несущих главных балок и ортотропной плиты. Признаком несовместной работы является нарастание прогибов при выдерживании под нагрузкой.
После каждого загружения испытательная нагрузка полностью убирается с пролетного строения для измерения остаточных прогибов и деформаций во всех обследуемых несущих элементах пролетного строения. По данным измерений в соответствии с рекомендациями СНиП 3.06.07-86 (актуализированная редакция, 2012) /2/ определяются количественные значения показателя работы конструкции как отношения остаточных прогибов и деформаций к соответствующим полным значениям.
Для определения рекомендуемых СНиП 3.06.07-86 (актуализированная редакция, 2012) /2/ конструктивных коэффициентов, оценивающих резервы прочности и жёсткости с учётом включения в совместную работу с главными балками пролетных строений ортотропной плиты проезжей части и твердых слоев дорожного покрытия, выполняется пространственный расчет пролетного строения на испытательную нагрузку.
Критериями для положительной оценки построенного транспортного сооружения являются указанные выше количественные значения показателя работы конструкции, которые для исправных сооружений не должны превышать 0,10-0,15и значения конструктивных коэффициентов, которые для имеющих резервы прочности сооружений не должны превышать 1,0.
По данным расчетов сопоставляются фактические и расчетные значения прогибов и деформаций в местах расположения измерительных приборов.
По данным измерений деформаций продольных волокон на нижней поверхности верхних поясов главных балок устанавливается пространственное распределения по отдельным несущим балкам, которое сопоставляется с полученным расчётным путём по проектным параметрам пролетного строения.
|
|
|
2.7. Испытание моста на динамические воздействия временных автомобильных нагрузок
Целями инструментальных измерений параметров колебаний несущих конструкций моста является определение динамических параметров транспортного сооружения и изучение реакции несущих конструкций на проезд одиночных и групп тяжелых грузовых автомобилей в одном направлении по одной полосе.
Для изучения реакции моста через реку Хопер на км 479+350 автомобильной дороги Р-22 «Каспий» автомобильная дорога М-4 «Дон» - Тамбов – Волгоград – Астрахань, подъезд к г.Саратову в Воронежской области» на проезд автомобилей в эксплуатационном режиме измерялись прогибы главных балок Б1 и Б2 в пролете 1. Схема расположения измерительных приборов показана на рис. 5.16.
Регистрация параметров колебаний осуществлялась с помощью электронного измерительного комплекса с использованием триангуляционных лазерных датчиков серии РФ603 производства ООО «РИФТЕК» республики Беларусь, используемого по схеме прогибографа. Максимальные перемещения, которые могут быть зарегистрированы используемым при измерениях перемещений датчиком, ограничивались величиной 50 мм с погрешностью, не превышающей 0,01мм. В процессе измерений цифровые значения прогибов балки c частотой опроса датчика 22 Гц фиксировались и сохранялись в файл.
По измеренным массивам записей дискретных цифровых значений прогибов главных балок пролетного строения производилось построение графиков колебаний пролетных строений при проезде автомобилей. По этим графикам изучался характер колебаний с определением параметров реакции моста на динамическое воздействие движущихся по мосту автомобилей. Далее с использованием описанной в справочной литературе по динамике автодорожных мостов методики вычислялись параметры колебаний моста с определением следующих параметров:
- максимальная амплитуда колебаний – Аmax;
- максимальный динамический прогиб (перемещение) – Yд;
- периоды вынужденных колебаний -Тв;
- периоды свободных колебаний -Тсв;
- логарифмический декремент колебаний – δ;
- динамический коэффициент – 1+μ.
Для проведения анализа колебаний моста, возникающих при проезде автомобилей по мосту и после схода автомобилей с пролетного строения, с помощью численной процедуры преобразования Фурье осуществлялся спектральный анализ записанных виброграмм колебаний.
|
|
|
