4.6.2. Динамические испытания

На протяжении многих десятилетий и до настоящего времени нормативными документами регламентируются две динамических характеристики пролетных строений:

- динамический коэффициент, учитывающий возможное превышение динамического воздействия подвижных нагрузок по сравнению с их статическим воздействием;

- периоды собственных колебаний пролетных строений без нагрузки.

Основная цель динамических испытаний при приемке новых или реконструированных мостов - проверка соответствия фактических значений указанных характеристик требованиям норм.

Как правило, динамические испытания заключаются в проездах по мосту с различными скоростями по наезженной колее проезжей части одного или расположенных в одну шеренгу двух груженых автомобилей. Для имитации неровностей часть проездов осуществляется через порожек в виде досок высотой 30-50 мм, положенных поперек моста над приборами, регистрирующими колебания пролетного строения.

При проезде по мосту автомобилей и некоторое время после съезда его с моста записываются диаграммы прогибов или напряжений в его несущих элементах. Нельзя использовать диаграммы колебаний элементов связей, проезжей части, поскольку их характер и воздействие нагрузки на них отличаются от аналогичных факторов для пролетного строения.

Динамический коэффициент определяется как отношение максимальной ординаты прогибов (напряжений) с учетом амплитуды колебаний к статической составляющей измеряемого параметра. Периоды собственных колебаний определяются по концевым участкам диаграмм (рис.4.7).

4.6.2. Особенности испытаний эксплуатируемых мостов

В отличие от приемочных испытаний новых сооружений для эксплуатируемых мостов испытания имеют целью определение реальных запасов прочности, которые можно было бы использовать при оценке грузоподъемности моста, а также определение фактической жесткости пролетных строений.

Нижняя граница величины испытательной нагрузки при таких испытаниях находится на уровне 40-50% от величины нормативной нагрузки, поскольку возможные дефекты, проявляющиеся под воздействием временной нагрузки за достаточно длительный срок эксплуатации, уже должны были проявиться, и величина испытательной нагрузки определяется только чувствительностью измерительных приборов.

Как для новых, так, особенно, для эксплуатируемых мостов очень эффективным приемом является построение экспериментальных линий и поверхностей влияния. С этой целью по оси моста или по полосам движения пропускают груженый автомобиль со скоростью не более 5 км/час и записывают диаграмму измерений исследуемых параметров. Полученную экспериментальную линию (поверхность) влияния сравнивают с теоретической. Пример такого сравнения приведен на рис. 4.7.

Кроме цели оценки напряженно-деформированного состояния конструкций, для эксплуатируемых мостов может возникнуть необходимость частных проверок отдельных элементов и узлов, поведения трещин и тому подобное. Например, для проверки обжатия стыков поперечно-члененных пролетных строений производят локальное загружение исследуемого стыка одним или двумя рядами груженых автомобилей.

Статические и, особенно, динамические испытания могут также играть вспомогательную роль при диагностике мостовых конструкций.

Уже отмечалось выше, что испытаниями удается оценить совместность работы железобетонной плиты проезжей части и главных балок сталежелезобетонных мостов.

Разница прогибов однородных элементов под одинаковыми нагрузками должна нацелить исследователей на выяснение причин этого явления.

Динамические испытания в ряде случаев дают возможность сравнить параметры собственных колебаний однородных элементов, что может послужить основой для количественной оценки влияния обнаруженных повреждений. При этом наиболее рациональной представляется следующая последовательность:

- обследование и фиксирование дефектов и повреждений, которые могут влиять на жесткость и прочность конструкции;

- проведение динамических испытаний с целью оценки влияния этих дефектов на параметры собственных колебаний;

- проведение расчетов с использованием полученных оценок, сравнение с данными статических испытаний, оценка негативной роли того или иного дефекта.