14. Задачи и цели испытаний мостов

Под испытанием сооружений в целом понимают совокупность опе­раций, связанных с выявлением и проверкой состояния и работоспособ­ности обследуемых инженерных сооружений или отдельных их эле­ментов.

Результаты испытаний дают возможность оценить надежность приня­тых методов расчета и конструирования, а также правильность техноло­гии изготовления и эксплуатации конструкции или сооружения в целом. Это важно не только для новых прогрессивных конструкций, работа которых еще недостаточно изучена, но и для сооружений, находящихся длительное время в эксплуатации.

Цель испытаний — выявить характер действительной работы мостов или отдельных его элементов при воздействии эксплуатационной нагруз­ки. Действительная работа конструкции может существенно отличаться от расчетных предпосылок из-за несоответствия расчетных схем дейст­вительным условиям работы, идеализации свойств материалов, точности расчетов и др. Кроме того, при длительной эксплуатации мостов в них могут протекать процессы, которые приводят к изменению условий ра­боты конструкции, характера напряженного состояния и свойств мате­риала. Эти несоответствия и изменения наиболее полно устанавливают на основании испытаний. На основании результатов испытаний совер­шенствуются методы расчетов. Мосты испытывают:

• при приемке новых сооружений в постоянную или временную экс­плуатацию с целью установления их действительной грузоподъемности и регистрации типовых характеристик: прогибов, перемещений опор­ных частей, периодов и амплитуд вертикальных и горизонтальных коле­баний пролетных строений, напряженного состояния в наиболее харак­терных зонах и т. п. Эти данные сопоставляют с расчетными, а в дальней­шем — с результатами последующих испытаний для выявления измене­ний, происшедших в процессе эксплуатации сооружений;

• при необходимости уточнения расчетов грузоподъемности сложных систем эксплуатируемых мостов или мостов, запроектированных под особые виды нагрузок;

• после реконструкции или усиления, для оценки его эффективности;

• периодически в процессе эксплуатации для выяснения изменений в работе конструкции;

• в специальных случаях с целью накопления данных для уточнения расчетов мостовых конструкций, решения отдельных задач и проведения научно-исследовательских работ.

При испытаниях мостовых конструкций в основном измеряют или регистрируют общие перемещения, характеризующие работу конструк­ций в целом (угловые и линейные перемещения пролетных строений или отдельных их элементов, опор и т. д.), местные деформации, по кото­рым определяют напряженное состояние элементов конструкций, и ди­намические характеристики сооружения в целом или отдельных его эле­ментов.

В зависимости от места проведения различают натурные и лабора­торные испытания. Натурные испытания мостов носят обычно кратко­временный характер (исключая длительное наблюдение)' и включают в себя также последующую обработку и анализ результатов испытаний, а в некоторых случаях - дополнительные лабораторные исследования. В процессе натурных испытаний оцениваются соответствие действитель­ной работы конструкции принятой в расчете, несущая способность моста в целом или отдельных его элементов, определяются жесткость пролет­ных строений (иногда отдельных его элементов), характеризуемая об­щими прогибами от эксплуатационной или испытательной нагрузки, ди­намические и другие характеристики.

При лабораторных испытаниях оценивается усталостная прочность материала пролетных строений или соединений, исследуется на моделях характер напряженно-деформированного состояния отдельных узлов пролетных строений или конструкций в целом, особенности перераспре­деления усилий в элементах пролетных строений в зависимости от харак­тера и типа нагрузки, определяются физико-механические характеристи­ки материала, его химический состав, способы защиты от коррозии и т. д. При проведении лабораторных испытаний учитываются масштаб­ные и силовые факторы, скорость нагружения, очередность приложения и снятия нагрузок, продолжительность их выдерживания и т. п.

По характеру внешнего силового воздействия на мост различают два вида испытаний: статические и динамические. В процессе статиче­ских испытаний оценивается деформативно-напряженное состояние кон­струкции или отдельных ее элементов под воздействием статических нагрузок, а при динамических испытаниях - динамические характерис­тики пролетных строений (период, частота колебаний пролетных строе­ний в целом или отдельных их элементов, собственные и вынужденные колебания, скорость затухания колебаний, динамический коэффици­ент и др.).