Грузоподъемность фермы Гау-Журавского по условию прочности подушки или пояса в опорном узле на скалывание определяют по формуле

,(35)

где Fск - площадь скалывания зубьев подушки или пояса в опорном узле, см2; ?? - угол наклона опорного раскоса к горизонту (см. рис. 20); Rск - расчетное сопротивление древесины сосны скалыванию, определяемое по табл. 1 § 34; mск - коэффициент условий работы на скалывание, который принимают равным 0,8 для подушек с двумя зубьями и равным единице для подушек с одним зубом.

Грузоподъемность фермы Гау-Журавского по условию прочности подушки или пояса в опорном узле на смятие определяют по формуле

,(36)

где Rсм - расчетное сопротивление древесины сосны смятию, определяемое по табл. 1 § 34; Fт - площадь смятия зубьев подушки или пояса в опорном узле, см2.

Грузоподъемность ферм Гау-Журавского по условию прочности металлических тяжей определяют по формуле

,(37)

где х - расстояние от расчетного тяжа до ближайшей опоры (см. рис. 20); Fт - площадь сечения тяжа с учетом ослаблений резьбой и коррозией.

V. УПРОЩЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ МОСТОВ, ПРОПУСК ЕДИНИЧНЫХ ТЯЖЕЛЫХ НАГРУЗОК И РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УСИЛЕНИЮ

1. УПРОЩЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ МОСТОВ

§ 58. Испытания мостов производятся с целью выяснения их работы под нагрузкой, особенно элементов конструкции, имеющих различные дефекты, влияние которых трудно учесть при определении грузоподъемности теоретическим методом.

§ 59. Дорожно-эксплуатационные организации производят упрощенные испытания мостов, которые должны дополнять данные обследования мостов и ускоренного определения их грузоподъемности по формулам данных Указаний.

Для испытания выбирают по одному пролету от каждого типа пролетных строений моста, одинаковых по конструкции и равных по величине. Испытанию подвергаются пролетные строения с наихудшим техническим состоянием.

§ 60. В процессе упрощенных испытаний балочных мостов и мостов с фермами производят: определение прогибов в середине пролета всех ферм (прогонов); измерение смещений и обмятий в интенсивно работающих соединениях с дефектами (стыках, врубках, узлах); определение осадок опор; наблюдения за деформациями пролетных строений в горизонтальной плоскости; наблюдения за работой элементов конструкции с дефектами и выяснение влияния последних на грузоподъемность моста.

§ 61. При упрощенном испытании для измерения деформаций могут быть использованы следующие инструменты: для измерения прогибов - прецизионный нивелир с точностью до 0,1 мм или обычный нивелир с точностью до 1 мм; для измерения горизонтальных деформаций пролетных строений и опор - теодолит; для измерения смещений, сдвигов и обмятий - штангенциркуль с нониусом.

§ 62. Перед измерением прогибов производят выбор мест для установки нивелира и прикрепления реек. Расстояние от нивелира до нивелируемых точек должно быть не более 75 м. Рейки прибивают строго по вертикали к основным элементам конструкции (поясам ферм, прогонам).

Рис. 21. Схемы прикрепления реек для измерения прогибов при помощи нивелира:

а - в пролете балочного моста; б - в пролете моста с фермами; 1 - рейка

Прикрепление реек к второстепенным элементам конструкции (связям, схваткам, подкосам, распоркам), а также к элементам, испытывающим местные деформации (узловым подушкам, подгаечникам, раскосам), не допускается. На рис. 21 показано прикрепление реек для измерения прогибов в балочных мостах и мостах с фермами Гау-Журавского.

Рейки могут быть изготовлены из брусков сечением 5 ?? 5 см и закрепленной на них миллиметровой бумаги.

Нивелировать желательно с одной стоянки инструмента, устанавливая нивелир за пределами испытываемой конструкции на неподвижном основании. Особенно удобно измерять прогибы береговых пролетных строений. Нивелир в этом случае устанавливают на берегу или откосе конуса. Не следует устанавливать нивелир на деревянной опоре или проезжей части моста, так как они при загружении моста временной нагрузкой деформируются и искажают результаты испытания.

§ 63. При измерении прогибов в пролетных строениях на постоянных и низких свайных опорах (не выше 3 м) деформации опор можно не измерять, так как они будут небольшими. В пролетных строениях на высоких свайных, рамных или ряжевых опорах осадка опор может сильно отразиться на величине прогиба, поэтому ее необходимо измерять и учитывать. Для этого рейки прикрепляют как можно ближе к центру опорного узла.

§ 64. В поперечном сечении пролетного строения прогибы измеряют во всех фермах или прогонах. Это дает возможность узнать, как фактически распределяется временная нагрузка между отдельными балками и уточнить расчет.

§ 65. Для измерения смещений в стыках и узлах по обе стороны от места ожидаемой деформации забивают гвозди и расстояние между ними в процессе испытания измеряют штангенциркулем.

§ 66. Измерения горизонтальных деформаций верхних поясов из плоскости ферм производят теодолитом. Визирная ось должна проходить параллельно продольной оси пояса на расстоянии 0,5-1 м. Наблюдения ведутся по рейкам, прикрепленным к поясу.

§ 67. В качестве нагрузки для статического испытания моста могут быть использованы автомобили, тракторы, катки, которые могут в испытываемом мосту создать такие же усилия, как от заданной нагрузки. Но целесообразнее использовать в качестве испытательной нагрузки автомобиль той марки, которую предполагается эксплуатировать по мосту.

Вес нагрузки, применяемой для испытания, должен быть определен перед испытанием путем взвешивания на автомобильных или вагонных весах. При отсутствии возможности взвешивания всей нагрузки на весах можно определить вес автомобиля по каталогу, а вес грунта в кузове путем тщательного обмера или взвешивания по частям.

§ 68. Марка автомобиля и вес нагрузки для испытания должны назначаться после предварительного определения грузоподъемности по формулам данных Указаний.

§ 69. На проезжей части моста необходимо произвести предварительную разметку продольного и поперечного расположения испытательной нагрузки.

Максимальным усилиям в элементах моста соответствует такая установка одного автомобиля, при которой: а) продольный ряд колес располагается над осью фермы или одним из средних прогонов; б) задняя ось располагается над серединой пролета (установка, соответствующая максимальному усилию в прогонах); в) задняя ось располагается над опорой (установка, соответствующая максимальным усилиям в элементах опоры).

§ 70. Надвигать нагрузку в пролет следует с малой скоростью, следя за работой узлов и соединений. Над серединой пролета и над опорами следует делать остановки. Нагрузку выдерживают 10-15 мин и берут отсчеты по рейкам. После снятия нагрузки или передвижки ее в новое положение также делают выдержку 10-15 мин и берут отсчеты без нагрузки.

Каждую установку нагрузки и отсчеты по рейкам необходимо производить дважды. Затем нагрузку следует пропускать со скоростью, допускаемой при эксплуатации моста. Перед приведением испытаний необходимо подсчитать теоретические прогибы для фермы или прогонов от испытательной нагрузки. В процессе испытания сравнивают полученные результаты с теоретическими.

§ 71. Отсчеты по рейкам, а также результаты измерений смещений в узлах и соединениях заносят в журнал, в котором отмечают причины скачков, скорость движения нагрузки, продолжительность отдельных циклов испытания, состояние погоды.

Максимальные, упругие и остаточные значения прогибов в середине пролета (рис. 22) определяют по формулам:

максимальный прогиб

;(38)

остаточный прогиб

;(39)

упругий прогиб

fупр = fmax - fост,(40)

где f1 - суммарный прогиб (без учета осадки опор); f2 - суммарный остаточный прогиб (без учета остаточной осадки опор); ??1 и ??2 - максимальная осадка опор (упругая + остаточная); ????1 и ????2 - остаточная осадка опор.

Рис. 22. Схема к определению максимального, остаточного и упругого прогибов

Оценка результатов испытания производится сравнением измеренных прогибов с теоретическими, подсчитанными по формулам строительной механики от испытательной нагрузки. Статической характеристикой жесткости ферм и балок является конструктивный коэффициент, получаемый как отношение упругого измеренного прогиба к теоретическому, подсчитанному от испытательной нагрузки

?? = .(41)

Для решетчатых ферм коэффициент ?? находится в пределах 0,9-1,1, для балок 0,7-0,8.

Оценка жесткости пролетных строений может также производиться путем сравнения измеренных упругих прогибов с допускаемыми, указанными в § 45.

§ 72. После испытания все конструкции моста должна быть тщательно осмотрены с целью установления дефектов, которые могут появиться в узлах, стыках и других элементах при испытаниях. Кроме того, необходимо измерить ранее отмеченные дефекты и определить, не увеличились ли они.

§ 73. Мост считается выдержавшим испытание, если не будет обнаружено:

в балочных мостах - вновь появившихся трещин в прогонах, поперечинах и других несущих элементах; скалывания древесины и сильных обмятий во врубках и сопряжениях; расшатанных сопряжений; перекосов опор и выпучивания стоек или свай;

в мостах с фермами - выпучивания сжатых элементов (верхних поясов, раскосов, стоек, опорных рам); разрывов; растянутых элементов (нижних поясов, стыковых накладок, тяжей); расстройства стыков, узлов и других соединений; сколов древесины и сильных обмятий; перекосов опор и выпучивания свай; превышения полученных при испытании упругих прогибов над допускаемыми.

§ 74. Старые мосты с большими дефектами, грузоподъемность которых определить расчетом затруднительно, можно испытывать пробной нагрузкой. Пробную нагрузку назначают равной ориентировочной грузоподъемности моста, определенной приближенным расчетом.

Испытания начинают с пропуска по мосту с малой скоростью и остановками над серединами пролетов и опорами нагрузки, равной половине веса пробной. Постепенно вес пропускаемой нагрузки увеличивают, добавляя 1/10 веса пробной нагрузки. При каждом увеличении нагрузки и пропуске ее по мосту внимательно следят за работой элементов конструкции, прогибами и другими деформациями.

При нормальной работе элементов конструкции и отсутствии недопустимых деформаций вес пропускаемой нагрузки доводят до полного веса пробной нагрузки. Пробную нагрузку полного веса пропускают по мосту 4 раза: первые 2 раза - с малой скоростью и остановками, вторые 2 раза - со скоростью, допускаемой при эксплуатации моста.

2. ПРОПУСК ЕДИНИЧНЫХ ТЯЖЕЛЫХ НАГРУЗОК

§ 75. При эксплуатации мостов часто возникает необходимость пропуска по ним единичных тяжелых нагрузок: автопоездов с неделимыми грузами (экскаваторами, трансформаторами), тяжелых гусеничных тракторов и т.п. Деревянные мосты имеют небольшой собственный вес пролетных строений, поэтому увеличение временной нагрузки оказывает большое влияние на усилия в элементах. Для пропуска тяжелых нагрузок деревянные мосты часто требуется усиливать или создавать для этого специальные условия.

§ 76. По мостам, находящимся в удовлетворительном состоянии, фактическая грузоподъемность которых соответствует проектной расчетной нагрузке, можно безопасно пропускать единичные тяжелые нагрузки, указанные в табл. 7.

§ 77. Все автомобили, у которых давление на ось больше, чем указано в табл. 7, прицепы большой грузоподъемности и прочие тяжелые колесные и гусеничные нагрузки, вызывающие опасения, могут пропускаться по мосту только после предварительной проверки расчетом согласно данным Указаниям и по письменному разрешению главного инженера управления дороги. В разрешении необходимо указывать условия движения нагрузки по мосту.

После каждого пропуска единичной тяжелой нагрузки необходимо тщательно осмотреть все узлы и соединения элементов, обращая особое внимание на более слабые элементы конструкции.

§ 78. Безопасность пропуска единичных тяжелых нагрузок без усиления моста во многих случаях можно достигнуть путем создания специальных условий движения по мосту. К таким условиям относятся:

1) более выгодное расположение нагрузки поперек моста.

Если наиболее слабыми элементами являются главные фермы или прогоны, колеса нагрузки следует размещать между ними так, чтобы нагрузка распределялась на возможно большое количество ферм, а коэффициент поперечной установки был минимальным. Перед пропуском нагрузки линии движения колес на проезжей части следует разметить или сделать нашивку специальных колей.

Если слабыми элементами являются поперечные балки, что часто бывает при езде понизу, то нагрузку следует пропускать возможно ближе к ферме.

Целесообразное размещение нагрузки поперек моста должно определяться на основании расчета;

2) уменьшение динамического эффекта при пропуске нагрузки, которое достигается путем ремонта верхнего настила и создания более ровной проезжей части, ликвидации толчков при сопряжении моста с насыпями и уменьшения скорости движения до 5 км/ч;

Таблица 7

Тяжелые единичные нагрузки, которые безопасно можно пропускать по мостам

По проекту мост рассчитан на нагрузки

Отдельные колесные машины или тягачи с трейлерами

Отдельные гусеничные машины

Общий вес, тс

Наибольшее давление на ось, тс

Наименьшее расстояние между осями при наибольшем давлении, м

Общий вес, тс

Наибольшее давление, тс/пог. м

Н-8 и НГ-30

30

7,6

1,0

30

3,75

Н-8 и НГ-60

60

7,6

0,6

60

6,00

Н-10 и НГ-30

30

9,5

1,3

30

3,75

Н-10 и ГН-60

60

9,5

1,0

60

6,00

Н-13 и НГ-60

60

12,3

1,2

60

6,00