Щоб вивчити коливання внаслідок рухомого навантаження завантажені баластом автомобілі пропускають по мосту з різною швидкістю, починаючи з 5...10 км/год. Використовують як одну машину, так і колону автомобілів з різними інтервалами між ними. Один автомобіль пропускають по накатаній смузі руху. Для визначення максимальних статичних прогинів спочатку випробовують прогонову будову, ставлячи один автомобіль або колону в найбільш невигідне (для створення максимального прогину балок) положення і заміряють статичний прогин.
Для збільшення динамічної дії на міст та моделювання можливих нерівностей покриття проїзної частини автомобіль пропускають через поріжок - дошку товщиною 5...8 см, яка покладена поперек руху в найбільш невигідне положення (для розрізної балкової прогонової будови - по середині прогону). Через поріжок автомобіль пропускають, як правило, з тими ж швидкостями, що і по покриттю нормальної рівності. Збільшити динамічний вплив можна, використовуючи двовісний автомобіль і поклавши кілька дощок (рекомендується п’ять) на взаємній віддалі, рівній базі автомобіля, щоб передня і задня вісь одночасно створювали кілька разів удари по прогоновій будові і цим викликали інтенсивніше його коливання.
Випробування ударом дає найбільш чіткі діаграми власних коливань прогонових будов. Таке навантаження створюють, скидаючи на проїзну частину моста з висоти 0,5...2,0 м вантажу у вигляді чавунних або сталевих виробів, бетонних блоків, залізобетонних плит, обрізків паль вагою від 300 до 2000 кГс. Вантажі попередньо зважують, або детально обміряють. Випробувальний вантаж скидають, піднімаючи його краном, копром чи іншими засобами. Щоб власні коливання крана не накладалися на коливання прогонової будови, його, за можливості, ставлять поза межами прогону, що випробовується, або на проїзну частину жорстко (на аутригери).
Під час випробування конструкції ударом слід прийняти заходи, які збережуть конструкцію моста від місцевих пошкоджень - піщані подушки, розподільчий настил.
Місце для створення ударних навантажень вибирають так, щоб в конструкції виникали найбільші прогини: в середині прогону, на кінці консолі тощо, вантаж скидають кілька разів, поступово збільшуючи висоту.
Під час динамічних випробувань записують діаграми коливань для безпосереднього визначення динамічних характеристик конструкцій моста використовують. Вимушені коливання прогонових будов записують під час проїзду по них навантажень, за якими визначають динамічні коефіцієнти при різних швидкостях і умовах (з поріжком і без нього) руху. Власні коливання прогонової будови визначають після з’їзду рухомого навантаження з прогону, або з використанням ударних навантажень.
Статичні випробування мостів з використанням методу акустичної емісії
Загальні положення
Виконання статичних випробуваньмостів із використанням методу акустичної емісії (АЕ) МВВ 218-778-240 поширюється на проведення технічної діагностики елементів конструкцій автодорожніх мостів, що знаходяться на балансі Державної служби автомобільних доріг України.
Метою акустико-емісійного діагностування (АЕД) при статичних випробуваннях мостових споруд є виявлення, визначення координат та спостереження (моніторинг) за джерелами АЕ, що пов’язані із розвитком тріщин в контрольованих бетонних, залізобетонних та металевих елементах конструкцій автодорожніх мостових споруд (надалі - об’єктів).
АЕД слід проводити у випадках:
контролю всього об’єму об’єкту;
контролю об’єкту, передбаченого нормативною документацією проведення традиційними методами, але за технічними чи іншими причинами їх застосування утруднене чи неможливе;
за вимогою органів, що здійснюють контроль експлуатації об’єкту.
Метод АЕД застосовувати при:
уточненні технічного стану об’єкту при виконанні спеціальних обстежень згідно з ВБН В.3.1-218-174;
контролі об’єкту або інших будівельних споруд, як окремо, так і у поєднанні із використанням інших існуючих методів контролю (вимірювання прогинів, переміщень, деформацій, напружень, динамічних характеристик, т.
ін.);
- контролі розвитку дефектів в конструкціях об’єкті;
оцінці швидкості розвитку дефектів з метою завчасного припинення контролю і запобігання руйнуванню об’єкту;
визначення залишкового ресурсу контрольованого об’єкту. Оцінку ресурсу виконувати із використанням спеціально розроблених методик, котрі повинні базуватися на проведенні моніторингу об’єкту.
Необхідною умовою при проведенні АЕД є створення у
контрольованому об’єкті напруженого стану, що ініціює в ньому роботу
джерел АЕ.
Обладнання
До обладнання, що використовується при виконанні АЕД, відносяться перетворювачі акустичної емісії (ПАЕ) з пристроями кріплення та матеріалами для забезпечення акустичного зв’язку з об’єктом, імітатори сигналів АЕ, електронні блоки, призначені для посилення й обробки сигналів АЕ, електронні засоби для обробки та представлення результатів контролю, включаючи програмне забезпечення.
ПАЕ визначають чутливість та робочий частотний діапазон контролю. Рекомендується використовувати діапазон від 100 до 2000 кГц. При необхідності ПАЕ захищати від електромагнітних перешкод, використанням заземлення, встановленням екранів та інших засобів.
При виконанні АЕД ПАЕ відкалібрувати із використанням еталонних ПАЕ. Калібрування можливо проводити як абсолютне, так і відносне.
Обов’язково: калібрування ПАЕ проводити один раз на рік.
Попередній підсилювач розташувати поблизу ПАЕ чи безпосередньо в його корпусі. Довжина кабелю, що з’єднує ПАЕ з попереднім підсилювачем, як правило, не має перевищувати 0,5 м. Максимальна довжина кабелю, що з’єднує попередній підсилювач із приладом, не повинна перевищувати довжину, яка б сприяла появі значних додаткових електромагнітних перешкод (до 20 м).
Для реєстрації АЕ слід застосовувати обладнання у вигляді одно- та багатоканальних стаціонарних чи мобільних систем, що дозволяють проводити оцінку стану об’єкту згідно відповідних критеріїв, чи багатоканальних систем для проведення локації джерел випромінювання сигналів АЕ.
Таблиця 8.1 - Точнісні (метрологічні) характеристики апаратури АЕ системи:
|
- робочий частотний діапазон, |
кГц |
від 100 до 1500, та вище; |
|
- нерівномірність амплітудно-частотної характеристики підсилюючого тракту в межах частотного діапазону, |
дБ |
не більше ± 3; |
|
- ослаблення сигналу за межами робочого діапазону при розстроюванні на октаву, щодо граничних частот, |
дБ |
не менше 30; |
|
- ефективне значення напруги власних шумів підсилювального тракту, |
мкВ |
не більше 8; |
|
- коефіцієнт підсилення підсилювального тракту, |
дБ |
не менше 60; |
|
- амплітудний динамічний діапазон підсилювального тракту, |
дБ |
не менше 50 |
АЕ система має забезпечувати оперативну обробку реєстрованої інформації та її відображення після закінчення діагностування. До такої інформації відносяться:
параметри сигналів АЕ відповідно до ДСТУ 2374;
усередненої в часі амплітуди імпульсів АЕ;
усередненої в часі енергії імпульсів АЕ чи іншого енергетичного параметру;
усередненої в часі тривалості сигналів;
критеріальної оцінки виявлення сигналів АЕ від тріщин - Кр - характеристика степені зміни густини енергії сигналу АЕ (Додаток Д);
Додатково, при необхідності, АЕ система має забезпечувати обробку реєстрованої АЕ інформації за критеріями класифікації джерел АЕ (Додаток Д).
У випадку використання багатоканальних АЕ систем для проведення локації джерел сигналів АЕ, система повинна забезпечувати оперативну обробку та відображення, після закінчення діагностування, наступної інформації:
схема розміщення ПАЕ на об’єкті;
номера груп ПАЕ, що зареєстрували імпульс АЕ;
карту розподілу джерел АЕ на об’єкті та координати кожного джерела випромінювання.
АЕ система повинна забезпечувати виділення сигналів АЕ на фоні перешкод.
Основні параметри АЕ апаратури і режими її роботи заносити до протоколу (Додаток Д).
Підготовка контролю АЕД
АЕД проводять як організація, що виконує роботи по АЕД (Виконавець), так і організація, що замовляє контроль (Замовник). Для якісного проведення АЕД необхідно вжити заходи, що передують безпосередньо його проведенню.
Після одержання офіційної заявки від Замовника, представник Виконавця проводить попереднє ознайомлення з об’єктом, з метою вивчення технічної можливості проведення АЕД. Для цього Замовник представляє Виконавцю всю необхідну проектну та технічну документацію на об’єкт. Діагностування об’єкту може бути разовим, постійно-періодичним, та постійним (моніторинг). При цьому можуть використовуватись як переносні прилади, так і стаціонарні.
Після ознайомлення з документацією на об’єкт Виконавець складає “Програму АЕД об’єкта” (далі - програму). Програма відображає необхідні заходи, Замовника по підготовці АЕД, порядок проведення робіт з розподілом обов’язків, та організаційно-технічні заходи, що забезпечують безпечне та успішне виконання робіт, як з боку Виконавця, так і з боку Замовника.
Програма затверджується Замовником.
Програма включає наступні заходи:
забезпечення навантаження об’єкту згідно визначених схем;
надання приміщення для розміщення акустико-емісійної апаратури (при необхідності):
д
220
жерело промелектроживлення,частота промелектроживлення,
Гц
50
потужність промелектроживлення, кВт не менше 10
температура приміщення ° С не менше 18
забезпечення доступу до місць встановлення перетворювачів АЕ (ПАЕ) на об’єкті. На період АЕД Замовник повинен відвести допоміжний персонал від об’єкту, зупинити всі сторонні роботи на ньому та близько розташованих об’єктах (не менше 50 м);
забезпечення двостороннього зв’язку між персоналом, що виконує АЕД та експлуатаційним персоналом, що здійснює завантаження об’єкту.
проведення інструктажу з техніки безпеки та, при необхідності, забезпечення фахівців, що проводять АЕД, індивідуальними засобами захисту і спецодягом. Заходи, щодо безпечного проведення робіт, виконуються Замовником.
Перед проведенням АЕД Виконавець ретельно вивчає об’єкт, з метою
одержання даних для розробки конкретної технології АЕД. Технологія
діагностування (ТД), що є частиною програми, має бути розроблена на
підставі даного документу та даних, отриманих при попередньому вивченні
об’єкту.
ТД приводити в звітній документації.
ТД узгоджується із Замовником до проведення діагностування з метою виконання ним необхідних підготовчих робіт.
ТД містить наступну інформацію:
матеріал досліджуваного об’єкту;
результати візуального огляду об’єкту;
відомості про калібрування ПАЕ та їх амплітудно-частотні характеристики (АЧХ);
метод кріплення ПАЕ;
контактне середовище;
очищення об’єкту після діагностування;
схема розташування ПАЕ;
опис АЕ системи та її характеристик;
реєстровані дані та методи реєстрації;
параметри що аналізувались;
критерії виділення сигналів АЕ від тріщин, критерії оцінки стану об’єкту та небезпеки розвитку процесів руйнування за результатами АЕД, та додатково, при необхідності, системи класифікації джерел АЕ;
методика та схема завантаження об’єкту;
у випадку проведення АЕД із використанням систем локації джерел АЕ необхідно надавати акустичні властивості матеріалу об’єкту, включаючи швидкість розповсюдження звукових хвиль;
процедура зміни навантаження для діагностування.
Замовник відповідно до програми організовує навантаження об’єкту, при необхідності, вирішує питання по забезпеченню вантажопідйомних механізмів та виконання підготовчих робіт, зазначених у програмі. Замовник надає у розпорядження Виконавця персонал, що забезпечує проведення допоміжних робіт для організації АЕД. Умови залучення персоналу Замовника на допоміжні операції для АЕД визначає договір.
Виконавець повинен мати:
засоби АЕД в належному технічному стані (ПАЕ та акустико-емісійну апаратуру);
методики обробки та аналізу АЕ інформації, включаючи можливість
обробки критеріальних оцінок виділення сигналів від тріщин;
кваліфікований в проведенні АЕД персонал.
8.3.3 Проведення АЕД
Після проведення підготовчих робіт здійснювати безпосередні роботи по АЕД, починаючи із встановлення перетворювачів АЕ на об’єкті.
ПАЕ встановлюють в місці дії максимальних зусиль від навантаження для діагностування та в місцях найбільшої концентрації дефектів. У випадку контролю за розвитком конкретного дефекту, що несе загрозу для конструкції, ПАЕ розташовують по осі його можливого розвитку.
ПАЕ кріплять на об’єкті із використанням механічних пристосувань та магнітних тримачів, виходячи із конструктивних особливостей об’єкту. Вони можуть бути тимчасовими, чи у вигляді стаціонарно встановлених кронштейнів.
У випадку, коли в якості контрольованого об’єкту виступає металева конструкція, ПАЕ встановлюють безпосередньо на її поверхні. В обов’язковому порядку місце встановлення має бути очищене від фарби, бруду та іржі, до металевого блиску з чистотою поверхні не менше Rz 40 згідно з ГОСТ 2789. При встановленні ПАЕ на поверхню, що має значні нерівності та шершавість, позбутись яких неможливо, рекомендується використовувати відповідні хвилеводи, котрі кріпляться до об’єкту із забезпеченням надійного акустичного контакту та використанням прийнятого контактного середовища. При встановленні ПАЕ із використанням хвильоводів, їх закріплення на об’єкті - по існуючим розробленим методикам. Опис конструкції хвилеводів та засіб їх встановлення вказувати у програмі.
