СТАНДАРТ УКРАВТОДОР Споруди транспорту Статичні випробування автодорожніх мостів СОУ 45.2-00018112-044:2009
Видання офіційне Київ Державна служба автомобільних доріг України (Укравтодор) 2009 ПЕРЕДМОВА 1
РОЗРОБЛЕНО: Державний дорожній науково-дослідний інститут імені М.П.Шульгіна РОЗРОБНИКИ: П. М. Коваль канд. техн. наук; П. М. Сташук (керівник розробки) канд. техн. наук; А. Є. Фаль канд. техн. наук; О. В. Танський
2
ПРИЙНЯТО та наданО чинності: наказ Державної служби автомобільних доріг України від 05.11. 2009 р. № 494 3 УВЕДЕНО ВПЕРШЕ 4 Зареєстровано: ДП “УкрНДНЦ” від 25.02 2010 р. № 32595752/1992
Право власності на цей документ належить Державній службі автомобільних доріг України (Укравтодор) Відтворювати, тиражувати і розповсюджувати цей документ повністю чи частково на будьяких носіях інформації без офіційного дозволу Укравтодору заборонено Стосовно врегулювання прав власності треба звертатися до Державної служби автомобільних доріг України.
СТАНДАРТ УКРАВТОДОР СПОРУДИ ТРАНСПОРТУ
Статичні випробування автодорожніх мостів СООРУЖЕНИЯ ТРАНСПОРТА
СТАТИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНТИЯ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ Чинний від 2009-12-01
1 СФЕРА ЗАСТОСУВАННЯ 1.1 Цей стандарт поширюється на статичні випробування автодорожніх мостів усіх систем, що знаходяться на автомобільних дорогах загального користування. 1.2 Стандарт необхідно використовувати при оформлені всіх технічних документів, що вимагаються за результатами випробування згідно з ДБН В.2.3-6. 1.3 Стандарт необхідно застосовувати при розробці інших нормативних документів з технічної діагностики і експлуатації автодорожніх мостів.
2 НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ У цьому стандарті є посилання на такі нормативні документи: Видання офіційне ДСТУ 2374-94 Розрахунки на міцність та випробування технічних виробів. Акустична емісія. Терміни та визначення ДБН В.2.3-6-2002 Споруди транспорту. Мости та труби. Обстеження і випробування ДБН В.2.3-14:2006 Споруди транспорту. Мости та труби. Правила проектування ВБН В.3.1-218-174-2002 Експлуатація, ремонт, реставрація та реконструкція. Мости та труби. Оцінка технічного стану автодорожніх мостів, що експлуатуються НПАОП 45.2-7.02-80 Техніка безпеки у будівництві СНиП ІІІ-4-80* НПАОП 45.21-1.03-98 Правила безпеки праці під час проведення робіт з будівництва мостів
3 ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ПОНЯТЬ Нижче подано терміни, вжиті у цьому стандарті, та визначення позначених ними понять: 3.1 автодорожній міст Транспортна споруда, що призначена для пропуску через перешкоду потоків автомобільного транспорту (ДБН В.2.3-14). 3.2 випробування Отримання кількісних показників дійсної роботи як моста в цілому так і окремих його частин і елементів під дією навантаження (ДБН В.2.3-6). 3.3 випробування статичне Вид випробування моста під дією статичного навантаження (ДБН В.2.3-6). 3.4 вантажопідйомність величина тимчасового рухомого навантаження, пропуск якого можливий по мосту без будьяких обмежень при збереженні своїх функцій всіма елементами конструкції протягом проектного терміну служби (ДБН В.2.3-6). 3.5 обстеження Процес отримання якісних та кількісних показників технічного стану моста або труби, елементів та конструкцій шляхом візуального огляду, інструментальних вимірювань в натурі та лабораторних досліджень (ДБН В.2.3-6). 3.6 дефект Відхилення якості, форми або фактичних розмірів елементів та конструкцій моста від вимог нормативної або проектної документації, яке виникає при проектуванні, виготовленні (ДБН В.2.3-6). 3.7 пошкодження
Відхилення від первісного рівня якості елементів та конструкцій моста під час транспортування, монтажу, експлуатації або аварії (ДБН В.2.3-6). 3.8 акустична емісія (АЕ) Випромінювання об’єктом випробування акустичних (пружних) хвиль (ДСТУ 2374) 3.9 АЕСУМ Аналітично-експертна система управління мостами Інші терміни, вжиті в цьому стандарті, наведені в ДБН В.2.3-14 та ВБН В.3.1-218-174.
4 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ 4.1 Статичні випробування автодорожніх мостів (далі - мостів) можуть виконувати підприємства та лабораторії, які мають ліцензію на виконання обстежень та випробувань мостів, та свідоцтво про атестацію Укрметртестстандартом лабораторії (випробувального центру) з відповідною галуззю атестації. 4.2 Випробовуванню підлягають: − нові мости з одним, або кількома прогонами довжиною м; − нові мости з дослідними і вперше застосовуваними головними несучими конструкціями незалежно від довжини прогонів; − мости, що знаходяться в експлуатації, технічний стан головних несучих конструкцій в яких оцінюється як працездатний, обмежено працездатний та непрацездатний (стан 3, 4 та 5 згідно з ВБН В.3.1-218-174); − мости, що знаходяться в експлуатації, випробовуються за результатами обстеження за висновками підприємства, яка виконувала обстеження. 4.3 Випробування мостів, що знаходяться в експлуатації, проводяться після обстежень у випадках: − наявності в елементах конструкцій дефектів або пошкоджень, що знижують несучу здатність і вплив яких на вантажопідйомність неможливо визначити розрахунками; − після реконструкції або капітального ремонту при необхідності перевірки ефективності прийнятих проектних рішень; − для уточнення фактичної вантажопідйомності або встановлення можливості проїзду великовагових транспортних засобів, якщо розрахунками це визначити неможливо.
5 умови ПРОВЕДЕННЯ статичних випробувань 5.1 Статичні випробування моста проводяться згідно з програмою, розробленою виконавцем із зазначенням основних задач та загальної мети роботи. Програма випробування погоджується із Замовником. За вимогою Замовника програма випробування погоджується із проектною організацією - автором проекту. У випадку, якщо проектна організація - автор проекту моста, що тривалий час знаходиться в експлуатації, невідома, то погодження програми випробувань виконує наукова чи проектна організація відповідного профілю. 5.2 Програма випробувань споруди повинна містити таку інформацію: а) мета роботи; б) перелік нормативних документів, згідно з якими планується проведення робіт; в) перелік робіт, необхідних для безпечного та успішного виконання випробувань (згідно з 7.3 цього стандарту); г) схеми завантаження споруди та величини необхідного випробувального навантаження;
д) очікувані величини аналізованих результатів випробувань; е) методи досліджень та вимірювання, що будуть використовуватись; є) строк проведення випробувань, аналізу одержаних результатів, та складання звітної документації; ж) результати попередньо проведеного обстеження моста із зазначенням можливості проведення випробувань та основних дефектів і недоліків конструкцій моста, що знижують його вантажопідйомність.
6 ВИМОГИ ДО обладнання 6.1 До обладнання, що використовується при виконанні статичних випробувань, відноситься: а) прилади для замірів загальних, місцевих та відносних деформацій конструкцій мостів; б) вимірювальні системи, що включають засоби вимірювання загальних, місцевих та відносних деформацій конструкцій, пристрої кріплення їх до конструкцій, електронні блоки, призначені для зберігання результатів випробування. 6.2 Прилади та вимірювальні системи, що використовуються при статичних випробуваннях мостів, мають бути повірені державним метрологічним органом. 6.3 Прилади, що використовуються при статичних випробуваннях мостів, повинні забезпечувати вимірювання та реєстрацію контрольованих величин параметрів з точністю на порядок вищою, ніж її найбільша очікувана величина параметру, що контролюється. 6.4 Як випробувальне навантаження використовуються одиночні транспортні засоби з загального транспортного потоку: випадкові або ж спеціально для цього призначені. Вагові характеристики транспортних засобів визначаються перед проведенням випробування мостів з точністю до 1 %.
7 підготовка до проведення статичних випробувань 7.1 До початку натурних робіт з випробування прогонової будови рухомим навантаженням необхідно виконати підготовчі роботи, які включають: а) вивчення технічної документації на споруду; б) виконання необхідних розрахунків; в) складання та затвердження програми робіт. 7.2 Перед випробуванням має бути виконане обстеження моста в обсязі, що дозволяє: а) встановити можливість завантаження випробувальним навантаженням (за існуючих недоробок, наявних дефектів і пошкоджень, що знижують несучу здатність споруди, перешкод на проїзді, на в’їздах тощо); б) визначити максимально допустиму величину випробувального навантаження (з урахуванням норм проектування та наявних дефектів і пошкоджень конструкцій); в) зафіксувати стан споруди для можливості встановлення змін (поява або збільшення розмірів дефектів, залишкових деформацій), що сталися в результаті проведених завантажень; 7.3 Перед проведенням випробувань керівником робіт повинні бути розроблені та передані замовнику плани заходів для забезпечення безпеки руху транспортних засобів та пішоходів і усуненню перешкод проведення випробувань. Заходи з влаштування оглядових майданчиків, регулювання руху перед і під спорудою під час випробувань, надання випробувального навантаження виконуються Замовником.
8 статичне навантаження моста 8.1 В багатопрогонових мостах з однаковими прогоновими будовами і конструкціями випробується одна прогонова будова або конструкція в повному обсязі згідно з програмою, а інші можуть випробуватися (вибірково) за скороченою програмою. 8.2 Зусилля (сили і моменти), які виникають в елементах конструкцій моста від випробувального навантаження, повинні не перевищувати: а) при випробуваннях мостів, розрахованих за граничним станом зусиль від рухомого тимчасового вертикального навантаження, прийнятого в проекті, при коефіцієнті надійності за навантаженням (або коефіцієнті перевантаження), який дорівнює 0,95, і повному динамічному коефіцієнті; б) при випробуваннях мостів, розрахованих за допустимими напруженнями (за Нормами, що діяли до 1962 року), - 110 % зусиль від тимчасового вертикального навантаження, прийнятого в проекті, з повним динамічним коефіцієнтом; в) при випробуваннях мостів, які мають конструкції із зниженою несучою здатністю, та мостів, на які відсутня технічна документація - зусиль від тимчасового вертикального навантаження з 8.2.а і 8.2.б цього стандарту, визначених розрахунком згідно чинних нормативних документів з урахуванням фактичного стану конструкцій; 8.3 Зусилля (сили, моменти), які виникають від статичного випробувального навантаження в елементах споруди, повинні бути не нижче ніж 65 % зусиль згідно з 8.2. 8.4 У випадку проведення статичних випробувань із використанням методу акустичної емісії величини зусиль згідно з 8.2 та 8.3 допускається зменшувати на 30 %. 8.5 При статичних випробуваннях вимірюються: а) загальні деформації (лінійні і кутові переміщення) конструкцій споруд; б) напруження (відносні деформації) у перерізах елементів; в) місцеві деформації (розкриття тріщин і швів, зміщення в з'єднаннях тощо); г) сигнали акустичної емісії в матеріалі конструкцій моста; д) при необхідності застосовувати інші не прямі методи контролю внутрішньої структури матеріалу конструкцій моста (магнітні, акустичні методи, тощо). 8.6 Випробування припиняється достроково у випадку, коли показники вимірювальних приладів суттєво перевищують очікувані, або виявлені ознаки появи утворення та розвитку дефектів в конструкціях споруди, котрі можуть впливати на їх довговічність чи несучу здатність. Подальше випробування можливе лише після детального обстеження стану конструкцій, з’ясування причин появи дефектів, та оцінки їх небезпеки. 8.7 Вимірювання контрольованих параметрів при статичному завантаженні моста необхідно виконувати після витримки випробувального навантаження в установлених схемах завантаження. Час витримки має складати не менше ніж 15 хвилин. 8.8 При виконанні статичних випробувань, при призначенні рівня випробувального навантаження та аналізу результатів необхідно враховувати величину постійного навантаження на мосту та температуру його конструкцій.
9 обробка та аналіз результатів 9.1 Основним критерієм позитивної оцінки роботи конструкцій мостів за результатами випробування є відповідність пружних факторів (зусиль, напружень, деформацій, переміщень тощо), що вимірюють в конструкції під час дії випробувального навантаження, значенням, що визначені теоретичним розрахунковим шляхом (від випробувального навантаження).
9.2 Показником роботи конструкції при статичних випробуваннях є конструктивний коефіцієнт К, що підраховується для факторів, згідно з 9.3, і визначається за формулою: , (1) де: Se - фактор, що вимірюють під впливом випробувального навантаження; Scal - фактор, визначений від випробувального навантаження розрахунковим шляхом. 9.3 Характерними для загальної оцінки роботи випробувальної конструкції під тимчасовим навантаженням є значення коефіцієнта К, знайдені за найбільшої дії випробувального навантаження для таких факторів: а) прогинів прогонових будов; б) осьових напружень у розтягнутих або стиснутих елементах; в) фібрових напружень у кожній із зон (розтягнення-стиснення) згинаних елементів. 9.4 За даними статичних випробувань коефіцієнт К для основних несучих конструкцій і їх елементів повинен знаходитись в межах від 0,7 до 1,0, а для елементів прогонових будов, у яких розрахунками не враховується спільна робота головних балок (ферм) з елементами проїзної частини і дорожнього одягу - як правило, від 0,5 до 0,7. 9.5 Коефіцієнт К, більший за одиницю, вказує на суттєву відмінність роботи елементів моста від прийнятих у розрахунках передумов. У цих випадках вимагається з’ясування причин виявлених відхилень і розробка заходів для забезпечення надійної роботи елементів. Малі величини коефіцієнта К можуть указувати на наявність в елементах моста резервів несучої здатності. Можливість використання цих резервів може бути розглянута після вивчення причин щодо одержання малих величин коефіцієнта К. 9.6 При визначенні фактичної вантажопідйомності моста вплив конструктивних елементів на роботу основних несучих конструкцій треба враховувати у випадках прийняття необхідних заходів для забезпечення надійної спільної роботи цих елементів з основними несучими конструкціями або гарантування спільної роботи, прийнятими в проекті рішеннями. 9.7 Величина коефіцієнта К, визначена за величинами максимальних фібрових напружень, може в окремих випадках перевищувати одиницю у зв'язку з наявністю концентраторів напружень, ексцентричної дії сил, фізичної неоднорідності з'єднань і прикріплень елементів та інших обставин. В таких випадках обов’язково з’ясовуються природа фактору та виконується оцінка його впливу на роботу конструкції. 9.8 При аналізі факторів, що вимірюють в окремих елементах головних балок (ферм, арок) автодорожніх мостів, треба враховувати просторову роботу прогонових будов. Визначення коефіцієнтів поперечного розподілу тимчасового навантаження hi у цьому випадку може виконуватися за формулою:
(2) де: h i - фактичний коефіцієнт поперечного розподілу навантаження для і - ї балки (ферми, арки); f i - величина пружного прогину і- ї балки (ферми, арки), що вимірюється при випробуваннях; n - число балок (ферм, арок) або будь-яких інших точок у поперечному перерізі прогонової будови, прогини яких вимірювалися при випробуваннях. Знайдені коефіцієнти поперечного розподілу навантаження hi, порівнюються зі значеннями коефіцієнтами поперечного розподілу ht, прийнятими при проектуванні.
9.9 Одним з критеріїв оцінки моста за результатами статичних випробувань може служити співвідношення виміряних пружних і залишкових деформацій (в основному прогинів), що виражається показником роботи конструкції a, рівним: , (3) де fr - величина залишкового прогину, визначеного після стабілізації деформацій; fel - розмір пружного прогину, визначеного за тих же умов. Показники роботи конструкцій a можуть досягати таких значень: а) для металевих і залізобетонних мостів, закінчених будівництвом - 0,15; б) для металевих і залізобетонних мостів, що знаходяться в експлуатації - 0,05. 9.10 Отримані при статичних випробуваннях розміри прогинів і переломів профілю проїзної частини з урахуванням профілів, зафіксованих при обстеженні, треба використовувати для оцінки їх відповідності нормативним величинам. 9.11 Аналіз результатів статичних випробувань із використанням методу акустичної емісії виконується згідно з [1]. 9.12 Оцінку роботи, закінчених будівництвом мостів за співвідношенням пружних і залишкових деформацій, треба робити за результатами першого завантаження конструкцій випробувальним навантаженням, близьким за значенням до нормативного.
10 ПРАВИЛА оформлювання результатів 10.1 Результати статичного випробування мостів оформляються у вигляді технічних звітів. Технічний звіт з статичного випробування з висновками і пропозиціями складається згідно з [2]. За результатами обстеження і випробування закінченого будівництвом або реконструйованого моста у разі необхідності передачі отриманих даних приймальній комісії у стислий строк складається акт статичного випробування моста. Форма акту статичного випробування моста наведено в додатку А. 10.2 Документальне оформлення результатів статичних випробувань із використанням методу акустичної емісії виконується згідно з [1]. 10.3 Технічний звіт з статичного випробування моста має містити в собі матеріали для наповнення бази даних АЕСУМ. Занесення матеріалів статичного випробування моста до бази даних здійснюється регіональними службами автомобільних доріг.
11 ВИМОГИ БЕЗПЕКИ 11.1 При виконанні статичних випробувань необхідно дотримуватись вимог безпеки проведення робіт відповідно до НПАОП 45.2-7.02, НПАОП 45.21-1.03, інструкцій щодо експлуатації АЕ системи, а також чинних нормативних документів, що діють на підприємстві, де проводять випробування.
Додаток А (довідковий) Акт випробування моста 1 Дата проведення робіт____________________________________________________ (рік, число, місяць)
2 Назва організації, яка виконала випробування _________________________________________________________________________ 3 Склад комісії: голова____________________________________________________ (посада, прізвище, ім`я, по-батькові) член комісії:____________________________________________________ (посада, прізвище, ім`я, по-батькові) член комісії:____________________________________________________ (посада, прізвище, ім`я, по-батькові) член комісії:____________________________________________________ (посада, прізвище, ім`я, по-батькові) 4 Назва об`єкта __________________________________________________________ (міст через ріку, шляхопровід через з.д., а-д, вул.) 5 Місце розташування_____________________________________________________ (км, пікет, назва дороги, вулиці, найближчий населений пункт, категорія дороги) 6 Прийнятий порядок позначення елементів моста_____________________________ (посилання на інструкцію та ін.) 7 Назва організації, у віданні якої знаходиться міст ________________________________________________________________________ 8 Рік побудови і дата попереднього обстеження _______________________________ (вказати рік та дату) 9 Результати ознайомлення з технічною документацією: а) подана і розглянута наступна технічна документація ________________________ (перелік основних документів) б) якість ведення документації по експлуатації моста ___________________________ (вказати недоліки) в) виконання заходів, що викладені у попередніх звітах _________________________________________________________________________ (перелік зробленого) 10 Результати попереднього обстеження: 10.1 Прогонові будови Схема моста_____________________________________________________________ (вказати розрахункові довжини прогонів) Повна довжина___________________________________________________________ (за проектній документацією) Поперечний переріз _______________________________________________________ (число балок, ферм у поперечному перерізі, відстань між ними в осях) Тип конструкції __________________________________________________________ (за проектній документацією) Недоліки та ушкодження (вказати дефекти що знижують вантажопідйомність) а) головні несучі елементи _________________________________________________ б) в`язі та діафрагми ______________________________________________________ 10.2 Опорні частини _______________________________________________________ (по кожному типу опорних частин окремо з зазначенням місць установлення) а) тип конструкції________________________________________________________
б) недоліки та пошкодження _______________________________________________ 10.3. Опори: а) конструкція тіла проміжних опор__________________________________________ (тип, матеріал) б) стояни ________________________________________________________________ (тип, матеріал) в) недоліки та пошкодження ________________________________________________ (по кожній опорі окремо) 11 Проектне навантаження на міст __________________________________________ 12 Тип рухомого випробувального навантаження______________________________ 13 Кількість схем завантаження (з вказівкою максимального рівня завантаженості по відношенню до проектного навантаження) _________________________________ (по кожній прогоновій будові окремо) 14 Методи досліджень та вимірювання, що використовувались _________________________________________________________________________ 15 Очікувані величини аналізованих результатів випробувань _________________________________________________________________________ 16 Одержані величини аналізованих результатів випробувань _________________________________________________________________________ 17 Аналіз результатів випробування: ________________________________________ _________________________________________________________________________ 18 Попередні висновки з випробування: ____________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ Підписи:_________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________ (усі члени комісії) ДОДАТОК Б (довідковий) БІБЛІОГРАФІЯ 1 МВВ 218-03450778-240-2004 Метод акустико-емісійного діагностування технічного стану мостів при статичних випробуваннях. 2 РВ.3.2-218-14284544-512:2006 Рекомендації із складання технічних звітів з обстеження та випробування мостів.
Код УКНД 93.040 Ключові слова: статичні випробування, шляхопроводи, мости, технічна діагностика, вантажопідйомність. В.о. директора Вирожемський В.К. Завідувач відділу технічної діагностики споруд Сташук П.М.