Общие понятия, задачи и структура эксплуатации мостов (стр. 9 )

На поверхность элемента наносят лаковое покрытие. После загружения в лаковом покрытии образуются трещины, которые совпадают с имеющимися трещинами в самом элементе или обозначают места образования трещин в будущем, так как отображают наиболее напряженные сечения.

1.4) Порошковый метод (см. рис.11.1).

На поверхность металла рассыпают мелкоразмолотый ферромагнитный порошок – железный сурик, окалина. Над местами расположения дефектов порошок собирается в виде хорошо заметных скоплений.

Рис. 11.1.

1.5) Метод нанесения окрашенных жидкостей или керосина.

Керосин обладает малой вязкостью и незначительным поверхностным натяжением. На одну поверхность разливают керосин, а противоположную сторону заранее обмазывают водным раствором мела. На подсохшем светлом фоне могут появиться ржавые пятна или полосы, которые возникают при просачивании керосина.

1.6) Метод обдувания сжатым воздухом.

Одну сторону обдувают сжатым воздухом, а противоположную сторону обмазывают мыльным раствором. При наличии сквозных трещин образуются мыльные пузыри.

1.7) Метод, который позволяет обнаружить внутренние трещины – это радиационный метод (рентгеновский).

Недостатками вышеперечисленных методов (за исключением радиационного) является невозможность обнаружения внутренних трещин. Радиационным методом не всегда возможно обнаружить трещины большой длины с малым раскрытием (шириной).

Главный недостаток всех прямых методов – невозможно определить скорость развития трещины.

2) К косвенным методам дефектоскопии относятся:

2.1) Ультразвуковой метод (эхо-метод). В данном методе через толщу материала пропускают ультразвуковые колебания с частотой от 20 кГц и выше. Волны проходя через воздушные прослойки в виде трещин почти полностью затухают, что позволяет выявить их присутствие, а также отражаются или преломляются при переходе из одной среды в другую. Волны посылаются узким лучом с малым углом расхождения направленного действия, что позволяет точно определить местоположение трещины.

Методика определения глубины трещин (см. рис.11.2.)

Излучающий “А” и приемный “В” датчики располагаются симметрично относительно краев трещины на расстоянии “а”. Колебания, возбуждаемые в точке “А”, попадут в точку “В” по пути:

,

где “” – глубина трещины.

При скорости на это потребуется время

,

и время определяется во время дефектоскопии.

Глубина трещины находим из соотношения

,

где – определяется на неповрежденном участке материала.

Недостаток метода – невозможно определить скорость развития трещины.

Рис. 11.2.

Ультразвуковые приборы для бетона:

модель «ультразвуковой тестер Ук1401», замеряет глубину трещины до 5 см (см. слайд);

фирма «Интерприбор» модель «ультразвуковой измеритель прочности материалов и глубины трещины Пульсар-1.1» (см. слайд);

фирма «АКС» модель «дефектоскоп ультразвуковой низкочастотный А1220».

Ультразвуковые приборы для металла:

фирма «АКС» модель «дефектоскоп ультразвуковой А1212 МАСТЕР и А1214 ЭКСПЕРТ» (см. слайд).

2.2) Вихретоковый метод в металле (электронный аналог порошкового метода). Силовые линии магнитного поля в металле проходя через трещины преломляются и выходят на поверхность, что и фиксируется прибором «вихретоковый дефектоскоп ВДЛ-5М» фирмы «CRT», замеряемая глубина трещины до 0,25 мм (см. слайд).

Недостаток метода – невозможно определить скорость развития трещины.

2.3) Метод акустической эмиссии. Данный метод заключается в регистрации изменений параметров акустических шумов (волн), образующихся в процессе роста трещин.

Данным методом определяются только опасные трещины. По величине акустических шумов оценивается скорость развития трещин, а, следовательно, можно прогнозировать ресурс времени до разрушения.

Недостаток метода акустической эмиссии связан с большими погрешностями из-за посторонних акустических шумов, создаваемых элементами сооружения в процессе своей работы (удары элементов друг о друга, ветер, движение транспорта).

2.4) Метод электромагнитной эмиссии в бетоне. Данный метод заключается в регистрации изменений параметров электромагнитного поля, которое образуется по краям развивающихся трещин. Поэтому фиксируются только опасные трещины. По величине параметра электромагнитного поля оценивается скорость роста трещины и прогнозируется ресурс времени до разрушения.

Прибор «Прочность» разработан на основе данного метода (см. слайд).

Данный метод обладает самой большой проникающей способностью, следовательно, можно обнаруживать трещины на больших расстояниях от прибора.

2) Методы, оценивающие прочностные свойства материала

Данные методы широко применяются при оценке прочности всех строительных материалов.

Самый простой ударный метод – молоток. Если удар глухой, то материал не прочный с нарушениями его структуры, если удар звонкий, то материал прочный.

К наиболее точным и широко распространенным относятся методы, сущность которых заключается в следующем: замеряется поверхностная твердость материала, а затем осуществляется переход к прочностным значениям через эмпирические формулы или соответствующие графики, таблицы.

В зависимости от замеряемой величины методы разделены на две группы:

– замеряется величина вдавливания в поверхность материала стального шарика или алмаза.

– замеряется величина упругого отскока падающего шарика от поверхности материала.

При оценке прочности металла применяется механический прибор Польди ударного действия и фиксируется величина вдавливания шарика (см. рис. 11.3).

Рис. 11.3.

Электронные приборы для определения прочности металла не известны.

При оценке прочности бетона применяют механические приборы, по которым фиксируется величина вдавливания шарика:

– Молоток (см. рис. 11.4); Молоток ЛИСИ.

Рис. 11.4.

При оценке прочности бетона применяются однопараметрические склерометры, которые фиксируют величину отскока ударного бойка, к ним относятся:

фирма «Контрос» модель ОМШ-1;

фирма «СКБ Стройприбор» модель ИПС-МГ4.03 (см. слайд);

фирма «Proceq» модель SCHMIDT Concrete Test Hammer и DIGI-SCHMIDT Concrete Tester (см. слайд).

При оценке прочности бетона применяется двухпараметрический склерометр фирмы «Интерприбор» модель ОНИКС-2.5, который фиксирует как величину отскока ударного бойка, так и величину вдавливания ударного шарика (см. слайд).

Также для оценки прочности бетона применяются: ультразвуковой прибор Пульсар-1.1, измеритель прочности бетона методом отрыва со скалыванием ребра и методом отрыва стальных дисков «ПОС-30/50-МГ4» и «ОНИКС-О. С», а также прибор «Прочность» на основе метода электромагнитной эмиссии бетона.

При оценке прочности древесины применяют:

Метод ударных отпечатков (см. рис. 11.5). О прочности древесины судят по диаметру отпечатка (вмятины), появившегося на гладко оструганной поверхности исследуемого элемента при падении стального шарика диаметром 25 мм с высоты 50 см. Для перехода от диаметра отпечатка к прочности древесины применяют специальные графики с поправочными коэффициентами учитывающие влажность.

Рис. 11.5.

3) Методы, выявляющие отклонения или отступления параметров

элементов мостов от нормативных требований

Для определения толщины защитного слоя, размеров и расположения арматуры используют ультразвуковым методом с помощью прибора фирма «Интерприбор» модель ПОИСК-2.5 и фирма «СКБ Стройприбор» модель ИПА-МГ4 (см. слайд).

Для замера диаметра арматуры в железобетоне применяется ультразвуковой прибор фирмы «Proceq» модель CANIN Corrosion Analysing Instrument (см. слайд).

Для определения влажности материалов применяют влагомеры фирмы «Интерприбор» модель ВИМС-1.У (универсальный) и ВИМС-1.Д (для древесины), а также фирмы «СКБ Стройприбор» модель МГ4У (универсальный) и МГ4Д (для древесины) (см. слайд).

Для замера температуры в материалах применяют цифровые термометры фирмы «Интерприбор» модель ТЕМП-3.х и фирмы «СКБ Стройприбор» модель ТЦЗ-МГ4.х (см. слайд).

В настоящее время приборы для проведения дефектоскопии оснащаются вычислительными устройствами, что дает возможность перейти к автоматизации процесса и накапливать большой объем информации о состоянии мостов в течение продолжительного промежутка времени.

Приборы для выполнения контрольно-инструментальных измерений

Для съемки продольных и поперечных профилей применяются нивелиры:

оптические – фирма «УОМЗ» модель 4Н2КЛ, 3Н3КЛ, 3Н5Л;

фирма «SETL» модель DSZ3, AT-20D, AT-24D;

фирма «SOKKIA» модель В1, В1С, С300-330, С410, PL1.

цифровые – фирма «SOKKIA» модель SDL30M;

фирма «Trimble» модель DiNi12 / 12T / 22. У цифровых нивелиров высокоточные специальные рейки.

лазерные – серии «Лимка»;

фирма «SOKKIA» модель МР 400 и др.;

фирма «Trimble» модель QL40.

Для замера геометрических параметров применяются ручные лазерные безотражательные дальномеры:

фирма «Leica» модель Disto classic 5a – точность измерения ±1,5 мм до 200 м.

А также для замеров расстояний применяются профессиональные рулетки фирмы «FISCO» от 3 до 100 м, изготовленные из нержавеющей стали, и рулетки, имеющие полиамидной (пластиковое) покрытие, защищающее ленту от стирания и от воздействия агрессивных сред. Рулетки фирмы «FISCO» – единственные импортные рулетки, включенные в единый Государственный реестр средств измерений.