NCERCAREA PODURILOR

OBIECTIVE.TEHNICI.EXEMPLE

Curs 8

Elemente generale

Obiective generale urmrite/Metode de cercetare folosite

PoduriConstrucii civile, industrialeConstrucii hidrotehnice

Particulariti de alctuire i de funcionare

PoduriLimitri i msuri speciale

pentru ncercri

Comportarea podurilor ca structuri spaiale

Modul de aciune al ncrcrilor utile (ncrcri deplasabile pe construcie,

repetabile a intervale scurte)

Micri ale structurii n ansamblu i vibraii ale

elementelor componente

2

3Limitarea aplicrii unor metode de cercetare/Utilizarea acestora

prevznd metode speciale de investigaie

Expunerea permanent a podurilor la factori climatici perturbatori

(umiditate, variaii de temperatur)

Valorile ncrcrilor i ale eforturilor unitare admise n calculele de proiectare sunt, n general, apropiate de cele realizate curent n exploatare

Pentru construciile mai vechi acestea se pot depi frecvent , ca urmare a sporirii continue a tonajelor vehiculelor (rutiere, feroviare), a modificrii numrului de osii, a

distanelor dintre ele

Anumite caracteristici pot s nu mai corespund dup un timp siguranei circulaiei n noile condiii

Este necesar o clasificare a ncercrilor n funcie de obiective

Obiectivele ncercrilor pentru poduri4

ncercri pentru recepia lucrrilor noi

n funcie de obiectivele urmrite, ncercrile efectuate pe construcii de poduri pot fi grupate n:

Obinerea de date experimentale cu privire lacomportarea sub sarcin a ansamblului i aelementelor componente

ncercri n timpul exploatrii ncercri realizate pe construcii importante sau cuscheme statice complexe

Obinerea de date n vederea ntocmiri unorproiecte de consolidare

Verificarea eficacitii unei soluii de consolidareadoptat pe baze teoretice i experimentale

ncercri cu caracter de cercetare tiinific Acumularea de date experimentalenecesare soluionrii unor problemeteoretice privind comportarea subncrcri ale unor elemente sauansambluri de elemente

5n stabilirea obiectivelor i a dezvoltrii operaiilor ce urmeaz a se efectua ncadrul studiului experimental trebuie s se in seama de urmtorii factori:

Factori economici o ntrzieri la darea n exploatare pentru construcii noi;o Suspendarea circulaiei pentru construcii existente;o Reinerea din circuitul economic a vehiculelor ce servesc cancrcri de prob

Nivelul de informaii o Stadiul metodelor de calcul utilizate la data proiectrii;o Ipoteze considerate la ncadrarea schematic a fenomenelorn relaiile de calcul;o Date privind caracteristicile fizico-mecanice alematerialelor utilizate;o Elemente din stadiul exploatrii construciei

Metode de construcie

Avarii

Consolidri anterioare realizrii ncercrii

ncercri pentru recepia unor construcii noi

6

Desfurarea lucrrilor de construcie pentru poduri noi se face sub control permanent !!!!

Calitatea materialelor utilizate; Condiiile tehnice de execuie; Toleranele admise fa de proiect.

Recepii pariale pe faze de lucrri; Recepie provizorie a structurii de rezisten dup realizarea ei; ncercri pentru recepie nainte de darea n exploatare a podului:

o Msurarea sgeilor grinzilor principale n dreptul nodurilor (n cazularcelor, n dreptul sfertului i a cheii);

Sgeile remanente dup prima ncrcare dau indicaii cu privire lacalitatea execuiei mbinrilor (sunt rezultatul lunecrilor relative abarelor n mbinri; sunt acceptate doar n limite reduse, se consumastfel din contrasgeata impus prin proiectare) Sgeile remanente dup a doua ncrcare nu sunt acceptate (potproveni din deformaii plastice ale elementelor structurii)

o Msurtori de deformaii specifice n seciunile caracteristiceo Msurtori de vibraii

Standard specific pentru ncercarea podurilor: STAS 12504-86: Poduri de cale ferat, de osea i pasarele. ncercarea suprastructurilor cu aciuni de prob

Observaii privind ncercarea podurilor noio ncercrile se realizeaz dac:

sunt prevzute n proiect, la cererea comisiei de recepie, la cererea beneficiarului, la cererea organismelor de administrare.

o ncercrile sunt recomandate de standard pentru a fi prevzute n proiect, n cazul: utilizrii unor elemente de noutate privind materialele, tehnologiile de execuie, metodele de calcul, sistem constructiv (deschideri, etc.) unor deschideri mai mari de 33 m

In cazul podurilor prevzute pentru a fi ncercate este interzis darea n exploatare nainte de efectuarea ncercrilor i avizarea acestora de comisia de recepie

ncercri pentru recepia unor construcii noi

7

ncercri n timpul exploatrii construciilor

8

n cazul unor poduri proiectate pentru anumite scheme de ncrcare, apare

necesitate ncrcrii cu sarcini mai mari

Poduri de importan redus/cu deschideri mici/ cu

scheme statice simple

Verificarea comportrii n noile condiii prin

calcul

Poduri cu importan/ cu scheme statice complexe

Verificare prin calcul

Determinri experimentale care s indice distribuia real

de a eforturilor n elementele principale ale

structurii

o Obinerea prin ncercri a eforturilor i a distribuieieforturilor unitare n seciunile barelor pentru stabilireamsurilor de remediere

consolidri locale nlocuirea cu un pod nou.

o Determinarea caracteristicilor fizico-mecanice pe epruvetedin material extras din barele (sau din zona seciunilor) cucele mai mari eforturi n timpul exploatrii

numr suficient de epruvete pentru realizarea testelorde traciune, rezilien, oboseal

o La poduri de beton armat, determinrile caracteristicilorfizico-mecanice se fac prin metode nedistructive

Rezultatele ncercrilor se vor compara cu rezultate numerice

pentru aceleai ncrcri considerate la ncercare

ncercri n timpul exploatrii construciilor

Observaii conform STAS 12504 86 pentru ncercarea podurilor existenteo ncercrile se realizeaz la cerea organismelor de administrare sau dup caz a beneficiarului n urmtoarele cazuri:

n urma reviziilor efectuate se constat necesitatea ncercrii pentru sporirea traficului, a capacitii sau pentru trecerea unor convoaie speciale n cazul podurilor de cale ferat, dac se dorete sporirea vitezei de circulaie nainte i dup realizarea consolidrii sau a reparaiei capitale a podului dup expirarea duratei normate de exploatare (pentru prelungirea acesteia sau pentru stabilirea noilor condiii de circulaie) la perioade de 1/3 sau 1/2 din durata normat de exploatare )n funcie de complexitatea lucrrii

Pentru structuri obinuite sunt suficiente doar ncercri la aciuni statice Pentru poduri rutiere cu suprastructuri din beton precomprimat, metalice, mixte sau structuri complexe din beton armat se recomand i realizarea de ncercri la aciuni dinamice

ncercri cu caracter de cercetare tiinific

10

Orice ncercare se poate ncadra n aceast categorie

Concluziile obinute experimental nu servesc numai

obiectivelor imediate

Conduc la adncirea cunotinelor privind

comportarea sub ncrcri ale diverselor

elemente sau ansambluri de elemente

probleme de interes general pentru calculul podurilor: Eforturi secundare n barele grinzilor cu zbrele Conlucrarea arcelor cu tablierul Conlucrri spaiale la sistemele cu zbrele Rezemri reale ale antretoazelor pe grinzile principale Factori care duc la sporiri de solicitri n cazul sarcinilormobile

mbuntirea metodelor de proiectare prin

ncadrarea mai strns a fenomenelor reale n

relaii de calcul

Condiii de realizare a ncercrilor la poduri

11

Alegerea celei mai sigure i mai potrivite metode de

testareExperiena cercettorului

Alegerea metodei de lucru este funcie de obiectivele urmrite i de mrimile ce urmeaz a fi msurate:

deplasri, rotiri, deformaii specifice, frecvene, acceleraii

Alegerea aparatelor depinde de numrul punctelor de msur de rspndirea lor pe structur de gradul de precizie urmrit

Specificul operaiilor efectuate pe construciide poduri impune aparatelor i conexiunilorcondiii grele de funcionare Sunt indicate aparate i dispozitive simple irobuste (se poate renuna la sensibilitate, nscopul obinerii unei fideliti i stabilitiridicate)

12

Instrumentarea deschiderii centrale a unui pod pe timp de iarn

Realizarea de schele suspendate i eafodaje pentru realizarea msurtorilor

Teste n laborator pe o pil de pod la scara 1:2

ncrcarea podurilor n vederea realizrii ncercrilor cu aciuni statice

13

Se are n vedere obinerea solicitrilor maxime n elementele cercetate.

Cu excepia ctorva cazuri ncrcrile experimentale nu sunt mai mari dect ncrcrile verticale de calcul (normativele de calcul au n vedere scheme de vehicule care includ n valorile sarcinilor pe osii i coeficieni de perspectiv, nu se poate simula ncrcarea cu zpad, temperatur, cedri de reazeme, etc)

Poduri de cale ferat Convoaie de locomotive sau locomotive cu vagoane ncrcate

Poduri rutiere Convoaie de camioane grele ncrcate cu balast

Pentru c prin ncrcarea experimental a unui pod se urmrete n general realizareasolicitrilor maxime n anumite elemente, sau sgei maxime n dreptul unor seciuni alese,gruparea sarcinilor n convoaie i amplasarea lor pe construcie este funcie de schema statici de obiectivele urmrite.

Uneori poziia convoiului se stabileteexperimental deplasndu-se peconstrucie pn la citirea direct aeforturilor unitare (deplasrilor) maximen puncte caracteristice situate peelementul considerat.

14

Faza 1, camion de 12 tone Faza 2, camion de 15 tone

Faza 3, dou camioane de 15 tone

15

Este necesar s se cunoasc ncrcarea pe osii a vehiculelor de prob

Convoaie de proba la ncercarea static a unui pod din beton armat precomprimat

Msurarea deplasrilor17

Pentru poduri noi este suficient cunoaterea deplasrilor

Determinarea acestora nu ofer posibilitatea determinrii suprasolicitrilor locale

Msurarea deformaiilor specifice18

Se recomand utilizarea tensometriei electro-rezistive n operaiile de ncercri la poduri

Sensibilitate mare a dispozitivelor, utilizarea pentru un numr mare de puncte de citire, nregistrare simultan a datelor

Necesitatea asigurrii unei compensri termice sigure, protecie sporit la umiditatea atmosferic a rozetelor i a suprafeelor din vecintate, cabluri de conexiune cu izolaie de calitate

ncercarea podurilor n regim dinamic

ncercarea n regim dinamic se realizeaz numai dac podul s-a comportat bine la ncrcri statice Pe parcursul ncercrii este necesar s se urmreasc ca podul sau elemente ale lui s nu prezinte semne de cedare sau de pierdere a stabilitii i s nu apar defecte ce ar afecta funcionalitatea podului

Conform STAS 12504-86 la ncercarea dinamic se determin:o coeficientul dinamico frecvenele de vibraie a podului o decrementul logaritmic al amortizrii

Poduri de cale ferat Convoaie de locomotive sau locomotive cu vagoane ncrcate

Poduri rutiere Convoaie de camioane grele ncrcate cu balast

ncrcarea podurilor n vederea realizrii ncercrilor cu aciuni dinamice

Poduri rutiere Sistem de amplificare al impactului la trecerea pe pod

Convoaie de autovehicule

Banda 1

Banda 2

Scndur 4x30cm

Poduri de cale ferat, rutiere sau pasaje pietonale Instalaii de produs vibraiincercare dinamic

Vibrator cu mas excentric

Oscilator electrodinamic

Dispozitiv pentru excitarea la oc a podurilor

Vibrator servo-hidraulic

Msurarea acceleraiilor

Amplasarea accelerometrelor

Accelerometrul 7751

Accelerometrul 7752Clema de prindere a

accelerometrului

nregistrarea acceleraiilor Spectrul de putere pt. ntreaga micare

Spectrul de putere pt. micarea premergtoare ocului

Spectrul de putere pt. micarea podului dup ndeprtarea camioanelor de seciunea pragurilor de lemn

Analiza modal a podului

Nr. Modul de

vibraie f

[Hz]

T

[s]

Factor de

participare modal

pentru translaia vertical

1. 5 0.644 1.553 5.39

2. 6 1.224 0.817 0.02

3. 8 1.997 0.501 27.08 4. 10 2.826 0.353 0.09

5. 12 3.947 0.253 15.75

6. 13 5.395 0.185 0.03

7. 14 5.426 0.184 1.27

8. 15 5.674 0.176 0.15

9. 17 6.805 0.147 2.96

10. 23 9.740 0.103 3.48

11. 26 12.442 0.080 0.29

12. 30 13.476 0.074 11.44

13. 31 14.058 0.071 0.06

14. 32 14.412 0.069 0.25

Corecii ale frecventelor de vibraie pentru compararea cu rezultatele experimentale

Organizarea ncercrilor25

Prin proiectul de ncercri se stabilete baza obiectivelor urmrite i modul de realizare a acestora.

Alegerea metodelor de lucru i n cadrul acestora a aparatelor i dispozitivelor

Stabilirea seciunilor i punctelor n care urmeaz s se efectueze nregistrarea deplasrilor, deformaiilor specifice, acceleraiilor.

Defalcarea operaiilor de msurtori pe intervale de lucru, n funcie de tipul dispozitivelor de msur, de operatori, de posibilitile de ntrerupere a circulaiei

Organizarea punctelor de lucru (eafodaje, schele suspendate, spaiu de lucru)

Se impune o organizare i o pregtire amnunit a operaiilor (n general nu sunt posibile modificri i adaptri pe parcurs)