Отраслевой дорожный методический документ ОДМ 218.2.044-2014 Рекомендации по выполнению приборных и инструментальных измерений при оценке технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах.
ОДМ 218.2.044-2014
ОТРАСЛЕВОЙ ДОРОЖНЫЙ МЕТОДИЧЕСКИЙ ДОКУМЕНТ
Рекомендации по выполнению приборных и инструментальных измерений при оценке технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным образовательным учреждением высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" при участии ЗАО "СибНИТ"
2 ВНЕСЕН Управлением эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства
3 ИЗДАН на основании распоряжения Федерального дорожного агентства от 29.07.2014 N 1443-р
4 ИМЕЕТ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
1 Область применения
Настоящий отраслевой дорожный методический документ (далее - методический документ) является актом рекомендательного характера в дорожном хозяйстве, содержащим технические рекомендации по выполнению инструментального и приборного обследования при оценке технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах.
Настоящий методический документ применяется при обследовании и испытаниях любых типов мостовых сооружений на федеральных автомобильных дорогах на различных этапах жизненного цикла - вновь построенных, эксплуатируемых, после выполнения ремонта, капитального ремонта и реконструкции.
Рекомендации не затрагивают геофизические методы исследования подземной фундаментной части опор.
Рекомендации адресованы структурным подразделениям Росавтодора, федеральным управлениям автомобильных дорог, управлениям автомобильных магистралей, межрегиональным дирекциям по строительству автомобильных дорог федерального значения, территориальным органам управления дорожным хозяйством субъектов Российской Федерации при организации и приемке обследовательских работ в соответствии с правилами применения документов технического регулирования в сфере дорожного хозяйства [1].
Рекомендации, помимо основного назначения, могут быть использованы при реализации отдельных видов работ строительного контроля.
2 Нормативные ссылки
В настоящем методическом документе использованы нормативные ссылки на следующие документы:
Гражданский кодекс Российской Федерации (ГК РФ)
Федеральный закон от 29 декабря 2004 г. N 190-ФЗ "Градостроительный кодекс Российской Федерации"
Федеральный закон от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ "Технический регламент о безопасности зданий и сооружений"
Федеральный закон от 26 июня 2008 г. N 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений"
Федеральный закон от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании"
Федеральный закон от 10 декабря 1995 г. N 196-ФЗ "О безопасности дорожного движения"
Федеральный закон от 21 июля 1997 г. N 116-ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов"
ГОСТ 7.54-88 Представление численных данных о свойствах веществ и материалов в научно-технических документах. Общие требования
в связи с устаревшими требованиями организационно-методических положений данного стандарта
ГОСТ 8.009-84 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений
ГОСТ 8.050-73 Государственная система обеспечения единства измерений. Нормальные условия выполнения линейных и угловых измерений
ГОСТ 8.051-81 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм
ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения
ГОСТ 8.283-78. Государственная система обеспечения единства измерений. Дефектоскопы электромагнитные. Методы и средства поверки.
ГОСТ Р 8.753-2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы материалов (веществ). Основные положения
ГОСТ 8.326-89 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическая аттестация средств измерений
ГОСТ 8.549-86 Государственная система обеспечения единства измерений. Погрешности, допускаемые при измерении линейных размеров до 500 мм с неуказанными допусками
ГОСТ Р 8.563-2009 Государственная система обеспечения единства измерений. Методики (методы) измерений
ГОСТ 12.0.004-90 Организация обучения безопасности труда. Общие положения
ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 1497-84 Металлы. Методы испытаний на растяжение
ГОСТ 2999-75 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу
ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества
ГОСТ 4919.1-77 Реактивы и особо чистые вещества. Методы приготовления растворов индикаторов
ГОСТ 5382-91 Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа
ГОСТ 5802-86 Растворы строительные. Методы испытаний
ГОСТ 5639-82 Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна
ГОСТ 6996-66 Сварные соединения. Методы определения механических свойств
ГОСТ 7268-82 Сталь. Метод определения склонности к механическому старению по испытанию на ударный изгиб
ГОСТ 7473-2010 Межгосударственный стандарт. Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 7502-98 Рулетки измерительные металлические. Технические условия
ГОСТ 7564-97 Прокат. Общие правила отбора проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний
ГОСТ 7565-81 Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава
ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе
ГОСТ 9012-59 Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю
ГОСТ 9013-59 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу
ГОСТ 9450-76 Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников
ГОСТ 9454-78 Металлы. Метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах
ГОСТ 10060-2012 Бетоны. Методы определения морозостойкости
ГОСТ 10180-2012 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.
ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 12004-81 Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение
ГОСТ 12346-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения кремния
ГОСТ 12347-77 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения фосфора
ГОСТ 12348-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения марганца
ГОСТ 12350-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения хрома
ГОСТ 12351-2003 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ванадия
ГОСТ 12352-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения никеля
ГОСТ 12355-78 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения меди
ГОСТ 12356-81 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения титана
ГОСТ 12357-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения алюминия
ГОСТ 12358-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения мышьяка
ГОСТ 12359-81 Стали углеродистые, легированные и высоколегированные. Методы определения азота
ГОСТ 12361-2002 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения ниобия
ГОСТ 12364-84 Стали легированные и высоколегированные. Методы определения церия
ГОСТ Р ИСО 12716-2009 Контроль неразрушающий. Акустическая эмиссия. Словарь
ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости
ГОСТ 12730.1-78 Бетоны. Методы определения плотности
ГОСТ 12730.2-78 Бетоны. Методы определения влажности
ГОСТ 12730.3-78 Бетоны. Методы определения водопоглощения
ГОСТ 12730.4-78 Бетоны. Методы определения показателей пористости
ГОСТ 12730.5-84 Бетоны. Методы определения водонепроницаемости
ГОСТ 14019-2003 Металлы. Методы испытания на изгиб
ГОСТ 14782-86 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые
ГОСТ 15140-78 Материалы лакокрасочные. Методы определения адгезии
ГОСТ 15467-79 (СТ СЭВ 3519-81) Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения
ГОСТ 16483.2-70 Древесина. Метод определения условного предела прочности при местном смятии поперек волокон
ГОСТ 16483.3-84 Древесина. Метод определения предела прочности при статическом изгибе
ГОСТ 16483.5-73 Древесина. Методы определения предела прочности при скалывании вдоль волокон
ГОСТ 16483.7-71 Древесина. Методы определения влажности
ГОСТ 16483.9-73 Древесина. Метод определения модуля упругости при статическом изгибе
ГОСТ 16483.10-73 Древесина. Методы определения предела прочности при сжатии вдоль волокон.
ГОСТ 16483.11-72 Древесина. Метод определения условного предела прочности при сжатии поперек волокон
ГОСТ 16483.12-72 Древесина. Методы определения предела прочности при скалывании поперек волокон
ГОСТ 16504-81 Межгосударственный стандарт. Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения
ГОСТ 16588-91 Пилопродукция и деревянные детали. Методы определения влажности
ГОСТ 17623-87 Бетоны. Радиоизотопный метод определения средней плотности
ГОСТ 17624-2012 Бетоны. Ультразвуковой метод определения прочности
ГОСТ 17625-83 Конструкции и изделия железобетонные. Радиационный метод определения толщины защитного слоя бетона, размеров и расположения арматуры
ГОСТ 17745-90 Стали и сплавы. Методы определения газов
ГОСТ 18105-2010 Межгосударственный стандарт. Бетоны. Правила контроля и оценки прочности
ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов
ГОСТ 18661-73 Сталь. Измерение твердости методом ударного отпечатка
ГОСТ 18835-73 Металлы. Метод измерения пластической твердости
ГОСТ 18895-97 Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа
ГОСТ 20420-75 Тензорезисторы. Термины и определения
ГОСТ 20911-89 Межгосударственный стандарт. Техническая диагностика. Термины и определения
ГОСТ 21616-91 Тензорезисторы. Общие технические условия
ГОСТ 21105-87* Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод
ГОСТ 21718-84 Материалы строительные. Диэлькометрический метод измерения влажности
ГОСТ 21778-81 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения
ГОСТ 21780-2006 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Расчет точности
ГОСТ 22536.0-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Общие требования к методам анализа
ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита
ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы
ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора
ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния
ГОСТ 22536.5-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца
ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка
ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома
ГОСТ 22536.8-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения меди
ГОСТ 22536.9-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения никеля
ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия
ГОСТ 22690-88 Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля
ГОСТ 22761-77 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю переносными твердомерами статического действия
ГОСТ 22762-77 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости на пределе текучести вдавливанием шара
ГОСТ 22904-93 Конструкции железобетонные. Магнитный метод определения толщины защитного слоя бетона и расположения арматуры
ГОСТ 22975-78 Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Роквеллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу)
ГОСТ 23615-79 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Статистический анализ точности
ГОСТ 23616-79* Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Контроль точности
ГОСТ 24289-80 Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения
ГОСТ 24450-80 Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения
ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона
ГОСТ 24544-81 Бетоны. Методы определения деформаций усадки и ползучести
ГОСТ 24545-81 Бетоны. Методы испытаний на выносливость
ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений
ГОСТ 25313-82 Контроль неразрушающий радиоволновой. Термины и определения
ГОСТ 25794.1-83 Реактивы. Методы приготовления титрованных растворов для кислотно-основного титрования
ГОСТ 25866-83 Государственный стандарт Союза ССР. Эксплуатация техники. Термины и определения
ГОСТ 26134-84 Бетоны. Ультразвуковой метод определения морозостойкости
ГОСТ 26433.0-85 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений. Общие положения
ГОСТ 26433.2-94 Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Правила выполнения измерений параметров зданий и сооружений
ГОСТ 26775-97 Габариты подмостовые судоходных пролетов мостов на внутренних водных путях. Нормы и технические требования
ГОСТ Р 27.002-2009 Национальный стандарт Российской Федерации. Надежность в технике. Термины и определения
ГОСТ 27677-88 Защита от коррозии в строительстве. Бетоны. Общие требования к проведению испытаний
ГОСТ 27809-95 Чугун и сталь. Методы спектрографического анализа
ГОСТ 28570-90 Бетоны. Методы определения прочности по образцам, отобранным из конструкций
ГОСТ 28702-90 Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования
ГОСТ 29167-91 Бетоны. Методы определения характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) при статическом нагружении
ГОСТ 31244-2004 Контроль неразрушающий. Оценка физико-механических характеристик материала элементов технических систем акустическим методом. Общие требования
ГОСТ Р 50597-93 Автомобильные дороги и улицы. Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения
ГОСТ 31993-2013 Национальный стандарт Российской Федерации. Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия
ГОСТ Р 52289-2004 Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Правила применения дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направляющих устройств
ГОСТ Р 52290-2004 Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Знаки дорожные. Общие технические требования
ГОСТ Р 52330-2005 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования
ГОСТ Р 52398-2005 Национальный стандарт Российской Федерации. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования
ГОСТ Р 52399-2005 Национальный стандарт Российской Федерации. Геометрические элементы автомобильных дорог
ГОСТ Р 52577-2006 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Методы определения параметров геометрических элементов автомобильных дорог
ГОСТ Р 52607-2006 Национальный стандарт Российской Федерации. Технические средства организации дорожного движения. Ограждения дорожные удерживающие боковые для автомобилей. Общие технические требования
ГОСТ Р 52727-2007: Техническая диагностика. Акустико-эмиссионная диагностика. Общие требования
ГОСТ Р 52728-2007 Национальный стандарт Российской Федерации. Метод натурной тензотермометрии. Общие требования
ГОСТ Р 52748-2007 Национальный стандарт Российской Федерации. Дороги автомобильные общего пользования. Нормативные нагрузки, расчетные схемы нагружения и габариты приближения
ГОСТ Р 53204-2008 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Акустический метод контроля переменных механических напряжений. Общие требования
ГОСТ Р 53700-2009 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 3. Оборудование
ГОСТ Р 53965-2010 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Определение механических напряжений. Общие требования к классификации методов
ГОСТ Р 54257-2010 Национальный стандарт Российской Федерации. Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения и требования
ГОСТ Р 54859-2011 Национальный стандарт Российской Федерации. Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний
ГОСТ Р ИСО 24497-1-2009 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 1. Термины и определения
ГОСТ Р ИСО 24497-2-2009 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 2. Общие требования
ГОСТ Р ИСО 24497-3-2009 Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Часть 3. Контроль сварных соединений
ГОСТ Р ИСО 5725-1-2002 Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения
ГОСТ Р ИСО 5725-2-2002 Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений
ГОСТ Р ИСО 5725-3-2002 Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 3. Промежуточные показатели прецизионности стандартного метода измерений
ГОСТ Р ИСО 5725-4-2002 Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 4. Основные методы определения правильности стандартного метода измерений
ГОСТ Р ИСО 5725-5-2002 Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 5. Альтернативные методы определения прецизионности стандартного метода измерений
ГОСТ Р ИСО 5725-6-2002 Государственный стандарт Российской Федерации. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 6. Использование значений точности на практике
СП 35.13330.2011 Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 2.05.03-84*)
СП 45.13330.2012 Земляные сооружения, основания и фундаменты (актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87)
СП 46.13330.2012 Мосты и трубы (актуализированная редакция СНиП 3.06.04-91)
СП 48.13330.2011 Организация строительства (актуализированная редакция СНиП 12-01-2004)
СП 70.13330.2012 Несущие и ограждающие конструкции (актуализированная редакция СНиП 3.03.01-87)
СП 79.13330.2012 Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний (актуализированная редакция СНиП 3.06.07-86)
СП 126.13330.2012 Геодезические работы в строительстве (актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84)
3 Термины и определения
В настоящем методическом документе применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 вид дефекта: Классификационная группа, сформированная по общности одного или нескольких признаков (причин появления, механизма образования, внешних проявлений и других признаков, кроме классификации по возможным последствиям и качественной оценки предполагаемого ущерба от данного дефекта).
3.2 визуальный контроль: Органолептический контроль, осуществляемый органами зрения.
Примечание - Как правило, визуальный контроль проводят с применением специальных средств визуального контроля
3.3 водородный показатель: Мера активности ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность. Вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на один литр.
3.4 диагностика мостовых сооружений: Особый тип обследования искусственных сооружений, выполняемый по установленному алгоритму технического диагностирования, включающему процедуру получения на натурных объектах данных о местоположении, особенностях конструкции, технических параметрах и дефектах сооружения, оценку технического состояния и составление технического паспорта, а также внесение при необходимости этих данных в автоматизированную информационную систему по искусственным сооружениям (АИС)
3.5 измерительный контроль: Контроль, осуществляемый с применением средств измерений.
3.6 исправное состояние: Состояние, при котором объект соответствует всем требованиям нормативной и (или) конструкторской (проектной) документации.
3.7 карбонизация бетона: Процесс взаимодействия цементного камня с двуокисью углерода, приводящий к изменению структуры самого цементного камня и к снижению щелочности жидкой фазы бетона (уменьшению показателя рН раствора в порах бетона).
3.8 конструкция: Часть мостового сооружения, состоящая из конструктивно объединенных элементов, выполняющая определенные функции (несущие, ограждающие, защитные и (или) другие).
Примечания
1 В мостовом сооружении конструкции делят на основные, обеспечивающие основные функциональные свойства мостового сооружения, и неосновные (вспомогательные), обеспечивающие, например, защиту и безопасность только в экстремальных ситуациях, удобство содержания в период эксплуатации и другие вспомогательные функциональные свойства.
2 Из множества основных конструкций выделяют несущие конструкции, основной функцией которых является восприятие усилий от постоянных и временных нагрузок.
3.9 мостовое сооружение: Искусственное сооружение, состоящее из одного или нескольких пролетных строений, опор и других конструкций, предназначенное для пропуска через искусственные и естественные препятствия транспортных средств, пешеходов, коммуникаций различного назначения.
Примечание - К искусственным препятствиям относятся искусственные водоемы, водные каналы, автомобильные и железные дороги, другие инженерные сооружения, а также территории предприятий, городские территории, через которые проходит автомобильная дорога.
3.10 методы тензометрии: методы измерения деформаций твёрдых тел с помощью специальных измерительных устройств - тензометров, дающих возможность получить результаты измерения прямым или косвенным путём.
3.11 обследование мостового сооружения: Контроль технического состояния, осуществляемый согласно нормативным требованиям с целью выявления технического состояния, разработки рекомендаций по устранению и предупреждению возникновения дефектов, по дальнейшей эксплуатации, ремонту, капитальному ремонту, реконструкции мостового сооружения или в других целях.
3.12 органолептический контроль: Контроль, при котором первичная информация воспринимается органами чувств.
3.13 погрешность измерения: отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.
3.14 прямое измерение: Измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений.
3.15 систематическая погрешность: составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.
Примечание - к основным причинам возникновения систематических погрешностей относятся погрешности инструмента или метода измерений, индивидуальные особенности экспериментатора.
3.16 случайная погрешность: составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
3.17 специализированный периодический (сезонный) осмотр: Обследование, выполняемое специализированной организацией в рамках периодического осмотра (как правило - весеннего, осеннего) согласно действующим отраслевым документам с целью обновления базы данных автоматизированной информационной системы по искусственным сооружениям (АС) актуальной информацией по параметрам дефектности, планирования ремонтных работ и обоснования текущих оценок технического состояния сооружений.
3.18 средство измерений: Техническое средство, предназначенное для измерений.
3.19 стационарный, эргодический процесс: процесс, законы распределения вероятностей которого и соответствующие числовые характеристики не зависят от выбора начала отсчета времени, а любая вероятностная характеристика процесса, полученная на ансамбле реализаций в какой-либо момент времени t, равна (с вероятностью, сколь угодно близкой к единице) аналогичной характеристике, полученной на одной единственной реализации процесса путем усреднения по времени за достаточно большой промежуток времени.
3.20 тензометрия: экспериментальный способ измерения напряжённого состояния конструкций, основанный на измерении местных деформаций.
3.21 технический объект (объект): Любая функциональная единица определенного целевого назначения (система, подсистема, элемент, устройство), которую можно рассматривать в отдельности в периоды проектирования, строительства, эксплуатации, изучения, исследования и испытаний.
Примечание - Объектами могут быть мостовые сооружения, группы конструкций, конструкции, а также их элементы.
3.22 техническое состояние мостового сооружения: Совокупность подверженных изменению в процессе эксплуатации свойств мостового сооружения, характеризуемая в определенный момент времени показателями, параметрами, установленными в нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации на объект.
Примечание - Состояние мостового сооружения характеризуется тем, что описывает переменные свойства объекта.
3.23 точность измерений: качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.
3.24 элемент: Составная часть сложного технического объекта, рассматриваемая при проведении анализа как единое целое, не подлежащее дальнейшему разукрупнению, имеющая самостоятельные характеристики, используемые при расчетах, и выполняющая определенную частную функцию в интересах сложного объекта, который по отношению к элементу представляет собой систему.
Примечание - Элементами мостового сооружения могут быть балка, плита, диафрагма, ригель и т.д.
Остальные термины с соответствующими определениями приняты в соответствии с ГОСТ Р ИСО 12716-2009, ГОСТ 15467-79, ГОСТ 16504-81, ГОСТ 20420-75, ГОСТ 20911-89, ГОСТ 24289-80, ГОСТ 24450-80, ГОСТ 25313-82, ГОСТ 25866-83, ГОСТ Р 27.002-2009, ГОСТ ИСО 24497-1-2009*, Градостроительным кодексом Российской Федерации от 29 декабря 2004 N 190-ФЗ, Техническим регламентом о безопасности зданий и сооружений от 30 декабря 2009 N 384-ФЗ, Федеральным законом "О безопасности дорожного движения" 10 декабря 1995 N 196-ФЗ, Федеральным законом "О техническом регулировании" от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ, Федеральным законом "Об обеспечении единства измерений" от 26 июня 2008 N 102-ФЗ.
4 Обозначения и сокращения
В настоящем методическом документе применены следующие обозначения и сокращения:
АИС: автоматизированная информационная система по мостовым сооружениям.
БСГ: бетонная смесь готовая.
и др.: и другие.
КЭ-модель: расчетная конечно-элементная модель конструкции.
мл: миллилитр.
pH: водородный показатель.
5 Общие положения
Приборные и инструментальные измерения при обследовании мостовых сооружений применяются в дополнение к органолептическому контролю.
Все методы приборных и инструментальных измерений, применяемые при обследовании и осуществлении строительного контроля мостовых сооружений на автомобильных дорогах, рассматриваются в настоящем документе четырьмя основными группами:
а) Методы контроля геометрических параметров (линейные размеры, угловые размеры, измерения формы, расстояния, положение в пространстве, углы наклона).
б) Методы контроля свойств материалов.
в) Методы контроля, применяемые для выявления дефектов и определения их параметров (методы дефектоскопии).
г) Методы контроля напряженно-деформированного состояния, определения прочностных и динамических характеристик конструкций.
При обследовании мостовых сооружений обычно применяют выборочный измерительный контроль. Полноту этого контроля, методы и средства технического диагностирования выбирают из условия обеспечения достоверности полученных результатов диагностирования (контроля технического состояния) действительному техническому состоянию объекта. Объем приборных и инструментальных измерений выбирают из условий необходимости и достаточности полученных данных для достижения положительного результата - объективной оценки технического состояния. Объем и методы измерений определяют в технических заданиях и, в необходимых случаях, детально прорабатывают в программах на проведение обследования и испытаний конкретных объектов.
Различают разрушающие и неразрушающие методы контроля. Более предпочтительными при обследовании при прочих равных обстоятельствах являются неразрушающие методы контроля.
При обследовании и испытаниях мостовых сооружений кроме прямых методов контроля (визуального и измерительного методов) используются следующие восемь видов методов неразрушающего контроля из девяти видов, предусмотренных ГОСТ 18353-79 в зависимости от общности физических явлений, положенных в их основу:
- Магнитный неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом.
- Электрический неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия.
- Вихретоковый неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте.
- Радиоволновой неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом.
- Оптический неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом.
- Акустический неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых и (или) возникающих в контролируемом объекте. При использовании упругих волн ультразвукового диапазона частот (выше 20 кГц) обычно применяют термин "ультразвуковой" вместо термина "акустический" (ГОСТ 24507-80).
- Неразрушающий контроль проникающими веществами (или "капиллярный", а при выявлении сквозных дефектов "течеискание") - вид неразрушающего контроля, основанный на проникновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта.
- Радиационный неразрушающий контроль, основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом.
Все методы неразрушающего контроля являются косвенными методами. Они основываются на наблюдении, регистрации и анализе результатов взаимодействия физических полей (излучений) или веществ с объектом контроля.
При использовании косвенных методов для перехода к интересующему параметру используют различные аналитические, эмпирические зависимости, зависимости, полученные статистическими способами или экспериментально. Это требует, как правило, привлечения высококвалифицированного, специально обученного персонала.
Разрушающие методы контроля сопровождаются полным или частичным разрушением конструкции, элемента, детали или защитного покрытия. Такие методы контроля достаточно дороги и трудоемки, поэтому применяются при обследовании, в основном, для выборочного контроля и при прочих равных условиях являются менее предпочтительными по сравнению с неразрушающими методами контроля.
Из разрушающих методов можно выделить частично-разрушающие методы контроля. Частично-разрушающие методы контроля подразумевают образование повреждений в исследуемом элементе или детали, которые могут быть устранены после выполнения измерений. К таким повреждениям относят высверливание отверстий, выбуривание кернов, вырезку образцов материала для лабораторных исследований, вскрытие либо образование локальных сколов защитного слоя бетона, вскрытие шурфов, образование надрезов в покрытии, удаление или локальный отрыв покрытия от основания и др.
Частично разрушающие методы, как правило, являются более трудоемкими по сравнению с аналогичными неразрушающими методами, и их применение оправдано в случаях, когда неразрушающими методами невозможно установить с достаточной точностью интересующий количественный параметр.
В необходимых случаях производят вскрытия и прямыми измерениями устанавливают факт наличия и интересующие параметры скрытого дефекта.
Правовые основы обеспечения единства измерений в Российской Федерации для получения объективных, достоверных и сопоставимых результатов измерений и защиты от отрицательных последствий недостоверных результатов измерений установлены законом N 102-ФЗ от 26 июня 2008. Согласно указанному закону государственное регулирование в области обеспечения единства измерений осуществляется в следующих формах:
1) утверждение типа стандартных образцов или типа средств измерений;
2) поверка средств измерений;
3) метрологическая экспертиза;
4) государственный метрологический надзор;
5) аттестация методик (методов) измерений;
6) аккредитация юридических лиц и индивидуальных предпринимателей на выполнение работ и (или) оказание услуг в области обеспечения единства измерений.
Нормируемые метрологические характеристики средств измерений установлены ГОСТ 8.009-84.
Методы и средства измерений выбирают в соответствии с действующими документами по выбору методов и средств измерений данного вида, а при отсутствии таких документов - в соответствии с общими рекомендациями [23].
В общем случае при выборе наиболее рациональных методов приборных и инструментальных измерений из всего многообразия существующих методов следует учитывать ряд наиболее важных факторов и обстоятельств:
- Особенности решаемой задачи.
- Особенности объекта исследования.
- Технические особенности метода и средств измерений.
- Техническая возможность применения метода в данных конкретных условиях.
- Последствия применения метода (неразрушающие методы, частично-разрушающие методы, разрушающие методы).
- Прямой или косвенный метод измерения.
- Производительность метода.
- Точность измерения.
- Чувствительность метода.
- Разрешающая способность метода.
- Степень разработки метода - наличие соответствующих стандартов, методик, рекомендаций по применению для данных конкретных условий применения.
- Стоимость метода, экономическая оценка целесообразности применения с учетом устройства временных подмостей и других факторов.
- Безопасность применения метода.
- Доступность метода. Наличие необходимых приборов и инструментов.
- Технические характеристики применяемых приборов и инструментов.
- Характеристики внешних условий проведения измерений и режимов работы объектов измерений (далее - внешних условий), способных влиять на точность измерений.
Независимо от применяемого метода - прямой он или косвенный согласно ГОСТ 7.54-88 в отчетах приводят численные данные, непосредственно полученные при измерениях.
Количество данных, полученных в выборках в результате измерений должно быть достаточным для их независимой статистической обработки и оценки достоверности.
При оценке достоверности численных данных выделяют случайную и систематическую погрешности и представляют в соответствии с ГОСТ 8.207-76.
6 Рекомендации по выполнению инструментальных измерений геометрических параметров
6.1. Основные цели и задачи, решаемые выполнением инструментальных измерений
Инструментальные измерения при обследовании мостовых сооружений выполняют для получения следующих данных.
- Определение адреса и границ сооружения, зон обслуживания сооружения.
- Определение габаритов, проверка их соответствия проекту и нормативным требованиям.
- Определение основных геометрических размеров конструкций, элементов, деталей элементов, сечений элементов (обмерные работы), проверка их соответствия проекту, нормативным требованиям, идентификация конструкций проекту по геометрическим размерам.
- Определение высотных отметок и планового положения характерных точек конструкций.
- Проверка соответствия уклонов нормативным и проектным значениям, оценка условий водоотвода.
- Определение условий движения транспортных средств и пешеходов по сооружению и под ним, оценка их соответствия установленным требованиям, определение безопасной скорости движения.
- Определение параметров степени развития дефектов, оценка степени их опасности, причин образования, разработка способов устранения и определение объемов необходимых ремонтных работ по устранению дефектов.
- Определение видов и объемов работ нормативного содержания.
- Выявление качества монтажных работ (на вновь построенных или отремонтированных сооружениях).
- Закрепление в пространстве положения точек элементов сооружения для фиксации при последующих обследованиях изменений, произошедших в процессе эксплуатации сооружения.
- Проверка соответствия принятой расчетной схемы реальной работе конструкции.
- Проверка соответствия фактических перемещений, прогибов, деформаций проекту и нормативным требованиям.
Перечень измерений, выполняемых при обследовании, с указанием целей их выполнения представлен в табличной форме в приложении А.
6.2 Методы и средства выполнения инструментальных измерений
Детальное инструментальное обследование в зависимости от поставленных задач, наличия и полноты проектно-технической документации, характера и степени развития дефектов может быть сплошным (полным) или выборочным.
Выборочное инструментальное обследование проводят при отсутствии необходимости обследования инструментального всех конструкций, в потенциально опасных местах, а также где из-за недоступности конструкций невозможно проведение сплошного инструментального обследования.
Инструментальные и приборные измерения выполняют с соблюдением N 102-ФЗ и требований государственной системы обеспечения единства измерений, государственных стандартов и сводов правил ГОСТ 8.050-73, ГОСТ 8.051-81, ГОСТ 8.207-76, ГОСТ 8.549-86, ГОСТ Р 8.563-96, ГОСТ 26433.0-85, ГОСТ 26433.2-94 и СП 126.13330.2011*.
Обмерные работы выполняют с соблюдением требований ГОСТ 26433.2-94. При этом применяют нивелиры в соответствии с ГОСТ 10528, рулетки измерительные металлические в соответствии с ГОСТ 7502-98 с ценой деления 1 мм, линейки измерительные металлические в соответствии с ГОСТ 427-75 с ценой деления 1 мм, лазерные дальномеры, штангенциркули в соответствии с ГОСТ 166-89.
При выборе методов и средств измерений следует учитывать все факторы, влияющие на возможность и рациональность их применения. При определении пространственного расположения конструкций, элементов, деталей элементов (поверхностей граней, точек), их взаимного расположения, а также при определении их геометрических размеров необходимо в первую очередь учитывать диапазон возможных значений измеряемой величины, требуемую точность выполнения измерений (ГОСТ 8.050-73, ГОСТ 8.051-81, ГОСТ 8.549-86, ГОСТ 26433.2-94) и доступность объекта измерения.
В соответствии с законодательством Российской Федерации применяемые средства измерений проходят метрологическую поверку или аттестацию, выполняемую организациями, аккредитованными в области обеспечения единства измерений, в соответствии со Статьей 18 Федерального закона от 26.06.2008 N 102-ФЗ.
Испытания средств измерений выполняют в соответствии с положениями системы государственных испытаний средств измерений по ГОСТ 8.383-80. Государственные испытания средств измерений, подлежащих серийному производству или ввозу из-за границы партиями, проводят по ГОСТ 8.001-80*. Метрологическую аттестацию средств измерений единичного производства или ввозимых из-за границы единичными экземплярами проводят по ГОСТ 8.326-89.
Поверку средств измерений проводят до начала выполнения работ.
Приборы, подлежащие калибровке, до начала выполнения измерений калибруют.
Контроль точности и статистический анализ точности геометрических параметров выполняют в соответствии с ГОСТ 23615-79 и ГОСТ 23616-79*.
Основные характеристики точности и основные положения по назначению, технологическому обеспечению, контролю и оценке точности геометрических параметров, обеспечивающие соблюдение функциональных требований к сооружениям и их отдельным элементам, установлены ГОСТ 21778-81.
Точность выполнения измерений при фиксации контролируемых параметров в общем случае должна удовлетворять требованиям ГОСТ 24846-81, ГОСТ 26433.0-85, ГОСТ 26433.2-94 и положениям СП 35.13330.2011, СП 46.13330.2012, СП 126.13330.2011, СНиП 2.05.03-84* [25], СНиП 3.02.01-87 [26], СНиП 3.01.03-84 [30], ОДМ 218.4.001-2008 [5]. Достаточные значения точности инструментальных измерений, выполняемых при оценке технического состояния мостовых сооружений, приведены в приложении А.
В необходимых случаях оценивают погрешность измерений. Погрешность измерения выражают либо в единицах измеряемой величины (абсолютная погрешность), либо в долях или процентах от значения измеряемой величины (относительная погрешность).
Погрешности, в зависимости от характера проявления, делят на систематические и случайные.
Случайные погрешности не могут быть исключены из результата измерения. Однако их влияние может быть минимизировано при обработке результатов измерений. Значения случайных погрешностей зависят от точности прибора и опытности экспериментатора. Значения случайных погрешностей заранее установить нельзя, но можно определить вероятность их появления. Для этого надо знать закон распределения случайных погрешностей.
Числовые характеристики погрешностей измерений выражают средним арифметическим значением и среднеквадратическим отклонением случайных погрешностей.
Среднее арифметическое значение результатов ряда измерений определяют из уравнения
Среднюю квадратическую погрешность ряда измерений определяют из уравнения
Предельная погрешность измерений составляет
Погрешность измерений - один из важнейших факторов, влияющих на выбор средств измерений.
Выбор средств измерений зависит, также, от вида контроля, метрологических факторов, достаточной точности измерений, конструктивных факторов (габариты, форма т.д.), доступности и экономических факторов (стоимость средств измерений, от времени на процесс измерения, от требуемой квалификации специалистов и др.).
Средства измерений, рекомендуемые для выполнения инструментальных измерений при обследовании и оценке технического состояния мостовых сооружений, нормативные и методические документы по выполнению измерений приведены в приложении А.
При осуществлении строительного контроля руководствуются следующими, наиболее важными документами, регулирующими вопросы осуществления строительного контроля: Гражданский кодекс Российской Федерации; N 190-ФЗ; N 184-ФЗ; N 116-ФЗ; N 384-ФЗ, СП 48.13330.2011, а также [3, 10-30].
При создании геодезической разбивочной основы, при выполнении строительно-монтажных работ, при выполнении исполнительной геодезической съемки контролируют точность и величины допустимых средних квадратических погрешностей в соответствии с [30].
Выполненные работы контролируют при помощи геодезических приборов на этапах:
а) до начала работ по сооружению мостового сооружения;
б) после разбивки опор (до возведения фундамента опор);
в) после возведения фундаментов (до начала работ по возведению тела опор);
г) в процессе возведения тела опор;
д) после возведения опор и разбивки осей подферменных площадок;
е) после установки пролетного строения на опорные части.
В необходимых случаях выполняют геодезические измерения деформаций оснований, конструкций и их частей (вертикальные перемещения - осадки, просадки, прогибы; горизонтальные перемещения - сдвиги; крен).
Вертикальные перемещения измеряют методом нивелирования: геометрическим; тригонометрическим; гидростатическим по ГОСТ 24846-81. Кроме того, измерения могут быть выполнены методом фотограмметрии или комбинацией указанных методов. Выбор метода производится по классу точности измерений согласно ГОСТ 24846-81.
Горизонтальные перемещения измеряют методами: створных наблюдений, отдельных направлений, триангуляции, фотограмметрии по ГОСТ 24846-81. Допускается также комбинация этих методов. Выбор методов производится по классу точности измерений согласно ГОСТ 24846-81.
Крен фундамента сооружения измеряют методами координат, вертикального проектирования, механическим методом, или комбинацией этих методов.
При производстве работ по разработке котлованов и устройству фундаментов на естественных основаниях допустимые отклонения, объемы и методы контроля - в соответствии с СП 46.13330.2012 и СНиП .06.04-91* [26].
Контроль качества и приемки земляных работ, выполненных при разработке выемок, возведении насыпей, вертикальной планировке, обратной засыпке выполняют в соответствии с требованиями СП 45.13330.2012 и СНиП 3.02.01-87 [25].
При устройстве свайных фундаментов, шпунтовых ограждений инструментальными измерениями контролируют положение в плане забивных, набивных и буронабивных свай, отметки голов свай, вертикальность осей забивных свай, свай-стоек, положение шпунта в плане отметки верха шпунта, размеры скважин и уширений буронабивных свай, глубину скважин, смещение осей оголовка относительно осей сваи и др. с соблюдением требований к точности по СП 45.13330.2012 и СНиП 3.02.01-87 [25].
Контроль длины свай можно осуществлять импульсным методом при помощи приборов, основанных на измерении времени между интервалами возбуждения продольной волны в свае и прихода отраженной волны.
Контрольные инструментальные измерения при выполнении опалубочных работ и устройстве арматурных конструкций выполняют согласно СП 70.13330.2012 и СНиП 3.03.01-87 [28]. Точность изготовления и установки опалубки, отклонение в расстоянии между отдельно установленными рабочими стержнями, отклонение в расстоянии между рядами арматуры, суммарная длина сварных швов арматуры, отклонение от проектной толщины защитного слоя бетона и линейных размеров поперечного сечения конструкции должны соответствовать требованиям, приведенным в СП 70.13330.2012.
Измерительный контроль монтажа несущих и ограждающих конструкций выполняют с учетом требований СП 70.13330.2012 и СНиП 3.03.01-87 [28] к точности монтажа и допускаемым отклонениям от проектных значений после инструментальной проверки соответствия проекту планового и высотного положения фундаментов.
После монтажа элементов осуществляют инструментальный контроль смонтированных конструкций.
На всех этапах выполнения строительных работ для контроля размеров и взаимного расположения элементов конструкций могут быть применены методы наземного трехмерного лазерного сканирования, позволяющие получать в режиме реального времени трехмерные модели объектов. Для контроля перемещения частей сооружения могут быть применены также средства космической навигации ГЛОНАСС/GPS.
Подробные рекомендации по проведению контроля качества строительно-монтажных работ при сооружении мостовых сооружений в рамках осуществления строительного контроля изложены в [17]*.
6.3 Объем выполнения инструментальных измерений
При обследовании мостовых сооружений наиболее часто применяют не сплошной, а выборочный контроль геометрических параметров. Объем выполняемых измерений назначают в технических заданиях.
Необходимые виды инструментальных измерений, количество створов, поперечников, мест, по которым проводят измерения, намечают в программе обследований и уточняют на месте с учетом задач, поставленных в техническом задании, конструктивных особенностей сооружения, наличия и результатов проведенных ранее инструментальных измерений, обеспечения требуемой точности получаемых результатов, достоверности полученных результатов и других обстоятельств.
При наличии на конструкциях марок, створов, других контрольных точек, закрепленных при проведении предыдущих измерений, рекомендуется включать их в программу обследований для возможности отслеживания изменений контрольных параметров во времени.
Некоторые рекомендации по объему выполнения инструментальных измерений при обследовании и оценке технического состояния мостовых сооружений приведены в приложении А.
7 Рекомендации по применению методов контроля свойств материалов
7.1 Основные задачи, решаемые при исследовании и контроле свойств материалов
Основными задачами применения методов контроля свойств материалов и их взаимодействия при обследовании и осуществлении строительного контроля мостовых сооружений являются:
- Оценка соответствия характеристик материалов проекту и нормативным требованиям.
- Получение характеристик материалов, необходимых для оценки грузоподъемности несущих конструкций и оценки долговечности.
- Выявление и оценка степени снижения проектных и нормативных свойств материалов в процессе эксплуатации.
Рекомендуемые методы контроля свойств материалов и их взаимодействия при обследовании и осуществлении строительного контроля мостовых сооружений на автомобильных дорогах приведены в приложении Б в таблице Б.1.
7.2 Контроль прочности бетона на этапах изготовления конструкций. Испытание на сжатие по контрольным образцам
Контроль и оценку прочности бетона на предприятиях и в организациях, производящих готовую бетонную смесь (БСГ), сборные, сборно-монолитные и монолитные бетонные и железобетонные конструкции проводят статистическими методами с учетом характеристик однородности бетона по прочности по ГОСТ 18105-2010. Согласно ГОСТ 18105-2010 контролю подлежат все виды нормируемой прочности:
- прочность в проектном возрасте - для сборных, сборно-монолитных и монолитных конструкций.
- отпускная и передаточная прочность бетона - для сборных конструкций;
- прочность в промежуточном возрасте для монолитных конструкций (при снятии несущей опалубки; нагружении конструкций до достижения ими проектной прочности и т.д.);
Прочность бетона определяют испытаниями образцов бетона по ГОСТ 10180-90 или неразрушающими методами по ГОСТ 22690-88, ГОСТ 17624-87.
В ГОСТ 18105-2010 предусмотрено проведение контроля прочности бетона по каждому виду нормируемой прочности по одной из следующих схем:
- схема А - определение характеристик однородности бетона по прочности, когда используют не менее 30 единичных результатов определения прочности, полученных при контроле прочности бетона предыдущих партий БСГ или сборных конструкций в анализируемом периоде;
- схема Б - определение характеристик однородности бетона по прочности, когда используют не менее 15 единичных результатов определения прочности бетона в контролируемой партии БСГ или сборных конструкций и предыдущих проконтролированных партиях в анализируемом периоде;
- схема В - определение характеристик однородности бетона по прочности, когда используют результаты неразрушающего контроля прочности бетона одной текущей контролируемой партии конструкций, при этом число единичных значений прочности бетона должно соответствовать требованиям п.5.8 ГОСТ 18105-2010;
- схема Г - при проведении неразрушающего контроля прочности бетона без построения градуировочных зависимостей, но с использованием универсальных зависимостей путем их привязки к прочности бетона контролируемой партии конструкций.
Контроль прочности бетона проводят для БСГ - по схемам А, Б, Г; для сборных конструкций - по схемам А, Б, В, Г; для монолитных конструкций - по схемам В, Г.
Контроль прочности бетона косвенными неразрушающими методами проводят с обязательным использованием градуировочных зависимостей, предварительно установленных в соответствии с требованиями ГОСТ 22690-88 и ГОСТ 17624-87.
ГОСТ 10180-90 устанавливает порядок подготовки и проведения испытаний образцов бетона кубической или цилиндрической формы с регламентированными размерами и допусками на их изготовление. Порядок отбора проб бетона для изготовления образцов, способ и режим твердения образцов бетона принимают по ГОСТ 18105-2010.
Порядок подготовки и проведения испытаний образцов определен ГОСТ 10180-90. Определение прочности бетона по контрольным образцам состоит в измерении минимальных усилий, разрушающих контрольные образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.
В качестве характеристик однородности бетона по прочности, используемых для определения требуемой прочности бетона или фактического класса бетона, вычисляют коэффициенты вариации прочности бетона: средний, скользящий или текущий.
При контроле прочности бетона монолитных конструкций в проектном возрасте неразрушающими методами проводят сплошной неразрушающий контроль прочности бетона всех конструкций контролируемой партии. При этом число контролируемых участков согласно требованиям п.5.8 ГОСТ 18105-2010 должно быть не менее:
- трех на каждую захватку - для плоских конструкций (плиты, подпорные стены и др.);
- одного на 4 м длины (или трех на захватку) - для каждой линейной горизонтальной конструкции (балка, ригель);
- шести на каждую конструкцию - для линейных вертикальных конструкций (стойка, колонна, пилон).
Общее число участков измерений для расчета характеристик однородности прочности бетона партии конструкций должно быть не менее 20.
Число измерений, проводимых на каждом контролируемом участке, принимают по ГОСТ 17624 или ГОСТ 22690.
При проведении обследования и экспертной оценке качества линейных вертикальных конструкций число контролируемых участков должно быть не менее четырех.
7.3 Измерение прочности бетона в конструкции
Измерение прочности бетона в конструкции выполняют методами механических испытаний по образцам, отобранным из конструкций, а также механическими и ультразвуковыми методами неразрушающего контроля.
7.3.1 Определение прочности бетона по образцам, отобранным из конструкций
Определение прочности бетона по образцам, отобранным из конструкций, выполняют по ГОСТ 28570-90.
Стандарт устанавливает методы определения прочности бетона в сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкциях, отбора проб из конструкций, изготовления из этих проб контрольных образцов и определения предела прочности бетонов на сжатие, осевое растяжение, растяжение при раскалывании и растяжение при изгибе при разрушающих кратковременных статических испытаниях образцов.
Пробы бетона для изготовления образцов отбирают путем выпиливания или выбуривания из конструкций или ее частей. Форма и номинальные размеры образцов в зависимости от вида испытаний бетона должны соответствовать ГОСТ 10180-90.
Испытание образцов на сжатие и все виды растяжения, а также выбор схемы испытания и нагружения выполняют по ГОСТ 10180-90.
Прочность бетона определяют измерением минимальных усилий, разрушающих образцы бетона при их статическом нагружении с постоянной скоростью роста нагрузки, и последующем вычислении напряжений при этих усилиях в предположении упругой работы материала.
7.3.2 Определение прочности бетона методами неразрушающего контроля
Общие правила определения прочности бетона методами неразрушающего контроля установлены ГОСТ 18105-2010.
Для определения прочности бетона на сжатие в конструкциях используют механические методы неразрушающего контроля по ГОСТ 22690-88 и ультразвуковой метод неразрушающего контроля по ГОСТ 17624-87.
7.3.2.1 Механические методы
Механические методы неразрушающего контроля применяют для определения прочности бетона всех видов нормируемой прочности, контролируемых по ГОСТ 18105-2010, а также для определения прочности бетона при обследовании.
Испытания проводят при положительной температуре бетона. Согласно ГОСТ 22690-88 допускается при обследовании конструкций определять прочность при отрицательной температуре, но не ниже минус 10 °С при условии, что к моменту замораживания конструкция находилась не менее одной недели при положительной температуре и относительной влажности воздуха не более 75%.
Механическими методами неразрушающего контроля прочность бетона определяют по предварительно установленным градуировочным зависимостям между прочностью бетонных образцов по ГОСТ 10180-90 и косвенным характеристикам прочности.
В зависимости от применяемого метода косвенными характеристиками прочности являются:
Метод упругого отскока заключается в измерении величины обратного отскока ударника при соударении с поверхностью бетона. Типичным представителем приборов для испытаний по этому методу является склерометр Шмидта и его многочисленные аналоги. Метод упругого отскока основан на измерении поверхностной твердости бетона.
Метод ударного импульса заключается в регистрации энергии удара, возникающей в момент соударения бойка с поверхностью бетона.
Метод пластической деформации основан на измерении размеров отпечатка, который остался на поверхности бетона после соударения с ней стального шарика. Метод устаревший, но до сих пор его используют из-за дешевизны оборудования. Наиболее широко для таких испытаний используют молоток Кашкарова.
При обследовании конструкций допускается применять методы упругого отскока, ударного импульса или пластической деформации, используя градуировочную зависимость, установленную для бетона, отличающегося от испытываемого (по составу, возрасту, условиям твердения, влажности), с уточнением ее в соответствии с методикой, согласно приложению 9 ГОСТ 22690-88.
При отсутствии возможности установления градуировочных зависимостей в соответствии с требованиями пп.3.2-3.12 ГОСТ 22690-88 применяют метод отрыва со скалыванием или метод скалывания ребра, используя градуировочные зависимости, приведенные в приложениях 5 и 6 ГОСТ 22690-88.
При проведении обследований для определения прочности бетона в труднодоступных зонах конструкций или в конструкциях, находящихся при отрицательной температуре, допускается испытание методами упругого отскока, ударного импульса и пластических деформаций бетона в пробах, отобранных от конструкции в соответствии с приложением 10 ГОСТ 22690-88.
Число и расположение контролируемых участков при испытании конструкций выбирают с учетом ГОСТ 18105-2010.
При испытании методом упругого отскока, пластической деформации и ударного импульса расстояние от мест проведения испытания до арматуры выбирают не менее 50 мм.
7.3.2.2 Акустические методы
Ультразвуковой метод основан на связи между скоростью распространения ультразвуковых колебаний в бетоне и его прочностью. Ультразвуковые измерения в бетоне проводят в соответствии с ГОСТ 17624-87 способами сквозного прозвучивания, когда датчики располагают на противоположных гранях тестируемого образца, или поверхностного прозвучивания, когда датчики расположены на одной грани.
ГОСТ 17624-87 распространяется на бетоны сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций для определения прочности бетона классов В7,5-В35 (марок М100-М400) на сжатие.
Согласно ГОСТ 17624-87 прочность бетона монолитных конструкций определяют способом сквозного прозвучивания, поскольку этот способ позволяет, в отличие от всех остальных методов неразрушающего контроля прочности, контролировать прочность не только в приповерхностных слоях бетона, но и прочность массива бетонной конструкции.
Ультразвуковые измерения проводят аттестованными в установленном порядке приборами, предназначенными для измерения времени распространения ультразвука в бетоне.
Прочность бетона в конструкциях определяют по экспериментально установленным градуировочным зависимостям "скорость распространения ультразвука - прочность бетона" на участках конструкций, не имеющих видимых повреждений (отслоения защитного слоя, трещин, каверн и др.).
Сборные линейные конструкции (балки, ригели, колонны и др.) исследуют, как правило, способом сквозного прозвучивания в поперечном направлении. Элементы, конструктивные особенности которых затрудняют осуществление сквозного прозвучивания, а также плоские конструкции (плиты, ребристые балки, многопустотные плиты и др.) испытывают способом поверхностного прозвучивания. При этом, согласно ГОСТ 17624-87, база прозвучивания при измерениях на конструкциях должна быть такой же, как на образцах при установлении градуировочной зависимости. Возраст бетона контролируемых конструкций не должен отличаться от возраста бетона образцов, испытанных для установления градуировочной зависимости, более чем на 50% - при контроле нормируемой прочности бетона, и 25% - при определении прочности бетона в процессе твердения.
Ультразвуковые испытания проводят при положительной температуре бетона. Согласно ГОСТ 17624-87 допускается проведение ультразвуковых испытаний конструкций при отрицательной температуре бетона не ниже минус 10 °С при условии, что в процессе их хранения относительная влажность воздуха не превышала 70%.
Число и расположение контролируемых участков на конструкции должно соответствовать требованиям п.5.8 ГОСТ 18105-2010.
Рекомендуемая методика экспертного контроля прочности бетона ультразвуковыми методами в строящихся и эксплуатируемых конструкциях и сооружениях приведена в ГОСТ 17624-87.
7.3.3 Оценка класса бетона по прочности на сжатие по измеренной прочности
Получить среднюю прочность бетона (марку) для каждого класса можно по формуле:
Соотношение между классами бетона и средней прочностью бетона при нормативном значении коэффициента вариации прочности бетона для тяжелых бетонов приведено в таблице 7.1.
Таблица 7.1 - Соотношение между классами бетона и средней прочностью бетона
Средняя прочность бетона данного класса , МПа | Ближайшая марка бетона по прочности М, кгс/см | |
12,85 | М150 | |
В12,5 | 16,10 | М150 |
В15 | 19,27 | М200 |
В20 | 25,70 | М250 |
В22,5 | 28,90 | М300 |
В25 | 32,40 | М350 |
В30 | 38,54 | М400 |
В35 | 44,96 | М450 |
В40 | 51,39 | М550 |
В45 | 57,82 | М600 |
В50 | 64,24 | М600 |
В55 | 70,66 | М700 |
За единичное значение прочности бетона при неразрушающем контроле согласно ГОСТ 18105-2010 принимают:
- при контроле сборных конструкций - среднюю прочность бетона конструкции, вычисленную как среднеарифметическое значение прочности бетона контролируемых участков конструкции;
- при контроле других видов конструкций - среднюю прочность бетона конструкции или контролируемого участка или зоны конструкции, или части монолитной и сборно-монолитной конструкции.
Число измерений, проводимых на каждом контролируемом участке для получения единичного значения прочности бетона, принимают по ГОСТ 17624-87 или ГОСТ 22690-88.
Общее число участков измерений при расчете характеристик однородности прочности бетона партии конструкций согласно ГОСТ 18105-2010 выбирают не менее двадцати. При проведении обследований и экспертной оценке качества линейных вертикальных конструкций число контролируемых участков должно быть не менее четырех.
Фактический класс бетона по прочности отдельных вертикальных монолитных конструкций при контроле по схеме В рассчитывают по формуле:
7.4 Определение марки бетона по морозостойкости
Под понятием морозостойкость бетона понимают его способность в водонасыщенном или насыщенном раствором соли состоянии выдерживать многократное замораживание и оттаивание без внешних признаков разрушения (трещин, сколов, шелушения ребер образцов), снижения прочности, изменения массы и других технических характеристик.
Определение морозостойкости при изготовлении бетона и при контроле его качества в конструкциях выполняют согласно ГОСТ 10060-2012, который устанавливает два базовых метода при многократном замораживании и оттаивании и два ускоренных метода при многократном замораживании и оттаивании.
Отбор проб из конструкции и изготовление образцов производят по ГОСТ 28570-90. Пробы бетонной смеси для изготовления образцов отбирают по ГОСТ 10181-2000.
Количество изготовляемых образцов бетона принимают по ГОСТ 10060-2012 не менее 6 штук контрольных и 12 штук основных, размер образцов 100х100х100 мм или 150х150х150 мм.
Изготовление и испытания образцов проводят на сжатие сериями по ГОСТ 10180-90.
Согласно ГОСТ 10060-95, при расхождении результатов определения морозостойкости по базовому и ускоренным методам испытания в качестве окончательных принимают результаты, полученные по базовым методам.
Морозостойкость бетона характеризуют соответствующей маркой по морозостойкости F, в зависимости от числа циклов испытания, при котором образцы отвечают указанным в ГОСТ 10060-2012 критериям.
Для определения морозостойкости образцов бетона, изготовленных в лаборатории, или отобранных из конструкций можно применять метод определения морозостойкости по изменению динамического модуля упругости или скорости ультразвука, или деформаций по ГОСТ 10060-2012.
При испытании с применением нескольких способов контроля состояния образцов (скорости ультразвука, динамического модуля упругости, деформаций образцов) марку бетона по морозостойкости устанавливают по каждому среднему значению показателя, после чего принимают минимальную марку из установленных.
7.5 Определение показателей качества бетона
На практике, показатели качества бетона мостовых сооружений, установленные в стандартах или технических условиях на бетон конкретных конструкций, определяют методами, предусмотренными ГОСТ 26633-91.
7.5.1 Определение плотности, влажности, водопоглощения, пористости, водонепроницаемости бетона объемно-весовыми испытаниями образцов
Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, показателей пористости и водонепроницаемости путем объемно-весовых испытаний образцов установлены ГОСТ 12730.0-78. Частные требования к методам определения указанных параметров бетона установлены следующими стандартами:
Образцы могут либо изготавливаться при бетонировании, либо быть отобраны из конструкции.
Водопоглощение бетона в конструкции при решении научно-исследовательских задач можно приблизительно оценить при помощи контрольной трубки Карстена.
7.5.2 Определение призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона бетона
Призменную прочность, модуль упругости и коэффициент Пуассона бетона определяют по ГОСТ 24452-80 на образцах-призмах квадратного сечения или цилиндрах круглого сечения с отношением высоты к ширине (диаметру), равным 4. Образцы могут изготавливаться при бетонировании, либо быть отобраны из конструкции.
Испытания проводят на испытательных прессах (машинах).
7.5.3 Определение деформаций усадки и ползучести бетона
Определение деформаций усадки и ползучести выполняют по ГОСТ 24544-81. Деформации усадки измеряются в направлении продольной оси незагруженного образца. Деформации ползучести измеряются в направлении продольной оси образца, загруженного постоянной по величине осевой сжимающей нагрузкой.
Предусмотренные ГОСТ 24544-81 испытания проводят только на образцах, специально изготовленных из бетонной смеси. Образцы, отобранные (изъятые) из элементов конструкций, при испытаниях бетона на усадку и ползучесть не применяют.
Комплект образцов для испытаний включает 9 призм и 3 куба с размером ребер у куба, соответствующим рабочему сечению призм. 3 призменных образца используют для определения призменной прочности, 3 образца - для определения деформации усадки и 3 образца - для определения деформаций ползучести.
При определении деформаций усадки продолжительность испытания принимают не менее 120 суток, однако, если три последовательных измерения показывают приращение деформаций, не превышающее погрешность измерительных приборов, то испытания могут быть прекращены до этого срока, о чем делается соответствующая запись в журнале испытаний.
Загружение образцов и измерение деформаций ползучести осуществляют, как правило, при достижении бетоном проектной прочности на сжатие.
Продолжительность испытания при определении деформаций ползучести - не менее 180 суток, а деформаций ползучести при нагреве и температурной усадке - не менее 60 суток.
7.5.4 Испытания бетона на выносливость
Испытания бетона на выносливость выполняют по ГОСТ 24545-81 путем нагружения образцов стандартных размеров многократно повторяющейся осевой сжимающей нагрузкой, составляющей различные доли от разрушающей нагрузки. Результатом испытаний является либо число циклов до разрушения образца, либо достижение бетоном заданного числа циклов многократного приложения нагрузки (база испытаний) на определенном уровне нагружения. При изучении бетонов результаты испытаний используют для построения линии регрессии выносливости, по которой оценивают бетон.
Предусмотренные ГОСТ 24545-81 испытания проводят только на образцах-призмах, специально изготовленных из бетонной смеси. Образцы, отобранные (изъятые) из элементов конструкций, при испытании бетона на выносливость не применяют.
Испытания производят на испытательных машинах и установках, имеющих счетчик числа циклов нагружения.
7.5.5 Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона при статическом нагружении
Определение характеристик трещиностойкости (вязкости разрушения) бетона выполняют по ГОСТ 29167-91 путем испытания образцов с начальным надрезом при статическом кратковременном нагружении. Определяемые по данному стандарту характеристики трещиностойкости (наряду с другими характеристиками механических свойств) используют для сравнения различных вариантов состава, технологических процессов изготовления и контроля качества бетонов, сопоставления бетонов при обосновании их выбора для конструкций, расчетов конструкций с учетом их дефектности и условий эксплуатации, анализа причин разрушений конструкций.
7.5.6 Испытания на коррозионную стойкость бетонов
Коррозионную стойкость бетона определяют по ГОСТ 27677-88.
Сущность метода испытаний на коррозионную стойкость бетона заключается в сравнении значений показателей, характеризующих коррозионную стойкость испытываемых образцов, помещенных в жидкую агрессивную среду, со значениями показателей образцов, помещенных в неагрессивную среду (сравнение параллельных образцов) или в сравнении с показателями эталонных образцов известной коррозионной стойкости, помещенных в такую же агрессивную среду.
В качестве неагрессивной среды принимают питьевую воду.
Необходимое количество образцов для оценки показателей каждого состава бетонных образцов, состава среды и срока испытаний должно быть не менее трех.
Продолжительность испытаний выбирают равной 1, 3, 6, 12 мес.
7.6 Исследование пассивирующих свойств защитного слоя бетона в конструкциях
7.6.1 Определение толщины защитного слоя бетона
Информация о толщине защитного слоя бетона и расположении арматуры требуется для различных целей. Толщину защитного слоя бетона учитывают при оценке его пассивирующих свойств по отношению к арматуре. Знать расположение арматуры и глубину её залегания в бетоне часто необходимо при исследовании активной коррозии арматуры, при выполнении вскрытий арматуры, при исследовании прочности бетона механическими методами неразрушающего контроля, при расчетах грузоподъемности несущих конструкций и др.
Положение и диаметр арматуры, расположенной с достаточно большим шагом и неглубоко от поверхности бетона, а также толщину защитного слоя бетона в железобетонных конструкциях мостовых сооружений можно определить магнитным методом по ГОСТ 22904-93.
Магнитный метод основан на взаимодействии генерируемого специальным прибором магнитного или электромагнитного поля со стальной арматурой в железобетонной конструкции. Такие приборы различных производителей в настоящее время доступны в широком ассортименте.
Толщину защитного слоя бетона и расположение стальной арматуры в конструкции определяют на основе экспериментально установленной зависимости между показаниями прибора и указанными контролируемыми параметрами конструкции. При несоответствии технических характеристик прибора параметрам армирования контролируемой конструкции необходимо установить индивидуальную градуировочную зависимость по ГОСТ 22904-93.
Следует иметь в виду, что более точно можно получить значение толщины защитного слоя бетона данным методом, в случае если известен диаметр арматуры.
Если не известна величина защитного слоя, то определить диаметр арматуры магнитным методом с удовлетворительной точностью проблематично.
При сложных схемах армирования и глубоко расположенной арматуре для определения толщины защитного слоя, размеров и расположения арматуры используют метод радиационной дефектоскопии по ГОСТ 17625-83 с помощью бетатронов.
Исследовать армирование конструкций возможно также при помощи ультразвуковых дефектоскопов.
7.6.2 Определение глубины карбонизации бетона
7.6.2.1 Общие сведения о карбонизации бетона
Карбонизация бетона является одним из основных факторов, приводящих к возникновению коррозии арматуры и последующему снижению несущей способности конструкций.
Процесс карбонизации состоит из целого ряда промежуточных этапов, начинаясь с поверхности бетонной конструкции с момента ее изготовления и затухая по мере проникновения углекислого газа внутрь бетона через открытые поры.
В процессе реакций значение показателя pH поровой жидкости бетона снижается от начальной величины 12,5 до уровня ниже 9. При ограниченном доступе воздуха железо не пассивируется в щелочных растворах, имеющих рН ниже 11,3-11,8. Карбонизация бетона полностью завершается при значениях рН около 9. При таких значениях рН происходит депассивация арматурной стали (разрушение защитной пленки), в результате чего возникает опасность коррозии арматуры.
Исследование глубины карбонизации бетона сводится к определению значения pH поровой жидкости на различной глубине.
Щелочность бетона определяют по значению рН поровой жидкости в соответствии с ГОСТ 5382 или с помощью индикаторов.
7.6.2.2 Индикаторный метод определения pH
На практике для оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы - органические вещества - красители, цвет которых зависит от pH среды. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах - либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1-2 единицы. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Методы приготовления растворов индикаторов установлены ГОСТ 4919.1-77.
Индикатор либо наносят на свежий скол (спил) бетона, произведенный на исследуемой конструкции, либо на пробы порошка бетона, высверленного с различной глубины из нескольких отверстий. В интервале рН от 8,2 до 10 происходит изменение окраски индикатора от бесцветной к красно-фиолетовой. Считается, что если в бетоне вокруг арматуры значение рН поровой жидкости уменьшается до 10, бетон теряет способность надежно защищать арматуру от коррозии и в присутствии кислорода (окислитель) и влаги воздуха (электролит) может начаться коррозия арматуры.
Следует иметь в виду, что применение в качестве индикатора спиртового раствора фенолфталеина не позволяет построить эпюру изменения водородного показателя рН по мере удаления от поверхности конструкции. Для этих целей можно применить наборы из нескольких индикаторов, позволяющих расширить рабочий интервал измерения pH. Входящие в набор индикаторы последовательно меняют цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную в интервале изменения рН от 13 до 5.
7.6.3 Определение содержания хлоридов в бетоне
7.6.3.1 Общие данные
Повышенное содержание хлоридов в бетоне мостовых конструкций инициирует развитие интенсивной коррозии в арматуре.
Определение содержания хлоридов в бетоне необходимо для прогнозирования долговечности мостовых сооружений, оценки ремонтопригодности отдельных элементов, определения оптимальной стратегии ремонта железобетонных конструкций.
Возможны следующие основные причины повышенного содержания хлоридов в бетоне мостовых конструкций:
В первом случае хлориды распределены по всему объему конструкции равномерно. В остальных случаях у поверхности содержание хлоридов больше.
Хлориды содержатся в бетоне в химически связанном и свободном виде. Химически связанные хлориды практически полностью растворяются в азотной кислоте, свободные хлориды в воде. Установлено, что развитие коррозии инициирует свободный хлорид (водорастворимый). В настоящее время принято, что пороговым уровнем начала развития коррозии в обычной арматуре является содержание хлорида в бетоне в объеме 0,5% от массы цемента на глубине залегания арматуры, а в преднапряженной арматуре 0,2% от массы цемента.
В практике работ по обследованию используются как качественные, так и количественные методы определения содержания хлоридов.
7.6.3.2 Качественные методы
Качественные методы позволяют определить превышение порогового уровня содержания хлоридов. Существует метод качественного анализа, позволяющий определить зоны с повышенным содержанием хлоридов непосредственно на конструкции. Для этого выполняется нанесение индикаторного состава на свежий скол бетона в исследуемой зоне. Изменение окраски позволяет определить зоны с повышенным содержанием хлоридов.
Используют также качественные методы для анализа содержания хлоридов в водной вытяжке из исследуемого бетона. В ряде случаев возможно использование совокупности качественных анализов для получения количественных результатов.
7.6.3.3 Количественные методы
Количественные методы позволяют определить количественное содержание хлоридов в водной вытяжке из бетона. Количественные методы позволяют определить не только наличие или превышение определенного уровня содержания, но и с достаточной для практических целей точностью исследовать распределение содержания хлоридов по глубине сечения.
В практике исследования мостовых железобетонных конструкций, в основном используют электрохимические методы, которые основаны на применении ионоселективных электродов, в частности, хлоридселективных электродов.
Наибольшее распространение получил метод прямой потенциометрии, основанный на сравнении электрического потенциала в исследуемом растворе с калибровочной кривой, полученной на растворах, содержащих хлорид-ионы в заранее известной концентрации. Этот метод применяют в соответствии с утвержденной методикой ОДМ "Методика определения хлоридов в железобетонных конструкциях мостовых сооружений" [9].
Пробы бетона отбираются из исследуемой конструкции в виде бетонного порошка, выбуриваемого перфоратором. Отбор проб выполняется из различных зон, в том числе с различных по глубине участков в каждой зоне.
Приготовление растворов проб, калибровочных растворов, порядок выполнения измерений, обработки и представления результатов выполняют в соответствии с [9].
7.6.4 Определение влажности бетона в конструкции
Измерение влажности бетона в необходимых случаях может потребоваться для превентивного контроля нарушений гидроизоляции, активности капиллярных процессов и т.п.
Влажность бетона в конструкции определяют неразрушающим диэлькометрическим методом по ГОСТ 21718-84.
Диэлькометрический метод измерения влажности основан на корреляционной зависимости диэлектрической проницаемости материала от содержания в нем влаги при положительных температурах. Для измерения влажности строительных материалов или изделий диэлькометрическим методом применяют электронный влагомер ВСКМ-12 или другие диэлькометрические влагомеры, отвечающие требованиям ГОСТ 21718-84.
Измерения влагомером производят в соответствии с инструкцией по его эксплуатации. Устанавливая датчик влагомера поверхностного типа на контролируемый участок бетона, производят не менее пяти измерений влагомером. По результатам всех измерений вычисляют среднее арифметическое значение показаний влагомера. По градуировочной характеристике для данного материала определяют среднее значение его влажности, соответствующее значению показаний влагомера.
7.7 Исследование свойств металлов и сварных соединений
7.7.1 Определение марки стали и класса арматуры
Нормативные значения предела текучести или временного сопротивления стали обычно назначают в соответствии с марками стали обследуемых конструкций в соответствии с нормами, действующими в период выплавки исследуемой стали.
Марку стали элементов металлоконструкций и их соединений следует определять по рабочим чертежам, при этом проектная марка стали уточняется по заводским сертификатам, прилагаемым к исполнительной строительной документации или к паспортам металлоконструкций. При отсутствии необходимых документов, марку стали можно установить на основании химического или спектрального анализа путем сопоставления с нормами действующих стандартов.
Если марку арматурной стали определяют на основании химического или спектрального анализа, то нормативные и расчетные сопротивления арматуры назначают в соответствии с нормами, действовавшими на момент постройки или изготовления конструкций.
При отсутствии рабочих чертежей и сертификатов на материалы элементов металлоконструкций и их соединений, а также при обнаружении в конструкциях повреждений, вызванных низким качеством стали (расслоение, хрупкие трещины и т.п.) прочностные и деформативные характеристики стали устанавливают лабораторными испытаниями образцов, изготовленных из проб, отобранных из обследуемых конструкций. Оценить прочность стали обследуемых конструкций можно также измерением её твердости.
Если определение класса арматуры проводится по проектным данным без отбора и испытания образцов арматуры, то нормативные и расчетные сопротивления арматуры конструкций определяют согласно действовавшим в период изготовления конструкции нормативным документам.
Если нормативные и расчетные сопротивления арматурной стали принимают по результатам испытаний, то расчетные сопротивления стали не должны превышать значений, установленных стандартами, действовавшими в период выплавки исследуемой стали.
При отсутствии проектных данных и невозможности отбора и испытания образцов нормативные и расчетные сопротивления арматуры для проведения поверочных расчетов допускается принимать исходя из класса арматуры, который определяют визуально в зависимости от профиля арматуры:
7.7.2 Оценка прочности стали в конструкции по измерению твердости стали
Для оценки прочности стали в конструкции можно использовать связь между прочностью металла и его твердостью.
Существует несколько методов измерения твердости.
Твердость можно измерять вдавливанием твердосплавного наконечника (далее индентора), ударом или же по отскоку наконечника - шарика. В зависимости от скорости приложения нагрузки на индентор твердость различают статическую (нагрузка прикладывается плавно) и динамическую (нагрузка прикладывается ударом).
Для измерения твердости в лабораторных условиях предназначены стационарные твердомеры, которые являются более точными приборами.
При измерениях твердости стали в полевых условиях используют переносные твердомеры статического действия (ГОСТ 22761-77), переносные твердомеры ударного действия (динамические твердомеры), твердомеры, реализующие ультразвуковой метод (ультразвуковые твердомеры), а также комбинированные твердомеры.
Следует иметь в виду, что точность измерений и выбор твердомера напрямую зависит от шероховатости поверхности объекта контроля, от его габаритов и массы.
Для измерения шероховатости поверхности используют такие измерительные приборы как измеритель шероховатости, профилометр, профилограф или образцы шероховатости поверхности. Проверку показаний твердомеров, а также их первичную и периодическую поверку проводят на эталонах.
Определить предел текучести стали без отбора образцов через твердость по Бринеллю можно, руководствуясь требованиями ГОСТ 22761-77, ГОСТ 22762-77 и ГОСТ 18835-73.
7.7.3 Определение характеристик металла по образцам
7.7.3.1 Общие правила отбора проб
Отбор проб для исследований стали осуществляют, в основном из нерабочих или малонагруженных зон несущих конструкций.
Отбор проб, заготовок и образцов для механических и технологических испытаний на растяжение, ударный изгиб, осадку, изгиб в холодном состоянии от сортового, фасонного, листового и широкополосного проката выполняют по ГОСТ 7564-97. В данном стандарте установлены требования по отбору и подготовке проб и заготовок, места отбора и ориентация образцов для механических испытаний.
Пробы для определения химического состава стали отбирают с соблюдением требований ГОСТ 7565-81.
Отбор проб осуществляют механическими способами или газовыми резаками.
При отборе проб должна быть обеспечена прочность данного элемента конструкции, в необходимых случаях ослабленные места должны быть усилены или использованы страхующие приспособления.
Места отбора проб и образцов, а также необходимость усиления мест вырезки образцов определяет организация, проводящая обследования конструкций.
7.7.3.2 Определение механических свойств металлов. Методы испытаний металлов на растяжение
Методы испытаний на растяжение установлены ГОСТ 1497-84, при этом рекомендуется построение диаграммы работы стали.
ГОСТ 1497-84 устанавливает методы изготовления образцов, порядок и требования к подготовке и проведению испытаний и к обработке результатов, примеры определения вычисляемых характеристик.
Следует иметь в виду, что ГОСТ 1497-84 не распространяется на испытания проволоки и труб.
Прочность арматуры устанавливают по результатам испытаний образцов, вырезанных из вскрытых участков железобетонных конструкций. Методы испытаний арматуры на растяжение установлены ГОСТ 12004-81.
7.7.3.3 Определение ударной вязкости
Характеристика ударной вязкости указывает на склонность стали к хрупкому разрушению.
Методы испытаний металлов на ударный изгиб установлены ГОСТ 9454-78. Испытания следует проводить для температур, соответствующих группе конструкций и климатическому району.
Метод основан на разрушении стандартного образца с концентратором посередине одним ударом маятникового копра. В результате испытания определяют полную работу, затраченную при ударе (работу удара), и (или) ударную вязкость.
Под ударной вязкостью понимают работу удара, отнесенную к начальной площади поперечного сечения образца в месте концентратора.
Стандарт распространяется на черные и цветные металлы и сплавы и устанавливает метод испытания на ударный изгиб при пониженных, комнатной и повышенных температурах от минус 100 до плюс 1200 °С.
Стандарт устанавливает методы отбора проб, методы изготовления образцов, порядок и требования к аппаратуре, к подготовке и проведению испытаний и к обработке результатов, устанавливает область применения образцов.
7.7.3.4 Определение склонности стали к механическому старению
Характеристика склонности стали к механическому старению показывает увеличение склонности стали к хрупкому разрушению после воздействия механических напряжений.
Определение склонности стали к механическому старению установлены ГОСТ 7268-82.
Стандартом предусмотрен метод определения склонности к механическому старению по испытанию на ударный изгиб листового и полосового проката номинальной толщиной не менее 5 мм, а также фасонного и сортового проката.
Метод состоит в определении работы удара или ударной вязкости стали, подвергнутой холодной пластической деформации и искусственному старению, или в сравнении этих величин с работой удара или ударной вязкостью стали в исходном состоянии с определением показателя склонности к старению.
7.7.3.5 Определение механических свойств металлов на изгиб
Испытание состоит в изгибе образца вокруг оправки под действием статического усилия и служит для определения способности металла выдерживать заданную пластическую деформацию, характеризуемую углом изгиба, или для оценки предельной пластичности металла, характеризуемой углом изгиба до появления первой трещины.
Стандарт устанавливает методы отбора, изготовления образцов, требования к аппаратуре, к подготовке и проведению испытаний и к обработке результатов.
7.7.4 Определение качества сварных швов и сварочных материалов, показателей свариваемости металлов и сплавов. Механические испытания сварных соединений
При оценке качества стали сварных соединений, по мере необходимости, определяют механические свойства металла шва испытанием на растяжение цилиндрических образцов из сварного шва, ударную вязкость металла шва и околошовной зоны при одной из отрицательных температур: минус 20 °С или минус 40 °С; прочность и пластичность стыковых сварных соединений - испытанием на растяжение и изгиб в холодном состоянии плоских образцов сварных соединений, твердость металла шва и околошовной зоны.
Методы контроля качества сварных соединений установлены ГОСТ 3242-79. Механические испытания могут проводиться с целью определения качества сварного шва и сварочных материалов, показателей свариваемости металлов и сплавов, пригодности способов и режимов сварки.
Основными методами определения характеристик механических свойств сварного соединения в целом и его отдельных участков, а также наплавленного металла являются:
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.