Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом Красильников Дмитрий Иванович

Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом
<
Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Красильников Дмитрий Иванович. Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом : Дис. ... канд. техн. наук : 05.23.01, 05.23.17 : Орел, 2003 160 c. РГБ ОД, 61:04-5/626-1

Содержание к диссертации

Введение

I Обзор работ по неразрушающим методам контроля качества железобетонных конструкций 11

1.1 Общие положения 11

1.2 Краткая характеристика неразрушающих методов контроля качества строительных конструкций 13

1.3 Вибрационные методы контроля 16

1.3.1 Испытания в режиме свободных затухающих колебаний 16

1.3.2 Испытания в режиме вынужденных колебаний 19

1.3.3 Пути устранения недостатков вибрационных методов контроля 20

1.4 Контроль трещиностойкости железобетонных дорожных плит методом статического нагружения 32

II Теоретические основы модифицированного вибрационного метода, применяемого для контроля качества железобетонных плит дорожного покрытия с использованием поперечных колебаний 36

2.1 Взаимосвязь максимального статического прогиба и основной частоты колебаний в однопролетных балках 36

2.1.1 Взаимосвязь максимального прогиба и основной частоты колебаний балок при поперечном изгибе 36

2.1.2 Взаимосвязь максимального прогиба и основной частоты колебаний балок при продольно-поперечном изгибе 38

2.2 Определение величины предварительного напряжения арматуры в дорожных плитах 45

2.3 Определение собственной частоты колебаний в центрально армированной преднапряженной балочной конструкции 48

2.3.1 Один раз статически неопределимая система 48

2.3.2 Система с бесконечным числом степеней свободы 52

2.4 Сопоставление произведения для двух дорожных плит, изготовленных с ненапряженной и напряженной арматурой 56

2.5 Определение максимального прогиба конструкций в виде пластинок и балок при поперечном изгибе равномерно распределенной нагрузкой 56

2.6 Способы контроля жесткости, трещиностойкости и прочности изгибаемых железобетонных конструкций 60

2.6 Основные выводы по главе 2 62

III. Экспериментальные исследования железобетонных плит длрожного покрытия с помощью вибрационного метода 64

3.1 Цели и задачи экспериментальных исследований 64

3.2 Характеристика объектов исследования 65

3.2.1 Выбор экспериментальных образцов 65

3.2.2 Металлическая балка 65

3.2.3 Железобетонные дорожные плиты 67

3.3 Экспериментальные исследования конструкций в режиме поперечных колебаний 70

3.3.1 Оборудование и материалы 70

3.3.2 Возбуждение поперечных колебаний 72

3.3.3 Средстваи методы измерений 73

3.3.4 Подготовка и проведение вибрационных испытаний 75

3.4 Результаты экспериментальных исследований конструкций в режиме поперечных колебаний 76

3.4.1 Результаты испытаний металлической балки 76

3.4.2 Результаты испытаний дорожных плит 83

3.4.3 Использование логарифмического декремента поперечных колебаний для диагностики дорожных плит 89

3.5 Диагностика трещиностойкости железобетонных плит дорожного покрытия вибрационным методом 91

3.6 Экспериментальные исследования конструкций в режиме продольных колебаний 93

3.7 Статистическая обработка результатов эксперимента 103

3.8 Методика и рекомендации по проведению динамических испытаний железобетонных дорожных плит в режиме поперечных и продольных колебаний 109

3.8.1 Общие положения и технические требования 109

3.8.2 Приборы, средства контроля и измерений 110

3.8.3 Подготовка и испытание эталонных изделий 111

3.8.4 Испытание серийных плит 112

3.9 Основные выводы по главе 3 113

Основные выводы 115

Список литературы 117

Приложения 129

Краткая характеристика неразрушающих методов контроля качества строительных конструкций

Методы контроля качества строительных конструкций подразделяются на две категории: разрушающие и неразрушающие. Разрушающие методы, регламентируемые ГОСТом [37] в нашей стране нашли наибольшее распространение, как при оценке качества железобетонных конструкций на заводе-изготовителе, так и непосредственно на строительной площадке. Однако следует отметить, что кроме экономической неэффективности эти методы в должной мере не обеспечивают гарантии качества и надежности всех конструкций из контролируемой партии.

С экономической точки зрения более эффективны неразрушающие методы контроля качества, которым в последнее время уделяется все больше внимания [23, 24, 29, 45, 52, 53, 71, 78, 81, 82, 98, 114]. Прежде всего речь идет об ультразвуковых методах [22, 26, 39, 43, 47, 49, 70, 71, 74, 75, 76, 77, 78, 95], сущность которых заключается в изменении скорости распространения ультразвуковых колебаний в разных материалах, а также характеристик их рассеяния и поглощения в зависимости от упругих, вязкопластических, прочностных свойств рассматриваемого материала. Ультразвуковые методы, как правило, эффективны при исследовании свойств небольших образцов и моделей, по возможности неармированных вообще. Должного применения эти методы не получили для контроля армированных конструкций прежде всего по причине возникновения высокого уровня помех, связанных с наличием арматуры, а также не высокой квалификацией работников ОТК на заводах строительной индустрии.

К числу других неразрушающих методов контроля следует отнести радиометрический метод определения объемной массы бетона [71, 75]. Сущность последнего заключается в том, что поток гамма лучей, проходящий через толщу бетона ослабевает до определенной величины в зависимости от физико-механических свойств материала. По степени ослабления потока гамма лучей судят о качестве контролируемой конструкции.

Магнитометрический метод контроля готовых строительных изделий из железобетона основан на взаимодействии искусственно созданного магнитного поля вокруг рассматриваемой конструкции и расположенной в толще элемента стальной арматуры. Для выяснения степени этого взаимодействия используется специальная измерительная аппаратура. Этот метод позволяет не только судить о высоте защитного слоя и напряженном состоянии арматуры в контролируемом изделии [24], но и распознавать ее класс, вид и диаметр.

Среди неразрушающих методов контроля качества железобетонных конструкций следует выделить механические методы, основанные на: вдавливании штампа в бетонную поверхность [19, 51, 75, 93], вдавливании ударника в поверхность бетона [25, 48, 75, 93], измерении упругого отскока ударника [48, 50, 74] и др. Недостатком этих методов является возможность определять прочность только в поверхностных слоях бетона на небольшом участке рассматриваемой конструкции. Известные ультразвуковые [22], акустические [38], резонансные [40], радиоизотопные [20, 113] методы также используются при оценке прочностных характеристик лишь небольших участков железобетонных элементов.

Многие из перечисленных методов стандартизированы [30...35], но тем не менее имеют ограниченное применение. Одной из причин такого положения является невозможность с их помощью дать точную оценку основных показателей качества железобетонных конструкций: прочности, жесткости и трещиностойкости. Их точность зависит от достоверности корреляционных косвенных параметров (к примеру в ультразвуковом методе таким параметром является скорость прохождения ультразвуковой волны) и прочностных показателей бетона.

Поиск путей интегральной оценки качества строительных конструкций является актуальной проблемой. Как известно, в настоящее время пока не существует разработанных эффективных экспериментальных методов оценки величины преднапряжения арматуры в готовом железобетонном изделии [34, 96]. Метод прямого тензометрирования арматуры не может быть использован в массовом производстве ввиду его большой трудоемкости выполнения. Определение напряжения в арматуре с помощью магнитометрического метода не отработано до конца [16, 17, 18] и тому же является технически сложным. Известный способ определения величины натяжения арматуры, основанный на сравнении с эталоном [15], является косвенным и требует испытаний до разрушения большого количества эталонных изделий.

Известный метод волны и удара [43, 116] применяется, как правило в испытании массивных сооружений { = до 30 м). Его сущность заключается в том, что между прочностью бетона на сжатие и скоростью распространения в нем звуковых волн существует прямая связь. После установки на поверхности конструкции излучателя и приемника колебаний (на одной прямой) с помощью специального оборудования создаются механические импульсы на низкой частоте. По времени прохода импульсов судят об их скорости, после чего определяют прочность контролируемого изделия. Рассмотренный метод не нашел широкого применения в силу его косвенности и некоторых сложностей, возникающих в ходе выполнения подготовительных операций.

В связи с этим, в области обследования и испытания сооружений одно из ведущих мест должно отводится контролю физико-механических характеристик конструкций вибрационными (резонансными) методами. Среди всего множества неразрушающих методов контроля, лишь в резонансных присутствует устойчивая функциональная связь между этими характеристиками и известными динамическими параметрами: периодом (частотой), логарифмическим декрементом колебаний. Кроме того, вибрационные методы дают возможность судить о качестве всего железобетонного изделия, а также прогнозировать его надежность в процессе эксплуатации.

Испытания готовых железобетонных изделий вибрационными методами проводятся в режиме свободных и вынужденных колебаний [46]. В первом случае возбуждение колебаний может осуществляться несколькими способами: посредствам сдемпфированного удара [80]; заданием начального смещения (прогиба) с последующим мгновенным снятием сосредоточенной нагрузки (при этом динамические параметры определяются после расшифровки виброграмм или непосредственно по показаниям измерительной аппаратуры [43]). Во втором случае колебания возбуждаются при пуске специального вибровозбудителя. При этом резонансные частоты определяются по показаниям измерительной аппаратуры (частотомера). Полученные значения резонансных частот соответствуют собственным частотам свободных колебаний контролируемого изделия [79].

Взаимосвязь максимального прогиба и основной частоты колебаний балок при продольно-поперечном изгибе

Контролируемую конструкцию (железобетонную плиту) нагружают один раз равномерно распределенной нагрузкой интенсивностью Р [Pw]. Пригодность ее к эксплуатации устанавливают путем сопоставления резонансных частот колебаний серийного и эталонного изделий в нагруженном состоянии под действием равномерно распределенной нагрузки Р по условию fc f3. При этом для серийного изделия резонансная частота колебаний f , определяется экспериментально, а для эталонного - по формуле (2.37).

Пригружение каждого серийного изделия, равномерно распределенной нагрузкой является трудоемкой операцией. Поэтому для устранения указанного недостатка целесообразно производить пригружение конструкции нагрузкой, равномерно распределенной в средней части пролета, а ее интенсивность определять из условия эквивалентности прогибов от действия этой нагрузки и заданной проектом нормативной контрольной нагрузки.

Для многих железобетонных конструкций нормативные нагрузки [Pw] и [Ртр] незначительно отличаются друг от друга. В этом случае для нагружения конструкции второй ступенью нагрузки можно принять среднее значение ее интенсивности между [Pw] и [Рпр] 2 Недостаток рассмотренного способа заключается в том, что с его помощью производится отбраковка всех изделий, которые были изготовлены по минимально возможным допускам.

Указанный недостаток можно преодолеть, если несколько изменить методику контроля трещиностойкости плит. Сущность этих изменений состоит в следующем. Под строгим контролем всех технологических операций изготавливают две эталонные плиты, одну с учетом средних допусков по жесткости, трещиностойкости и прочности, а другую - с учетом минимально возможных допусков. Обе конструкции поочередно устанавливают на опоры, нагружают ступенями равномерно распределенной нагрузки (количество возможных ступеней должно быть не менее трех). На каждом этапе нагружения (и без нагрузки) определяют резонансные частоты колебаний плит. После чего по полученным данным строятся две эталонные кривые, аппроксимируемые по данным испытаний полиномом четвертой степени. Одна кривая соответствует плите дорожного покрытия изготовленной с учетом минимально возможных требований по жесткости, трещиностойкости и прочности (плита № 2), другая — с учетом средне допустимых требований (плита № 1).

Методика контроля серийно изготовленной железобетонной конструкции сводится к установке ее на опоры, нагружению распределенной нагрузкой меньшей или равной пределу трещиностойкости, и измерению собственной частоты колебаний. Если полученное значение резонансной частоты колебаний попадает в область между двумя кривыми (см. рисунок 3.14 главы 3) или находится выше ее пределов, то контролируемое изделие считается годным к эксплуатации, в противном случае оно бракуется. Рекомендации по критериальным границам прикладываемой нагрузки описаны в работе [62], Пример реализации способа приведен в главе 3. 1 Известная в строительной механике [58] закономерность, связываю-щая максимальный прогиб w0 и квадрат основной частоты колебаний со в од-нопролетных шарнирно опертых балках, нашла применение в определении основных показателей качества дорожных плит ПДН (жесткости, трещиностойкости, прочности и величины предварительного напряжения арматуры) через основную частоту колебаний. 2 Для большей достоверности в определении основной частоты колебаний f дорожной плиты предложены две отличные схемы ее испытания: расчетная схема в виде бесконсольной шарнирно опертой балки и расчетная схема в виде двухконсольной балки расстояние между опорами, которой равно 4 м. 3 Анализ работы двух центрально армированных преднапряженных балок показал, что основная частота колебаний балки с арматурой, находя щейся в непосредственном контакте с ее материалом выше основной частоты колебаний балки с арматурой находящейся внутри ее в свободном состоянии, поскольку (Е1)"»(Е1)\ а д/l + Р, /Р д/і + Р, /(PJ . 4 Разработано два способа оценки параметров качества плит дорожного покрытия, позволяющих организовать их поштучный контроль на заводе-изготовителе. 5 Построена математическая модель для определения величины предварительного напряжения арматуры дорожных плит по основной частоте их колебаний. 6 Получены аналитические зависимости для определения основной частоты колебаний дорожной плиты, уложенной на опоры по схеме шарнирно опертой балки, находящейся под действием равномерно распределенной нагрузки. Среди основных задач экспериментальных исследований дорожных плит необходимо выделить следующие: - экспериментальное подтверждение применимости к дорожным плитам известной из строительной механики закономерности, связывающей квадрат основной частоты изгибных колебаний (о2 и максимальный прогиб w0 одно-пролетных балок, нагруженных равномерно распределенной нагрузкой [58]; - экспериментальная проверка наличия функциональной связи между силой натяжения арматуры и основной частотой изгибных колебаний металлической балки; - экспериментальная проверка наличия функциональной связи параметров качества дорожных плит (прочность, жесткость, трещиностойкость, величина преднапряжения арматуры) с их динамическими характеристиками (основной частотой и логарифмическим декрементом изгибных колебаний); - сопоставление эффективности использования различных динамических параметров при оценке качества дорожных плит; - проведение экспериментальных исследований дорожных плит в режиме вынужденных продольных колебаний; доказательство наличия функциональной связи между параметрами качества конструкций и их динамическими характеристиками (основной частотой и логарифмическим декремент колебаний); - анализ экспериментальных данных и их сопоставление с теоретическими выводами и результатами. При выборе экспериментальных образцов руководствовались целью -проследить влияние величины преднапряжения арматуры и поперечной нагрузки на основную частоту изгибных колебаний конструкции. В связи с этим были изготовлены четыре железобетонные плиты: плиты № 1, и № 2 изготовлены с учетом требований технической документации на преднапряженные железобетонные плиты дорожного покрытия ПДН; плита № 3 — со смешанным армированием (50 % стержней подвергались натяжению, а 50 % не напрягались), плита № 4 - с полностью ненапряженной арматурой.

Для более полной проверки применимости теоретических результатов, полученных в предыдущей главе, наряду с дорожными плитами была изготовлена металлическая балка с возможностью регулирования величины преднапряжения находящейся внутри ее арматуры, расположенной на уровне нейтральной оси.

Определение максимального прогиба конструкций в виде пластинок и балок при поперечном изгибе равномерно распределенной нагрузкой

В эксперименте использовался известный метод ударного возбуждения поперечных колебаний. Такой способ передачи колебательной энергии объекту исследования обладает преимуществами, несмотря на то, что при этом не учитываются рекомендации по выполнению условий равенства подводимых к однотипным конструкциям колебательных энергий, указанные в работах [107, 108]. К числу этих преимуществ относятся следующие: - простота реализации создания сдемпфированного удара с помощью специального ударного устройства; - отсутствие прямой необходимости в определении логарифмического декремента колебаний, достоверность которого (по отношению к изделиям одного типа с аналогичными статическими схемами испытания и нагружения), как известно, зависит от точности соблюдения условий по равенству подводимых колебательных энергий. Используемое электромагнитное ударное устройство 4 (см. рисунок 3.5) имеет свои конструктивные особенности. Оно представлено в виде доработанного до требуемых условий эксплуатации контактора типа КТ6042-УЗ с емкостным накопителем, мощность которого регулируется до максимальной величины 600 Дж. Такая мощность позволяет обеспечить в толще рассматриваемой конструкции фибровые напряжения величиной не менее 5% от предельно возможных. Для создания демпфирующего удара поверхность штока, соприкасающаяся с нижней гранью испытываемого изделия, покрыта слоем технической-резины. Такое решение позволило сократить продолжительность переходного (нестационарного) периода колебательного процесса и, тем самым, повысить точность определения собственной частоты колебаний контролируемой конструкции. В ходе проведения экспериментальных исследований использовалась следующие средства измерения и регистрации параметров колебательного процесса. Для определения величины максимального прогиба (см. рисунок 3.5) использовались два индикатора часового типа 3 по ГОСТ 557-68 с ценой деления 0,01мм. Приборы закреплялись на специальных штативах и устанавливались с двух противоположных граней плиты в середине ее пролета. Максимальный прогиб определялся как среднее отчета по двум прогибомерам. Значение максимального прогиба от собственного веса рассматриваемых конструкций было получено с точностью 0,1 мм, при этом использовалась нерастяжимая нить. Выполнение операций заключалась в измерении штангенциркулем зазора между натянутой нитью и верхней гранью плиты. Последовательно производилось не менее трех измерений, после чего вычислялась их средняя величина.

Для регистрации колебательного использовался пьезокерамический датчик ускорения 5 типа КД-32, который крепился к верхней грани испытываемой конструкции в середине пролета на уровне ее продольной оси. Приемники механических колебаний класса КД-32, КД-35 обладают высокой чувствительностью и широким диапазоном регистрируемых частот (от 0 до 10 кГц). В пределах указанного диапазона сохраняется линейность их амплитудно-частотной характеристики (АЧХ).

Механические колебания, преобразованные в электрический сигнал подавались на усилитель 6 марки М60Т (см. рисунок 3.5), а затем на осциллограф С\ -55 и быстродействующий самопишущий прибор RFT 02013 Robotron (Н338/3). Частота и форма изгибных колебаний приблизительно определялись по осциллограмме, а более точно - после расшифровки полученных виброграмм. Скорость движения ленты самопишущего прибора подбиралась с учетом требований оптимальности вычерчивания кривых свободного колебательного процесса.

При проведении экспериментальных исследований с металлической балкой, как уже отмечалось, для контроля натяжения арматуры использовался специализированный прибор марки ИПН-7. Производилось определение числа колебаний натянутой арматуры за промежуток времени, а затем с учетом градуировочнои характеристики для данного класса, диаметра и длины арматуры подбиралась сила ее натяжения. Применяемый прибор позволяет производить измерение собственной частоты колебаний арматуры с погрешностью в пределах ±1,5%. Относительная погрешность прибора при измерении величины преднапряжения арматуры составляет ±4%. В ходе измерения силы натяжения арматуры обязательным условием было обеспечение ее свободного колебания без случайных соприкосновений с различными деталями. Используемая в экспериментальных исследованиях аппаратура была предварительно протарирована в соответствии с требованиями инструкций по ее эксплуатации. На силовые опоры стенда устанавливались две шарнирные опоры (шар-нирно-неподвижную и шарнирно подвижную) с таким расчетом, чтобы расстояние между ними равнялось пролету конструкции в соответствовии с существующими нормами испытаний плит дорожного покрытия. В зависимости от цели проводимых испытаний использовались две схемы опирання и нагруже ния дорожных плит (с полетами 1\ = 4 м и = 6 м). Последняя из них, как показали результаты экспериментов, вполне приемлема для организации сплошного неразрушающего вибрационного контроля дорожных плит. Допустимые отклонения от расчетного пролета по любым из предложенных статических схем не превышали ±3 мм.

Испытываемая конструкция укладывалась на опоры, после чего проверялась плотность контакта нижней грани плиты и шарнирной опоры. При наличии больших зазоров между ними выполнялось несколько пробных "ударов" с целью возбуждения свободных затухающих колебаний в плите. Если в ходе установившегося колебательного процесса наблюдались биения, то выполнялись мероприятия по исключения неплотного прилегания углов панели к опоре. Одним из возможных путей устранения рассмотренного дефекта является расклинивание углов конструкции.

Под конструкцией устанавливался вибровозбудитель колебаний, через соединительные провода подключались средства измерения и регистрации колебательного процесса: первичный преобразователь виброперемещений (датчик), усилитель, самописец, осциллограф согласно принципиальной схеме.

При помощи вибровозбудителя колебаний в средней части пролета конструкции наносился сдемпфированный удар определенного импульса (критериальные границы силы наносимого удара были рассмотрены выше). Возникающие свободные затухающие колебания регистровались осциллографом и самописцем. Обработка и расшифровка полученных виброграмм осуществлялись с использованием известной методики [96].

Экспериментальные исследования конструкций в режиме продольных колебаний

Как известно, вибрационный метод контроля качества железобетонных конструкций с использованием изгибных форм колебаний имеет ряд существенных недостатков среди которых можно выделить следующие: - невозможность применения указанного метода вибрационного контроля к изделиям испытывающим сложное сопротивление; - низкая чувствительность к различным местным дефектам (раковинам, трещинам, неравномерному натяжению арматурных стержней); - при испытании реальных конструкций (плит, балок и т. п.) метод реализуется на частотах инфразвукового диапазона, что оказывает вредное влияние на здоровье обслуживающего персонала, и это обстоятельство ограничивает применение метода в режиме вынужденных колебаний; - при осуществлении испытаний в режиме поперечных колебаний в работу включаются сечения средней зоны (зоны с максимальны изгибающим моментом) и в меньшей степени приопорные участки, где также возможно появление дефектов; - низкая помехозащищенность подобных испытаний, связанная, как уже отмечалось выше, с работой конструкции в инфразвуковом диапазоне; - необходимость применения нестандартных приборов и средств первичного преобразования виброперемещений; - возможность появления нецелевых крутильных колебаний, оказывающих негативное влияние на качество полученных виброграмм, и связанных с ярко выраженным у большинства железобетонных плит дефектом в виде неплоскостности нижней грани; - высокая трудоемкость проведения испытаний готовых железобетонных изделий серийного производства. Большинство перечисленных выше недостатков можно преодолеть, используя для диагностики и контроля качества железобетонных конструкций, работающих на изгиб, продольные волны среднечастотного звукового диапазона. Целесообразность их применения была показана в работах Г. В. Слюса-рева [103] на примере испытания железобетонных перемычек. Нами были проведены динамические испытания дорожных плит, что исследовались выше, и в режиме продольных колебаний. К числу контролируемых динамических параметров конструкций при использовании продольных колебаний относятся также резонансная частота f и логарифмический декремент 6.

Методика и последовательность операций проводимых динамических испытаний плит в режиме продольных колебаний состоят в следующем [60]. Контролируемое изделие 1 (предварительно напряженную дорожную плиту) устанавливают на опоры по схеме однопролетной шарнирно опертой балки (см рисунок 3.15). После подключения устройств возбуждения и регистрации колебаний и измерительной аппаратуры (в комплект которой входят: электродинамический вибровозбудитель 2 типа 11075 (Роботрон), двухлучевой осциллограф 7 марки С1-55, пьезокерамический датчик ускорения 3 типа КД-35, ге-ненратор 4 звуковой частоты ГЗ-112, усилитель мощности 5 марки LV-103 (Роботрон), частотомер 6 43-33) в железобетонном изделии возбуждают продольные колебания среднечастотного звукового диапазона. Плавным вращением ручки генератора осуществляется изменение частоты подаваемого сигнала на излучатель колебаний, а с помощью частотомера и осциллографа - регистрация f и А вынужденных колебаний в среднем диапазоне частот в окрестности резонанса. По полученным экспериментальным данным строятся амплитудно-частотные характеристики (АЧХ) для трех плит дорожного покрытия.

Пригодность серийной конструкции к эксплуатации осуществляется путем сравнения значений ее динамических параметров (частоты f и логарифмического декремента колебаний 6) с соответствующими параметрами для эталонной железобетонной плиты по аналогии с методикой приведенной в изобретении [88], причем, для повышения достоверности полученных результатов использовалось три уровня подводимой колебательной энергии.

Резонансная частота колебаний f определяется непосредственно по графику АЧХ, логарифмический декремент колебаний б - после расшифровки АЧХ с помощью известного выражения [40]:

Здесь fb - резонансная частота колебаний плиты; fі и f2 - частоты колебаний, соответствующие амплитудам, равным половине максимальной 0,5-Атах. Результаты проводимых экспериментальных исследований плит дорожного покрытия ( = 6 м) приведены в таблице 3.6, а значения резонансных частоты f и логарифмических декрементов колебаний б - в таблице 3.7. 1 Статические испытания дорожных плит проводят на специальном стенде, рекомендованном ГОСТом 8829-94. 2 Измерение прогибов и углов поворота при статических испытаниях плит производят с помощью индикатора часового типа ГОСТ 557-68. 3 Взвешивание плит производят с помощью силового динамометра, закрепленного на грузоподъемном механизме. 4 Динамические испытания дорожных плит проводят на специальном стенде, конструкция которого описана в диссертационной работе. 5 Запись виброграмм производят с помощью запоминающего осциллографа типа С8-13, С8-14 или самопишущего прибора RFT 02013 Robotron (Н338/3). В качестве первичных преобразователей вибропермещений при испытании плит как в режиме поперечных, так и в режиме продольных колебаний целесообразно использовать пьезокерамичские датчики ускорения КД-32, КД-35. Хорошо себя зарекомендовали первичные преобразователи виброперемещений на основе оптопар [65,67, 69,105]. 6 Частоту колебаний плит в режиме поперечных колебаний определяют при расшифровке виброграмм, а в режиме продольных колебаний — по показаниям частотомера 43-33. 7 Измерение напряжений в напрягаемой арматуре производят с помощью прибора ИПН-7. 8 В качестве возбудителя поперечных колебаний применяют устройство, конструкция которой описана в диссертационной работе или аналогичное ей. В качестве возбудителя продольных колебаний применяют электродинамический вибровозбудитель типа 11075 (Роботрон); 9 Для создания продольных колебаний на звуковой частоте используют генератор типа ГЗ-112. Контроль сигнала, подаваемого на излучатель и приемник колебаний осуществляется с помощью двулучевого осциллографа марки С1-55.

Похожие диссертации на Интегральная оценка трещиностойкости и прочности железобетонных дорожных плит вибрационным методом