2.1.3.1. Tải trọng thử.
Điều 3.4, quy trình thử nghiệm cầu 22TCN - 170 - 87, quy định: "Khi thử tĩnh trong trờng hợp thông thờng phải lấy hoạt tải thẳng đứng bằng hoạt tải tiêu chuẩn nhân với hệ số xung kích tính toán. Khi không thể lập đợc tải trọng nh trên thì cho phép giảm nhẹ tải trọng thử nhng trong bất kỳ trờng hợp nào tải trọng thử này cũng không đợc nhỏ hơn.
- Tải trọng nặng nhất thực tế đã thông qua trên tuyến (đối với cầu đờng sắt). - 80% hoạt tải tiêu chuẩn nhân với hệ số xung kích tính toán (đối với cầu đờng ô tô).
Trong trờng hợp không có xe nh quy định ở điều 3.4, điều 3.5 trong quy trình cũng cho phép "nếu gặp khó khăn trong thực tế (nh tải trọng trục bánh xe không đạt yêu cầu...) thì có thể bố trí tải trọng sao cho đạt đợc giá trị nội lực t- ơng đơng với nội lực thiết kế ở các tiết diện có bố trí điểm đo".
2.1.3.1. Các sơ đồ tải trọng.
- Sơ đồ tải trọng là một cách xếp xe tải trên cầu để đại lợng đo có giá trị bất lợi nhất. Nh vậy trong mỗi sơ đồ tải trọng cần phải xét cách xếp xe theo chiều dọc
- Điều 3.6. Quy trình thử nghiệm cầu quy định "Việc bố trí tải trọng dọc và ngang công trình, bố trí lệch tâm hay đúng tâm phải xuất phát từ điều kiện làm việc bất lợi nhất cho công trình và các bộ phận cầu cần thử nghiệm của nó và phải đợc quy định chặt chẽ trong đề cơng thử nghiệm cầu”. Cũng trong quy trình này điều 3.19 còn quy định "Thờng có hai phơng án xếp xe để thử theo phơng ngang cầu: xếp xe chính tâm cầu và xếp xe lệnh tâm cầu. Trong trờng hợp nào cũng phải thử theo phơng án xếp xe chính tâm cầu, còn tùy theo tầm quan trọng của kết cấu có thể thử theo cả phơng án thứ hai. Đối với cầu treo, cầu dây văng, cầu có hai làn xe trở lên nhất thiết phải thử theo cả hai phơng án xếp xe”.
- Căn cứ vào các quy định trên nhận thấy để có một sơ đồ tải trọng cần tiến hành theo trình tự sau:
+ Vẽ đờng ảnh hởng của đại lợng cần đo, chẳng hạn để đo ứng suất pháp tại một mặt cắt nào đó cần vẽ đờng ảnh hởng mômen uốn của mặt cắt đó, để đo ứng suất trên một thanh dàn cần vẽ đờng ảnh hởng nội lực của thanh vv...
+ Trên đờng ảnh hởng đã vẽ xếp xe ở vị trí bất lợi nhất. Nếu tải trọng thử có kích thớc và tải trọng xe xấp xỉ tải trọng tiêu chuẩn thì xếp nh đoàn xe tiêu chuẩn. Thông thờng các xe thử không giống xe tiêu chuẩn khi đó cần điều chỉnh khoảng cách giữa các xe sao cho đại lợng đo do đoàn xe thử sinh ra xấp xỉ bằng đại lợng đo do đoàn xe tiêu chuẩn sinh ra.
Chú ý là với dầm giản đơn, tải trọng thử là tải trọng tập trung tại các trục xe khi đó mặt cắt có mômen uốn lớn nhất không phải là mặt cắt giữa nhịp mà là mặt cắt dới một tải trọng tập trung nào đó đặt đối xứng với điểm đặt của các hợp lực qua điểm giữa nhịp. ở mặt cắt này mômen uốn do hoạt tải sinh ra lớn nhất nhng mômen uốn do tĩnh tải sinh ra lại nhỏ hơn mặt cắt giữa nên ngời ta thờng đo ứng suất pháp tại mặt cắt giữa để cùng với mặt cắt đo độ võng.
Sau khi đã xếp xe ở vị trí bất lợi nhất trên đờng ảnh hởng tính đợc số xe theo chiều dọc cầu, đem số xe này nhân với số làn xe đợc số xe cần thiết cho một sơ đồ tải trọng.
+ Theo chiều ngang cầu nhất thiết phải xếp xe đúng tâm, sau đó xếp một sơ đồ lệch tâm về thợng lu hoặc hạ lu hoặc lệch tâm cả thợng lu và hạ lu.
Trên hình 2 - 1 giới thiệu sơ đồ đặt tải để đo ứng suất pháp trên các mặt cắt E (mặt cắt có mômen tuyệt đối lớn nhất) và mặt cắt C ở giữa nhịp khi tải trọng thử là đoàn xe tiêu chuẩn H - 10 với khẩu độ tính toán của nhịp giản đơn l = 18m.
Trên hình 2 - 2 giới thiệu sơ đồ tải trọng để đo ứng suất các thanh X2 và D1
khi tải trọng thử là đoàn tầu theo TCVN.
Hình 2.1: Sơ đồ tải trọng (theo chiều dọc cầu) để đo ứng suất pháp ở mặt cắt có mômen tuyệt đối lớn nhất E (hình a) và mặt cắt giữa nhịp C (hình b)
b. Đờng ảnh hởng thanh X2;
c. Sơ đồ đoàn tàu để đo ứng suất thanh X2; d. Đờng ảnh hởng thanh D1;
Hình 2 3– : Sơ đồ tải trọng để đo ứng suất pháp khi tải trọng là đoàn xe H - 30.
a. Sơ đồ kết cấu nhịp;
b. Đờng ảnh hởng mômen và sơ đồ tải trọng để đo ứng suất pháp ở mặt cắt E
c. Đờng ảnh hởng mômen và sơ đồ tải trọng để đo ứng suất pháp ở mặt cắt A;
d. Đờng ảnh hởng phản lực gối A và sơ đồ tải trọng để đo độ lún gối A.
Hình 2 - 4: Sơ đồ tải trọng đo ứng suất các mặt cắt B, C và D khi tải trọng thử là đoàn xe H - 30.
Hình 2 - 5: Sơ đồ xếp tải lệch tâm (hình a) và đúng tâm (hình b) cho cầu có bề rộng đờng xe chạy 4m, tải trọng là xe H - 10.
Hình 2 - 6: Sơ đồ xếp tải lệch tâm và đúng tâm cho cầu có bề rộng đờng xe chạy 8m, tải trọng là xe H - 30.