W ramach dwóch głównych programów drogowych Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad (GDDKiA) realizujemy obecnie 127 zadań o łącznej długości niemal 1625 km. Podczas prac na tych inwestycjach powstanie wiele obiektów mostowych (mostów i wiaduktów). Dyrekcja musi mieć pewność, że każdy z nich, zanim zostanie oddany do ruchu, jest w pełni bezpieczny dla użytkowników.
Dlatego na obiektach mostowych przeprowadzane jest badanie pod próbnym obciążeniem. Obowiązek taki nakłada rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie przepisów techniczno-budowlanych dotyczących dróg publicznych. Jest to jeden z kluczowych etapów przed złożeniem wniosku o pozwolenie na użytkowanie tych obiektów.
Czym są próbne obciążenia
Próbne obciążenie jest badaniem odbiorczym nowego obiektu mostowego. Ma ono na celu weryfikację, czy rzeczywista jakość i wytrzymałość wybudowanej konstrukcji odpowiada założeniom projektowym.
Ogólne zasady przeprowadzania badań pod próbnym obciążeniem swego czasu zawarte były w Polskich Normach oraz „Zaleceniach dotyczących wykonywania badań pod próbnym obciążeniem drogowych obiektów mostowych” wydanych przez GDDKiA. Obecnie zasady te określone są w „Wytycznych wykonywania badań drogowych obiektów mostowych pod próbnym obciążeniem”, które są rekomendowane do stosowania przez ministra właściwego do spraw transportu. Szczegółowe zasady przeprowadzenia próbnego obciążenia danego obiektu określają specyfikacje techniczne, które przygotowuje jego projektant.
Przed przystąpieniem do prób obciążeniowych konieczne jest przygotowanie projektu próbnego obciążenia oraz przeprowadzenie oględzin obiektu. Oględziny (ze szczególnym uwzględnieniem ewentualnych rys lub innych widocznych uszkodzeń na obiekcie) przeprowadzane są także po próbie obciążeniowej.
Próbne obciążenie drogowego obiektu mostowego wykonuje się, wykorzystując samochody ciężarowe (wywrotki) załadowane piaskiem lub innym materiałem balastowym. Masę i nacisk na oś, jakie powinny mieć te pojazdy, określa projekt próbnego obciążenia. Wskazuje on też m.in. gdzie samochody powinny być usytuowane oraz wskazuje lokalizację miejsc pomiarowych. Mierzone są wartości przemieszczeń pionowych, osiadania podpór, ewentualnie odkształcenia i naprężenia elementów konstrukcji, przyśpieszenia drgań badanych przęseł. Pomiary przeprowadzane są z wykorzystaniem zestawów badawczych wyposażonych m.in. w specjalne czujniki.
Następnie wyniki pomiarów przeprowadzonych podczas próby poddawane są analizie. Obejmuje ona m.in. ich zgodność z wartościami obliczonymi w analizie wytrzymałościowej konstrukcji, opracowywanej w ramach projektu próbnego obciążenia. W analizie uwzględniane są również wspomniane już efekty oględzin.
Projekt próbnego obciążenia obiektu oraz analizę jego wyników wykonuje jednostka naukowa, a badania - laboratorium posiadające odpowiednie akredytacje. Laboratorium wchodzi w skład jednostki naukowej lub tworzy z nią konsorcjum. Podmioty te muszą być niezależne od wykonawcy danej inwestycji.
Statycznie lub dynamicznie
Próbne obciążenia obiektów mostowych dzielą się na statyczne i dynamiczne. W przypadku tych pierwszych, pomiarów dokonuje się po zatrzymaniu obciążonego pojazdu w wyznaczonym miejscu. Pozwalają one określić np. sztywność ustroju nośnego obiektu mostowego poprzez „pomiar” jego ugięcia pod obciążeniem. Natomiast na podstawie pomiarów osiadań możliwa jest ocena nośności podpór.
Próbne obciążenia dynamiczne mają z kolei na celu określenie częstotliwości drgań, współczynnika tłumienia i dynamicznych właściwości przęseł. Przeprowadzane są z wykorzystaniem obciążonych pojazdów, które poruszają się najpierw z prędkością 10 km/h, następnie z prędkością maksymalną dopuszczoną dla danego pojazdu na odcinku drogi, na którym znajduje się obiekt i przynajmniej jedną prędkością pośrednią między 10 km/h a prędkością maksymalną. Mogą być również dodatkowo zrealizowane przejazdy uwzględniające najechanie na przeszkodę (próg o grubości nie mniejszej niż 5 cm) umieszczoną na moście lub wiadukcie.
Próbne obciążenia przeprowadzane są po uzyskaniu przez obiekt mostowy pełnej wytrzymałości projektowej. Istotnym czynnikiem, który brany jest pod uwagę, są też warunki pogodowe i pora dnia. Chodzi o wyeliminowanie ewentualnego wpływu temperatury i nasłonecznienia na stan naprężenia i odkształcenia konstrukcji obiektu. Dlatego właśnie latem próby obciążeniowe zazwyczaj przeprowadza się w pochmurne dni lub nocą (nie wcześniej niż dwie godziny po zachodzie i nie później niż dwie godziny przed wschodem słońca).
Najważniejsze jest bezpieczeństwo
Próbne obciążenie obiektu ma na celu uzyskanie pewności, że obiekt może być bezpiecznie użytkowany przez kierowców i podróżnych. Przeprowadzenie tego procesu, potwierdzającego jakość wykonanych prac oraz wytrzymałość wybudowanej konstrukcji, jest niezbędne do złożenia wniosku o pozwolenie na użytkowanie. Wydaje je odpowiedni miejscowo organ nadzoru budowlanego
Źródło: GDDKiA