Устройство для гашения транспортной вибрации в зданиях

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

17 А1 (19) (11) (51) 4 F. 02 Э 31/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3875358/29-33 (? ) 08.01.35 (46) 15.08.86. Бюл. № 30 (71) Ленинградский ордена Ленина метрополитен им.В.И.Ленина (72) В.А.Елсуков, П.А,Головнин и С.В.Крамаровский (53) 628.517 (088.8) (56) Патент США № 3.088.062, кл. 318-128, опублик. 1963.

Авторское свидетельство СССР

¹ 759655. кл. Е 02 1) 31/08. 1978. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ

ТРАНСПОРТНОЙ ВИБРАЦИИ В ЗДАНИЯХ, содержащее вибродатчик, который подключен к входу первого усилителя, два элемента задержки, фильтр, один иэ выходов которого подключен к одному из входов фаэовращателя, выход которого подключен к одному из входов основного усилителя мощности, виброкомпенсатор, который соединен с выходом основного усилителя мощности, и дополнительные виброкомпенсаторы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено сумматором, формирователем, дифференцирующей цепью, генератором, фазовым модулятором, фазовым детекторои, вторым усилителем, дополнительными вибродатчиками, усилителями, элементами задержки и усилителями мощности, причем дополнительные виброкомпенсаторы подключены соответственно к выходам дополнительных усилителей, одни из выходов первого и дополнительных усилителей соединены с соответствующими входами сумматоров,другие выходы первого и дополнительных усилителей соединены соответственно с входами первого, второго и дополнительных элементов задержки, выходы которых соединены соответственно с другими входами основного и дополнительных усилителей мощности, выход сумматора соединен с входом фильтра, другой выход которого через последовательно соединенные формирователь и дифференцирующую цепь соединен с входом генератора, выходы которого соединены с одними входами фазового модулятора и фазового детектора, а другой вход фазового модулятора подключен к соответствующему выходу фильтра, выход фазового модулятора подключен к одному иэ входов компенсатора, другой вход которого соединен с выходом фазовращателя, другой вход которого подключен к выходу второго усилителя, вход которого соединен с выходои фазового детектора, другой вход которого соединен с выходом компенсатора.

1250617

15 разом.

При проходе поезда метрополитена в тоннеле создаются колебания бетонного основания пути широкого диаПазона частот, распространяющиеся че- 35 реэ грунт и вызывающие повышенные (по сравнению с предельно допустимыми значениями уровней вибрации по

СН Ф 1304-75) уровни вибрации в близлежащих к линии метрополитена здани- 0 ях.

Вибродатчики 1, 28, 29 и 30, расположенные в месте установки виброкомпенсаторов 16-19, преобразуют механические колебания бетонного основания пути при проходе поезда в электрические сигналы, которые поступают на соответствующие усилители

2,20,21 и 22, выполняющие функцию предварительных усилителей заряда, согласующие высокое выходное сопротивление. Таким образом, широкополосный полезный сигнал с выходов усилителей поступает на соответствующие входы сумматора 3, имеющего общий выход, последовательно пропускает полезньп сигнал с вибродатчика l,возникающего при проходе поезда метро45

Изобретение относится к защите оснований и фундаментов от передачи сотрясений, например, при прохождении поездов метрополитена в тоннеле мелкого заложения для защиты населения в близлежащих жилых зданиях от повышенного уровня вибрации.

Цель изобретения — повышение надежности работы устройства.

На чертеже представлено устройство для гашения транспортной вибрации в зданиях.

Предлагаемое устройство содержит вибродатчик l, первый усилитель 2, сумматор 3, фильтр 4, формирователь

5, дифференцирующую цепь 6, генератор 7, первый фазовый модулятор 8, компаратор 9, второй фазовый детектор 10, второй усилитель ll, фазовращатель 12, усилитель 13 мощности, первый элемент 14 задержки, второй элемент 15 задержки, основной виброкомпенсатор 16, дополнительный виброкомпенсатор 17,18 и 19, дополнительные усилители 20, 21 и 22, дополнительные элементы 23 и 24 задержки, дополнительные усилители 25, 26 и 27 мощности и дополнительные вибродатчики 28, 29 и 30.

Устройство работает следующим об30 политена, и далее последовательно до последнего вибродатчика по длине защищаемого участка тоннеля. Фильтр 4 представляет собой полосовой фильтр с частотой пропускания 31 Гц < именно на этой частоте имеет место значительное превышение уровней вибрации в близлежащих жилых зданиях по сравнению с нормативными значениями ).

Полезный сигнал требуемой частоты (в данном случае оптимальная частота 31Гц) далее поступает с выхода фильтра 4 на вход формирователя 5 а с выхода формирователя 5 — на вход дифференцирующей цепи 6. Основная функция формирователя 5 и дифферен— цирующей цепи 6 состоит в том, чтобы вь.ходное напряжение было пропорционально скорости движения или частоте импульсов, возникающих при прохождении колес поезда над вибродатчиками 1. Выход дифференциальной цепи 6 соединен с входом генератора 7, представляющего собой генератор треугольного напряжения, который выдает сигнал треугольной формы, смешивающийся с полезным сигналом, поступающим с выхода дифференциальной цепи 6, напряжение которого пропорционально скорости движения поезда.

После этого суммарный сигнал поступает на управляющий вход фазового модулятора 8, в котором происходит "качание" в небольших пределах фазы в зависимости от амплитуды сигнала, т.е. определяется величина сигнала, зависящего от фазы относительно оптимального сдвига фазы, которая необходима для оптимального подавления вибрации, возникающей при проходе поезда над вибродатчиками. Основной функцией фазового модулятора 8 является определение добавочного сдвига фазы сигнала, поступающего с . вибродатчиков для получения оптимального подавления вибрации, поэтому на управляющий вход фазового модулятора 8 поступает сигнал с генератора 7 треугольного напряжения, а на другой вход поступает сигнал с другого выхода полосового фильтра 4.

В компаратсре 9 происходит сравнение двух сигналов: первого, поступающего с выхода фазового модулятора 8, и второго, поступающего с выхода фаэовращателя 12, т.е. сравнение фаз и амплитуд для получения сигнала ошибки, который после фазового

1250617 детектора 10 и усилителя 11, выполненного как усилитель постоянного тока, поступает на первый управляющий вход фазовращателя 12. Таким образом, генератор 7, фазовый модулятор 8, компаратор 9, фазовый детектор 10, усилитель 11 предназначены для автоматического управления и подстройки фазы для фазовращателя

12, где происходит сдвиг фазы полезного сигнала на оптимальную величину. Далее сигнал, усиленный по мощности в усилителях 13,25,26,27 мощности,.поступает на входы исполнительных элементов — виброкомпенсаторов (электромагнитных или электродинамических ), которые и создают вибрацию на частоте 31 Гц, противополож ную по фазе вибрации, вызываемой про хождением поезда метрополитена над виброкомпенсатором и рядом расположенным вибродатчиком l. В результате сложения двух виброколебаний, противоположных по фазе, общий уровень уменьшается, что приводит к уменьшению по величине полезного сигнала на выходе вибродатчиков l, а это в свою очередь вызывает уменьшение ошибки по фазе на входе компенсатора и приводит к более точной автоматической подстройке фазовращателя 12, что ведет к еще большему подавлению вибрации в местах расположения виброкомпенсаторов и по всей длине защищаемо го участка тоннеля. С выходов усилителей 2,20,21 и 22 полезный сигнал поступает на соответствующие входы элементов 14,15,23 и 24 задержек, представляющих собой усилитель с детектированием и последовательным!

О

11С-фильтром. На выходе РС-фильтра появляется сигнал лишь в том случае, когда имеется сигнал .с соответствующего вибродатчика, который поступает далее на управляющий вход соответствующего усилителя мощности, вырабатывающего усиленный по мощности полезный сигнал для соответствующего виброкомпенсатора только тогда, когда вагон проходит над ним.

Количество виброкомпенсаторов,вибродатчиков, первых усилителей 2,20, 21 и 22, усилителей 13,25, 26 и 27 мощности, линий 14,15,23-24 задержек зависит от длины защищаемого участка территории жилой застройки. Вибродатчики 1,28,29 и 30, усилители 2, 20, 21 и 22, виброкомпенсаторы 15-19 располагаются в тоннеле в траншее бетонного основания пути, а сумматор

3, фильтр 4, формирователь 5, дифференциальная цепь 6, генератор 7, фазовый модулятор 8, компаратор 9, фазовый детектор 10, второй усилитель

lI, фазовращатель 12, элемент 14 задержек могут быть смонтированы на печатных платах в виде небольшого по размерам пульта, расположенного для удобства контроля в любом помещении на ближайшей станции.

Предложенное устройство позволит эффективно гасить колебания бетонного основания пути при проходе транспортных средств, уменьшить вибрационные нагрузки на фундаменты близлежащих зданий, что приведет к увеличению срока службы зданий, а также созданию более комфортных условий для проживания населения в этих зданиях.