Способ динамических испытаний пролётных строений

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов. Способ заключается в создании возмущающих динамических сил в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных к пролетному строению (ПС). Для генерации импульсов с частотой собственных колебаний (ПС) пропускают по ПС автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги, а расстояния между ними выбирают с учетом периода собственных колебаний ПС и скорости автомобиля. Автомобиль при движении по ПС совершает прыжки с порогов, воздействуя на ПС всеми колесами, и создает тем самым возмущающие динамические силы в виде импульсов. Массу автомобиля выбирают возможно большей, а число порогов при необходимости увеличивают до достижения амплитудой колебаний величины, достаточной для точного измерения декремента колебаний ПС. 2 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к способам динамических испытаний пролетных строений (ПС) и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов.

При проведении динамических испытаний ПС часто бывает нужно измерить декремент его колебаний. Для правильных измерений необходимо, чтобы измеренные значения не зависели от амплитуды «испытательных» колебаний. Последнее возможно только при условии, что амплитуда колебательных напряжений σ≥0,02R, R - расчетное сопротивление материала [А.В. Александров, В.Д. Потапов, В.Б. Зылев. Строительная механика. Книга 2 - Динамика и устойчивость упругих систем. Москва: "Высшая школа", 2008, с. 41].

Такие измерения можно провести, воспользовавшись известным способом контроля технического состояния пролетного строения (ПС), включающим воздействие на ПС динамической нагрузки в виде периодически повторяющихся импульсов, которая создается с помощью ударного механизма, жестко закрепленного в центре ПС [патент РФ №2194978]. Такой способ позволяет возбудить колебания ПС с нужной частотой и амплитудой. Недостатком способа является относительная сложность и трудоемкость его применения: нужен массивный и мощный ударный механизм и нужно провести работу по его жесткому закреплению и удалению без повреждения ПС.

От этого недостатка свободен известный способ динамических испытаний пролетных строений, по которому возмущающие динамические силы в виде периодически повторяющихся импульсов создают посредством проезда двухосного автомобиля по порожкам (доскам, уложенным поперек проезда) [СНиП 3.06.07-86. Мосты и трубы. Правила обследований и испытаний, пункт 3.21]. Практически всегда можно найти автомобиль достаточно большой массы, однако способ не гарантирует, что колебания ПС будут возбуждены на собственной частоте.

Целью изобретения является упрощение способа и расширение диапазона его применения.

Для этого пропускают по ПС автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги (доски), а расстояния между ними выбирают по формуле:

L=VT,

где L - расстояние между порогами,

Т - период собственных колебаний ПС,

V - скорость автомобиля.

Автомобиль при движении по ПС совершает прыжки с порогов, воздействуя на ПС всеми колесами, и создает тем самым возмущающие динамические силы в виде импульсов, повторяющихся с частотой собственных колебаний ПС. Массу автомобиля выбирают возможно большей, а число порогов при необходимости увеличивают до достижения амплитудой колебаний достаточной величины.

На фигуре 1 приведена фотография ПС с разложенными досками. На фигуре 2 изображена диаграмма деформаций при возбуждении колебаний первой формы.

Реализация способа показана на примере динамических испытаний моста в г. Волгограде.

Период прилагаемой силы должен совпадать с расчетным периодом колебаний пролетного строения для данной формы. По окончании действия раскачивающей силы производится хронографическая запись напряжений в нагружаемом пролете. Определение декремента колебаний производится при помощи прямого преобразования Фурье полученных хронограмм.

Методика создания периодически изменяемой силы для раскачивания пролетного строения на заданной частоте была принята следующая:

1. На середине испытываемого пролета устанавливается порожек (доска толщиной 40-50 мм).

2. От этой доски с постоянным интервалом вдоль пролета устанавливается еще 5 таких же досок. Интервал выбирается таким образом, чтобы автомобиль, проезжая через эти порожки с постоянной скоростью (была выбрана скорость 20 км/час), совершал прыжки с периодом, равным периоду возбуждаемых колебаний.

В таблице приводятся данные положения досок для возбуждения колебаний первых трех форм. На фигуре 1 показан момент начала движения грузовика по расставленным для возбуждения колебаний на первой форме доскам.

Датчиком для динамических испытаний служил электронный тензометр РФ206, входящий в состав компьютерной измерительной системы «КИС-ИМИДИС», установленный на ребре нижней ребристой плиты в середине пролета возле левой стенки коробки. База измерений равнялась 100 мм.

На фигуре 2 показана диаграмма деформаций, полученная при возбуждении колебаний (тонкая кривая) и та же диаграмма после фильтрации нижних частот (толстая кривая, частота среза фильтра равна 2 Гц). Как видно из диаграммы, при каждом прыжке через порожек возникают вынужденные колебания с частотой около 3,5 Гц, вызванные колебаниями подрессоренной массы автомобиля. Одновременно возникают и низкочастотные колебания, частота которых близка к частоте собственных колебаний пролетного строения. Амплитуда этих колебаний составляет примерно 30 кг/см2, так что декремент колебаний ПС уже не зависит от ее величины.

Способ динамических испытаний пролетных строений, по которому создают возмущающие динамические силы в виде периодически повторяющихся импульсов, приложенных к пролетному строению, для чего пропускают по пролетному строению автомобиль, причем предварительно укладывают поперек проезда пороги (доски), отличающийся тем, что расстояния между порогами выбирают по формуле:

L=VT,

где L - расстояние между порогами,

Т - период собственных колебаний ПС,

V - скорость автомобиля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для виброакустических испытаний различных систем, имеющих упругие связи с корпусными деталями объекта.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Стенд содержит основание, на котором закреплена жесткая переборка с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции, и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик.

Вибровозбудитель колебаний механических конструкций состоит из корпуса, силового привода, упругих шарниров, штока, соединенного с упругой тягой. При этом шток силового привода соединен упругой тягой с подвижной платформой со сменным грузом, которая установлена на упругом шарнире, состоящем из двух пересекающихся под углом 90° упругих пластин, соединяющих подвижную платформу с корпусом.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Заявленное изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано при экспериментальной обработке изделий в лабораторных условиях. Сущность способа заключается в воспроизведении виброударных процессов на электрически управляемых вибростендах, характеризующихся формированием управляющего сигнала в виде временного отрезка импульсной переходной функции, получаемого путем управления начальной фазой и длительностью, причем указанное управление по сути представляет стробирование указанного управляющего сигнала, кроме того формирование указанного управляющего сигнала осуществляют с регулировкой уровня постоянной составляющей задаваемого сигнала.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для прогнозирования параметров качества обрабатываемой поверхности. Способ включает формирование полигармонического возбуждающего воздействия на входе металлообрабатывающего станка путем взаимодействия инструмента станка в виде шлифовального круга или дисковой фрезы с поверхностью заготовки в виде пластины с пазами прямоугольного профиля в процессе ее обработки с заданными параметрами.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям объектов путем воздействия на них внешним гидростатическим давлением. Способ включает размещение объекта испытаний (ОИ) на опоре, герметичное закрепление на ОИ камеры в виде трубы, заполнение камеры рабочей жидкостью большой вязкости, создание испытательной нагрузки на поверхность ОИ при помощи груза, падающего на плунжер, размещенный в камере над рабочей жидкостью.

Изобретение относится к области испытательного оборудования, предназначенного для испытаний на работоспособность СИ и ВУ при задействовании их импульсами тока различной формы и амплитуды в момент действия ударных нагрузок.

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при испытании конструкций и отдельных элементов зданий и сооружений, работающих на изгиб с кручением при статическом и кратковременном динамическом воздействии с определением точной деформационной модели конструкции, например балок или плит.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.
Наверх