Любовь Александровна Полякова, аспирант кафедры «Мосты»
Новосибирск, Россия
Lyubov A. Polyakova – Postgraduate of the Bridges Department
Novosibirsk, Russia
Существующие методы обнаружения размывов опор железнодорожных мостов не исключают возникновения непредвиденных аварийных ситуаций. Это связано с невозможностью выполнения работ в период паводков, а также с довольно редкой периодичностью промеров глубин на малых и средних мостах. Поэтому целью исследования является повышение эксплуатационной надежности железнодорожных мостов за счет совершенствования метода обнаружения размывов грунта у опор по частотам собственных колебаний.В ходе исследования для установления фактического динамического характера работы опор железнодорожных мостов выполнены натурные измерения частот собственных колебаний. Вибродиагностика проведена для 30 опор различного конструктивного исполнения при фактической глубине заложения фундаментов. Измерения произведены с применением многофункциональной измерительной системы «Тензор МС». Для прогнозирования изменений зафиксированных частот колебаний при развитии размыва выполнены расчетные исследования. Разработанные математические модели опор учитывают совместность их работы с пролетными строениями и взаимодействие с грунтами основания. Выполнена оценка характера работы опорных частей при свободных колебаниях конструкции. Также установлена необходимая степень детальности моделирования конструкций для получения данных, соответствующих фактически зафиксированным. Оценка соответствия модели фактическому динамическому характеру работы опор произведена по величине конструктивного коэффициента. После верификации расчетных моделей для всех объектов исследования выявлены расчетно- экспериментальные зависимости частот колебаний опор от глубины размыва.Внедрение усовершенствованного метода мониторинга размывов грунта у опор железнодорожных мостов позволит повысить эксплуатационную надежность железнодорожных мостов, а также сократить затраты на проведение работ по контролю глубин размывов.
Existing methods for detecting of railway bridge scour do not exclude the occurrence of unforeseen emergencies. This is due to the impossibility of performing work during the flood period, as well as the rather rare frequency of depth measurements on small and medium-sized bridges. Therefore, the aim of the study is to improve the operational reliability of railway bridges by improving the method for detecting bridge scour by the natural vibration frequencies.In the course of the study, in order to establish the actual dynamic nature of the operation of the railway bridge piers, full-scale measurements of the natural vibration frequencies were performed. The vibration measurement carried out for 30 supports of various designs at the actual depth of foundations. The measurements used the multifunctional measuring system “Tensor MS”. Computational studies completed to predict changes in the fixed natural vibration frequencies during the development of bridge scour. The developed mathematical models of piers take into account the compatibility of their work with superstructures and interaction with base soils. In this research, nature of the work of the carriages with free vibrations of the structure is estimated. Also, the required degree of detail in the modeling of structures is established to obtain data corresponding to the actually recorded ones. The assessment of the conformity of the model to the actual dynamic nature of the operation of the supports is made by the value of the design coefficient. After verification of the calculation models for all objects of study, the calculation and experimental dependences of the natural vibration frequencies of the piers on the depth of bridge scour are revealed.The introduction of an improved method for monitoring soil erosion of railway bridge scours will improve the operational reliability of railway bridges, as well as reduce the cost of carrying out work to control the depth of bridge scours.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.