Автоматизация процесса определения усилия в вантовых элементах мостов по частотам собственных колебаний

Приведена информация о разработке усовершенствованной методики определения усилия в натянутых вантовых элементах по частотам собственных поперечных колебаний. Методика прошла апробацию при измерении натяжения вантовых подвесок Бугринского моста в г. Новосибирске и мониторинге усилий в вантах при строительстве моста через р. Иртыш на обходе г. Павлодара (Казахстан). Отмечены особенности методики и проведен анализ динамической работы вантовых элементов в составе мостовых конструкций. Для определения частот собственных колебаний вантовых элементов в режиме свободных колебаний применены тензо- и вибродатчики малогабаритного измерительного комплекса «Тензор МС». Процесс выделения форм собственных колебаний вантовых элементов автоматизирован. Проанализированы параметры характеристик затухания колебаний вантовых элементов. Определены относительные значения диссипации энергии по первым трем формам колебаний вантовых элементов. Для исключения случайных составляющих в спектре частот предложено использовать преобразования исходных виброграмм на основе автокорреляции. Разработан алгоритм по выделению и группированию участков колебаний от «малых» воздействий и фоновых колебаний в отдельные виброграммы. Приведены предпосылки для разработки нового метода преобразования исходного сигнала в спектр частот с разделением на составляющие. Даны предложения по разработке программного обеспечения для автоматизации процесса определения фактических усилий в вантовых элементах. Обоснована необходимость применения в качестве характеристики затухания для конструкций с широким диапазоном частот общего коэффициента затухания. Приведены примеры применения методики как для диагностики, так и при организации комплексной системы мониторинга.

диагностика мостов, динамические параметры, вантовый элемент, усилие в вантовом элементе, частота собственных колебаний, мониторинг

1. Предпусковое обследование, испытания и паспортизация мостовых сооружений по титулу «Мостовой переход через р. Обь по Оловозаводскому створу в г. Новосибирске. Участок от ПК 83+70 до ПК 138+52.57». Бугринский мост через р. Обь: Заключительный научно-технический отчет / Сиб. гос. ун-т путей сообщения; Рук. А. Н. Яшнов; Отв. исполн. И. И. Снежков, И. В. Чаплин и др. Новосибирск, 2014. 194 с.

2. Технический отчет по мониторингу напряженно-деформированного состояния конструкций арочного пролетного строения в процессе надвижки свода арочного пролетного строения протяженностью 380 п. м. по объекту: «Мостовой переход через р. Обь по Оловозаводскому створу в г. Новосибирске» (завершение работ) / Сиб. гос. ун-т путей сообщения; Рук. А. Н. Яшнов; Отв. исполн. И. И. Снежков, И. В. Чаплин и др. Новосибирск, 2014. 60 с.

3. Исполнительные съемки при проведении мониторинга напряженно-деформированного состояния конструкций моста через р. Иртыш в составе объекта «Строительство (реконструкция) автомобильной дороги «Обход г. Павлодар», 3 участок - Мостовой переход через реку Иртыш с регуляционными сооружениями» / Сиб. гос. ун-т путей сообщения; Рук. А. Н. Яшнов; Отв. исполн. И. И. Снежков, И. В. Чаплин и др. Новосибирск, 2016. 17 с.

4. Пат. 2613484 Российская Федерация. МПК G 01L 1/10, G01L 5/04. Способ определения усилий натяжения вантового элемента моста / Яшнов А. Н., Чаплин И. В., Снежков И. И. [и др.]; Заявитель и патентообладатель Сиб. гос. ун-т путей сообщения. № 2015134616; Заявл. 17.08.2015; Опубл. 16.03.2017, Бюл. № 6. 2 с.

5. Поляков С. Ю., Чаплин И. В., Яшнов А. Н. Методика определения напряженно-деформируемого состояния вантовых подвесок Бугринского моста через р. Обь // Справочник инженера. 2014. № 10. С. 56-63.

6. Малогабаритные автоматизированные системы для диагностики ИССО / И. И. Снежков, А. В. Слю-сарь, А. Н. Яшнов и др. // Путь и путевое хозяйство. 2007. № 9. С. 25.

7. Чаплин И. В. Вибродиагностика мостовых сооружений и их элементов / Рук. А. Н. Яшнов // Наука и молодежь СГУПСа в третьем тысячелетии: Сб. науч. ст. аспирантов-стажеров. 2015. № 4. С. 56-63.

8. Динамика железнодорожных мостов / Н. Г. Бондарь, И. И. Казей, Б. Ф. Лесохин и др. М.: Транспорт, 1965. 412 с.

9. Зусман Г. В., Барков А. В. Вибродиагностика. М.: Спектр, 2011. 215 с.

10. ГОСТ Р 54859-2011. Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний. М.: Стандартинформ, 2012. 19 с.