Совершенствование вибрационного метода диагностики засыпных мостов из гофрированного металла

Предложена и экспериментально верифицирована методика количественной оценки напряженно-деформированного состояния засыпных мостов из металлических гофрированных конструкций по данным вибродиагностики. В отличие от известных подходов, ограничивающихся анализом динамических коэффициентов или декрементов, разработанный метод обеспечивает переход от регистрируемых виброускорений к напряжениям. Для этого выполняется двойное численное интегрирование виброускорений с получением динамических перемещений, которые затем пересчитываются в напряжения с использованием верифицированной конечно-элементной модели. Алгоритм предусматривает проведение статических испытаний только на одном объекте группы (базовом), после чего для остальных сооружений применяются лишь динамические испытания. Комплексные испытания пяти однотипных путепроводов, включавшие статическое нагружение автосамосвалами известной массы и синхронную регистрацию деформаций тензорезисторами и виброускорений трехкомпонентными акселерометрами, подтвердили устойчивую корреляцию между напряжениями, восстановленными по вибродиагностике, и непосредственно измеренными при статическом нагружении. Полученные результаты свидетельствуют о применимости метода для оценки технического состояния типовых конструкций без проведения повторных статических испытаний. Разработанная методика позволяет после первичной калибровки выполнять оперативный мониторинг технического состояния МГК-сооружений без остановки движения, что существенно сокращает затраты на обследования и повышает безопасность эксплуатации. В отличие от традиционных статических испытаний, требующих перекрытия движения и значительных временных и финансовых затрат, предложенный метод обеспечивает многократное использование и высокую экономическую эффективность при сохранении достоверности оценки. Установленная корреляционная зависимость между динамическими и статическими напряжениями характеризуется высоким коэффициентом корреляции, что подтверждает надежность предложенного подхода. Благодаря предложенному методу мониторинг засыпных мостов становится быстрым и экономичным, что особенно важно для регулярных обследований большого количества однотипных объектов. 

1. Пермикин А. С., Овчинников И. И. Применение задачи Буссинеска для определения давления на поверхность грунтозасыпных мостов // Транспортные сооружения. 2024. Т. 11, № 2. DOI 10.15862/05SATS224.

2. Овчинников И. Г., Пермикин А. С. Применение теории полубезмоментных оболочек В. З. Власова к расчету фибробетонных арочных конструкций и труб // Интернет-журнал Науковедение. 2019. Т. 7, № 6. С. 05KO615.

3. Анализ экспериментальных исследований поведения металлических гофрированных конструкций под воздействием статических и динамических нагрузок с учетом их совместной работы с окружающим грунтом. Часть 1. Обзор и анализ зарубежных статических экспериментальных исследований / И. Г. Овчинников, В. С. Беляев, Л. С. Яковлев, И. А. Осокин // Интернет-журнал Науковедение. 2013. № 6 (19). URL: http://naukovedenie.ru/PDF/130TVN613.pdf.

4. Зазвонов В. В. Расчетно-экспериментальное исследование напряженно-деформированного состояния железобетонного свода грунтозасыпного моста // Строительная механика и конструкции. 2010. № 1. С. 31–40.

5. Сафронов В. С., Зазвонов В. В. Влияние деформационных характеристик песчаной засыпки на напряженно-деформированное состояние грунтозасыпных мостов // Строительная механика и конструкции. 2010. № 1. С. 16–20.

6. Осокин И. А. Совершенствование методов расчета металлических гофрированных конструкций с эксплуатационными повреждениями: дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург, 2014. 242 с.

7. Новодзинский А. Л., Клевеко В. И. Учет влияния толщины гофрированного элемента на прочность и устойчивость металлической водопропускной трубы // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2012. № 3. С. 88–94.

8. Абрамов В. Н. Способ расчета грунто-стальных арочных гофрированных мостов по деформационному критерию с учетом нелинейной работы // Автомобильные дороги. 2012. № 3. С. 45–48.

9. Кузнецов Р. В., Лавров Д. И. Определение степени снижения грузоподъемности и долговечности преднапряженных мостовых пролетных строений с поперечными стыками по вибрационным параметрам // Дороги и мосты. 2025. № 53/1. С. 145–168. DOI 10.70991/1815-896X-2025-1-53-145-168.

10. Каптелин С. Ю. Испытание сооружений динамическими нагрузками // Известия ПГУПС. 2014. № 2. С. 92–98.

11. Расчетная оценка возможных причин разрушения гофрированной трубы под автомобильной дорогой в Крыму / И. И. Овчинников, И. Г. Овчинников, М. А. Блинков, А. И. Зарудний // Транспортные сооружения. 2017. Т. 4, № 1. DOI 10.15862/01TS117.

12. Саадалов Т. Ы., Мырзаибраимов Р. М., Абдуллаева Ж. Д. Методика расчета коэффициента корреляции Фехнера и Пирсона, и их области применения // Бюллетень науки и практики. 2021. Т. 7, № 10. С. 270–276. DOI 10.33619/2414-2948/71/31.

13. Яшнов А. Н., Снежков И. И., Чаплин И. В. Определение доли нагрузки, приходящейся на главную балку пролетного строения, по частотам собственных колебаний // Модернизация и научные исследования в транспортном комплексе. 2015. Т. 1. С. 526–529. EDN RXSLCL.