Методика, приборы и оборудование для регистрации колебаний   пролетного строения моста при динамических испытаниях

При проведении динамических испытаний моста использовались два полностью загруженных самосвала SHACMAN, каждый массой около 41т. Общий вес испытательной нагрузки – 82,28тс.

В качестве измеряемых параметров приняты вертикальные прогибы главных металлических балок Б1 и Б2 в сечении посередине 1-го пролёта моста. Регистрация колебаний главных балок пролетного строения осуществлялась с помощью электронного измерительного комплекса (рис. 2.47) с использованием двух триангуляционных лазерных датчиков (рис. 2.45 – 2.46) серии РФ603 производства ООО «РИФТЕК» республики Беларусь. Установленные под мостом электронные датчики измеряли вертикальные прогибы нижнего пояса в среднем сечении балки Б1 (рис. 2.45) и среднем сечении балки Б2 (рис. 2.46) в 1-м пролете. Схема установки измерительных приборов при регистрации натурных колебаний пролетного строения моста представлена на рис. 6.6.

В пролете №1 моста измерения вертикальных прогибов главных балок пролетного строения осуществлялись относительно неподвижной точки на берегу реки Хопер. Для этого между нижними поясами главных балок Б1 и Б2 пролетного строения и укрепленном в грунте на берегу реки деревянным брусом располагалась проволочная связь (рис. 2.45-2.46), к которой через гибкую металлическую пружину жесткостью около 1,0 кгс/см был закреплен экран на расстоянии 105 мм для отражения лазерного луча измерительного датчика. При этом максимальный диапазон измерения перемещений составляет 50мм. При такой схеме измерения перемещения экрана с точностью до продольных деформаций участка проволочной связи между нижним поясом главной балки пролетного строения и экраном совпадали. Таким образом, измеряя с помощью лазера изменения базового расстояния между экраном и датчиком, производится регистрация прогибов главных балок пролетного строения. В соответствии с паспортными данными датчика серии РФ603 погрешность измерений, которая определяется разрешением лазерного прибора, не превышает 0,01 измеряемого диапазона, что соответствует при максимальном диапазоне измерений 50мм величину δ= 50мкм.

При измерениях колебаний пролетного строения регистрация осуществлялась в цифровом виде с частотой (26÷27) Гц. По каналам проволочной связи между измерительными датчиками и портативным компьютером (рис. 2.47) данные регистрации архивировались массивами десятичных чисел с помощью программы Excel. При визуальном анализе зарегистрированных данных строились графики изменения перемещений точек пролетного строения в зависимости от времени, а также вычислялись спектральные плотности амплитуд построенных графиков с помощью численного преобразования Фурье по программе Mathcad.

Рис. 6.6

Схема установки датчиков при регистрации колебаний главных балок Б1 и Б2 в пролете 1  пролетного строения моста

Данные измерений колебаний пролетного строения моста и их количественный и качественный анализ

По результатам измерений колебаний пролетного строения во время проезда в сторону г. Воронеж и в сторону г. Саратов по полосам проезжей части моста с различными скоростями полностью загруженных трехосных автомобилей (рис. 2.48-2.50) произведена камеральная обработка полученных данных.

С использованием процедур математического вычислительного комплекса Mathcad построены графики изменения вертикальных перемещений главных балок Б1 и Б2 в середине 1-го пролёта моста в зависимости от времени, а также вычислены спектральные плотности построенных графиков с помощью численного преобразования Фурье.

Ниже на рис. 6.7 – 6.20 представлены полученные графики изменения перемещений во времени для узлов на нижнем поясе главных балок Б1 и Б2 в 1-м пролете моста, а также соответствующие им спектральные плотности для различных скоростей проезда грузовых автомобилей по мосту в различных направлениях. Там же описаны скорости движения, направления движения и полосы проезда грузовых автомобилей по проезжей части моста.

Для определения логарифмического декремента, характеризующего важные для оценки динамических качеств транспортного сооружения затухание колебаний, проанализированы свободные колебания пролетного строения после съезда с рассматриваемого моста грузовых автомобилей. Графики свободных колебаний для трёх наиболее характерных зарегистрированных виброграмм вертикальных перемещений главной балки Б1 в середине 1-го пролёта моста приведены ниже на рис. 6.22.

В целях анализа полученных при измерениях данных о реакции несущих конструкций автодорожной части мостового перехода через реку Хопер при проезде по нему автомобилей выполнен количественный анализ, результаты которого приведены в табл. 6.2 настоящего раздела 6  технического отчета.

Таблица 6.2

Измеренные параметры колебаний главных балок Б1 и Б2 в середине крайнего пролета №1

  при проезде по мосту двух трехосных грузовых автомобилей SHACMAN полной массой 41т 

1/ 6.7