RU2194978C2 - Procedure testing technical state of framework of bridge - Google Patents

Procedure testing technical state of framework of bridge Download PDF

Info

Publication number
RU2194978C2
RU2194978C2 RU2000127217/28A RU2000127217A RU2194978C2 RU 2194978 C2 RU2194978 C2 RU 2194978C2 RU 2000127217/28 A RU2000127217/28 A RU 2000127217/28A RU 2000127217 A RU2000127217 A RU 2000127217A RU 2194978 C2 RU2194978 C2 RU 2194978C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
framework
axes
accelerometers
zone
pair
Prior art date
Application number
RU2000127217/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2000127217A (en
Inventor
Н.И. Дегтев
В.А. Кузьмин
В.Н. Щукина
В.А. Ярных
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Квант"
Priority to RU2000127217/28A priority Critical patent/RU2194978C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2194978C2 publication Critical patent/RU2194978C2/en
Publication of RU2000127217A publication Critical patent/RU2000127217A/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: non-destructive testing of frameworks. SUBSTANCE: procedure testing technical state of framework of bridge consists in action of dynamic load with wide spectrum of frequencies on framework, in measurement of parameters of mechanical vibration with the aid of accelerometers in check points of framework, in obtainment of parameter of diagnostic sign and in determination of zone of anomalous tension by change of this parameter on basis of criterion. Check points are selected on framework in pair symmetry relative to longitudinal and lateral symmetry axes of framework. Three angular accelerometers which sensitive axes lie on three mutually perpendicular directions are anchored in each check point. Framework is subjected to dynamic load symmetric with reference to axes of framework, root-mean-square value of output electric signal of each accelerometer is measured in this case in frequency range from 0.1-800.0 Hz. Ratios of RMS values per each pair of accelerometers with same orientation of sensitive axes in each pair of check points symmetric relative to longitudinal and lateral axes of framework are computed as parameter of diagnostic sign. These ratios are compared with the help of criterion by formula |1-r|>γ, where r is above-mentioned ratios of RMS values; γ is conventional numerical value specified in accord with technical standards for particular type of structure of framework and corresponding to anomalous deviation of mechanical stresses in framework from symmetry axis. Line connecting pair of check points symmetric with reference to longitudinal or lateral axes of framework for which value r satisfies given criterion indicates direction to position of zone of anomalous mechanical stress and crossing of these lines determines location of this zone. EFFECT: raised accuracy of location of zone of anomalous mechanical stress in framework. 2 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к способам неразрушающего контроля технического состояния пролетных строений (ПС) и может быть использовано для контроля и диагностики других инженерных сооружений и конструкций, таких как каркасы зданий, трубопроводы, заводские трубы, телебашни, суда, летательные аппараты и т.п. The present invention relates to methods for non-destructive testing of the technical condition of spans and can be used to control and diagnose other engineering structures and structures, such as building frames, pipelines, factory pipes, television towers, ships, aircraft, etc.

Известны различные способы неразрушающего инструментального контроля технического состояния и диагностики повреждений (дефектов) ПС, среди которых большое распространение получили динамические способы, при которых ПС подвергаются различного рода динамическим нагрузкам - одиночным, периодически повторяющимся ударам, синусоидальной или широкополосной вибрации (1-3). При этом, в ПС возбуждаются вынужденные и собственные колебания, параметры которых (частота, амплитуда, фаза) измеряются в фиксированных контрольных точках с помощью первичных измерительных преобразователей какой-либо механической величины (перемещения, скорости, ускорения) в электрическую (заряд, ток, напряжение). Обрабатывая полученную таким образом информацию, получают, так называемый, "динамический портрет" ПС (2), анализируя который на основании какого-либо диагностического признака и критерия, можно выявить зоны аномального поведения элементов конструкции ПС - механические перенапряжения или наоборот ослабления, открытые или скрытые дефекты (трещины, разрывы арматуры, проседания опор и т.д.), а также следить за их развитием во времени. There are various methods of non-destructive instrumental control of the technical condition and diagnosis of damage (defects) of PSs, among which dynamic methods are widely used, in which PSs are subjected to various kinds of dynamic loads - single, periodically repeated shocks, sinusoidal or broadband vibration (1-3). In this case, forced and natural oscillations are excited in the PS, the parameters of which (frequency, amplitude, phase) are measured at fixed control points using primary measuring transducers of any mechanical value (displacement, speed, acceleration) into electrical (charge, current, voltage) ) Processing the information thus obtained, one obtains the so-called “dynamic portrait” of the substation (2), analyzing which, based on some diagnostic sign and criterion, it is possible to identify zones of abnormal behavior of the structural elements of the substation — mechanical overvoltages or, on the contrary, attenuation, open or hidden defects (cracks, breaks in the reinforcement, subsidence of supports, etc.), as well as monitor their development over time.

В последние годы среди динамических способов контроля и диагностики ПС получили развитие методы спектрального анализа (1), при которых информация, получаемая с помощью первичных преобразователей, представляется в виде частотных спектров. При этом в качестве диагностического признака используется сдвиг по частоте максимумов в спектре выходного электрического сигнала преобразователя, отвечающих собственным частотам колебаний элементов конструкции ПС, в случае наличия зон аномального механического напряжения (дефекта). In recent years, among the dynamic methods for monitoring and diagnosing PSs, spectral analysis methods have been developed (1), in which the information obtained using primary converters is presented in the form of frequency spectra. In this case, a shift in the frequency of the maxima in the spectrum of the output electrical signal of the converter corresponding to the natural frequencies of the structural elements of the substation in the case of zones of abnormal mechanical stress (defect) is used as a diagnostic feature.

Наиболее близким к предлагаемому является способ (5), при котором в процессе динамического воздействия на ПС измеряют параметры крутильных и изгибных вибрационных колебаний несущих элементов конструкции ПС с помощью линейных акселерометров, установленных в контрольных точках ПС, а в качестве диагностического признака использован сдвиг по частоте пиков собственных колебаний ПС, по характеру которого с помощью специально разработанной таблицы значений сдвига судят о месте положения и характере дефекта. Closest to the proposed one is the method (5), in which during the dynamic impact on the PS, the parameters of torsional and bending vibrational vibrations of the supporting structural elements of the PS are measured using linear accelerometers installed at the PS control points, and the peak frequency shift is used as a diagnostic feature PS natural oscillations, by the nature of which, using a specially developed table of shear values, they judge the position and nature of the defect.

Авторы способа (5) признают его ограниченность, вследствие невозможности учесть в предложенной математической модели ПС все разнообразие их конструкций и специфику дефектов. К недостатками указанного способа, наряду с вышеупомянутым, следует отнести, во-первых, использование как диагностического признака сдвига по частоте максимумов (пиков) собственных частот колебаний ПС, что ограничивает применение способа объектами, имеющими ярко выраженные по сравнению с общим фоном спектральные пики (высокую добротность колебаний), в то время как для большинства реальных ПС, например, для железобетонных автодорожных мостов, частотный спектр колебаний представляет собой, по сути, сплошные спектры с размытыми перекрывающимися пиками, по которым сложно судить о сдвиге пиков, особенно если они расположены рядом. Это может привести к неверной интерпретации результатов и снизить точность определения места положения аномальных зон (дефектов). Во-вторых, применение линейных акселерометров для измерения параметров угловой вибрации (крутильных и изгибных колебаний) методически нецелесообразно, поскольку для измерения одной физической величины (углового ускорения) используются измерительные преобразователи другой (линейного ускорения). Это также осложняет интерпретацию результатов, снижает точность измерений и, как следствие, точности локализации в ПС зон аномального механического напряжения особенно на ранней стадии развития дефектов. The authors of method (5) acknowledge its limitations, due to the inability to take into account the diversity of their designs and the specifics of defects in the proposed mathematical model of PS. The disadvantages of this method, along with the aforementioned, include, firstly, the use as a diagnostic sign of a frequency shift of the maxima (peaks) of natural frequencies of PS oscillations, which limits the use of the method to objects that have spectral peaks (high in comparison with the general background) quality factor of oscillations), while for most real substations, for example, for reinforced concrete road bridges, the frequency spectrum of oscillations is, in fact, continuous spectra with blurry overlap peaks that make it difficult to judge the peak shift, especially if they are adjacent. This can lead to incorrect interpretation of the results and reduce the accuracy of determining the position of the anomalous zones (defects). Secondly, the use of linear accelerometers for measuring angular vibration parameters (torsional and bending vibrations) is methodologically impractical, since measuring transducers of another (linear acceleration) are used to measure one physical quantity (angular acceleration). It also complicates the interpretation of the results, reduces the accuracy of measurements and, as a result, the accuracy of localization in the PS of zones of abnormal mechanical stress, especially at an early stage of development of defects.

Вместе с тем, использование интегральных характеристик (в отличие от спектральных - сдвига максимумов по частоте), полученных с помощью угловых акселерометров, имеющих высокую чувствительность во всем диапазоне частот, характерном для вибрации ПС, способствовало бы преодолению указанных недостатков. At the same time, the use of integral characteristics (in contrast to the spectral ones, i.e., the shift of the maxima in frequency) obtained using angular accelerometers having high sensitivity in the entire frequency range characteristic of PS vibration would help to overcome these drawbacks.

Целью предлагаемого способа является повышение точности определения места положения зон аномального механического напряжения в ПС. The aim of the proposed method is to increase the accuracy of determining the location of the zones of abnormal mechanical stress in the PS.

Эта цель достигается тем, что контрольные точки на ПС выбирают попарно симметричными от относительно продольной и поперечной осей симметрии ПС, в каждой контрольной точке закрепляют по три угловых акселерометра, причем измерительную ось одного из них ориентируют параллельно продольной оси ПС, другого - параллельно поперечной оси ПС, третьего - перпендикулярно измерительным осям первого и второго, ПС подвергают воздействию симметричной относительно осей ПС динамической нагрузки, при этом измеряют среднеквадратическое значение (с.к.з.) выходного электрического сигнала каждого акселерометра в диапазоне частот 0,1-800 Гц, вычисляют отношения с.к.з. для каждой пары акселерометров с одинаковой ориентацией измерительных осей в каждой паре контрольных точек, симметричных относительно продольной и поперечной осей ПС, и сравнивают эти отношения с их предельно допустимыми значениями с помощью критерия по формуле |1-r|>γ, где r - вышеуказанные отношения с.к.з., γ - условное числовое значение, заданное согласно техническим нормам для конкретного типа конструкции ПС и соответствующее аномальному отклонению от симметрии механических напряжений в ПС, причем линия, соединяющая пару симметричных относительно продольной или поперечной оси ПС контрольных точек, для которых значение величины r удовлетворяет данному критерию, указывает на направление положения зоны аномального механического напряжения, а пересечение двух таких линий определяет место положения этой зоны. This goal is achieved in that the control points on the PS are selected pairwise symmetric from the relatively longitudinal and transverse axes of symmetry of the PS, three angular accelerometers are fixed at each control point, the measuring axis of one of them being oriented parallel to the longitudinal axis of the PS, and the other parallel to the transverse axis of the PS , the third - perpendicular to the measuring axes of the first and second, the PS is subjected to a dynamic load symmetrical with respect to the PS axes, while the rms value (rms) is measured in Khodnev electric signal of each accelerometer in a frequency range 0,1-800 Hz, calculating a ratio s.k.z. for each pair of accelerometers with the same orientation of the measuring axes in each pair of control points symmetrical with respect to the longitudinal and transverse axes of the PS, and compare these relations with their maximum permissible values using the criterion according to the formula | 1-r |> γ, where r are the above relations r.p.c.s. relative to the longitudinal or transverse axis of the PS of the control points for which the value of r satisfies this criterion, indicates the direction of the position of the zone of abnormal mechanical stress, and the intersection of two such lines determines the position of this zone.

В основу предлагаемого способа положено свойство симметрии конструкции исследуемого объекта (ПС). Подавляющее число ПС имеет прямоугольную (в плане) форму, причем несущие нагрузку элементы конструкции (балки, опоры) расположены симметрично относительно продольной и поперечной осей симметрии ПС. Физически это означает, что дополнительные механические напряжения, возникающие в ПС по действием на него симметричной динамической нагрузки, также должны быть симметричны относительно его осей (центра) симметрии при идеальном техническом состоянии ПС или близки к симметрии для реального технически исправного ПС. The basis of the proposed method is the property of symmetry of the design of the investigated object (PS). The vast majority of PS has a rectangular (in plan) shape, and load-bearing structural elements (beams, supports) are located symmetrically with respect to the longitudinal and transverse axes of symmetry of the PS. Physically, this means that additional mechanical stresses arising in the PS due to the action of a symmetric dynamic load on it must also be symmetrical with respect to its axis (center) of symmetry when the PS is in perfect technical condition or close to symmetry for a real technically sound PS.

При наличии дефектов (разрывов арматуры, трещин балок и диафрагм и т п.) или зон повышенного (пониженною) механического напряжения (например, поднятие или проседание опор) картина механических напряжений, как правило, перестает быть симметричной, хотя бы по отношению к одной из осей симметрии (исключение - расположение дефекта точно в геометрическом центре ПС, что маловероятно). Аномальные напряжения приводят к изменению параметров вибрации (углового ускорения) в точках контроля и симметрии динамического портрета ПС в целом. In the presence of defects (rupture of reinforcement, cracks in beams and diaphragms, etc.) or zones of increased (reduced) mechanical stress (for example, raising or sagging of supports), the pattern of mechanical stresses, as a rule, ceases to be symmetrical, at least with respect to one of axes of symmetry (exception - the location of the defect is exactly in the geometric center of the PS, which is unlikely). Abnormal stresses lead to a change in vibration parameters (angular acceleration) at the points of control and symmetry of the dynamic portrait of the PS as a whole.

Искажение симметричной картины напряжений - очень чувствительный диагностический признак, что и использовано в предлагаемом изобретении, в частности, при измерениях сигналов акселерометров для поиска мест расположения дефектов. The distortion of the symmetrical picture of stresses is a very sensitive diagnostic feature, which is used in the present invention, in particular, when measuring the signals of accelerometers to search for the location of defects.

В качестве симметричного динамического воздействия можно взять, например, серию одиночных, периодически повторяющихся ударов в геометрическом центре ПС, или одинаковые серии ударов рядом с каждой контрольной точкой и т. п. При этом результаты измерений должны быть статистически усреднены (по времени и числу ударов). При ударном воздействии в ПС возбуждаются практически все типы собственных колебаний. As a symmetrical dynamic action, for example, one can take a series of single, periodically repeating strokes in the geometric center of the PS, or the same series of strokes near each control point, etc. Moreover, the measurement results should be statistically averaged (over time and the number of strokes) . During shock exposure in PS almost all types of natural vibrations are excited.

В качестве динамического воздействия на ПС может быть использовано также само движение транспорта, при этом спектр возбуждаемых колебаний ПС будет также весьма широк. Для обеспечения симметричного воздействия в этом случае необходим относительно длительный промежуток времени и интенсивное движение по ПС в обе стороны с тем, чтобы накопленные и усредненные значения измеряемого параметра (с.к.з.) отвечали статистически симметричному относительно продольной оси ПС, динамическому воздействию. The movement of transport itself can also be used as a dynamic effect on the PS, while the spectrum of excited vibrations of the PS will also be very wide. To ensure a symmetrical effect in this case, a relatively long period of time and intensive movement along the PS in both directions are required so that the accumulated and averaged values of the measured parameter (ccc) correspond to the dynamic action statistically symmetric with respect to the longitudinal axis of the PS.

Другой особенностью предлагаемого способа является использование в качестве преобразователей первичной информации угловых акселерометров. Применение линейных акселерометров в аналогах и прототипе можно объяснить отсутствием в распоряжении авторов известных способов высокочувствительных угловых акселерометров с рабочим диапазоном частот, перекрывающим спектр частот вибрации ПС. Действительно, для измерения углового ускорения вибрации ПС требуются угловые акселерометры с рабочим диапазоном частот, по крайней мере, от 0,1 до 800 Гц, которые до недавнего времени нигде в мире не производились. Однако к настоящему времени в ФГУП "НПП Квант" разработаны и применяются специально для целей диагностики молекулярно-электронные угловые акселерометры типа ИУУ-М, отвечающие необходимым метрологическим и эксплуатационным требованиям. Их применение позволяет значительно повысить точность определения зон аномального механического напряжения (дефектов). Another feature of the proposed method is the use of angular accelerometers as primary information converters. The use of linear accelerometers in analogues and prototype can be explained by the lack of the authors of the known methods of highly sensitive angular accelerometers with a working frequency range that covers the frequency spectrum of the vibration PS. Indeed, to measure the angular acceleration of vibration of PS, angular accelerometers with an operating frequency range of at least 0.1 to 800 Hz are required, which until recently were not produced anywhere in the world. However, to date, FSUE "NPP Kvant" has developed and used specifically for diagnostic purposes molecular-electronic angle accelerometers of the IUU-M type that meet the necessary metrological and operational requirements. Their use can significantly improve the accuracy of determining zones of abnormal mechanical stress (defects).

В качестве примера одного из вариантов реализации предлагаемого способа можно привести схему измерений для определения места положения дефекта в ПС, которая была опробована на практике на одном из пролетов реального моста в ходе выполнения ОКР по созданию в ФГУП "НПП "Квант" передвижной диагностической лаборатории "Волна-1". Размещение измерительной аппаратуры при экспресс-диагностике ПС приведено на фиг.1, где А - передвижная лаборатория (1 - пульт управления, 2 - накопитель информации, 3- 2-канальный анализатор спектра, 4 - осциллограф, 5 - источник питания ударного механизма, 6, 7 - источники питания аппаратуры), Б - установка акселерометров на ПС (1 - кубический кронштейн 2 - угловые акселерометры типа ИУУ-М, 3 - клеевое соединение с поверхностью ПС (гудрон), В - ударный механизм. As an example of one of the options for the implementation of the proposed method, we can give a measurement scheme to determine the location of the defect in the substation, which was tested in practice on one of the spans of a real bridge during the development of design work on the creation of a mobile diagnostic laboratory "Volna" in FSUE "NPP" Quantum " -1 ". The placement of measuring equipment for express diagnostics PS is shown in figure 1, where A is a mobile laboratory (1 - control panel, 2 - information storage device, 3 - 2-channel spectrum analyzer, 4 - oscilloscope, 5 - source nick the hammer power, 6, 7 - the source equipment power) and B - installing accelerometers at the substation (1 - cubic bracket 2 - angular accelerometers type UIA-M, 3 - adhesive connection with the PS surface (tar) B - a striking mechanism.

Последовательность действий следующая:
- выбирают положения контрольных точек на поверхности ПС, симметрично относительно его продольной и поперечной осей симметрии; в данном случае - это пересечения балок и диафрагм на периметре ПС;
- в каждой паре контрольных точек, симметричных относительно одной из осей ПС, жестко закрепляют по три угловых акселерометра с взаимно перпендикулярными измерительными осями (после измерений в одной паре контрольных точек проводят измерения в следующей); для этого угловые акселерометры жестко (на винтах) закреплены базовыми плоскостями на гранях кубического кронштейна (при этом их измерительные оси будут взаимно перпендикулярны); поверхность ПС в месте контрольной точки очищают от грязи, на нее наносят тонкий слой горячего гудрона, на который устанавливают кронштейн так, чтобы измерительная ось одного из акселерометров была ориентирована параллельно одной из осей ПС (например, продольной);
- в центре ПС жестко (на гудрон) крепят основание ударного механизма;
- подсоединяют линии связи к авселерометрам и ударному механизму (согласно схемы фиг. 1); включают все приборы и проверяют функционирование схемы;
- производят серию из 50 ударов со скважностью 2 с; при этом производят запись выходных сигналов акселерометров на многоканальный магнитный накопитель (типа FC-4) при контроле сигналов с помощью электронного осциллографа (например, типа С-101). 0бщее управление схемой (подача питания, задание количества и скважности ударов, контроль сигналов с акселерометров и т.д.) осуществляют с помощью специального пульта управления;
- после регистрации сигналов в одной паре контрольных точек повторяют операции для следующей пары симметричных контрольных точек и т.д.;
- после окончания регистрации измеряют с.к.з выходных сигналов пар акселерометров с одинаковой ориентацией измерительных осей (например, параллельных продольной оси симметрии ПС) для каждой пары контрольных точек, симметричных относительно продольной оси ПС; для этой цели используют двухканальный анализатор спектра (например, типа 2034 "ВК"); измерения проводят в диапазоне 0,1-800 Гц;
- вычисляют отношения с.к.з. выходных сигналов указанных пар акселерометров (величину r), результаты заносят в таблицу;
- аналогичные измерения и вычисления проводят для пар акселерометров с другой ориентацией измерительных осей, а также вычисления для пар контрольных точек, симметричных относительно поперечной оси ПС;
- на плане ПС строят векторные диаграммы этих отношений (величины r) для каждой ориентации измерительных осей акселерометров (каждого вида угловых колебаний: крутильных и двух типов изгибных) и для каждой из осей симметрии ПС; при этом начала векторов помещают на оси симметрии ПС в точке пересечения ее с линией, соединяющей пару симметричных контрольных точек, концы векторов направлены на контрольные точки, а длины векторов в соответствующем масштабе равны отношению с.к.з. сигнала акселерометра в контрольной точке к с. к. з. сигнала симметрично расположенного акселерометра, т.е. соответствующему значению r;
- на диаграмме строят линии, параллельные оси симметрии и удаленные от нее на 1+γ, 1,1-γ (по обе стороны от оси), где γ - уровень (число), установленное в соответствии с техническими нормами предельного допуска на асимметрию механических напряжений для ПС данной конструкции (в данном случае он соответствовал 0,3); если концы векторов расположены вне полосы 1±γ, то линия, соединяющая такую пару контрольных точек, указывает направление аномального механического напряжения;
- сравнивают векторные диаграммы, построенные относительно обеих осей симметрии ПС; место пересечения линий аномального напряжения на плане ПС указывает место положения аномальной зоны (дефекта).
The sequence of actions is as follows:
- choose the position of the control points on the surface of the PS, symmetrically with respect to its longitudinal and transverse axes of symmetry; in this case - the intersection of beams and diaphragms on the perimeter of the PS;
- in each pair of control points symmetrical with respect to one of the PS axes, three angular accelerometers with mutually perpendicular measuring axes are rigidly fixed (after measurements in one pair of control points, measurements are made in the following); for this, angular accelerometers are rigidly (on screws) fixed with base planes on the faces of the cubic bracket (while their measuring axes will be mutually perpendicular); the surface of the PS at the point of the control point is cleaned of dirt, a thin layer of hot tar is applied to it, on which the bracket is mounted so that the measuring axis of one of the accelerometers is oriented parallel to one of the PS axes (for example, longitudinal);
- in the center of the PS, the base of the percussion mechanism is fixed (on the tar);
- connect the communication line to the accelerometers and percussion mechanism (according to the scheme of Fig. 1); turn on all devices and check the operation of the circuit;
- produce a series of 50 strokes with a duty cycle of 2 s; at the same time, the output signals of the accelerometers are recorded on a multichannel magnetic storage device (type FC-4) when monitoring signals using an electronic oscilloscope (for example, type C-101). General control of the circuit (power supply, setting the number and duty cycle of strokes, monitoring signals from accelerometers, etc.) is carried out using a special control panel;
- after registering the signals in one pair of control points, the operations are repeated for the next pair of symmetric control points, etc .;
- after the registration is completed, the RMS of the output signals of pairs of accelerometers with the same orientation of the measuring axes (for example, parallel to the longitudinal axis of symmetry of the PS) is measured for each pair of control points symmetric with respect to the longitudinal axis of the PS; for this purpose, use a two-channel spectrum analyzer (for example, type 2034 "VK"); measurements are carried out in the range of 0.1-800 Hz;
- calculate the relationship S.K.Z. the output signals of the indicated pairs of accelerometers (r value), the results are entered in the table;
- similar measurements and calculations are carried out for pairs of accelerometers with a different orientation of the measuring axes, as well as calculations for pairs of control points symmetrical about the transverse axis of the PS;
- on the PS plan, vector diagrams of these relations (r values) are built for each orientation of the measuring axes of the accelerometers (each type of angular vibration: torsional and two types of bending) and for each of the symmetry axes of the PS; at the same time, the beginnings of the vectors are placed on the symmetry axis of the PS at the point of its intersection with the line connecting the pair of symmetric control points, the ends of the vectors are directed to the control points, and the lengths of the vectors on the corresponding scale are equal to the ccc accelerometer signal at the control point to s. c. the signal of a symmetrically located accelerometer, i.e. corresponding r value;
- on the diagram, lines are drawn parallel to the axis of symmetry and 1 + γ, 1,1-γ (on both sides of the axis) remote from it, where γ is the level (number) established in accordance with the technical standards of the maximum tolerance for asymmetry of mechanical voltages for PS of this design (in this case, it corresponded to 0.3); if the ends of the vectors are located outside the band 1 ± γ, then the line connecting such a pair of control points indicates the direction of the abnormal mechanical stress;
- compare vector diagrams constructed relative to both axes of symmetry of the PS; the intersection of the anomalous voltage lines on the PS plan indicates the position of the anomalous zone (defect).

На фиг. 2 приведены векторные диаграммы отношений с.к.з. (r) пар акселерометров с одинаковой ориентацией измерительных осей параллельно продольной оси ПС (крутильные колебания), построенные относительно продольной (X) и соответственно поперечной (Y) осей симметрии ПС. Из фиг.2а следует, что направление зоны аномального механического напряжения находится на линии, соединяющей точки, расположенные между диафрагмой "г" и опорной балкой "д" (δ - относительная погрешность измерений величины r, δ=0,07); из фиг.2б видно, что направление зоны аномального механического напряжения - вдоль балки "б". Место положения зоны аномального механического напряжения определяется точкой пересечения этих двух направлений и находится на балке "б" между диафрагмой "г" и опорной балкой "д". In FIG. 2 shows the vector diagrams of relations (r) pairs of accelerometers with the same orientation of the measuring axes parallel to the longitudinal axis of the PS (torsional vibrations), constructed relative to the longitudinal (X) and, accordingly, transverse (Y) axes of symmetry of the PS. From figa it follows that the direction of the zone of abnormal mechanical stress is on the line connecting the points located between the diaphragm "g" and the support beam "d" (δ is the relative measurement error of r, δ = 0.07); from Fig.2b shows that the direction of the zone of abnormal mechanical stress along the beam "b". The position of the zone of abnormal mechanical stress is determined by the intersection point of these two directions and is located on the beam "b" between the diaphragm "g" and the support beam "d".

Оценка экономической эффективности предлагаемого способа от внедрения в практику проведена в предположении, что за счет объективности и достоверности оценки технического состояния ПС можно сделать своевременный вывод о необходимости текущего ремонта, тем самым продлить срок службы ПС. Например, при общих затратах на плановый капитальный ремонт мостов 150000 у.е., продление срока службы до капитального ремонта у 10% мостов дает экономию 15000 у. е. При стоимости оборудования лаборатории 15000 у.е. она окупится за 1 год. Evaluation of the economic efficiency of the proposed method from implementation into practice was carried out under the assumption that due to the objectivity and reliability of assessing the technical condition of the substation, it is possible to draw a timely conclusion about the need for ongoing repair, thereby prolonging the life of the substation. For example, with a total cost of planned bridge overhaul of $ 150,000, extending the life of the bridge to overhaul at 10% of the bridges will save 15,000. e. With the cost of laboratory equipment 15,000 cu it will pay off in 1 year.

Литература
1. Патент Великобритании 2137347 (National Research Development Corporation). "Ударные испытания конструкций".
Literature
1. UK patent 2137347 (National Research Development Corporation). "Impact tests of structures."

2. Kyska. R. -Vech. L. : Automatizacia dynamickych skusok mostov. Inzenyrske stavby, l, 1982, str. 30-33 (P. Кишка, Л. Вех, Исследовательский институт инженерного строительства, г. Братислава. Автоматизация динамических испытаний мостовых конструкций). 2. Kyska. R. -Vech. L.: Automatizacia dynamickych skusok mostov. Inzenyrske stavby, l, 1982, str. 30-33 (P. Kishka, L. Vekh, Research Institute of Civil Engineering, Bratislava. Automation of dynamic testing of bridge structures).

3. Bauman К., Drescher J Hochschule fuer Verkehrswesen Friedrich List. Wissenshaftliche Zeitschrift. 1985. Vol. 32, 5, p. 846-853 (Исследования по технической диагностике мостов). 3. Bauman, K., Drescher J Hochschule fuer Verkehrswesen Friedrich List. Wissenshaftliche Zeitschrift. 1985. Vol. 32, 5, p. 846-853 (Research on technical diagnosis of bridges).

4. Broch J.T.: Mechanical Vibration and Shock Measurements. (Bruel and Kjaer, NAERUM, Denmark, 1984). 4. Broch J.T .: Mechanical Vibration and Shock Measurements. (Bruel and Kjaer, NAERUM, Denmark, 1984).

5. Nishimura A. , Fudjii M, Migamoto A.: Sensitivity of mecanical of behavior of bridges for their damage assessment (Чувствительность механического поведения мостов при оценке их повреждений), "Добоку гаккай ромбунсю, Proc. Jap. Soc. Civ. Eng.", 1987, 380, р.355-364. 5. Nishimura A., Fudjii M, Migamoto A .: Sensitivity of mecanical of behavior of bridges for their damage assessment, "Doboku Gakkai rhombunsu, Proc. Jap. Soc. Civ. Eng. ", 1987, 380, p. 355-364.

Claims (1)

Способ контроля технического состояния пролетного строения (ПС), включающий воздействие на ПС динамической нагрузки с широким спектром частот, измерение при этом параметров механической вибрации с помощью акселерометров в контрольных точках ПС, получение параметра диагностического признака и определение положения зоны аномального механического напряжения по изменению этого параметра на основе критерия, отличающийся тем, что контрольные точки выбирают на ПС попарно симметричными относительно продольной и поперечной осей симметрии ПС, в каждой контрольной точке закрепляют по три угловых акселерометра, причем измерительную ось одного из них ориентируют параллельно продольной оси ПС, другого - параллельно поперечной оси ПС, а третьего - перпендикулярно измерительным осям первого и второго, ПС подвергают воздействию симметричной относительно осей ПС динамической нагрузки, измеряют при этом среднеквадратичное значение (с. к. з. ) выходного электрического сигнала каждого акселерометра в диапазоне частот 0,1-800 Гц, вычисляют в качестве параметра диагностического признака отношения с. к. з. для каждой пары акселерометров с одинаковой ориентацией измерительных осей в каждой паре контрольных точек, симметричных относительно продольной и поперечной осей ПС, и сравнивают эти отношения с помощью критерия по формуле
|1-r|>γ,
где r - вышеуказанные отношения с. к. з. ;
γ - условное числовое значение, заданное согласно техническим нормам для конкретного типа конструкции ПС и соответствующее аномальному отклонению от симметрии механических напряжений в ПС,
причем линия, соединяющая пару симметричных относительно продольной или поперечной оси ПС контрольных точек, для которых значение величины r удовлетворяет данному критерию, указывает на направление положения зоны аномального механического напряжения, а пересечение двух таких линий определяет местоположение этой зоны.
A method of monitoring the technical condition of the span (PS), including the impact on the PS of a dynamic load with a wide range of frequencies, the measurement of mechanical vibration parameters using accelerometers at the control points of the PS, obtaining a diagnostic parameter parameter and determining the position of the anomalous mechanical stress zone by changing this parameter based on the criterion, characterized in that the control points are selected on the PS pairwise symmetric with respect to the longitudinal and transverse axes of symmetry C, at each control point three angular accelerometers are fixed, the measuring axis of one of them being oriented parallel to the longitudinal axis of the PS, the other parallel to the transverse axis of the PS, and the third perpendicular to the measuring axes of the first and second, the PS is subjected to a dynamic load symmetrical with respect to the PS axes , the root mean square value (rms) of the output electric signal of each accelerometer is measured in the frequency range 0.1-800 Hz, calculated as a parameter of the diagnostic sign relationship with. c. for each pair of accelerometers with the same orientation of the measuring axes in each pair of control points that are symmetrical with respect to the longitudinal and transverse axes of the FS, and compare these ratios using the criterion by the formula
| 1-r |> γ,
where r is the above relationship with. c. ;
γ is a conditional numerical value specified in accordance with technical standards for a particular type of PS construction and corresponding to an anomalous deviation from the symmetry of mechanical stresses in the PS,
moreover, a line connecting a pair of control points symmetric with respect to the longitudinal or transverse axis of the PS, for which a value of r satisfies this criterion, indicates the direction of the position of the zone of abnormal mechanical stress, and the intersection of two such lines determines the location of this zone.
RU2000127217/28A 2000-10-30 2000-10-30 Procedure testing technical state of framework of bridge RU2194978C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127217/28A RU2194978C2 (en) 2000-10-30 2000-10-30 Procedure testing technical state of framework of bridge

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000127217/28A RU2194978C2 (en) 2000-10-30 2000-10-30 Procedure testing technical state of framework of bridge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2194978C2 true RU2194978C2 (en) 2002-12-20
RU2000127217A RU2000127217A (en) 2004-05-10

Family

ID=20241543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000127217/28A RU2194978C2 (en) 2000-10-30 2000-10-30 Procedure testing technical state of framework of bridge

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2194978C2 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353509A (en) * 2011-10-11 2012-02-15 东南大学 Method for rapidly detecting medium and small bridge on basis of block impact vibration test
CN103411743A (en) * 2013-07-04 2013-11-27 东南大学 Mobile shock vibration test method for bridge by using mobile device
CN104198144A (en) * 2014-09-12 2014-12-10 东南大学 Middle and small bridge fast detecting method based on long-scale-distance optical fiber strain sensor
WO2015060745A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Максим Владимирович СОМОВ Alarm method and device for monitoring integrity of structure
RU2589459C2 (en) * 2014-09-22 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск Diagnostic technique for beam type prestressed concrete superstructures
CN105953996A (en) * 2016-06-30 2016-09-21 东南大学 Bridge detection and evaluation method and equipment based on impact vibration
RU189446U1 (en) * 2019-01-29 2019-05-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DEVICE TO CONTROL DYNAMIC LOADING PARAMETERS
RU2767944C1 (en) * 2021-09-06 2022-03-22 Акционерное общество "Спецремпроект" Method for vibration control of the technical condition of bridge structures
CN117113263A (en) * 2023-10-23 2023-11-24 鹏远建设有限公司 Real-time monitoring method for bridge pushing structure

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102353509B (en) * 2011-10-11 2013-12-18 东南大学 Method for rapidly detecting medium and small bridge on basis of block impact vibration test
CN102353509A (en) * 2011-10-11 2012-02-15 东南大学 Method for rapidly detecting medium and small bridge on basis of block impact vibration test
CN103411743A (en) * 2013-07-04 2013-11-27 东南大学 Mobile shock vibration test method for bridge by using mobile device
CN103411743B (en) * 2013-07-04 2015-09-16 东南大学 Movable equipment is utilized to carry out the method for testing of portable impact shock to bridge
RU2559704C2 (en) * 2013-10-25 2015-08-10 Максим Владимирович Сомов Signalling method and device for controlling integrity of structures
WO2015060745A1 (en) * 2013-10-25 2015-04-30 Максим Владимирович СОМОВ Alarm method and device for monitoring integrity of structure
CN104198144A (en) * 2014-09-12 2014-12-10 东南大学 Middle and small bridge fast detecting method based on long-scale-distance optical fiber strain sensor
CN104198144B (en) * 2014-09-12 2015-07-08 东南大学 Middle and small bridge fast detecting method based on long-scale-distance optical fiber strain sensor
RU2589459C2 (en) * 2014-09-22 2016-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) г. Новосибирск Diagnostic technique for beam type prestressed concrete superstructures
CN105953996A (en) * 2016-06-30 2016-09-21 东南大学 Bridge detection and evaluation method and equipment based on impact vibration
RU189446U1 (en) * 2019-01-29 2019-05-22 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") DEVICE TO CONTROL DYNAMIC LOADING PARAMETERS
RU2767944C1 (en) * 2021-09-06 2022-03-22 Акционерное общество "Спецремпроект" Method for vibration control of the technical condition of bridge structures
CN117113263A (en) * 2023-10-23 2023-11-24 鹏远建设有限公司 Real-time monitoring method for bridge pushing structure
CN117113263B (en) * 2023-10-23 2024-01-26 鹏远建设有限公司 Real-time monitoring method for bridge pushing structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6962082B2 (en) Device and method for acoustic diagnosis and measurement by pulse electromagnetic force
Wahab et al. Damage detection in bridges using modal curvatures: application to a real damage scenario
US4901575A (en) Methods and apparatus for monitoring structural members subject to transient loads
US4956999A (en) Methods and apparatus for monitoring structural members subject to transient loads
US6192758B1 (en) Structure safety inspection
RU2650812C1 (en) Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants)
RU2194978C2 (en) Procedure testing technical state of framework of bridge
CN107300432B (en) Method and device for realizing field self-adaptive cable force measurement
JP4074959B2 (en) Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force and diagnosis / measurement method thereof
KR20110016522A (en) Nondestructive inspection method of insulators using frequency resonance function
CN106978825A (en) Measure the low strain dynamic method of architecture foundation pile bearing capacity
CN105806944A (en) Method and device for detecting fatigue damage of cable
RU2140625C1 (en) Method determining physical condition of buildings and structures
JP4074962B2 (en) Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force and diagnosis / measurement method thereof
JP4074960B2 (en) Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force, and diagnosis / measurement method thereof
JP4074961B2 (en) Acoustic diagnosis / measurement apparatus using pulsed electromagnetic force and diagnosis / measurement method thereof
RU2250444C2 (en) Method of monitoring bridge during use
JP2005180951A (en) Soundness evaluation method for structure
RU2392403C1 (en) Method for detection of changes in deflected mode of building or structure components
Nesterenko et al. Bending shape curvature as dynamic criterion for the structural health control
RU2767944C1 (en) Method for vibration control of the technical condition of bridge structures
KR102642192B1 (en) MAINTENANCE METHOD AND SYSTEM OF BRIDGE USING BIM AND IoT SENSOR
Esposito et al. Recent progress in diagnostics of civil structures by laser vibrometry
US20230384209A1 (en) Evaluation method for corrosion damage evolution of underwater concrete structures
Shimoi et al. Comparison of vibration analysis for a bridge using accelerometers and a piezoelectric cable sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20111031