RU2650812C1 - Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants) - Google Patents

Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants) Download PDF

Info

Publication number
RU2650812C1
RU2650812C1 RU2017108312A RU2017108312A RU2650812C1 RU 2650812 C1 RU2650812 C1 RU 2650812C1 RU 2017108312 A RU2017108312 A RU 2017108312A RU 2017108312 A RU2017108312 A RU 2017108312A RU 2650812 C1 RU2650812 C1 RU 2650812C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibrations
span
frequencies
bridge
transverse
Prior art date
Application number
RU2017108312A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Павлович Кузьменко
Владимир Сергеевич Сабуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительных технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИВТ СО РАН)
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 бюджетное учреждение науки Институт вычислительных технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИВТ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт вычислительных технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИВТ СО РАН)
Priority to RU2017108312A priority Critical patent/RU2650812C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2650812C1 publication Critical patent/RU2650812C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M7/00Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction in the field of nondestructive testing and is intended for monitoring the technical condition and diagnostics of span structures and supports of bridge structures of various purposes and design in the process of their operation. Method is realized by performing periodic or continuous control (monitoring) of the main elastic characteristics determining the technical condition of the spans and supports: stiffness coefficient of the cross-section of the span structure relative to the bending, stiffness coefficient relative to angular displacements in the support cross-sections of spans, stiffness coefficient of the supports relative to the transverse (vertical) shear, transverse shear stiffness coefficients of a uniform elastic base in the transverse and longitudinal directions.
EFFECT: technical result consists in increasing the reliability of monitoring the technical condition of the bridge structure to ensure its safe operation.
3 cl, 6 dwg, 7 tbl

Description

Изобретение относится к строительству в области неразрушающего контроля и предназначено для мониторинга технического состояния и диагностики пролетных строений и опор мостовых сооружений различного назначения и конструктивного исполнения в процессе их эксплуатации. Предлагаемый способ позволяет контролировать техническое состояние как мостовых сооружений, не относящихся к повышенному уровню ответственности, так и особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений.The invention relates to construction in the field of non-destructive testing and is intended to monitor the technical condition and diagnosis of spans and supports of bridge structures for various purposes and design during their operation. The proposed method allows you to control the technical condition of both bridge structures, not related to an increased level of responsibility, and especially dangerous, technically complex and unique bridge structures.

Употребляемые ниже термины и выражения имеют следующее толкование:The following terms and expressions are interpreted as follows:

Ряды частот - последовательность (массив) значений собственных частот колебанийSeries of frequencies - a sequence (array) of values of natural frequencies

Эпюры форм собственных колебаний - конфигурация (диаграмма) смещений по профилю измерений на частотах собственных колебанийDiagrams of natural vibration modes - configuration (diagram) of displacements along the measurement profile at natural vibration frequencies

Замещающая аналитическая модель - математическая модель колебаний простых конструкций (балка, плита и т.п.) максимально точно описывающая объект обследования.Replacing analytical model - a mathematical model of vibrations of simple structures (beam, plate, etc.) that describes the object of examination as accurately as possible.

Комплексная передаточная функция - функция преобразования входного сигнала в выходной с учетом амплитудной и фазовой характеристик объекта.A complex transfer function is a function of converting an input signal to an output taking into account the amplitude and phase characteristics of an object.

Мостовые сооружения подвергаются вибрационным, ветровым нагрузкам, сейсмическим и климатическим воздействиям. Повреждения пролетных строений и опор мостового сооружения наиболее опасны и требуют неразрушающего контроля в процессе штатного функционирования. Поэтому периодическое или непрерывное определение фактического технического состояния мостовых сооружений позволит обеспечить безопасность пассажирских и грузовых перевозок на железнодорожных и автомобильных дорогах.Bridge structures are exposed to vibration, wind loads, seismic and climatic influences. Damage to spans and supports of the bridge structure is the most dangerous and requires non-destructive testing in the process of regular operation. Therefore, periodic or continuous determination of the actual technical condition of bridge structures will ensure the safety of passenger and freight traffic on railways and roads.

Известны способы испытания мостовых сооружений под воздействием статических и динамических временных нагрузок. Целью этих испытаний является проверка основных эксплуатационных характеристик мостовых сооружений - допустимых грузоподъемности и режима функционирования.Known methods for testing bridge structures under the influence of static and dynamic temporary loads. The purpose of these tests is to verify the basic operational characteristics of bridge structures - permissible carrying capacity and operating mode.

Статическое испытание мостового сооружения проводят путем его нагружения временной вертикальной нагрузкой, при которой измеряют прогибы в разных точках и сопоставляют их с расчетными [1] (Бондарь Н.Г. и др. «Динамика железнодорожных мостов». М., «Транспорт», 1965.) или эталонными.A static test of a bridge structure is carried out by loading it with a temporary vertical load, at which the deflections are measured at different points and compared with the calculated ones [1] (Bondar N.G. et al. “Dynamics of railway bridges.” M., “Transport”, 1965 .) or reference.

Динамическое испытание мостового сооружения осуществляют под воздействием динамических нагрузок различного типа, в том числе гружеными автомобилями, которые пропускают по мосту с заданными скоростями, а также посредством использования импульсного или вибрационного источника с изменяющейся частотой гармонического воздействия [2-4] (Патент РФ №2104508, кл. G01M 7/02; Патент РФ №2089874, кл. G01N 3/32; Патент РФ №2240626, кл. G01M 7/02).A dynamic test of a bridge structure is carried out under the influence of dynamic loads of various types, including loaded cars that pass along the bridge at given speeds, as well as through the use of a pulse or vibration source with a varying frequency of harmonic effects [2-4] (RF Patent No. 2104508, CL G01M 7/02; RF Patent No. 2089874, CL G01N 3/32; RF Patent No. 2240626, CL G01M 7/02).

По известному способу динамических испытаний крупномасштабных конструкций [2] (Патент РФ №2104508, кл. G01M 7/02), колебания испытуемой конструкции на собственной частоте возбуждают воздействием на нее последовательности ударных импульсов, которые создают реактивной силой импульсного возбудителя, устанавливаемого на конструкции.According to the known method of dynamic testing of large-scale structures [2] (RF Patent No. 2104508, class G01M 7/02), the vibrations of the tested structure at its own frequency are excited by the action of a sequence of shock pulses, which create the reactive power of the pulse exciter installed on the structure.

В известном способе диагностики повреждений конструкций при циклических нагрузках [3] (Патент РФ №2089874, кл. G01N 3/32), колебания возбуждают установленным в центр симметрии конструкции вибрационным источником, измеряют амплитуды колебаний на частотах первых трех собственных форм конструкции вибродатчиками, установленными попарно симметрично относительно центра симметрии, а степень повреждения конструкции определяют по величинам искажения или характеристикам асимметрии соответствующих форм колебаний.In the known method for diagnosing structural damage under cyclic loads [3] (RF Patent No. 2089874, class G01N 3/32), the vibrations are excited by a vibration source installed in the center of symmetry of the structure, the vibration amplitudes are measured at the frequencies of the first three natural forms of the structure by vibration sensors installed in pairs symmetrically with respect to the center of symmetry, and the degree of structural damage is determined by the distortion values or asymmetry characteristics of the corresponding vibration modes.

В другом способе вибрационных испытаний пролетных строений мостовых конструкций [4] (Патент РФ №2240626, кл. G01M 7/02) используют подвижную нагрузку в виде естественного транспортного потока, движущегося по пролетному строению. Посредством регистрации вертикальных колебаний пролетного строения в нескольких точках и вычисления взаимного частотно-фазового спектра по этим точкам определяют частоты собственных колебаний и динамические коэффициенты.In another method of vibration testing of superstructures of bridge structures [4] (RF Patent No. 2240626, class G01M 7/02), a moving load is used in the form of a natural transport stream moving along the superstructure. By registering the vertical vibrations of the span at several points and calculating the mutual frequency-phase spectrum, these frequencies determine the natural frequencies and dynamic coefficients.

Известен способ мониторинга автомобильного моста [5] (Патент РФ №2317534, кл. G01M 5/00), в котором путем проведения периодических измерений перемещений элементов конструкций моста, под воздействием движущихся транспортных средств, с помощью вейфлет-преобразования получают амплитудно-частотные характеристики, по спектрам мощности выделяют доминирующие частоты и по изменению частот определяют остаточный ресурс моста. Дня указанного способа необходимо знание предельной частоты потери жесткости железобетонной конструкции моста, которая по способу соответствует потери жесткости конструкции моста в четыре раза по отношению к жесткости на момент сдаточных испытаний. Способ ограничен в применении, его нельзя использовать для мониторинга неразрезных железобетонных многопролетных строений, где наблюдаются несколько групп частот вертикальных форм собственных колебаний и необходимо определять низшие частоты в первой и второй группах.A known method for monitoring an automobile bridge [5] (RF Patent No. 2317534, class G01M 5/00), in which by means of periodic measurements of movements of bridge structural elements under the influence of moving vehicles, amplitude-frequency characteristics are obtained using wavelet transform, dominant frequencies are distinguished from power spectra and the residual resource of the bridge is determined by changing the frequencies. On the day of this method, it is necessary to know the limiting frequency of the stiffness loss of the reinforced concrete bridge structure, which according to the method corresponds to a four-fold loss in the stiffness of the bridge structure with respect to the stiffness at the time of acceptance tests. The method is limited in application, it cannot be used to monitor continuous reinforced concrete multi-span structures where several groups of frequencies of vertical modes of natural vibrations are observed and it is necessary to determine the lowest frequencies in the first and second groups.

В указанных выше случаях в результате динамических испытаний мостового сооружения определяют частоты и формы собственных колебании моста, логарифмический декремент затухания. Полученные динамические характеристики колебаний моста сопоставляют с расчетными и/или эталонными показателями и делают заключение о степени соответствия конструкции проектным параметрам.In the above cases, as a result of dynamic tests of the bridge structure, the frequencies and forms of the bridge’s own vibrations, the logarithmic attenuation decrement are determined. The obtained dynamic characteristics of the oscillations of the bridge are compared with the calculated and / or reference indicators and make a conclusion about the degree of compliance of the design with the design parameters.

Существенным недостатком перечисленных выше способов определения динамических характеристик мостовых сооружений [2-5] является обязательное использование специального источника динамической нагрузки: движущихся транспортных средств или подвижного состава, вибраторов, ударных установок различного типа и т.п. Кроме того, регистрация вертикальных колебаний в нескольких точках конструкции, обычно используют источники вертикальных динамических нагрузок, не позволяет выделить и достоверно идентифицировать группы частот вертикальных форм собственных колебаний мостового сооружения.A significant drawback of the above methods for determining the dynamic characteristics of bridge structures [2-5] is the mandatory use of a special source of dynamic load: moving vehicles or rolling stock, vibrators, drum sets of various types, etc. In addition, the registration of vertical vibrations at several points of the structure, usually using sources of vertical dynamic loads, does not allow to identify and reliably identify the frequency groups of vertical forms of natural vibrations of the bridge structure.

Указанные способы имеют недостаточную разрешающую способность и невысокую точность определения частот и ординат эпюр форм собственных колебаний. При импульсном воздействии на мостовое сооружение определяют частоты только нескольких первых, преобладающих по амплитуде, значимых форм собственных колебаний, из-за небольшой длительности затухающих колебаний. При вибрационном воздействии точность определения амплитудно-частотных характеристик взаимосвязана с шагом между излучаемыми вибратором гармоническими частотами. Выбор небольшого шага между частотами для увеличения точности приводит к существенному возрастанию времени наблюдений. Невысокая точность определения частот и идентификации эпюр собственных колебаний приводит к низкой достоверности оценки технического состояния мостового сооружения.These methods have insufficient resolution and low accuracy in determining the frequencies and ordinates of the diagrams of natural vibration modes. With a pulsed effect on a bridge structure, the frequencies of only the first few, prevailing in amplitude, significant forms of natural vibrations are determined, due to the short duration of the damped oscillations. During vibration exposure, the accuracy of determining the amplitude-frequency characteristics is interconnected with the step between the harmonic frequencies emitted by the vibrator. The choice of a small step between the frequencies to increase the accuracy leads to a significant increase in the observation time. The low accuracy of determining frequencies and identifying plots of natural vibrations leads to low reliability of the assessment of the technical condition of the bridge structure.

Наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому изобретению является способ определения физического состояния зданий и сооружений [6] (Патент РФ №2140625, кл. G01M 7/00), заключающийся в том, что измерения пространственных колебаний осуществляют под воздействием микросейсмического фона естественного и техногенного происхождения, посредством трехкомпонентных, перемещаемых по точкам схемы наблюдений, вибродатчиков, обеспечивающих регистрацию величин колебаний по координатам X, Y, Z одновременно, определяют присущий каждому объекту индивидуальный комплекс параметров динамических характеристик собственных пространственных колебаний: частоты и формы собственных колебаний, декременты затухания (поглощения), передаточные функции и оценивают физическое (техническое) состояние объекта.The closest analogue (prototype) to the present invention is a method for determining the physical condition of buildings and structures [6] (RF Patent No. 2140625, class G01M 7/00), which consists in the fact that measurements of spatial vibrations are carried out under the influence of a microseismic background of natural and technogenic of origin, by means of three-component vibration sensors moving around the points of the observation scheme, which ensure the recording of vibration values at the coordinates X, Y, Z at the same time, determine the individual inherent in each object dual set of parameters of dynamic characteristics of its own spatial oscillations and frequency modes of natural vibration damping rates (absorption), the transfer functions and evaluate the physical (technical) state object.

Недостатком этого способа является низкий уровень достоверного определения по рядам частот собственных пространственных колебаний основных упругих характеристик мостового сооружения, без использования дополнительной нагрузки на сооружение: жесткости сечения пролетного строения относительно изгиба, коэффициента жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях пролетов, коэффициента жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига, коэффициентов жесткости поперечному сдвигу однородного упругого основания в поперечном и продольном направлениях. Указанные упругие характеристики отображают техническое состояние мостового сооружения в общепринятых строительных терминах. По ним можно оценить фактическую несущую способность и грузоподъемность мостового сооружения.The disadvantage of this method is the low level of reliable determination of the main elastic characteristics of the bridge structure from the series of frequencies of natural spatial vibrations without the additional load on the structure: the stiffness of the span section relative to the bend, the stiffness coefficient relative to the angular displacements in the reference spans, the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse vertical) shear, stiffness coefficients of the transverse shear of a homogeneous elastic base transverse and longitudinal directions. These elastic characteristics reflect the technical condition of the bridge structure in conventional building terms. On them you can assess the actual bearing capacity and carrying capacity of the bridge structure.

В ближайшем аналоге отсутствует оптимальная схема наблюдений при проведении сейсмометрических обследований и мониторинга, обеспечивающая достоверность выделения и необходимую точность определения рядов частот и ординат собственных пространственных колебаний, в условиях отсутствия движения транспортных средств по мостовому сооружению. Кроме того нет методики выбора замещающих аналитических моделей мостового сооружения и решения обратной спектральной задачи для определения вышеуказанных упругих характеристик. Отсутствует оценка уровня вибраций мостового сооружения в режиме реального времени при прохождении транспортных средств, для обеспечения безопасной эксплуатации сооружения.In the closest analogue, there is no optimal observation scheme for seismometric surveys and monitoring, which ensures the accuracy of the allocation and the necessary accuracy in determining the frequency series and ordinates of their own spatial vibrations, in the absence of vehicles moving over the bridge structure. In addition, there is no methodology for choosing replacement analytical models of a bridge structure and solving the inverse spectral problem to determine the above elastic characteristics. There is no assessment of the vibration level of the bridge structure in real time when passing vehicles to ensure the safe operation of the structure.

Техническая проблема, которая решается при использовании заявляемого изобретения, - для обеспечения безопасной эксплуатации мостовых сооружений достоверное определение их технического состояния неразрушающим методом, без применения каких либо дополнительных источников вибраций.The technical problem that is solved when using the claimed invention is to ensure the safe operation of bridge structures reliable determination of their technical condition by a non-destructive method, without the use of any additional vibration sources.

В предлагаемом способе мониторинга технического состояния мостовых сооружений в процессе их эксплуатации (варианты) определение технического состояния мостового сооружения, не относящегося к повышенному уровню ответственности (вариант 1), осуществляют в процессе периодических детальных сейсмометрических обследований, в условиях отсутствия движения транспортных средств, посредством мобильной сейсмометрической аппаратуры.In the proposed method for monitoring the technical condition of bridge structures during their operation (options), the technical condition of the bridge structure that is not related to the increased level of responsibility (option 1) is determined in the process of periodic detailed seismometric surveys, in the absence of vehicle traffic, by means of a mobile seismometric equipment.

В процессе мониторинга технического состояния особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений (вариант 2) периодически (1-2 раза в месяц) осуществляют регистрацию пространственных колебаний мостовых сооружений, в условиях отсутствия движения транспортных средств, посредством стационарной сейсмометрической аппаратуры, установленной на сооружении.In the process of monitoring the technical condition of especially dangerous, technically complex and unique bridge structures (option 2), periodically (1-2 times a month) they register spatial vibrations of bridge structures, in the absence of vehicle traffic, using stationary seismometric equipment installed on the structure.

Осуществляют математическую обработку полученных регистрационных записей, по которым определяют динамические характеристики мостового сооружения (ряды частот и эпюры форм собственных колебаний) и их изменение в процессе эксплуатации, в том числе сезонные (в зависимости от времени года, промерзания грунтов и температурного фактора). По рядам частот собственных пространственных колебаний выбирают аналитические замещающие модели мостового сооружения, по которым вычисляют основные упругие характеристики, отображающие техническое состояние пролетного строения и опор мостового сооружения.Mathematical processing of the registration records is carried out, which determine the dynamic characteristics of the bridge structure (frequency series and diagrams of natural vibration modes) and their change during operation, including seasonal (depending on season, freezing of soil and temperature factor). Based on the series of frequencies of intrinsic spatial vibrations, analytical replacing models of the bridge structure are selected, according to which the basic elastic characteristics that reflect the technical condition of the span and supports of the bridge structure are calculated.

С помощью стационарной сейсмометрической аппаратуры мониторинга в режиме реального времени определяют общий уровень вибраций в зависимости от величины нагрузки на мостовое сооружение, создаваемой потоком транспортных средств, снеговых и ветровых нагрузок и при превышении вибраций принимают решение о прекращении движения или ограничения скорости движения по мостовому сооружению.Using stationary seismometric monitoring equipment in real time, the overall level of vibrations is determined depending on the load on the bridge structure created by the flow of vehicles, snow and wind loads, and when vibrations are exceeded, they decide to stop the movement or limit the speed of the bridge structure.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение достоверности мониторинга технического состояния мостового сооружения для обеспечения его безопасной эксплуатации, своевременного назначения сроков восстановительных работ, реконструкции или вывода из эксплуатации мостового сооружения. Заявленный технический результат достигается посредством осуществления периодического или непрерывного контроля (мониторинга) основных упругих характеристик, определяющих техническое состояние пролетов и опор: коэффициента жесткости сечения пролетного строения относительно изгиба, коэффициента жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях пролетов, коэффициента жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига, коэффициентов жесткости поперечному сдвигу однородного упругого основания в поперечном и продольном направлениях.The technical result of the claimed invention is to increase the reliability of monitoring the technical condition of the bridge structure in order to ensure its safe operation, timely appointment of terms for restoration work, reconstruction or decommissioning of the bridge structure. The claimed technical result is achieved by periodically or continuously monitoring (monitoring) the main elastic characteristics that determine the technical condition of the spans and supports: the stiffness coefficient of the span section relative to the bend, the stiffness coefficient relative to the angular displacements in the supporting sections of the spans, the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse (vertical) shear, stiffness coefficients to the transverse shear of a homogeneous elastic base in the transverse and longitudinal directions.

Периодические детальные обследования и сейсмометрический мониторинг мостового сооружения осуществляют в условиях отсутствия движения транспортных средств по оптимальным схемам наблюдения, которые позволяют достоверно с относительной погрешностью не более 3% выделять ряды частот и получать ординаты эпюр собственных форм вертикальных, поперечных и продольных колебаний. По рядам частот осуществляется выбор замещающих аналитических моделей и решение обратной спектральной задачи для определения основных упругих характеристик мостового сооружения, которые отражают его техническое состояние в общепринятых строительных терминах. Значения упругих характеристик позволяют оценивать основные фактические параметры мостового сооружения: несущую способность и грузоподъемность.Periodic detailed examinations and seismometric monitoring of the bridge structure are carried out in the absence of vehicle traffic according to optimal observation schemes, which allow reliably with a relative error of no more than 3% to select frequency series and obtain ordinates of the diagrams of their own forms of vertical, transverse and longitudinal vibrations. Using frequency series, substitute analytical models are selected and the inverse spectral problem is solved to determine the basic elastic characteristics of the bridge structure, which reflect its technical condition in generally accepted building terms. The values of the elastic characteristics allow us to evaluate the main actual parameters of the bridge structure: bearing capacity and load capacity.

Предлагаемое изобретение позволяет контролировать в режиме реального времени общий уровень вибраций мостового сооружения в зависимости от величины нагрузки, создаваемой потоком транспортных средств, снеговых и ветровых нагрузок и принимать решение об ограничении движения при превышении установленного уровня вибраций. Таким образом, обеспечивается периодический контроль технического состояния и безопасность эксплуатации мостового сооружения на протяжении всего жизненного цикла.The present invention allows to control in real time the overall level of vibration of the bridge structure, depending on the magnitude of the load created by the flow of vehicles, snow and wind loads and to decide on the restriction of movement when exceeding the set vibration level. Thus, periodic monitoring of the technical condition and safety of operation of the bridge structure throughout the entire life cycle is ensured.

Технический результат достигается тем, что в способе мониторинга технического состояния мостовых сооружений в процессе их эксплуатации (варианты), согласно изобретению:The technical result is achieved in that in a method for monitoring the technical condition of bridge structures during their operation (options), according to the invention:

По варианту 1 заявляемого изобретения мониторинг технического состояния мостовых сооружений, не относящихся к повышенному уровню ответственности, осуществляют в условиях отсутствия движения транспортных средств, посредством периодических детальных обследований с помощью мобильной регистрирующей аппаратуры, по схеме наблюдений, которая включает не менее 8-ми пунктов наблюдения на каждом пролете с обязательными пунктами наблюдения на всех опорах мостового сооружения. Такая схема позволяет достоверно с относительной погрешностью не более 3% выделять частоты и получать ординаты эпюр первой и второй группы собственных частот вертикальных колебаний, собственных частот поперечных и продольных колебаний. По комплексным спектрам передаточных функций определяют спектры (ряды) частот (pzi, pyi pxi,) и ординаты эпюр zi(х), yi(x), xi(х) собственных форм вертикальных, поперечных и продольных колебаний. По эпюрам срезов спектров передаточных функций достоверно идентифицируют формы собственных пространственных колебаний пролетного строения и определяют низшие частоты двух первых групп собственных вертикальных колебаний, ряды собственных частот поперечных и продольных колебаний.According to option 1 of the claimed invention, the monitoring of the technical condition of bridge structures, not related to an increased level of responsibility, is carried out in the absence of vehicle traffic, through periodic detailed inspections using mobile recording equipment, according to the observation scheme, which includes at least 8 observation points at each passage with mandatory observation points on all the supports of the bridge structure. Such a scheme makes it possible to reliably select frequencies with a relative error of no more than 3% and obtain the ordinates of the diagrams of the first and second groups of eigenfrequencies of vertical vibrations, eigenfrequencies of transverse and longitudinal vibrations. From the complex spectra of the transfer functions, the spectra (series) of frequencies (p zi , p yi p xi, ) and the ordinates of the diagrams z i (x), y i (x), x i (x) of the natural forms of vertical, transverse and longitudinal vibrations are determined. Using the diagrams of slices of the spectra of the transfer functions, the forms of natural spatial vibrations of the span structure are reliably identified and the lowest frequencies of the first two groups of natural vertical vibrations, the series of natural frequencies of transverse and longitudinal vibrations are determined.

По характеру зависимости частот собственных колебаний от номера форм выбирают замещающие аналитические модели:By the nature of the dependence of the frequencies of natural vibrations on the number of forms, substitute analytical models are chosen:

- для вертикальных колебаний - многопролетную неразрезную балку, упруго закрепленную в опорных сечениях, определяют отношение низшей частоты второй группы собственных колебаний к низшей частоте первой группы (р2,1/p1,1), согласно аналитической модели вычисляют характеристические числа (λn) путем решения частотного уравнения колебаний многопролетной неразрезной балки и определяют упругие характеристики пролетного строения: значение жесткости сечения относительно изгиба (EI), характеризующее несущую способность пролетного строения, коэффициент жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях пролетов μ, коэффициент жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига KZ;- for vertical vibrations - a multi-span continuous beam, elastically fixed in the reference sections, determine the ratio of the lowest frequency of the second group of natural vibrations to the lowest frequency of the first group (p 2 , 1 / p 1,1 ), according to the analytical model, calculate the characteristic numbers (λ n ) by solving the frequency equation of oscillations of a multi-span continuous beam and determine the elastic characteristics of the span: the value of the stiffness of the section relative to bending (EI), which characterizes the bearing capacity of the span, the stiffness coefficient relative to angular displacements in the reference sections of the spans μ, the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse (vertical) shift K Z ;

- для поперечных и продольных колебаний - многопролетную неразрезную балку рассматривают как однопролетную балку на однородном упругом основании, согласно этой аналитической модели определяют коэффициенты жесткости поперечному сдвигу однородного упругого основания в поперечном и продольном направлениях KSH⊥ и KSH||.- for transverse and longitudinal vibrations - a multi-span continuous beam is considered as a single-span beam on a homogeneous elastic base, according to this analytical model, the stiffness coefficients of the transverse shear of a homogeneous elastic base in the transverse and longitudinal directions K SH⊥ and K SH || .

Полученные значения основных упругих характеристик пролетного строения и опор сравнивают с полученными ранее в процессе первичного и последующих детальных обследований, оценивают изменение технического состояния пролетного строения и опор мостового сооружения в процессе эксплуатации и назначают время следующего обследования.The obtained values of the main elastic characteristics of the span and supports are compared with those obtained earlier in the process of initial and subsequent detailed examinations, the change in the technical condition of the span and supports of the bridge structure during operation is evaluated, and the time of the next examination is assigned.

По варианту 2 заявляемого изобретения в процессе мониторинга технического состояния особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений периодически (1-2 раза в месяц) осуществляют регистрацию колебаний мостового сооружения с учетом температурного фактора на момент регистрации колебаний, в условиях отсутствия движения транспортных средств, посредством стационарных пунктов наблюдения, расположенных по схеме наблюдения, включающей не менее двух пунктов наблюдения на каждом пролете мостового сооружения. Такая схема, после получения (рядов) частот (pzi, pyi, pxi) и ординат эпюр zi(x), yi(x), xi(х) собственных форм вертикальных, поперечных и продольных колебаний по результатам данных детального первичного обследования мостового сооружения, позволяет достоверно с относительной погрешностью не более 3% периодически выделять и достоверно идентифицировать частоты первой и второй группы собственных частот вертикальных, собственных частот поперечных и продольных колебаний. Периодически в процессе эксплуатации определяют изменение низших частот двух первых групп собственных вертикальных колебаний, рядов собственных частот поперечных и продольных колебаний. Вычисляют по выбранным замещающим аналитическим моделям основные упругие характеристики мостового сооружения, оценивают изменение упругих характеристик во времени в процессе эксплуатации сооружения, в том числе с учетом их сезонных изменений за счет температурного фактора. Оценивают техническое состояние пролетного строения и опор, нормативные, допустимые, предельные и разрушающие нагрузки, а также износ и безопасность дальнейшей эксплуатации мостового сооружения, возможность ремонта, реконструкции или необходимость вывода из эксплуатации.According to option 2 of the claimed invention, in the process of monitoring the technical condition of especially dangerous, technically complex and unique bridge structures, periodically (1-2 times a month), the vibrations of the bridge structure are recorded taking into account the temperature factor at the time of registration of vibrations, in the absence of vehicle traffic, stationary observation points located according to the observation scheme, including at least two observation points on each span of the bridge structure. Such a scheme, after obtaining (rows) of frequencies (p zi , p yi , p xi ) and ordinates of the diagrams z i (x), y i (x), x i (x) of the eigenmodes of vertical, transverse and longitudinal vibrations according to the data a detailed initial survey of the bridge structure allows reliably with a relative error of not more than 3% to periodically identify and reliably identify the frequencies of the first and second groups of natural frequencies of vertical, natural frequencies of transverse and longitudinal vibrations. Periodically during operation, the change in the lower frequencies of the first two groups of natural vertical vibrations, the series of natural frequencies of transverse and longitudinal vibrations is determined. The basic elastic characteristics of the bridge structure are calculated according to the selected replacement analytical models, the change in the elastic characteristics over time during the operation of the structure is estimated, including taking into account their seasonal changes due to the temperature factor. The technical condition of the span and supports, the regulatory, permissible, ultimate and destructive loads, as well as the wear and safety of further operation of the bridge structure, the possibility of repair, reconstruction or the need for decommissioning are assessed.

Кроме того, мониторинг технического состояния особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений осуществляют в условиях прохождения транспортных средств, посредством стационарно расположенной регистрирующей аппаратуры мониторинга. По непрерывным по стеку записям, полученным в режиме реального времени, определяют общий уровень вибраций пролетного строения в диапазонах расположения значимых частот собственных пространственных колебаний мостового сооружения и частот, возбуждаемых движущимися транспортными средствами, в зависимости от величины нагрузки на мостовое сооружение, создаваемой потоком транспортных средств, снеговых и ветровых нагрузок. Сравнивают уровень вибраций с заданными проектировщиками мостового сооружения уставками по амплитуде вибраций, в случае превышения уставок осуществляют запись сигнала вибраций и, при необходимости, принимают решение о прекращении движения или ограничении скорости движения по мостовому сооружению, посылают сообщение по адресам контролирующих организаций и обеспечивают, таким образом, безопасность эксплуатации сооружения по уровню вибраций.In addition, the monitoring of the technical condition of especially dangerous, technically complex and unique bridge structures is carried out in the conditions of passage of vehicles, by means of a stationary located recording monitoring equipment. Real-time continuous stack recordings determine the overall vibration level of the span in the ranges of significant frequencies of natural spatial vibrations of the bridge structure and frequencies excited by moving vehicles, depending on the magnitude of the load on the bridge structure created by the stream of vehicles, snow and wind loads. The vibration level is compared with the settings given by the designers of the bridge structure for the amplitude of the vibrations, if the settings are exceeded, the vibration signal is recorded and, if necessary, a decision is made to stop the movement or limit the speed of the bridge structure, send a message to the addresses of the controlling organizations and provide, thus , safety of operation of the facility in terms of vibration.

Перечень таблиц, поясняющих сущность заявляемого изобретения:The list of tables explaining the essence of the claimed invention:

Таблица 1. Синфазные формы собственных вертикальных колебаний неразрезного пролетного строения.Table 1. Common-mode forms of intrinsic vertical vibrations of continuous continuous span.

Таблица 2. Синфазные формы собственных поперечных колебаний неразрезного пролетного строения.Table 2. Common-mode forms of their own transverse vibrations of continuous continuous span.

Таблица 3. Синфазные формы собственных продольных колебаний неразрезного пролетного строения.Table 3. Common-mode forms of intrinsic longitudinal vibrations of continuous continuous span.

Таблица 4. Частоты горизонтальных и вертикальных колебаний моста.Table 4. Frequencies of horizontal and vertical vibrations of the bridge.

Таблица 5. Скорость распространения изгибной волны импульса, несущие частоты и конструктивная жесткость сечения изгибу.Table 5. The propagation velocity of a bending pulse wave, carrier frequencies and structural stiffness of a bending section.

Таблица 6. Значения динамической жесткости опор вертикальному сдвигу на частоте 1,24 Гц.Table 6. The values of the dynamic stiffness of the supports for vertical shear at a frequency of 1.24 Hz.

Таблица 7. Сезонные изменения частот собственных вертикальных колебаний.Table 7. Seasonal changes in the frequencies of natural vertical vibrations.

Перечень графических изображений, поясняющих сущность заявляемого изобретения:The list of graphic images explaining the essence of the claimed invention:

Фиг. 1. Схема пролетного строения и система наблюдений.FIG. 1. Span structure and observation system.

Фиг. 2. Нормированные спектры параметров вертикальных колебаний пролетного строения: а) спектр ускорений

Figure 00000001
; б) приведенный спектр
Figure 00000002
; в) спектр когерентности
Figure 00000003
; г) спектр коэффициента бегучести волны ККБВ,[z](f).FIG. 2. Normalized spectra of parameters of vertical vibrations of the span: a) acceleration spectrum
Figure 00000001
; b) reduced spectrum
Figure 00000002
; c) coherence spectrum
Figure 00000003
; g) the spectrum of the coefficient of wave conductivity K KBM , [z] (f).

Фиг. 3. Передаточная функция (двумерный спектр): а) двумерный спектр амплитуд; б) двумерный спектр начальных фаз.FIG. 3. Transfer function (two-dimensional spectrum): a) two-dimensional spectrum of amplitudes; b) two-dimensional spectrum of the initial phases.

Фиг. 4. Функции для определения минимального характеристического числа λ1,1,L2, отнесенного к длине среднего пролета (L2) шестипролетной балки, упруго опертой относительно угловых и жестко относительно поперечных перемещений с пролетами L1=L6, L2=L3=L4=L5 и L2/L1=1,5: а) функция р2,11,1=Ф(μ); б) функция λ1,1,L2(μ).FIG. 4. Functions for determining the minimum characteristic number λ 1,1, L2 , referred to the length of the middle span (L 2 ) of a six-span beam, elastically supported relative to angular and rigidly relative to transverse movements with spans L 1 = L 6 , L 2 = L 3 = L 4 = L 5 and L 2 / L 1 = 1.5: a) function p 2.1 / p 1.1 = Ф (μ); b) the function λ 1,1, L2 (μ).

Фиг. 5. Скоростные годографы распространения упругих волн: а) X - компонента; б) Y -компонента; в) Z - компонента.FIG. 5. Speed hodographs of the propagation of elastic waves: a) X - component; b) the Y component; c) Z is a component.

Фиг. 6. Нормированные осредненные по всем пунктам наблюдения амплитудные спектры ускорения вертикальных колебаний мостового сооружения, полученные при обследованиях 2006 г. и 2008 г.FIG. 6. Normalized amplitude spectra of acceleration of vertical vibrations of the bridge structure averaged over all observation points obtained from surveys in 2006 and 2008

Заявляемый способ осуществляют следующим образом.The inventive method is as follows.

В условиях отсутствия движения транспортных средств по мосту проводят детальное сейсмометрическое обследование мостовой конструкции путем регистрации колебаний многопролетного строения во всех пунктах системы наблюдения (десятки, сотни пунктов) одновременно посредством специализированной многоканальной сейсмометрической аппаратуры, либо одновременно в опорном пункте и нескольких пунктах наблюдения последовательно перемещаемых в соответствии со схемой наблюдения, с помощью малоканальной сейсмометрической аппаратуры (9-12 каналов) и трехкомпонентных датчиков, обеспечивающих регистрацию величин колебаний пролетного строения по координатам X, Y и Z. Записи в опорном пункте используются для линейного приведения всех разновременных записей к единому времени регистрации [7] (Патент РФ №2150684, кл. G01M 7/00). Данный способ позволяет осуществлять обследование любого объекта с помощью сейсмометрической станции с минимальным количеством каналов.In the absence of vehicles moving across the bridge, a detailed seismometric survey of the bridge structure is carried out by registering vibrations of the multi-span structure at all points of the monitoring system (tens, hundreds of points) simultaneously using specialized multichannel seismometric equipment, or simultaneously at the reference point and several observation points sequentially moved in accordance with an observation circuit using low-channel seismometric equipment (channel 9-12 ) and three-component sensors, providing registration of the values of the fluctuations of the span along the coordinates X, Y and Z. The entries in the reference point are used to linearly bring all the multi-time records to a single recording time [7] (RF Patent No. 2150684, class G01M 7/00) . This method allows the inspection of any object using a seismometric station with a minimum number of channels.

Оптимальной схемой наблюдений при детальном сейсмометрическом обследовании мостовых сооружений является схема, которая включает не менее 8-ми пунктов наблюдения на каждом пролете с обязательными пунктами наблюдения на всех опорах мостового сооружения. Такая схема, в соответствии с теоремой Котельникова (не менее 4-х пунктов наблюдения на полуволну), позволяет достоверно выделять частоты с относительной погрешностью не более 3% и получать ординаты эпюр первой и второй группы собственных частот вертикальных, собственных частот поперечных и продольных колебаний сооружения. Периодичность детальных сейсмометрических обследований (без установки стационарной аппаратуры мониторинга) определяется скоростью деградации сооружения и нормативными документами (обычно порядка 3-5 лет). Для исключения влияния на данные периодических обследований сезонных изменений (в основном температурного фактора) обследования необходимо осуществлять в одинаковых климатических условиях. Температурный фактор - температура окружающего воздуха, воды, сооружения за определенный период времени (сутки, неделя, месяц).The optimal observation scheme for a detailed seismometric survey of bridge structures is a scheme that includes at least 8 observation points on each span with mandatory observation points on all supports of the bridge structure. Such a scheme, in accordance with Kotelnikov’s theorem (at least 4 observation points per half-wave), allows one to reliably isolate frequencies with a relative error of not more than 3% and obtain ordinates of the diagrams of the first and second groups of eigenfrequencies of vertical, eigenfrequencies of transverse and longitudinal vibrations of the structure . The frequency of detailed seismometric surveys (without installing stationary monitoring equipment) is determined by the degradation rate of the structure and regulatory documents (usually about 3-5 years). To exclude the influence of seasonal changes (mainly the temperature factor) on the data of periodic surveys, surveys should be carried out in the same climatic conditions. The temperature factor is the temperature of the surrounding air, water, structure for a certain period of time (day, week, month).

В результате детального сейсмометрического обследования (вариант 1) получают:As a result of a detailed seismometric survey (option 1) receive:

- при одновременной регистрации во всех пунктах наблюдения- while registering at all observation points

S[V](xi, yi, zi, t) - массив регистрационных записей (сейсмограмм), зарегистрированных в пунктах наблюдения с координатами [xi, yi, zi], где вектор наблюдения [V] обозначает X,Y,Z - направление основных осей сооружения, X - продольные колебания направлены вдоль продольной оси сооружения, Y - поперечные колебания - перпендикулярно продольной оси, Z - вертикальные;S [V] (x i , y i , z i , t) - an array of registration records (seismograms) recorded at observation points with coordinates [x i , y i , z i ], where the observation vector [V] denotes X, Y, Z — direction of the main axes of the structure, X — longitudinal vibrations directed along the longitudinal axis of the structure, Y — transverse vibrations — perpendicular to the longitudinal axis, Z — vertical;

- при последовательной регистрации колебаний в пунктах наблюдения и опорном пункте S[V](xi, yi, zi, t) - массив сейсмограмм, зарегистрированных в пунктах наблюдения с координатами [xi, yi, zi] и S[V](x0i, y0i, z0i, t) - массив сейсмограмм, зарегистрированных в опорном пункте наблюдения с координатами [x0, y0, z0], соответствующих синхронным записям, полученным в i-ом пункте наблюдения.- during sequential registration of vibrations at observation points and reference point S [V] (x i , y i , z i , t) - an array of seismograms recorded at observation points with coordinates [x i , y i , z i ] and S [ V] (x 0i , y 0i , z 0i , t) - an array of seismograms recorded at the reference observation point with coordinates [x 0 , y 0 , z 0 ] corresponding to synchronous records obtained at the i-th observation point.

При мониторинге особо опасных, технически сложных и уникальных сооружений (вариант 2) регистрация во всех стационарных пунктах наблюдения осуществляется одновременно, поэтому получают S[V](xi, yi, zi, t) - массив регистрационных записей (сейсмограмм), зарегистрированных в стационарных пунктах наблюдения с координатами [xi, yi, zi]. При этом в качестве опорного пункта может быть выбран любой из стационарных пунктов наблюдения. На первом этапе перед установкой стационарной системы мониторинга необходимо произвести первичное детальное обследование мостового сооружения с целью определения рядов частот и ординат эпюр пространственных колебаний мостового сооружения. По результатам первичного обследования назначают оптимальную схему расположения пунктов наблюдения для мониторинга, выбирают аналитические замещающие модели и оценивают упругие характеристики пролетных строений и опор мостового сооружения. Схема включает не менее двух пунктов наблюдения на пролете (один в середине пролета, второй на 1/4 длины пролета), что позволяет выделить основные частоты собственных форм колебаний по трем компонентам с учетом полученных и идентифицированных ранее в процессе детального обследования рядов частот и эпюр форм собственных пространственных колебаний. По указанной схеме устанавливают стационарную регистрирующую аппаратуру для осуществления периодического мониторинга мостовых сооружений.When monitoring especially dangerous, technically complex and unique structures (option 2), registration at all stationary observation points is carried out simultaneously, therefore S [V] (x i , y i , z i , t) is obtained - an array of registration records (seismograms) recorded at stationary observation points with coordinates [x i , y i , z i ]. Moreover, any of the stationary observation points can be chosen as a reference point. At the first stage, before installing a stationary monitoring system, it is necessary to carry out an initial detailed examination of the bridge structure in order to determine the series of frequencies and ordinates of the diagrams of the spatial vibrations of the bridge structure. Based on the results of the initial examination, the optimal location scheme of observation points for monitoring is assigned, analytical replacement models are selected, and the elastic characteristics of the spans and supports of the bridge structure are evaluated. The scheme includes at least two observation points on the span (one in the middle of the span, the second 1/4 of the span), which makes it possible to distinguish the main frequencies of natural modes of vibration for the three components, taking into account the series of frequencies and diagrams obtained and identified earlier in the detailed examination own spatial vibrations. According to this scheme, stationary recording equipment is installed to periodically monitor bridge structures.

Регистрацию микроколебаний мостового сооружения с помощью стационарной сейсмометрической аппаратуры осуществляют, в условиях отсутствия движения транспортных средств по мосту, периодически (например, 1-2 раза в месяц) с обязательным учетом температурного фактора на момент регистрации колебаний. При этом необходимо прекращение движения транспортных средств или подвижного состава по мостовому сооружению на время регистрации колебаний (5-7 мин). На железнодорожных мостовых сооружениях регистрацию можно осуществлять чаще с учетом наличия «окон» в движении составов.Micro vibrations of the bridge structure are recorded using stationary seismometric equipment, in the absence of vehicles moving along the bridge, periodically (for example, 1-2 times a month), with the temperature factor taken into account at the time of the oscillation recording. In this case, it is necessary to stop the movement of vehicles or rolling stock along the bridge structure at the time of registration of vibrations (5-7 minutes). On railway bridges, registration can be done more often given the presence of "windows" in the movement of trains.

По регистрационным записям, полученным при периодических детальных обследованиях или мониторинге, осуществляют вычисление комплексных передаточных функций. При одновременной регистрации во всех пунктах наблюдения один из пунктов наблюдения назначают в качестве опорного пункта и вычисляют передаточные функции опорный пункт - пункт наблюдения, а при работе с опорным пунктом вычисляют комплексные передаточные функции между фиксированным опорным пунктом и пунктами наблюдения в соответствии со способом [7] (Патент РФ №2150684, кл. G01M 7/00).According to the registration records obtained during periodic detailed examinations or monitoring, the complex transfer functions are calculated. When simultaneously registering at all observation points, one of the observation points is designated as a reference point and the transfer functions are calculated, the reference point is an observation point, and when working with a reference point, complex transfer functions between a fixed reference point and observation points are calculated in accordance with the method [7] (RF patent No. 2150684, class G01M 7/00).

В результате обработки трехкомпонентных записей микроколебаний, при отсутствии движения транспортных средств по мостовому сооружению, определяют:As a result of processing three-component records of micro-vibrations, in the absence of movement of vehicles on a bridge structure, it is determined:

- спектры (ряды) частот (pi) и ординаты эпюр zi (х) собственных форм вертикальных, поперечных и продольных колебаний. Спектры частот и эпюр собственных колебаний определяют с использованием комплексных спектров передаточных функций колебаний «опорный пункт - k-ый пункт наблюдения» (i - индекс определяет сквозную нумерацию частот и форм собственных колебаний) [6, 7] (Патент РФ №2140625, кл. G01M 7/00, Патент РФ №2150684, кл. G01M 7/00);- spectra (rows) of frequencies (p i ) and the ordinates of the diagrams z i (x) of the eigenmodes of vertical, transverse and longitudinal vibrations. Frequency spectra and natural vibration diagrams are determined using complex spectra of the vibration transfer functions “reference point is the kth observation point” (i - the index determines the continuous numbering of frequencies and natural vibration modes) [6, 7] (RF Patent No. 2140625, cl. G01M 7/00, RF Patent No. 2150684, CL G01M 7/00);

- по эпюрам срезов спектров комплексных передаточных функций идентифицируют формы собственных вертикальных, поперечных и продольных колебаний пролетного строения и определяют частоты двух первых групп собственных вертикальных колебаний и поперечных колебаний и частоты собственных поперечных и продольных колебаний;- from the diagrams of slices of the spectra of complex transfer functions, the forms of intrinsic vertical, transverse and longitudinal vibrations of the span structure are identified and the frequencies of the first two groups of intrinsic vertical vibrations and transverse vibrations and the frequencies of intrinsic transverse and longitudinal vibrations are determined;

- отношения низшей частоты второй группы к низшей частоте первой группы собственных вертикальных колебаний (р2,1/1,1 - первый индекс номер группы, второй номер частоты в группе частот собственных форм колебаний пролетных строений) в случае неразрезных пролетных строений или отношения частот к частоте первой формы собственных вертикальных, поперечных и продольных колебаний, в случае когда спектры собственных частот сооружения соответствуют спектру однопролетной балки на упругом однородном полупространстве;- the ratio of the lowest frequency of the second group to the lowest frequency of the first group of natural vertical vibrations (p 2,1 / 1,1 - the first index is the group number, the second frequency number in the frequency group of the natural modes of spans) in the case of continuous spans or the ratio of frequencies to the frequency of the first form of natural vertical, transverse and longitudinal vibrations, in the case when the spectra of the natural frequencies of the structure correspond to the spectrum of a single-span beam on an elastic homogeneous half-space;

- импульсные характеристики в пунктах наблюдения, посредством применения обратного преобразования Фурье от комплексного спектра передаточной функции. По ним производят построение скоростных годографов для всех компонент наблюдения и определяют скорости распространения упругих волн в мостовом сооружении;- impulse characteristics at observation points, by applying the inverse Fourier transform of the complex spectrum of the transfer function. Using them, speed hodographs are constructed for all observation components and the propagation velocities of elastic waves in a bridge structure are determined;

Кроме того, посредством стационарной аппаратуры мониторинга оценивают уровень вибраций мостового сооружения в зависимости от величины нагрузки на мостовое сооружение, создаваемой потоком транспортных средств, снеговых и ветровых нагрузок. Определяют величины среднеквадратического отклонения в диапазонах значимых частот собственных пространственных колебаний мостового сооружения и частот, возбуждаемых движущимися транспортными средствами.In addition, with the help of stationary monitoring equipment, the vibration level of the bridge structure is estimated depending on the magnitude of the load on the bridge structure created by the flow of vehicles, snow and wind loads. The values of the standard deviation in the ranges of significant frequencies of the natural spatial vibrations of the bridge structure and the frequencies excited by moving vehicles are determined.

Определение частот и форм собственных колебаний по трем основным осям мостового сооружения осуществляют по комплексным спектрам передаточных функций, которые вычисляются как оптимальный фильтр Колмогорова - Винера [8] (Г. Корн и Т. Корн, Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва 1974. - 760 с.).The frequencies and forms of natural vibrations are determined from the three main axes of the bridge structure using the complex spectra of transfer functions, which are calculated as the optimal Kolmogorov – Wiener filter [8] (G. Korn and T. Korn, Handbook of Mathematics for scientists and engineers. Moscow 1974 . - 760 p.).

Передаточная функция для k - го пункта наблюдения, на произвольной частоте fj, для заданного вектора наблюдения определяется известным выражением:The transfer function for the k-th observation point, at an arbitrary frequency f j , for a given observation vector is determined by the well-known expression:

Figure 00000004
Figure 00000004

где Col(fj) и Ckl(fj) комплексные спектры Фурье реализаций (фрагментов одновременной записи колебаний одной длительности) в опорном пункте и пункте наблюдения, соответственно;where C ol (f j ) and C kl (f j ) are the complex Fourier spectra of realizations (fragments of simultaneous recording of oscillations of the same duration) at the reference point and observation point, respectively;

n - количество фрагментов записи (реализаций) в одном сеансе наблюдения;n is the number of recording fragments (implementations) in one observation session;

* знак сопряжения комплексного числа.* conjugation sign of a complex number.

Например, при частоте оцифровки 128 Гц длина записи обычно выбирается 64 К (К=1024), а количество фрагментов 8; 4; 2; 1, длина фрагментов соответственно 8 К; 4 К; 2 К; К. От длины фрагмента зависит точность определения частот собственных колебаний, а от количества фрагментов соотношение сигнал/шум.For example, at a sampling frequency of 128 Hz, the recording length is usually selected at 64 K (K = 1024), and the number of fragments is 8; four; 2; 1, the length of the fragments, respectively, 8 K; 4K; 2 K; K. The accuracy of determining the frequencies of natural vibrations depends on the length of the fragment, and the signal-to-noise ratio depends on the number of fragments.

Передаточная функция для заданного вектора наблюдения определяется как совокупность передаточных функций, отнесенных к отдельным пунктам наблюдения, и представляет собой двумерный спектр в координатах: номер пункта наблюдения - частота - модуль/фаза передаточной функции. Относительная погрешность определения значений частот пространственных колебаний мостового сооружения зависит от длины фрагментов записей 2 К или 4 К отсчетов, по которым вычисляется передаточная функция и составляет соответственно ±0.03125 Гц или ±0.0156 Гц.The transfer function for a given observation vector is defined as the set of transfer functions assigned to individual observation points and represents a two-dimensional spectrum in coordinates: observation point number - frequency - module / phase of the transfer function. The relative error in determining the values of the frequencies of spatial vibrations of the bridge structure depends on the length of the fragments of the records 2 K or 4 K samples, according to which the transfer function is calculated and is respectively ± 0.03125 Hz or ± 0.0156 Hz.

Спектр, который получается в результате умножения передаточной функции на осредненный по всем сеансам наблюдения амплитудный спектр колебаний в опорном пункте (характерное воздействие в опорном пункте за время обследования), называется приведенным спектром колебаний. Как правило, приведенный спектр колебаний имеет более ярко выраженные спектральные пики, чем спектр передаточной функции.The spectrum that is obtained as a result of multiplying the transfer function by the amplitude spectrum of vibrations averaged over all observation sessions at the reference point (the characteristic effect at the reference point during the examination) is called the reduced vibration spectrum. As a rule, the presented spectrum of vibrations has more pronounced spectral peaks than the spectrum of the transfer function.

Значения (спектр) частот pi форм собственных колебаний пролетных строений мостового сооружения определяются согласно условиям пространственно-временного резонанса [9] (Сабуров B.C., Кузьменко A.П. Обследование зданий повышенной этажности. Инженерно-сейсмометрический метод. LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 175 с):The values (spectrum) of frequencies p i of the natural modes of the spans of the bridge structure are determined according to the spatio-temporal resonance conditions [9] (Saburov BC, Kuzmenko A.P. Survey of high-rise buildings. Engineering-seismometric method. LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 175 s):

Figure 00000005
Figure 00000005

где ККБВ(f) - спектр коэффициента бегучести пространственной волны;where K KBV (f) is the spectrum of the coefficient of solvency of a spatial wave;

P(f) - амплитудный спектр передаточной функции.P (f) is the amplitude spectrum of the transfer function.

Спектр коэффициента бегучести пространственной волны представляет собой зависимость от частоты отношения амплитуды бегущей волны к сумме амплитуд стоячей и бегущей волн, зарегистрированных на профиле наблюдения, и изменяется от нуля до единицы. Если на частоте fi ККБВ(fi)→ 0, то в механической системе наблюдаются резонансные колебания. Если на частоте fi ККБВ(fi)→ 1, то в механической системе наблюдается антирезонансные колебания.The spectrum of the spatial wave coefficient of transmittance is a dependence of the ratio of the amplitude of the traveling wave to the sum of the amplitudes of the standing and traveling waves recorded on the observation profile, and varies from zero to unity. If at the frequency f i К КБВ (f i ) → 0, then resonant oscillations are observed in the mechanical system. If at the frequency f i К КБВ (f i ) → 1, then antiresonance oscillations are observed in the mechanical system.

Кроме того, для идентификации собственных форм используется спектр коэффициента когерентности колебания опорный пункт - пункт наблюдения

Figure 00000006
In addition, the spectrum of the coherence coefficient of oscillation is used to identify the eigenmodes.
Figure 00000006

Спектр коэффициента когерентности колебания является мерой оценки корректности линейной модели при пересчете сейсмограмм [7] (Патент РФ №2150684, кл. G01M 7/00). Пределы изменения

Figure 00000007
в диапазоне [0÷1]. Единица соответствует линейной зависимости колебаний в двух пунктах, между которыми определяется коэффициент. Высокий коэффициент когерентности наблюдается на частотах собственных форм. При нулевом значении коэффициента колебания в двух пунктах независимы.The spectrum of the coherence coefficient of oscillation is a measure of assessing the correctness of a linear model when recalculating seismograms [7] (RF Patent No. 2150684, class G01M 7/00). Limits of change
Figure 00000007
in the range [0 ÷ 1]. The unit corresponds to a linear dependence of the oscillations at two points, between which the coefficient is determined. A high coherence coefficient is observed at the frequencies of the eigenmodes. With a zero value of the coefficient of oscillation in two points are independent.

Эпюры синфазных форм собственных колебаний ξi (х) в вертикальной или горизонтальной плоскости на частоте колебаний pi определяются согласно выражению (срез передаточной функции на частоте pi):Plots of in-phase modes of natural oscillations ξ i (x) in the vertical or horizontal plane at the oscillation frequency p i are determined according to the expression (slice of the transfer function at the frequency p i ):

Figure 00000008
Figure 00000008

где ξk,i - ордината эпюры на частоте i-ой спектральной составляющей в k-ом пункте наблюдения, расположенным на расстоянии xk от начала пролета;where ξ k, i is the ordinate of the plot at the frequency of the i-th spectral component in the k-th observation point located at a distance x k from the beginning of the span;

pi - частота собственной формы упругих колебаний;p i is the frequency of the natural form of elastic vibrations;

Pk (pi) - комплексная передаточная функция «опорный пункт - k-ый пункт наблюдения».P k (p i ) - a complex transfer function "strong point - k-th observation point."

Учитывая, что начальные фазы в пунктах наблюдения на частотах собственных форм колебаний могут отличаться на величину, не кратную π, для многопролетной балки эпюра синфазной формы собственных колебаний определяется как эпюра в момент времени, когда среднеквадратическое значение ординат эпюры достигает своего максимума Погрешность определения эпюр для компонент различается, минимальная погрешность порядка 3-5% наблюдается для частот вертикальных колебаний, а максимальная для первых частот поперечных и продольных колебаний (см. пример таблицы 1, 2, 3). Большая погрешность определения эпюр поперечных и продольных колебаний обусловлена влиянием опор при движении пролетного строения по первым формам колебаний всего неразрезного пролетного строения.Considering that the initial phases at observation points at frequencies of natural modes of vibration can differ by a factor of π, for a multi-span beam, the plot of the in-phase mode of natural modes is defined as a plot at the time when the rms value of the ordinates of the chart reaches its maximum differs, the minimum error of the order of 3-5% is observed for the frequencies of vertical vibrations, and the maximum for the first frequencies of transverse and longitudinal vibrations (see example ABLE 1, 2, 3). The large error in determining the diagrams of transverse and longitudinal vibrations is due to the influence of supports during the movement of the span according to the first forms of vibrations of the entire continuous span.

Для определения скорости распространения упругих волн по трем основным осям мостового сооружения, вычисляют импульсные характеристики во всех пунктах наблюдения посредством применения обратного преобразования Фурье к комплексным спектрам передаточной функции. В результате строят скоростной годограф, по которому определяют скорости распространения упругих волн. Значения скоростей упругих волн позволяют также оценить отдельные упругие характеристики сооружения.To determine the propagation velocity of elastic waves along the three main axes of a bridge structure, the impulse characteristics are calculated at all observation points by applying the inverse Fourier transform to the complex spectra of the transfer function. As a result, a high-speed hodograph is built, which determines the propagation velocity of elastic waves. The values of the elastic wave velocities also make it possible to evaluate individual elastic characteristics of the structure.

Для вычисления упругих характеристик мостового сооружения выбирают аналитические замещающие модели, наиболее близко соответствующие спектрам (рядам) частот собственных вертикальных, поперечных и продольных колебаний. Спектры частот форм собственных колебаний в вертикальном, поперечном и продольном направлении в основном определяются следующими упругими характеристиками:To calculate the elastic characteristics of the bridge structure, analytical replacement models are chosen that are most closely related to the spectra (rows) of frequencies of natural vertical, transverse and longitudinal vibrations. The frequency spectra of the modes of natural vibrations in the vertical, transverse and longitudinal directions are mainly determined by the following elastic characteristics:

- жесткостью сечения пролетного строения относительно изгиба (EI);- stiffness of the span section relative to bending (EI);

- коэффициентом жесткости опор относительно угловых перемещений в опорных сечениях пролетов (μ);- the stiffness coefficient of the supports relative to the angular displacements in the supporting sections of the spans (μ);

- коэффициентом жесткости опор относительно поперечного и вертикального сдвига (KZ);- the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse and vertical shear (K Z );

- коэффициентами жесткости поперечному сдвигу однородного упругого основания в поперечном и продольном направлениях соответственно KSH⊥, KSH||.- the stiffness coefficients of the transverse shear of a homogeneous elastic base in the transverse and longitudinal directions, respectively, K SH⊥ , K SH || .

Определение вышеуказанных упругих характеристик мостового сооружения производится в рамках аналитических замещающих моделей, которые выбираются в зависимости от характера спектра собственных частот и с учетом конструктивного исполнения мостовых сооружений.The aforementioned elastic characteristics of the bridge structure are determined within the framework of analytical replacement models, which are selected depending on the nature of the spectrum of natural frequencies and taking into account the design of the bridge structures.

Наиболее простой конструкцией мостового сооружения является однопролетное мостовое сооружение, аналитической замещающей моделью которого в общем случае является модель однопролетной балки, упруго закрепленной в опорных сечениях относительно поперечных и угловых перемещений.The simplest construction of a bridge structure is a single-span bridge structure, the analytical replacing model of which in the general case is a model of a single-span beam elastically fixed in supporting sections relative to transverse and angular movements.

Частоты собственных форм колебаний однопролетной балки определяются известным выражением:The frequencies of the natural vibration modes of a single-span beam are determined by the well-known expression:

Figure 00000009
Figure 00000009

где EI - жесткости сечения пролетного строения относительно изгиба в заданном направлении.where EI is the stiffness of the span section relative to bending in a given direction.

Например, для быстрой оценки жесткости сечения однопролетного строения относительно изгиба EI (вертикальное и поперечное направление) в качестве замещающей модели может быть выбрана модель изгибных колебаний однопролетной балки, жестко закрепленной в опорных сечениях относительно поперечных и упруго относительно угловых перемещений. В данном случае характеристические числа λn являются корнями частотного уравнения:For example, to quickly assess the stiffness of a section of a single-span structure with respect to bending EI (vertical and transverse direction), a model of bending vibrations of a single-span beam rigidly fixed in supporting sections with respect to transverse and elastically relative to angular displacements can be chosen as a replacement model. In this case, the characteristic numbers λ n are the roots of the frequency equation:

Figure 00000010
Figure 00000010

где

Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
- значения функций Крылова при х=L,
Figure 00000015
- безразмерная координата;Where
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
are the values of the Krylov functions at x = L,
Figure 00000015
- dimensionless coordinate;

λn - характеристические числа (корни частотного уравнения (5));λ n - characteristic numbers (roots of the frequency equation (5));

Figure 00000016
- коэффициент жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях;
Figure 00000016
- stiffness coefficient relative to angular displacements in the reference sections;

Кϕ - жесткость узлов сопряжения пролетов с опорами относительно угловых перемещений;To ϕ - the rigidity of the nodes of the spans with supports relative to angular displacements;

KZ=∞ - коэффициент жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига.K Z = ∞ is the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse (vertical) shift.

Для определения жесткости сечения пролетного строения относительно сжатия-растяжения в продольном направлении EF и условии закрепления в опорных сечениях используется уравнение продольных колебаний. Варианты нахождения λn частотных уравнений изгибных, сдвиговых и продольных колебаний балки, для которых выполняются заданные отношения измеренных частот собственных колебаний, расчет упругих характеристик EI и μ пролетного строения, а также условия однозначности решения обратной спектральной задачи приведены в [10] (Сабуров B.C., Кузьменко А.П. Теория колебаний балки. [Электронный ресурс]: Учебн. пособие по курсу «Динамика строительных конструкций и сооружений». Новосибирск, 2015. - 179 с).To determine the stiffness of the span section relative to compression-tension in the longitudinal direction EF and the condition of fixing in the reference sections, the equation of longitudinal vibrations is used. The options for finding λ n the frequency equations of the bending, shear, and longitudinal vibrations of the beam, for which the given ratios of the measured eigenfrequency frequencies are satisfied, the elastic characteristics EI and μ of the span are calculated, and the conditions for the uniqueness of solving the inverse spectral problem are given in [10] (Saburov BC, Kuzmenko AP Theory of beam oscillations. [Electronic resource]: Textbook for the course "Dynamics of building structures and structures. Novosibirsk, 2015. - 179 s).

Наиболее сложными, для оценки технического состояния являются неразрезные пролетные строения.The most difficult to assess the technical condition are continuous spans.

Как известно [11] (Сорокин Е.С. Динамика междуэтажных перекрытии. - М., 1941. - 240 с.), в отличие от однопролетных балок (для разрезного пролетного строения), обладающих только одной основной частотой вертикальных колебаний, одной первой гармоникой, одной второй гармоникой и т.д., многопролетные неразрезные балки имеют группу основных частот вертикальных колебаний, группу первых гармоник, группу вторых гармоник и т.д. При этом число частот вертикальных колебаний в группе многопролетной неразрезной балки равно числу пролетов балки. Самая низкая частота группы частот называется наинизшей, самая высокая - наивысшей частотой. В каждой группе частот разность между соседними частотами меньше, чем между последней частотой одной группы и первой частотой последующей группы.As is known [11] (Sorokin ES, Dynamics of interfloor overlap. - M., 1941. - 240 p.), In contrast to single-span beams (for a split span) having only one main frequency of vertical vibrations, one first harmonic , one second harmonic, etc., multi-span continuous beams have a group of fundamental frequencies of vertical vibrations, a group of first harmonics, a group of second harmonics, etc. In this case, the number of frequencies of vertical vibrations in the group of a multi-span continuous beam is equal to the number of spans of the beam. The lowest frequency group is called the lowest frequency, the highest - the highest frequency. In each frequency group, the difference between adjacent frequencies is less than between the last frequency of one group and the first frequency of the subsequent group.

В качестве аналитической модели n пролетного мостового сооружения для колебаний в вертикальном направлении предлагается использовать модель колебаний многопролетной (или однопролетной) неразрезной балки, упруго закрепленной относительно угловых и жестко относительно поперечных перемещений в опорных сечениях. Частотное уравнение колебаний многопролетной неразрезной балки составляется согласно правилам соответствия граничных условий [12] (Тимошенко С.П. Янг Д.Х., Уивер И. Колебания в инженерном деле. - М.: Машиностроение, 1985. - 344 с.).It is proposed to use the model of vibrations of a multi-span (or single-span) continuous beam, elastically fixed relative to angular and rigidly relative to transverse displacements in the supporting sections, as an analytical model of the n bridge span for vibrations in the vertical direction. The frequency equation of oscillations of a multi-span continuous beam is compiled according to the rules for the correspondence of boundary conditions [12] (Timoshenko SP, Young D.Kh., Weaver I. Oscillations in engineering. - M .: Mashinostroenie, 1985. - 344 p.).

Если в модели принять, что жесткости угловым перемещениям в опорных сечениях пролетов μi равны между собой и условия опирания одинаковые, характеристические числа (корни частотного уравнения (λn)) определяют в результате решения частотного уравнения колебаний многопролетной неразрезной балки, записанного в виде определителя (n>1):If we assume in the model that the stiffnesses of the angular displacements in the reference sections of the spans μ i are equal and the bearing conditions are the same, the characteristic numbers (the roots of the frequency equation (λ n )) are determined by solving the frequency equation of oscillations of a multi-span continuous beam recorded in the form of a determinant ( n> 1):

Figure 00000017
Figure 00000017

где

Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
- значения функций Крылова при х=Ln и определенных для n-го пролета длиной Ln,
Figure 00000022
- безразмерная координата;Where
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
- the values of the Krylov functions at x = L n and defined for the nth span of length L n ,
Figure 00000022
- dimensionless coordinate;

λn - характеристические числа (корни частотного уравнения (6)), отнесенные к n-му пролету;λ n - characteristic numbers (roots of the frequency equation (6)), referred to the n-th span;

Figure 00000023
- коэффициент жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях;
Figure 00000023
- stiffness coefficient relative to angular displacements in the reference sections;

Кϕ - жесткость узлов сопряжения пролетов с опорами относительно угловых перемещений;To ϕ - the rigidity of the nodes of the spans with supports relative to angular displacements;

KZ=∞ - коэффициент жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига.K Z = ∞ is the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse (vertical) shift.

В общем случае, когда жесткость угловым перемещениям в опорных сечениях пролетов разная и условия опирания не одинаковы, частотное уравнение типа (6) содержит (3⋅N+2) неизвестных. Поэтому для решения обратной спектральной задачи необходимо составить систему из (3⋅N+2) уравнений, каждое из которых представляет собой частотное уравнение, записанное относительно (3⋅N+2) измеренных частот собственных вертикальных колебаний. Практически измерить такое количество собственных частот невозможно из-за крайне малых амплитуд колебаний на высоких частотах. Поэтому на нервом этапе мониторинга принимаем, что жесткости угловым перемещениям в опорных сечениях пролетов равны и условия пролетов опирания одинаковы. В этом случае достаточно только двух значений собственных частот. На низших (либо высших) частотах первой и второй группы вертикальных колебаний выполняется условие равенства коэффициента μ и поэтому данные частоты используются для расчетов.In the general case, when the stiffness of the angular displacements in the reference sections of the spans is different and the support conditions are not the same, the frequency equation of type (6) contains (3⋅N + 2) unknowns. Therefore, to solve the inverse spectral problem, it is necessary to compose a system of (3⋅N + 2) equations, each of which is a frequency equation written in relation to (3⋅N + 2) measured frequencies of natural vertical oscillations. It is practically impossible to measure such a number of natural frequencies because of the extremely small amplitudes of oscillations at high frequencies. Therefore, at the nerve stage of monitoring, we accept that the stiffnesses of the angular displacements in the reference sections of the spans are equal and the conditions of the spans of bearing are the same. In this case, only two values of the natural frequencies are sufficient. At the lower (or higher) frequencies of the first and second groups of vertical vibrations, the condition for the equality of the coefficient μ is fulfilled and therefore these frequencies are used for calculations.

Нахождение жесткости угловым перемещениям в опорных сечениях пролетов и условий опирания производится в результате решения частотного уравнения (6) относительно λn при фиксированном значении μ. При этом определяются функция отношения значений низших частот второй и первой групп частот собственных форм вертикальных колебаний многопролетной неразрезной балки в зависимости от коэффициента жесткости относительно угловых перемещений Kϕ в опорных сечениях р2,11,1=Ф(μ) и функция λ1,1(μ), определяющая зависимость минимального характеристического числа от коэффициента жесткости μ.The stiffness is found for angular displacements in the reference sections of the spans and the abutment conditions as a result of solving the frequency equation (6) with respect to λ n for a fixed value of μ. In this case, the function of the ratio of the lower frequencies of the second and first frequency groups of the natural forms of vertical vibrations of the multi-span continuous beam is determined depending on the stiffness coefficient relative to the angular displacements K ϕ in the reference sections p 2.1 / p 1.1 = Ф (μ) and the function λ 1.1 (μ), which determines the dependence of the minimum characteristic number on the stiffness coefficient μ.

Данная модель удовлетворительно описывает колебания мостовых сооружений при известных значениях низших частот первой и второй групп собственных форм вертикальных колебаний, которые при обследовании определяются с максимальной точностью.This model satisfactorily describes the vibrations of bridge structures at known low frequencies of the first and second groups of natural forms of vertical vibrations, which are determined with the maximum accuracy during the examination.

Для поперечных и продольных колебаний неразрезная многопролетная балка обладает только одной основной частотой поперечных и продольных колебаний, одной первой гармоникой, одной второй гармоникой и т.д. То есть неразрезная многопролетная балка колеблется в поперечном и продольном направлениях как балка на однородном упругом основании (балка на упругих опорах) с некоторыми интегральными коэффициентами жесткости поперечному сдвигу основания в поперечном и продольном направлениях соответственно KSH⊥, KSH||. Решения прямых и обратных спектральных задач о колебаниях балки на упругом основании также приведены в [10] (Сабуров B.C., Кузьменко А.П. Теория колебаний балки. [Электронный ресурс]: Учебн. пособие по курсу «Динамика строительных конструкций и сооружений». Новосибирск, 2015. - 179 с).For transverse and longitudinal vibrations, a continuous multi-span beam has only one main frequency of transverse and longitudinal vibrations, one first harmonic, one second harmonic, etc. That is, a continuous multi-span beam oscillates in the transverse and longitudinal directions as a beam on a uniform elastic base (beam on elastic supports) with some integral stiffness coefficients for the transverse shear of the base in the transverse and longitudinal directions, respectively, K SH⊥ , K SH || . The solutions of direct and inverse spectral problems on beam vibrations on an elastic base are also given in [10] (Saburov BC, Kuzmenko AP The theory of beam vibrations. [Electronic resource]: Training manual for the course “Dynamics of building structures and structures.” Novosibirsk , 2015 .-- 179 s).

Далее мониторинг технического состояния особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений осуществляют в условиях прохождения транспортных средств, посредством стационарно расположенной регистрирующей аппаратуры мониторинга. По непрерывным по стеку записям, полученным в режиме реального времени, определяют общий уровень вибраций пролетного строения в диапазонах расположения значимых частот собственных пространственных колебаний мостового сооружения и частот, возбуждаемых движущимися транспортными средствами, в зависимости от величины нагрузки на мостовое сооружение, создаваемой потоком транспортных средств, снеговых и ветровых нагрузок.Further, the monitoring of the technical condition of especially dangerous, technically complex and unique bridge structures is carried out in the conditions of passage of vehicles by means of stationary monitoring equipment. Real-time continuous stack recordings determine the overall vibration level of the span in the ranges of significant frequencies of natural spatial vibrations of the bridge structure and frequencies excited by moving vehicles, depending on the magnitude of the load on the bridge structure created by the stream of vehicles, snow and wind loads.

Диапазоны значимых частот собственных колебаний конкретного мостового сооружения по основным осям сооружения определяют по данным детального обследования. Частоты собственных колебаний зависят от длины пролетов и конструкции сооружения.The ranges of significant frequencies of natural vibrations of a particular bridge structure along the main axes of the structure are determined according to a detailed survey. The frequencies of natural vibrations depend on the length of the spans and the structure of the structure.

Воздействие транспортных средств на пролетные строения определяется спектром частот собственных колебаний рам и кузовов автомобилей, железнодорожного подвижного состава, с закрепленными на них массами агрегатов и устройств, массами грузов и характеристиками жесткости рессор, пружин и пневмоподвесок, а также техническим состоянием поверхности проезжей части или железнодорожного пути. Для автотранспорта, например, выделяют две основные полосы частот воздействия: первая в диапазоне 1÷4 Гц, вторая 6÷10 Гц.The impact of vehicles on spans is determined by the frequency spectrum of natural vibrations of the frames and bodies of cars, railway rolling stock, with the masses of aggregates and devices fixed to them, the masses of goods and the stiffness characteristics of springs, springs and air suspensions, as well as the technical condition of the surface of the carriageway or railway track . For vehicles, for example, there are two main frequency bands of exposure: the first in the range of 1 ÷ 4 Hz, the second 6 ÷ 10 Hz.

Для оценки воздействия ветровых нагрузок необходимо обеспечить регистрацию направления и скорости ветра, что особенно важно для вантовых и арочных мостовых сооружений.To assess the impact of wind loads, it is necessary to record the direction and speed of the wind, which is especially important for cable-stayed and arched bridge structures.

Уровень вибраций определяют как среднеквадратичное значение в заданных диапазонах частот. Сравнивают уровень вибраций с заданными проектировщиками мостового сооружения уставками по амплитуде вибраций. В случае превышения уставок, осуществляют запись сигнала вибраций и при необходимости принимают решение о прекращении движения или ограничения скорости движения по мостовому сооружению, посылают сообщение по адресам контролирующих организаций и обеспечивают, таким образом, безопасность эксплуатации сооружения по уровню вибраций.The vibration level is defined as the rms value in the given frequency ranges. The vibration level is compared with the settings given by the designers of the bridge structure for the amplitude of the vibrations. If the settings are exceeded, the vibration signal is recorded and, if necessary, a decision is made to stop the movement or to limit the speed of movement along the bridge structure, send a message to the addresses of the controlling organizations and, thus, ensure the safety of the operation of the structure by vibration level.

Пример реализации заявляемого изобретенияAn example implementation of the claimed invention

Заявляемый способ мониторинга технического состояния мостовых сооружений в процессе их эксплуатации с помощью периодических обследований мостовых сооружений и мониторинга был использован при выполнении обработки результатов двух детальных сейсмометрических обследований мостового сооружения через Байбалаковскую протоку на 17 км дороги Ханты-Мансийск - Нягань.The inventive method for monitoring the technical condition of bridge structures during their operation using periodic surveys of bridge structures and monitoring was used to process the results of two detailed seismometric surveys of the bridge structure through the Baibalakovsky channel for 17 km of the Khanty-Mansiysk - Nyagan road.

Технические характеристики. Пролетное строение моста цельнометаллическое с ортотропной плитой проезжей части. Неразрезная балка моста имеет общую длину 346 м и шесть пролетов (продольная схема 42,0+4×63,0+42,0 м). Общая ширина моста составляет 14,54 метров. Вес погонного метра пролетного строения составляет - 8,25 тс/м. Опоры №1,7 устои моста - безростверковые, сборно-монолитные, железобетонные высотой 3,754 метров, промежуточные опоры №2, 3, 4, 5, 6 моста железобетонные из контурных блоков на сваях-оболочках диаметром 1420 мм и длиной 14 м. Неразрезное пролетное строение опирается на верхнюю часть опор в двух точках.Specifications. The bridge span is all-metal with an orthotropic plate of the roadway. The continuous beam of the bridge has a total length of 346 m and six spans (longitudinal scheme 42.0 + 4 × 63.0 + 42.0 m). The total width of the bridge is 14.54 meters. The weight of a running meter of the superstructure is - 8.25 tf / m. Supports No. 1.7 of the bridge abutment - bezverstverkovye, precast-monolithic, reinforced concrete with a height of 3.754 meters, intermediate supports No. 2, 3, 4, 5, 6 of the bridge reinforced concrete from contour blocks on pile piles with a diameter of 1420 mm and a length of 14 m. the structure rests on the upper part of the supports at two points.

Схема пролетного строения и система наблюдений при обследовании представлены на фиг. 1. Точками показаны пункты наблюдения (с шагом 5,25 м) на профиле вдоль продольной оси моста с обязательным пунктом наблюдения в центре каждой опоры. Пункты наблюдения 4-68 расположены на пролетном строении, пункты наблюдения 1-3 и 69-72 на грунтовом основании береговых устоев моста. Направления координат при обследовании: компонента X - по продольной оси моста; компонента Y - перпендикулярно продольной оси; компонента Z - вертикально.The span diagram and observation system during the examination are presented in FIG. 1. The points show the observation points (with a step of 5.25 m) on the profile along the longitudinal axis of the bridge with a mandatory observation point in the center of each support. Observation points 4-68 are located on the span, observation points 1-3 and 69-72 on the soil base of the coastal abutments of the bridge. Directions of coordinates during the examination: component X - along the longitudinal axis of the bridge; component Y - perpendicular to the longitudinal axis; component Z - vertically.

Регистрация колебаний пролетного строения моста под воздействием микросейсмического фона произведена отдельными сеансами длительностью 384 сек (при частоте оцифровки 128 Гц) с единовременной записью тремя датчиками на пролетном строении моста. Один из датчиков использовался в качестве опорного (его положение оставалось неизменным в течение всего обследования моста - пункт наблюдения №27), а два других перемещались по обследуемому объекту в соответствии со схемой наблюдения.The oscillations of the bridge span under the influence of the microseismic background were recorded in separate sessions lasting 384 seconds (at a sampling frequency of 128 Hz) with simultaneous recording by three sensors on the bridge span. One of the sensors was used as a reference (its position remained unchanged during the entire inspection of the bridge - observation point No. 27), and the other two moved along the object being examined in accordance with the observation scheme.

По п. 1 формулы (вариант 1) произведено первичное детальное сейсмометрическое обследование мостового сооружения. Ниже приведены динамические и упругие характеристики, которые можно определить на основе предложенного способа мониторинга.According to paragraph 1 of the formula (option 1), an initial detailed seismometric survey of the bridge structure was carried out. Below are the dynamic and elastic characteristics that can be determined based on the proposed monitoring method.

Динамические спектральные характеристики вертикальных колебаний (Z - компонента). Осредненные по всем пунктам наблюдения нормированный амплитудный спектр ускорения

Figure 00000024
приведенный амплитудный спектр колебаний
Figure 00000025
спектр параметра бегучести волны ККБВ,[z](f) и спектр коэффициента когерентности колебания опорный пункт - пункт наблюдения
Figure 00000026
представлены на фиг. 2.Dynamic spectral characteristics of vertical oscillations (Z - component). The normalized amplitude acceleration spectrum averaged over all observation points
Figure 00000024
reduced amplitude spectrum of vibrations
Figure 00000025
spectrum of the wave run-time parameter of the KBM wave , [z] (f) and the spectrum of the coherence coefficient of the vibration reference point - observation point
Figure 00000026
presented in FIG. 2.

На спектрах вертикальных колебаний ярко выражены две группы спектральных пиков: 1,26-2,9 Гц - первая группа; 3,47-5,6 Гц - вторая группа. Между диапазонами частот первой и второй групп ярко выражен частотный диапазон минимальных амплитуд колебаний. На спектрах передаточных функций и приведенных спектрах в полосе частот 1,26-2,9 Гц четко выделяются шесть спектральных пиков, соответствующих частотам первой группы вертикальных колебаний шестипролетной неразрезной балки на опорах. В полосе частот 3,47-5,6 Гц шесть спектральных пиков второй группы выделяются, но менее выражены, колебания более высоких групп практически на спектрах отсутствуют. На спектрах коэффициента бегучести в указанных диапазонах наблюдаются минимальные (0.1-0.2), а на спектрах коэффициента когерентности максимальные (0.8-0.9) значения, подтверждающие наличие собственных колебаний сооружения.On the spectra of vertical oscillations, two groups of spectral peaks are pronounced: 1.26–2.9 Hz — the first group; 3.47-5.6 Hz - the second group. Between the frequency ranges of the first and second groups, the frequency range of the minimum oscillation amplitudes is pronounced. The spectra of the transfer functions and the spectra in the frequency band 1.26-2.9 Hz clearly distinguish six spectral peaks corresponding to the frequencies of the first group of vertical vibrations of a six-span continuous beam on supports. In the frequency band of 3.47-5.6 Hz, six spectral peaks of the second group are distinguished, but less pronounced, there are practically no vibrations of the higher groups in the spectra. Minimum (0.1–0.2) values are observed on the runoff coefficient spectra in the indicated ranges, and maximum (0.8–0.9) values on the coherence coefficient spectra confirm the presence of intrinsic vibrations of the structure.

Значения частот, имеющие максимальное совпадение между собой для частот спектральных пиков приведенных спектров (ускорение), спектров передаточной функции, коэффициента когерентности и спектральных минимумов для спектра коэффициента бегучести волны ККБВ,[z](f) по основным осям мостового сооружения (вертикальные, поперечные и продольные) представлены в таблице 4.Frequency values that have the maximum coincidence for the frequencies of the spectral peaks of the reduced spectra (acceleration), spectra of the transfer function, coherence coefficient, and spectral minima for the spectrum of the wave coefficient K of the KBV, [z] (f) along the main axes of the bridge structure (vertical, transverse and longitudinal) are presented in table 4.

Формы собственных вертикальных колебаний. Идентификация номера собственных форм вертикальных колебаний производилась с помощью передаточной функции, представленной в виде двумерного спектра амплитуд и начальных фаз колебаний в виде цветовой карты в осях: модуль амплитудного спектра (фаза) - частота колебаний - расстояние вдоль профиля наблюдений. На фиг. 3 представлены карты амплитудного и фазового приведенного спектра

Figure 00000027
, определенного по записям колебаний в пунктах наблюдения.Forms of own vertical vibrations. The identification of the number of natural forms of vertical vibrations was carried out using the transfer function, presented in the form of a two-dimensional spectrum of amplitudes and the initial phases of the oscillations in the form of a color map in the axes: amplitude spectrum module (phase) - oscillation frequency - distance along the observation profile. In FIG. 3 presents maps of the amplitude and phase reduced spectrum
Figure 00000027
determined by the records of fluctuations in the observation points.

Собственные колебания на двумерных спектрах представляют собой параллельные оси номера пунктов линии из эллипсовидных пятен, цвет которых соответствует повышенным по отношению к общему фону амплитудам колебаний. Количество эллипсовидных пятен соответствует номеру формы в случае модели однопролетной или разрезной балки и количеству пролетов для неразрезного многопролетного строения (6 пятен - 6 пролетов) для первой группы частот. Для второй группы на 6 пролетов - 12 пятен по два на каждом пролете. Чтобы выделить частоты и эпюры второй группы вертикальных колебаний необходимо обеспечить схему наблюдения не менее 8-ми пунктов наблюдения на каждом пролете (в соответствии с теоремой Котельникова по четыре пункта на каждую полуволну). Большая детальность наблюдений позволяет с меньшей погрешностью определить эпюры собственных форм.The natural vibrations in the two-dimensional spectra are parallel to the axis of the number of line points from ellipsoid spots, the color of which corresponds to amplitudes of oscillations increased in relation to the general background. The number of ellipsoidal spots corresponds to the shape number in the case of a single-span or split beam model and the number of spans for a continuous multi-span structure (6 spots - 6 spans) for the first frequency group. For the second group of 6 spans - 12 spots, two on each span. In order to distinguish frequencies and plots of the second group of vertical oscillations, it is necessary to provide a monitoring scheme of at least 8 observation points on each span (in accordance with Kotelnikov’s theorem, four points for each half-wave). The greater detail of the observations allows one to determine the diagrams of their own forms with a smaller error.

После построения «срезов» диаграмм изменения амплитуды на заданной частоте, в зависимости от пункта наблюдения с учетом начальных фаз колебаний на частотах, указанных в таблице 4, были определены и идентифицированы эпюры 1-ой и 2-ой групп синфазных форм собственных вертикальных колебаний мостового сооружения (таблица 1).After constructing “slices” of the diagrams of amplitude variation at a given frequency, depending on the observation point, taking into account the initial phases of the oscillations at the frequencies indicated in Table 4, diagrams of the first and second groups of common-mode forms of intrinsic vertical vibrations of the bridge structure were determined and identified (Table 1).

Как видно из таблицы 1, низшая частота (p1,1=1.24 Гц) 1-ой группы вертикальных колебаний характеризуется переменой знака амплитуды перемещения при переходе от одного пролета к другому, а максимальная (p1,6=2,719 Гц) - перемещением одного знака.As can be seen from table 1, the lowest frequency (p 1.1 = 1.24 Hz) of the 1st group of vertical vibrations is characterized by a change in the sign of the amplitude of movement during the transition from one span to another, and the maximum (p 1.6 = 2.719 Hz) - by the movement of one sign.

Эпюры синфазных форм собственных поперечных (Y - компонента) и продольных (X - компонента) колебаний приведены в таблице 2 и таблице 3.Plots of common-mode forms of their own transverse (Y-component) and longitudinal (X-component) vibrations are shown in Table 2 and Table 3.

Из таблиц 2 и 3 видно, что в поперечном и продольном направлении мостовое сооружение совершает колебания на частотах собственных форм как неразрезная балка на упругом однородном основании - выделяются формы собственных колебаний для всего неразрезного пролетного строения: первая, вторая, третья и т.д.From tables 2 and 3 it can be seen that in the transverse and longitudinal direction, the bridge structure oscillates at the frequencies of its own forms as a continuous beam on an elastic homogeneous base - the forms of natural vibrations for the entire continuous span are distinguished: first, second, third, etc.

Оценка жесткости сечения изгибу неразрезной балки мостового сооружения по соотношению низших собственных частот второй и первой групп вертикальных колебаний.Assessment of the stiffness of the bending section of a continuous beam of a bridge structure by the ratio of the lowest natural frequencies of the second and first groups of vertical vibrations.

Аналитическая модель мостового сооружения представлена шестипролетной неразрезной балкой упруго закрепленной относительно угловых и жестко относительно поперечных перемещений (KZ=∞) с пролетами L1=L6, L2=L3=L4=L5 и L2/L1=1,5.The analytical model of the bridge structure is represented by a six-span continuous beam elastically fixed relative to angular and rigidly relative to transverse movements (K Z = ∞) with spans L 1 = L 6 , L 2 = L 3 = L 4 = L 5 and L 2 / L 1 = 1 ,5.

В общем виде частотное уравнение 6-ти пролетной балки, упруго закрепленной относительно угловых перемещений в опорных сечениях, согласно выражению (6) для N=6 можно записать в виде:In general, the frequency equation of a 6-span beam, elastically fixed relative to angular displacements in the reference sections, according to expression (6) for N = 6, can be written in the form:

Figure 00000028
Figure 00000028

где

Figure 00000029
Where
Figure 00000029

Figure 00000030
Figure 00000030

Figure 00000031
Figure 00000031

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

Кϕ - жесткость узлов сопряжения пролетов с опорами относительно угловых перемещении.To ϕ - the rigidity of the nodes of the spans with supports relative to angular displacement.

Экспериментально определено:Experimentally determined:

- низшая частота собственной формы вертикальных колебаний первой группы (Z -компонента) составляет р1,1=1,24 Гц;- the lowest frequency of the natural form of vertical vibrations of the first group (Z-component) is p 1.1 = 1.24 Hz;

- низшая частота второй группы - р2,1=4,06 Гц.- the lowest frequency of the second group - p 2.1 = 4.06 Hz.

На фиг. 4а приведена функция Ф(μ) для шестипролетной балки с вышеуказанными пролетами, определенная согласно частотному уравнению (6), а на фиг. 4б - диаграмма функции λ1,1(μ), отнесенная к длине пролета L2.In FIG. 4a shows the function Ф (μ) for a six-span beam with the above spans defined according to the frequency equation (6), and in FIG. 4b is a diagram of the function λ 1,1 (μ) related to the span length L 2 .

Последовательность определения λ1,1 по заданному соотношению частот р2111 показана на фиг. 4а, б. Сначала по заданному соотношению частот р2111 согласно зависимости Ф(μ), показанной на фиг. 4а (стрелки 1-2), определяется значение коэффициента μ(р2111), затем при заданном значении μ определяют коэффициент λ1,1 (фиг. 4б, стрелки 3-4).The sequence for determining λ 1.1 from a given frequency ratio p 21 / p 11 is shown in FIG. 4a, b. First, at a predetermined ratio of frequencies p 21 / p 11 according to the dependence Ф (μ) shown in FIG. 4a (arrows 1-2), the value of the coefficient μ (p 21 / p 11 ) is determined, then at a given value of μ the coefficient λ 1.1 is determined (Fig. 4b, arrows 3-4).

Расчет значения средней жесткости сечения изгибу (EI) многопролетной неразрезной балки производится согласно известной формулы [12] (Тимошенко С.П. Янг Д.Х., Уивер И. Колебания в инженерном деле. - М.: Машиностроение, 1985. - 344 с.):The calculation of the mean cross section stiffness (EI) of a multi-span continuous beam is made according to the well-known formula [12] (Timoshenko SP, Young D.Kh., Weaver I. Oscillations in engineering. - M .: Mashinostroenie, 1985. - 344 s .):

Figure 00000035
Figure 00000035

где λi - характеристические числа (корни частотного уравнения), приведенные к общей длине или длине (L) отдельно заданного пролета многопролетной балки;where λ i - characteristic numbers (roots of the frequency equation), reduced to the total length or length (L) of a separately specified span of a multi-span beam;

L - суммарная длина пролетов или длина отдельно заданного пролета;L is the total length of the spans or the length of a separately specified span;

m - погонная масса;m is the linear mass;

EI - жесткость сечения пролетного строения относительно изгиба;EI is the stiffness of the span section relative to bending;

pi [Гц] - значение частоты i-ой формы собственных колебаний, определенной в результате обследования.p i [Hz] - the value of the frequency of the i-th form of natural oscillations, determined as a result of the survey.

Значению р2,1/p1,1=3,28 соответствует значение жесткости угловым перемещениям μ=2,1 (фиг. 4а) и λ1,1,L2=3,893 (фиг. 4б), отнесенное к пролету длиной L=63 м. Жесткость сечения изгибу составляет (проектное значение - 4,2⋅106 тс⋅м2):The value of p 2.1 / p 1.1 = 3.28 corresponds to the stiffness value of the angular displacements μ = 2.1 (Fig. 4a) and λ 1.1, L2 = 3.893 (Fig. 4b), referred to the span of length L = 63 m. The bending stiffness of the section is (design value - 4.2 410 6 ts⋅m 2 ):

Figure 00000036
Figure 00000036

Определение скоростей распространения упругих волн вдоль пролетных строений. По определению передаточной функции, обратное преобразование Фурье комплексного спектра передаточной функции определяет импульсную характеристику объекта в пунктах наблюдения, что позволяет построить скоростные годографы (сейсмограммы) и определить скорости распространения упругих волн для трех компонент наблюдения вдоль пролетного строения [9] (Сабуров B.C., Кузьменко А.П. Обследование зданий повышенной этажности. Инженерно-сейсмометрический метод. LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 175 с). Пример скоростных годографов для упругих волн с поляризацией по компонентам X, Y, Z (пункт импульсного воздействия - опорный пункт №27) показан на фиг. 5.Determination of the propagation velocity of elastic waves along spans. According to the definition of the transfer function, the inverse Fourier transform of the complex spectrum of the transfer function determines the impulse response of the object at the observation points, which makes it possible to construct velocity hodographs (seismograms) and determine the propagation velocity of elastic waves for the three observation components along the span [9] (Saburov BC, Kuzmenko A .P. Inspection of buildings with increased number of storeys. Engineering-seismometric method. LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 175 s). An example of high-speed travel time curves for elastic waves with polarization along the components X, Y, Z (pulse action point - reference point No. 27) is shown in FIG. 5.

Оценка жесткости сечения изгибу по скоростям распространения изгибных воли. Групповая скорость изгибной волны (скорость распространения импульса) вдоль неразрезного пролетного строения равна [13] (Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория упругости. - М.: Наука, 1987. - 248 с.):Evaluation of the stiffness of the bending section by the propagation velocity of the bending will. The group velocity of a flexural wave (pulse propagation velocity) along a continuous span is [13] (Landau LD, Lifshits EM Theory of elasticity. - M.: Nauka, 1987. - 248 p.):

Figure 00000037
Figure 00000037

где m - погонная масса [(тс/м)/(м/с2)].where m is the linear mass [(tf / m) / (m / s 2 )].

Скорости распространения изгибной волны импульса с вертикальной поляризацией, несущие частоты импульса и конструктивная жесткость сечения изгибу отдельных пролетов приведены в таблице 5.The propagation velocity of a bending wave of a pulse with vertical polarization, the carrier frequency of the pulse and the structural stiffness of the cross section of the bending of individual spans are shown in table 5.

Средняя скорость распространения изгибных волн вдоль неразрезного пролетного строения с вертикальной поляризацией (Z - компонента) составляет VZ=430±10 м/с2 (фиг. 5в). Средняя частота распространяющегося импульса - fZ=7.2 Гц. Согласно выражению (10), жесткость сечения изгибу в вертикальном направлении равна (проектное значение 4.2⋅106 тс⋅м2):The average speed of propagation of bending waves along a continuous span with vertical polarization (Z - component) is V Z = 430 ± 10 m / s 2 (Fig. 5c). The average frequency of the propagating pulse is f Z = 7.2 Hz. According to expression (10), the stiffness of the cross section for bending in the vertical direction is equal to (design value 4.2⋅10 6 ts⋅m 2 ):

Figure 00000038
Figure 00000038

где m=0,841 тс⋅c22 - погонная масса.where m = 0.841 tf⋅c 2 / m 2 - linear mass.

Как видно жесткость сечения изгибу в вертикальном направлении, полученная по скоростям изгибных волн (11) и вычисленная по собственным частотам в замещающей модели (9) практически совпадают.As can be seen, the stiffness of the bending cross section in the vertical direction, obtained from the velocities of bending waves (11) and calculated from the natural frequencies in the replacement model (9), practically coincides.

Жесткость пролетного строения в поперечном направлении. Средняя скорость распространения изгибных волн вдоль сооружения с поляризацией в поперечном направлении (Y - компонента) составляет VY=1250±30 м/с2. Среднее значение несущей частоты импульса fY=27.2 Гц. Согласно выражению (11), жесткость сечения изгибу в поперечном направлении равна:Stiffness of the span in the transverse direction. The average speed of propagation of bending waves along a structure with polarization in the transverse direction (Y - component) is V Y = 1250 ± 30 m / s 2 . The average value of the carrier frequency of the pulse f Y = 27.2 Hz. According to the expression (11), the stiffness of the cross section to bending in the transverse direction is equal to:

Figure 00000039
Figure 00000039

Оценка величины динамической жесткости опор вертикальному сдвигу производится по амплитудам вертикальных перемещений в пунктах наблюдения, расположенных в опорных сечениях пролетов (над опорами моста), на наименьшей частоте первой группы собственных вертикальных колебаний в соответствии с теорией сопротивления материалов. Задача сводится к нахождению жесткости опор при известной эпюре прогиба и распределенной статической нагрузке, равной инерционной нагрузке. Значения динамической жесткости опор вертикальному сдвигу на наименьшей частоте собственных вертикальных колебаний приведены в таблице 6.The magnitude of the dynamic stiffness of the supports for vertical shear is estimated by the amplitudes of the vertical displacements at the observation points located in the reference sections of the spans (above the bridge supports), at the lowest frequency of the first group of natural vertical vibrations in accordance with the theory of resistance of materials. The task is reduced to finding the stiffness of the supports with a known deflection diagram and distributed static load equal to the inertial load. The values of the dynamic stiffness of the supports for vertical shear at the lowest frequency of natural vertical vibrations are given in table 6.

Результаты расчетов показывают, что динамическая жесткость вертикальному сдвигу на опоре №4 значительно меньше, чем остальных опор, что свидетельствует о необходимости проведения дополнительных исследований условий сопряжения опоры №4 с пролетным строением и грунтовым основанием для определения причины повышенной подвижности опоры.The calculation results show that the dynamic stiffness of the vertical shear on the support No. 4 is significantly less than the rest of the supports, which indicates the need for additional studies of the conditions for pairing the support No. 4 with the span and the soil base to determine the reasons for the increased mobility of the support.

По п. 2 формулы (вариант 2), учитывая срок жизненного цикла мостовых сооружений (30-50 лет), данные по изменению за несколько лет частот собственных колебаний и упругих характеристик в процессе эксплуатации, превышающие погрешность их определения, представить невозможно. Для достоверности необходимы сроки наблюдений не менее 5-10 лет. Однако сезонные изменения от температурного фактора были зафиксированы.According to paragraph 2 of the formula (option 2), taking into account the life cycle of bridge structures (30-50 years), it is impossible to present data on the change over several years of the frequencies of natural vibrations and elastic characteristics during operation, exceeding the error of their determination. For reliability, observation periods of at least 5-10 years are required. However, seasonal changes from the temperature factor were recorded.

Поскольку устанавливать на мостовое сооружение через Байбалаковскую протоку стационарную систему мониторинга экономически не целесообразно, для выделения сезонных изменений динамических характеристик от температурного фактора было проведено второе детальное сейсмометрическое обследование.Since it is not economically feasible to install a stationary monitoring system on a bridge structure across the Baibalakovsky Canal, a second detailed seismometric survey was carried out to isolate seasonal changes in dynamic characteristics from the temperature factor.

По данным двух обследований можно осуществить сравнение собственных частот вертикальных колебаний при обследовании в апреле 2006 г. и марте 2008 г. при разных температурах окружающего воздуха. В марте среднесуточная температура была ниже на 10-15 С°, чем в апреле.According to the data of two surveys, it is possible to compare the natural frequencies of vertical oscillations during the survey in April 2006 and March 2008 at different ambient temperatures. In March, the average daily temperature was 10-15 ° C lower than in April.

На фиг. 6 приведены нормированные осредненные по всем пунктам наблюдения амплитудные спектры ускорения вертикальных колебаний мостового сооружения, полученные при обследованиях 2006 и 2008 гг.In FIG. Figure 6 shows the normalized amplitude spectra of acceleration of vertical vibrations of the bridge structure averaged over all observation points obtained during surveys of 2006 and 2008.

Как известно, при повышении температуры, вследствие расширения пролетов вдоль продольной оси моста, возрастают сжимающие осевые напряжения, что и приводит к снижению частот собственных вертикальных колебаний.As you know, with increasing temperature, due to the expansion of spans along the longitudinal axis of the bridge, compressive axial stresses increase, which leads to a decrease in the frequencies of natural vertical vibrations.

В таблице 7 приведены значения частот первой группы собственных вертикальных колебаний мостового сооружения для двух обследований. Частоты собственных вертикальных колебаний измерены с точностью ÷0,015 (1/64) Гц.Table 7 shows the frequencies of the first group of intrinsic vertical vibrations of the bridge structure for two surveys. The frequencies of natural vertical oscillations are measured with an accuracy of ÷ 0.015 (1/64) Hz.

Группам частот на фиг. 6 соответствуют одни и те же формы вертикальных колебаний, спектры отличаются амплитудой. Ярко выраженный спектральный пик с центральной частотой около 3.5 Гц обусловлен колебаниями на частоте первой формы поперечных колебаний мостового сооружения (см. таблицу 2). Значения наинизшей частоты второй группы равно 3,85 Гц. Отношение частот для апреля и марта равны соответственно p2,1/p1,1=3.243; p2,1/p1,1=3.274.The frequency groups in FIG. 6 correspond to the same forms of vertical vibrations, the spectra differ in amplitude. A pronounced spectral peak with a central frequency of about 3.5 Hz is caused by vibrations at the frequency of the first form of transverse vibrations of the bridge structure (see table 2). The lowest frequency values of the second group are 3.85 Hz. The ratio of frequencies for April and March are equal to p 2.1 / p 1.1 = 3.243, respectively; p 2.1 / p 1.1 = 3.274.

По п. 3 формулы определены диапазоны значимых частот вертикальных, поперечных и продольных собственных колебаний соответственно: 1.2÷6 Гц; 3÷8 Гц; 9÷30 Гц. Воздействие транспортных средств для автодорожного моста в вертикальном направлении находится в диапазонах 1÷4 Гц и 6÷10 Гц.According to paragraph 3 of the formula, the ranges of significant frequencies of vertical, transverse and longitudinal natural vibrations are determined, respectively: 1.2 ÷ 6 Hz; 3 ÷ 8 Hz; 9 ÷ 30 Hz. The impact of vehicles for the road bridge in the vertical direction is in the ranges of 1 ÷ 4 Hz and 6 ÷ 10 Hz.

Таким образом, для автодорожного моста необходимо определять общий уровень вибраций по основным осям сооружения в вышеуказанных диапазонах частот. Уровень вибраций, как известно, можно оценивать, вычисляя среднеквадратичные значения перемещений, скорости или ускорений в заданных диапазонах частот. Аналогично проектировщиками мостовых сооружений задаются уставки в виде среднеквадратичных значений (обычно ускорения) в вышеуказанных диапазонах частот, которые сравниваются с фактическими в зависимости от нагрузок на мостовое сооружение.Thus, for a road bridge, it is necessary to determine the overall level of vibration along the main axes of the structure in the above frequency ranges. The level of vibration, as you know, can be estimated by calculating the rms values of displacements, speeds or accelerations in the given frequency ranges. Similarly, designers of bridge structures set the settings in the form of rms values (usually acceleration) in the above frequency ranges, which are compared with the actual ones depending on the loads on the bridge structure.

Литература.Literature.

1. Бондарь Н.Г. и др. «Динамика железнодорожных мостов». М., «Транспорт», 1965.1. Cooper N.G. and others. "Dynamics of railway bridges." M., "Transport", 1965.

2. Способ динамических испытаний крупномасштабных конструкций. Патент РФ №2104508, кл. G01M 7/02,1998.2. The method of dynamic testing of large-scale structures. RF patent No. 2104508, cl. G01M 7 / 02.1998.

3. Способ диагностики повреждений конструкций при циклических нагрузках. Патент РФ №2089874, кл. G01N 3/32,1997.3. A method for diagnosing structural damage during cyclic loads. RF patent No. 2089874, cl. G01N 3 / 32,1997.

4. Способ вибрационных испытаний пролетных строений мостовых конструкций. Патент РФ №2240626, кл. G01M 7/02,1999.4. The method of vibration testing of spans of bridge structures. RF patent No. 2240626, cl. G01M 7 / 02.1999.

5. Способ мониторинга автомобильного моста. Патент РФ №2317534, кл. G01M 5/00, 2008.5. A method for monitoring an automobile bridge. RF patent No. 2317534, cl. G01M 5/00, 2008.

6. Патент РФ №2140625. Способ определения физического состояния зданий и сооружений. Кузьменко А.П., Барышев В.Т. и др. кл. G01M 7/00.6. RF patent No. 2140625. A method for determining the physical condition of buildings and structures. Kuzmenko A.P., Baryshev V.T. and other class G01M 7/00.

7. Патент РФ №2150684. Способ приведения к единому времени регистрации разновременных записей измерений. Кузьменко А.П., Сабуров В.С.и др. Бюллетень изобретений. 2000. №16.7. RF patent No. 2150684. A way to bring to a single time registration of multi-time measurement records. Kuzmenko A.P., Saburov V.S. and others. Bulletin of inventions. 2000. No. 16.

8. Г. Корн и Т. Корн, Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва 1974. - 760 с.8. G. Korn and T. Korn, A Handbook of Mathematics for Scientists and Engineers. Moscow 1974.- 760 p.

9. Сабуров B.C., Кузьменко А.П. Обследование зданий повышенной этажности. Инженерно-сейсмометрический метод. LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 175 с.9. Saburov B.C., Kuzmenko A.P. Inspection of buildings with high floors. Engineering seismometric method. LAMBERT Academic Publishing, 2013 .-- 175 p.

10. Сабуров B.C., Кузьменко А.П. Теория колебаний балки. [Электронный ресурс]: Учебн. пособие по курсу «Динамика строительных конструкций и сооружений». Новосибирск, 2015. - 179 с. (ISBN 978-5-9905791-3-2)10. Saburov B.C., Kuzmenko A.P. Theory of beam vibrations. [Electronic resource]: Textbook. allowance for the course "Dynamics of building structures and structures." Novosibirsk, 2015 .-- 179 p. (ISBN 978-5-9905791-3-2)

11. Сорокин Е.С. Динамика междуэтажных перекрытий. - М., 1941. - 240 с.11. Sorokin E.S. The dynamics of floors. - M., 1941 .-- 240 p.

12. Тимошенко С.П. Янг Д.Х., Уивер И. Колебания в инженерном деле. - М.: Машиностроение, 1985. - 344 с.12. Timoshenko S.P. Young D.H., Weaver I. Fluctuations in engineering. - M.: Mechanical Engineering, 1985 .-- 344 p.

13. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М Теория упругости. - М.: Наука, 1987. - 248 с.13. Landau L.D., Lifshits E.M. Theory of elasticity. - M .: Nauka, 1987 .-- 248 p.

Claims (9)

1. Способ мониторинга технического состояния мостовых сооружений в процессе их эксплуатации, заключающийся в том, что мониторинг мостового сооружения путем регистрации пространственных колебаний пролетного строения осуществляют под воздействием микросейсмического фона естественного и техногенного происхождения, определяют по данным обследования динамические характеристики пространственных колебаний мостового сооружения, оценивают техническое состояние объекта, отличающийся тем, что мониторинг технического состояния мостовых сооружений, не относящихся к повышенному уровню ответственности, осуществляют в условиях отсутствия движения транспортных средств посредством периодических детальных обследований с помощью мобильной регистрирующей аппаратуры, по схеме наблюдений, которая включает не менее восьми пунктов наблюдения на каждом пролете с обязательными пунктами наблюдения на всех опорах мостового сооружения, позволяющей достоверно с относительной погрешностью не более 3% выделять частоты и получать ординаты эпюр первой и второй группы собственных частот вертикальных колебаний, собственных частот поперечных и продольных колебаний; посредством математической обработки определяют по комплексным спектрам передаточных функций спектры (ряды) частот (pzi, pyi, pxi) и ординаты эпюр zi (х), yi (х), xi (х) собственных форм вертикальных, поперечных и продольных колебаний, по эпюрам срезов спектров передаточных функций осуществляют идентификацию форм собственных вертикальных, поперечных и продольных колебаний пролетного строения и определяют низшие частоты двух первых групп собственных вертикальных колебаний, ряды собственных частот поперечных и продольных колебаний, выбирают по характеру зависимости рядов частот собственных колебаний от номера форм замещающие аналитические модели:1. A method for monitoring the technical condition of bridge structures during their operation, which consists in monitoring the bridge structure by registering the spatial vibrations of the span under the influence of a microseismic background of natural and technogenic origin, determine the dynamic characteristics of the spatial vibrations of the bridge structure from the survey, evaluate the technical the state of the object, characterized in that monitoring the technical condition of the bridge with armaments that are not related to an increased level of responsibility are carried out in the absence of vehicle traffic through periodic detailed examinations using mobile recording equipment, according to the observation scheme, which includes at least eight observation points on each passage with mandatory observation points on all the supports of the bridge structure, which allows reliably with a relative error of no more than 3% to select frequencies and obtain ordinates of diagrams of the first and second groups of eigenfrequencies vertical oscillation eigenfrequencies transverse and longitudinal vibrations; through mathematical processing, the spectra (rows) of frequencies (p zi , p yi , p xi ) and the ordinates of the diagrams z i (x), y i (x), x i (x) of the eigenvalues of vertical, transverse and longitudinal vibrations, from the diagrams of sections of the spectra of the transfer functions, they identify the forms of their own vertical, transverse and longitudinal vibrations of the span structure and determine the lower frequencies of the first two groups of natural vertical vibrations, the series of natural frequencies of transverse and longitudinal vibrations, choose Depending on the nature of the series of natural frequencies of the form of numbers replacing analytical models: - для вертикальных колебаний - многопролетную неразрезную балку, упругозакрепленную в опорных сечениях, определяют отношение низшей - for vertical vibrations - multi-span continuous beam, elastically fixed in the reference sections, determine the ratio of the lowest частоты второй группы собственных колебаний к низшей частоте первой группы (р2,11,1), согласно аналитической модели вычисляют характеристические числа (λn) путем решения частотного уравнения колебаний многопролетной неразрезной балки и определяют упругие характеристики пролетного строения: значение жесткости сечения относительно изгиба (EI), характеризующее несущую способность пролетного строения, коэффициент жесткости относительно угловых перемещений в опорных сечениях пролетов μ, коэффициент жесткости опор относительно поперечного (вертикального) сдвига KZ;the frequencies of the second group of natural vibrations to the lowest frequency of the first group (p 2.1 / p 1.1 ), according to the analytical model, calculate the characteristic numbers (λ n ) by solving the frequency equation of the vibrations of a multi-span continuous beam and determine the elastic characteristics of the span: the value of the cross-section stiffness relative to bending (EI), characterizing the bearing capacity of the span, the stiffness coefficient relative to angular displacements in the reference sections of the spans μ, the stiffness coefficient of the supports relative to the transverse Nogo (vertical) shift K Z ; - для поперечных и продольных колебаний - многопролетную неразрезную балку рассматривают как однопролетную балку на упругом однородном основании, согласно этой аналитической замещающей модели определяют коэффициенты жесткости поперечному сдвигу однородного упругого основания в поперечном и продольном направлениях: KSH⊥ и KSH||.;- for transverse and longitudinal vibrations - a multi-span continuous beam is considered as a single-span beam on an elastic homogeneous base, according to this analytical substitution model, the stiffness coefficients of the transverse shear of a homogeneous elastic base in the transverse and longitudinal directions are determined : K SH⊥ and K SH || .; по замещающим моделям и рядам частот вычисляют основные упругие характеристики мостового сооружения, сравнивают упругие характеристики с полученными ранее в процессе первичного и последующих детальных обследований, оценивают изменение технического состояния пролетного строения и опор мостового сооружения в процессе эксплуатации.using substitute models and frequency series, the basic elastic characteristics of the bridge structure are calculated, the elastic characteristics are compared with those obtained earlier in the process of initial and subsequent detailed examinations, and the change in the technical condition of the span and supports of the bridge structure during operation is evaluated. 2. Способ мониторинга технического состояния мостовых сооружений в процессе их эксплуатации, заключающийся в том, что мониторинг мостового сооружения путем регистрации пространственных колебаний пролетного строения осуществляют под воздействием микросейсмического фона естественного и техногенного происхождения, определяют по данным обследования динамические характеристики пространственных колебаний мостового сооружения, оценивают техническое состояние объекта, отличающийся тем, что в процессе мониторинга технического состояния особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений периодически (1-2 раза в месяц) осуществляют регистрацию колебаний мостового сооружения с учетом температурного фактора на момент 2. A method for monitoring the technical condition of bridge structures during their operation, which consists in monitoring the bridge structure by registering the spatial vibrations of the span under the influence of a microseismic background of natural and man-made origin, determine the dynamic characteristics of the spatial vibrations of the bridge structure from the survey, evaluate the technical the state of the object, characterized in that in the process of monitoring the technical condition I especially dangerous, technically complex and unique bridge structures periodically (1-2 times a month) carry out registration of fluctuations of the bridge structure, taking into account the temperature factor at the time регистрации колебаний, в условиях отсутствия движения транспортных средств посредством стационарных пунктов наблюдения, расположенных по схеме, включающей не менее двух пунктов наблюдения на каждом пролете мостового сооружения, позволяющей после получения (рядов) частот (pzi, pyi, pxi) и ординат эпюр zi (х), yi (х), xi (х) собственных форм вертикальных, поперечных и продольных колебаний по результатам данных детального первичного обследования мостового сооружения достоверно с относительной погрешностью не более 3% периодически выделять и идентифицировать частоты первой и второй группы собственных частот вертикальных колебаний, собственных частот поперечных и продольных колебаний, определяют периодически в процессе эксплуатации изменение низших частот двух первых групп собственных вертикальных колебаний, рядов собственных частот поперечных и продольных колебаний и по выбранным замещающим аналитическим моделям вычисляют основные упругие характеристики мостового сооружения, оценивают изменение упругих характеристик во времени в процессе эксплуатации сооружения, в том числе с учетом их сезонных изменений за счет температурного фактора, оценивают техническое состояние пролетного строения и опор, нормативные, допустимые, предельные и разрушающие нагрузки, а также износ и безопасность дальнейшей эксплуатации мостового сооружения.registration of fluctuations, in the absence of movement of vehicles through stationary observation points, located according to the scheme, which includes at least two observation points on each span of the bridge structure, allowing after receiving (rows) of frequencies (p zi , p yi , p xi ) and ordinates diagrams z i (x), y i (x), x i (x) eigenmodes of vertical, transverse and longitudinal oscillations of the results of detailed data of the primary examination of bridge structures reliably with a relative error less than 3% and periodically allocate ide To identify the frequencies of the first and second groups of natural frequencies of vertical vibrations, natural frequencies of transverse and longitudinal vibrations, periodically during operation, determine the change in the lower frequencies of the first two groups of natural vertical vibrations, the series of natural frequencies of transverse and longitudinal vibrations and calculate the basic elastic characteristics using selected replacement analytical models bridge structures, evaluate the change in elastic characteristics over time during the operation of the structure, including including taking into account their seasonal changes due to the temperature factor, the technical condition of the span and supports, the regulatory, permissible, ultimate and destructive loads, as well as the wear and safety of the further operation of the bridge structure are evaluated. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что мониторинг технического состояния особо опасных, технически сложных и уникальных мостовых сооружений осуществляют в условиях прохождения транспортных средств, посредством стационарно расположенной регистрирующей аппаратуры мониторинга по непрерывным по стеку записям, полученным в режиме реального времени, определяют общий уровень вибраций пролетного строения в диапазонах расположения значимых частот собственных пространственных колебаний мостового сооружения и частот, возбуждаемых движущимися транспортными средствами, в зависимости от величины нагрузки на мостовое сооружение, создаваемой потоком транспортных 3. The method according to p. 2, characterized in that the monitoring of the technical condition of especially dangerous, technically complex and unique bridge structures is carried out in the conditions of passage of vehicles, by means of stationary monitoring equipment for monitoring continuous stack records obtained in real time, determine the general vibration level of the span in the ranges of significant frequencies of natural spatial vibrations of the bridge structure and frequencies excited by the driving camping vehicles, depending on the load on the bridge construction produced transport stream средств, снеговых и ветровых нагрузок, сравнивают уровень вибраций с заданными проектировщиками мостового сооружения уставками по амплитуде вибраций и в случае превышения уставок осуществляют запись сигнала вибраций и при необходимости принимают решение о прекращении движения или ограничении скорости движения по мостовому сооружению.means, snow and wind loads, compare the vibration level with the settings given by the designers of the bridge structure for the amplitude of the vibrations and, if the settings are exceeded, record the vibration signal and, if necessary, make a decision to stop the movement or limit the speed of the bridge structure.
RU2017108312A 2017-03-13 2017-03-13 Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants) RU2650812C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108312A RU2650812C1 (en) 2017-03-13 2017-03-13 Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017108312A RU2650812C1 (en) 2017-03-13 2017-03-13 Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2650812C1 true RU2650812C1 (en) 2018-04-17

Family

ID=61976570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017108312A RU2650812C1 (en) 2017-03-13 2017-03-13 Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2650812C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110704894A (en) * 2019-08-22 2020-01-17 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 Calculation method for seismic response of cable-stayed bridge tower
CN112001019A (en) * 2020-08-27 2020-11-27 中犹(南京)智慧城市创新研究院有限公司 Performance monitoring method of bridge rubber support
CN112380697A (en) * 2020-11-13 2021-02-19 陕西中河电力工程有限公司 Thermal power plant based flue gas duct reinforcing rib design selection calculation method
CN113239436A (en) * 2021-05-13 2021-08-10 长安大学 Steel bridge state grade evaluation and prediction method
CN113449361A (en) * 2021-06-16 2021-09-28 中国铁路设计集团有限公司 Optimized bridge hole distribution method based on multiple constraint conditions
RU2771598C1 (en) * 2021-04-22 2022-05-06 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Method for determining the bearing capacity of a span
RU2778277C1 (en) * 2021-07-28 2022-08-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) Method for monitoring the technical condition of bridge piers in the process of operation thereof
CN115391881A (en) * 2022-08-09 2022-11-25 哈尔滨工业大学 Bridge tower wake region sling wind-induced vibration numerical value prediction method
CN117516849A (en) * 2023-12-29 2024-02-06 长沙市规划设计院有限责任公司 Bridge beam slab load testing device for road bridge construction

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140625C1 (en) * 1998-02-17 1999-10-27 Селезнев Виктор Сергеевич Method determining physical condition of buildings and structures
RU2240626C1 (en) * 2003-03-19 2004-11-20 Семенов Сергей Олегович O-type device collector (alternatives)
RU2284489C1 (en) * 2005-04-04 2006-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Vibration testing method to control technical bridge span state
RU2317534C1 (en) * 2006-10-27 2008-02-20 Пермский край, от имени которого выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и природных ресурсов Пермского края Method of monitoring automotive bridge

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140625C1 (en) * 1998-02-17 1999-10-27 Селезнев Виктор Сергеевич Method determining physical condition of buildings and structures
RU2240626C1 (en) * 2003-03-19 2004-11-20 Семенов Сергей Олегович O-type device collector (alternatives)
RU2284489C1 (en) * 2005-04-04 2006-09-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный архитектурно-строительный университет" (ГОУВПО "ТГАСУ") Vibration testing method to control technical bridge span state
RU2317534C1 (en) * 2006-10-27 2008-02-20 Пермский край, от имени которого выступает государственный заказчик - Министерство промышленности и природных ресурсов Пермского края Method of monitoring automotive bridge

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110704894A (en) * 2019-08-22 2020-01-17 中铁大桥勘测设计院集团有限公司 Calculation method for seismic response of cable-stayed bridge tower
CN112001019B (en) * 2020-08-27 2023-10-31 中犹(南京)智慧城市创新研究院有限公司 Performance monitoring method for bridge rubber support
CN112001019A (en) * 2020-08-27 2020-11-27 中犹(南京)智慧城市创新研究院有限公司 Performance monitoring method of bridge rubber support
CN112380697A (en) * 2020-11-13 2021-02-19 陕西中河电力工程有限公司 Thermal power plant based flue gas duct reinforcing rib design selection calculation method
CN112380697B (en) * 2020-11-13 2024-04-05 陕西中河电力工程有限公司 Design selection calculation method based on flue gas duct reinforcement rib of thermal power plant
RU2771598C1 (en) * 2021-04-22 2022-05-06 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Method for determining the bearing capacity of a span
CN113239436A (en) * 2021-05-13 2021-08-10 长安大学 Steel bridge state grade evaluation and prediction method
CN113239436B (en) * 2021-05-13 2024-03-12 长安大学 Steel bridge state grade assessment and prediction method
CN113449361A (en) * 2021-06-16 2021-09-28 中国铁路设计集团有限公司 Optimized bridge hole distribution method based on multiple constraint conditions
CN113449361B (en) * 2021-06-16 2022-12-23 中国铁路设计集团有限公司 Optimized bridge hole distribution method based on multiple constraint conditions
RU2778277C1 (en) * 2021-07-28 2022-08-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) Method for monitoring the technical condition of bridge piers in the process of operation thereof
CN115391881B (en) * 2022-08-09 2023-04-18 哈尔滨工业大学 Bridge tower wake region sling wind-induced vibration numerical value prediction method
CN115391881A (en) * 2022-08-09 2022-11-25 哈尔滨工业大学 Bridge tower wake region sling wind-induced vibration numerical value prediction method
CN117516849A (en) * 2023-12-29 2024-02-06 长沙市规划设计院有限责任公司 Bridge beam slab load testing device for road bridge construction
CN117516849B (en) * 2023-12-29 2024-03-15 长沙市规划设计院有限责任公司 Bridge beam slab load testing device for road bridge construction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2650812C1 (en) Method of monitoring the technical condition of bridge structures in the process of their operation (variants)
Gatti Structural health monitoring of an operational bridge: A case study
Rosales et al. Crack detection in beam-like structures
Laura et al. Static and dynamic testing of highway bridges: A best practice example
Patel et al. Infrastructure health monitoring using signal processing based on an industry 4.0 System
de Oliveira et al. Vibration monitoring of a small concrete bridge using wavelet transforms on GPS data
Zhou Vibration-based damage detection of simple bridge superstructures
Marendić et al. Monitoring of oscillations and frequency analysis of the railway bridge “Sava” using robotic total station
RU2557343C1 (en) Method of determining signs and location of place of change of stressed-deformed state of buildings, structures
Nicoletti et al. Operational modal analysis for supporting the retrofit design of bridges
Marendić et al. Measurement of bridge dynamic displacements and natural frequencies by RTS
El-Borgi et al. Modal identification and model updating of a reinforced concrete bridge
RU2140625C1 (en) Method determining physical condition of buildings and structures
RU2194978C2 (en) Procedure testing technical state of framework of bridge
Payawal et al. Data calibration of the actual versus the theoretical micro electro mechanical systems (MEMS) based accelerometer reading through remote monitoring of Padre Jacinto Zamora Flyover
Filar et al. Bridge load tests in Poland today and tomorrow–the standard and the new ways in measuring and research to ensure transport safety
Cartiaux et al. Traffic and temperature effects monitoring on bridges by optical strands strain sensors
RU2250444C2 (en) Method of monitoring bridge during use
Prader Rapid impact modal testing for bridge flexibility: Towards objective evaluation of infrastructures
Katarína et al. Identification of Bearings State on the Bridge Checked by Dynamic Tests
Marcheggiani et al. Dynamic Identification and Monitoring of a New Highway Bridge
RU2498255C2 (en) Method to assess stiffness and strength of road and railway bridges
Shiotani et al. Damage quantification using an improved b-value for concrete slabs
Wang et al. A Novel Bridge Damage Detection Method Based on the Equivalent Deflection Influence Lines–Theoretical Basis and Field Validation
Tola et al. Vulnerability assessment of existing bridges to scour: an indirect monitoring approach