RU2681277C2 - Method for assessing bearing capacity of railway pillars - Google Patents
Method for assessing bearing capacity of railway pillars Download PDFInfo
- Publication number
- RU2681277C2 RU2681277C2 RU2017117059A RU2017117059A RU2681277C2 RU 2681277 C2 RU2681277 C2 RU 2681277C2 RU 2017117059 A RU2017117059 A RU 2017117059A RU 2017117059 A RU2017117059 A RU 2017117059A RU 2681277 C2 RU2681277 C2 RU 2681277C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- vibration
- total energy
- loading
- total
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 12
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относиться к методам неразрушающего контроля, а именно к акустическим методам, и может найти применение для оценки несущей способности железобетонных опор.The invention relates to non-destructive testing methods, namely to acoustic methods, and can find application for assessing the bearing capacity of reinforced concrete supports.
Опоры контактной сети, мачты светофоров относятся к наиболее ответственным элементам системы энергоснабжения железных дорог. От их надежности и состояния зависит обеспечение бесперебойности энергоснабжения и безопасность движения поездов.The supports of the contact network, the mast of the traffic lights are among the most critical elements of the railway power supply system. Ensuring uninterrupted power supply and train safety depends on their reliability and condition.
Железобетонные опоры в условиях эксплуатации подвергаются воздействию не только механических нагрузок, но и воздействию токов, стекающих с рельсов через арматуру (электрокоррозия). Наиболее опасны повреждения на границе заделки опор в фундаменты или непосредственно в грунт. В этой зоне возникают максимальные механические напряжения, которые могут приводить к катастрофическому разрушению опоры.Reinforced concrete supports under operating conditions are exposed not only to mechanical loads, but also to the effects of currents flowing from the rails through the fittings (electrocorrosion). The most dangerous damage is at the boundary of the embedment of supports in foundations or directly into the ground. In this zone, maximum mechanical stresses arise, which can lead to catastrophic destruction of the support.
Известен способ (Сергеев Н.А. Современный метод обследования контактной сети. Локомотив, 1997, №4, стр. 36-37), в соответствии с которым ударом слесарного молотка по опоре возбуждают в ней колебания, записывают колебания на магнитную ленту через приставленный к опоре микрофон, передают результаты записи на компьютер и анализируют внешний вид записи. Если колебания имеют форму биений, то считают опору дефектной.A known method (Sergeev N.A. The modern method of examining the contact network. Lokomotiv, 1997, No. 4, p. 36-37), in accordance with which vibrations are excited in it with the help of a bench hammer, record vibrations on the magnetic tape through the attached to support the microphone, transmit the recording results to a computer and analyze the appearance of the recording. If the vibrations are in the form of beats, then the support is considered defective.
Этот способ является недостаточно достоверным и широкого распространения не получил.This method is not reliable enough and is not widely used.
Известен способ (Указания по техническому и ремонту железобетонных опорных конструкций контактной сети, М., Транспорт, 1984, стр. 43-47), в соответствии с которым возбуждают низкочастотные колебания и вычисляют логарифмический декремент колебаний, по величине которого судят о состоянии подземной части опоры. Однако достоверность этого способа недостаточна, поскольку логарифмический декремент колебаний опоры определяется не только наличием или отсутствием трещин в подземной части опоры, но и качеством бетона, условиями заделки стойки в фундамент, ее жесткостью и качеством самого фундамента.There is a method (Guidelines for the technical and repair of reinforced concrete support structures of the contact network, M., Transport, 1984, pp. 43-47), according to which low-frequency vibrations are excited and the logarithmic decrement of vibrations is calculated, the magnitude of which is used to judge the state of the underground part of the support . However, the reliability of this method is insufficient, since the logarithmic decrement of the support vibrations is determined not only by the presence or absence of cracks in the underground part of the support, but also by the quality of the concrete, the conditions for filling the stand into the foundation, its rigidity and the quality of the foundation itself.
Известен виброакустический метод диагностики подземной части железобетонных опор контактной сети (Указания по техническому обслуживанию и ремонту опорных конструкций контактной сети, г. Москва, 2003 г., стр. 65-69). Для проведения измерений этим методом на опору устанавливают два пьезокерамических акустических датчика, низкочастотный и высокочастотный. Опору, тем или иным способом, приводят в колебания, определяют логарифмические декременты этих колебаний и по величине их отношения, сравнивая его с нормированным, судят о состоянии подземной части опоры.The known vibroacoustic method for diagnosing the underground part of reinforced concrete supports of the contact network (Instructions for the maintenance and repair of supporting structures of the contact network, Moscow, 2003, pp. 65-69). To carry out measurements by this method, two piezoceramic acoustic sensors, a low-frequency and a high-frequency, are mounted on a support. The support, in one way or another, is brought into oscillation, the logarithmic decrements of these oscillations are determined, and by the magnitude of their ratio, comparing it with the normalized one, they judge the condition of the underground part of the support.
Недостаток этого метода состоит в большой трудоемкости предлагаемого способа возбуждения низкочастотных колебаний. Для их возбуждения используют устройство, состоящее из сбрасывающего приспособления, троса и рычага. Трос одним концом закрепляется на опоре на высоте 3-4 м, а другим концом - на сбрасывающем приспособлении, закрепленном на рычаге. Поворотом рычага трос натягивается, срабатывает сбрасывающее приспособление и опора приходит в режим свободных колебаний. В связи с трудоемкостью такого способа низкочастотные колебания часто получают раскачкой опоры вручную. Во-первых, при этом трудно достигнуть необходимой амплитуды колебаний, а во-вторых, разные операторы проводят раскачку неодинаково и до разной амплитуды, что ведет к разбросу данных и уменьшает их достоверность.The disadvantage of this method is the great complexity of the proposed method of exciting low-frequency oscillations. To excite them, use a device consisting of a dropping device, a cable and a lever. The cable at one end is fixed to a support at a height of 3-4 m, and at the other end, to a resetting device mounted on a lever. By turning the lever, the cable is pulled, the resetting device is triggered and the support comes into free oscillation mode. Due to the complexity of this method, low-frequency oscillations are often obtained by manually swinging the support. Firstly, it is difficult to achieve the necessary amplitude of oscillations, and secondly, different operators swing differently and to different amplitudes, which leads to a spread of data and reduces their reliability.
Наиболее близким, и принятым за прототип, является способ контроля физического состояния железобетонных опор со стержневой напрягаемой арматурой, заключающийся в том, что на опору устанавливают акустический датчик, регистрируют акустическую эмиссию (АЭ), сравнивают ее с ранее полученной, по результатам сравнения судят о техническом состоянии опоры, при этом, на опору устанавливают акселерометр, акустический датчик и акселерометр устанавливают на границе заделки опоры в фундамент или в грунт, на опоре закрепляют вибратор и подвергают опору нагрузке, изменяющейся по амплитуде и частоте, на первоначальном этапе определяют резонансную частоту опоры, на данной резонансной частоте регистрируют амплитуду колебаний опоры, суммарную энергию АЭ, количество импульсов АЭ, скорость счета импульсов АЭ от возникающих и развивающихся дефектов, образующихся под воздействием колебаний опоры на резонансной частоте за определенный период времени, полученные результаты заносят в персональный компьютер под номером опоры, на последующих этапах строят графики изменения амплитуды колебаний опоры и параметров АЭ на ранее установленной резонансной частоте, по характеру изменения значений регистрируемых параметров судят о физическом состоянии опоры, фундамента, о жесткости закрепления опоры в фундаменте или грунте, о надежности закрепления оборудования на опоре и принимают решение об устранении выявленных дефектов, или замене опоры, или усилении крепления оборудования на опоре. (Патент RU 2108876, заявка №2013101964 от 16.01.2013 г., МПК G01M 7/00).The closest, and adopted as a prototype, is a method of monitoring the physical condition of reinforced concrete supports with prestressing rod reinforcement, which consists in the fact that an acoustic sensor is installed on the support, acoustic emission (AE) is recorded, it is compared with previously received, and the technical the state of the support, in this case, an accelerometer is installed on the support, an acoustic sensor and an accelerometer are installed on the boundary of the support being embedded in the foundation or in the ground, a vibrator is fixed on the support and subjected to At the initial stage, the resonant frequency of the support is determined, at this resonant frequency the amplitude of the vibrations of the support, the total energy of the AE, the number of pulses of the AE, the counting speed of the pulses of the AE from the emerging and developing defects formed under the influence of the vibrations of the support are recorded resonant frequency for a certain period of time, the results are entered into a personal computer under the support number, at subsequent stages, graphs of changes in the amplitude of the oscillation are built of the support and AE parameters at a previously set resonant frequency, by the nature of the change in the values of the recorded parameters, they judge the physical condition of the support, foundation, the stiffness of the support fixing in the foundation or soil, the reliability of fixing the equipment on the support and decide on the elimination of identified defects, or replacement supports, or reinforcing the mounting of equipment on a support. (Patent RU 2108876, application No.2013101964 dated January 16, 2013, IPC
Недостаток данного способа состоит в том, что проведение исследований проводится на резонансных частотах опоры, что может привести к ускоренному разрушению конструкции опоры и появлению и развитию новых дефектов и регистрацию АЭ от данных дефектов, что приводит к снижению достоверности получаемой информации при оценке физического состояния железобетонной опоры, не позволяющей определить критически опасную опору и своевременную ее замену. Однократное нагружение опоры вибрацией на резонансной частоте опоры не позволяет получить высокую достоверность о физическом состоянии опоры. Это обусловлено тем, что АЭ регистрируется как от вновь образующихся дефектов, так и от взаимодействия существующих дефектов которые в основном и показывают уровень физического состояния опоры. Кроме этого, бетон сильно поглощает, сигналы АЭ, и установка датчиков преобразования сигналов АЭ непосредственно на бетон, значительно снижает уровень сигналов АЭ и как следствие, достоверность информации о физическом состоянии опоры.The disadvantage of this method is that the research is carried out at the resonant frequencies of the support, which can lead to accelerated destruction of the support structure and the appearance and development of new defects and registration of AE from these defects, which leads to a decrease in the reliability of the information obtained when assessing the physical condition of the reinforced concrete support , not allowing to identify a critically dangerous support and its timely replacement. A single loading of the support by vibration at the resonant frequency of the support does not allow to obtain high reliability about the physical condition of the support. This is due to the fact that AE is recorded both from newly formed defects and from the interaction of existing defects which basically show the level of the physical state of the support. In addition, concrete strongly absorbs AE signals, and the installation of AE signal conversion sensors directly on concrete, significantly reduces the level of AE signals and, as a result, the reliability of information about the physical state of the support.
Задачей предлагаемого способа является повышение безопасности движения железнодорожного движения.The objective of the proposed method is to increase the safety of railway traffic.
Технический результат, достигаемый в процессе решения поставленной задачи, заключается в повышении достоверности получаемой информации при оценке физического состояния железобетонной опоры, позволяющей определить критически опасную опору и своевременную ее замену.The technical result achieved in the process of solving the problem is to increase the reliability of the information obtained when assessing the physical condition of the reinforced concrete support, which allows to identify a critically dangerous support and its timely replacement.
Технический результат достигается способом оценки несущей способности железобетонных опор, заключающимся в том, что на опору, на границе заделки опоры в фундамент устанавливают датчик преобразования сигналов акустической эмиссии (АЭ), на опоре закрепляют вибратор, и подвергают опору нагрузке вибрацией изменяющейся по частоте, регистрируют суммарную энергию АЭ, полученные результаты заносят в персональный компьютер под номером опоры, на последующих этапах нагружения опор вибрацией, контролируют изменения суммарной энергию АЭ, по характеру изменения значений суммарной энергию АЭ судят о физическом состоянии опоры, и принимают решение о замене опоры, при этом на границе заделки опоры в фундамент с четырех сторон опоры приклеивают четыре металлические прокладки толщиной 0,2-0,5 мм, на них устанавливают датчики преобразования сигналов АЭ с магнитными держателями, вибратор закрепляют на высоте 1,2-1,8 м, дважды, с промежутком не менее 1,0 минуты проводят нагружение опоры вибрацией с плавно изменяющейся частотой от 0 до 35 Гц, проводят сравнение величин суммарной энергии АЭ от первого и второго раза нагружения опоры вибрацией с величиной критического уровня суммарной энергией АЭ полученной ранее, путем статистической обработки серии рабочих опор одного типа, имеющих дефекты, при нагружения вибрацией плавно изменяющейся частотой от 0 до 35 Гц, при этом, если полученная величина суммарной энергии АЭ от первого раза и второго раза нагружения опоры вибрацией превышает величину критической суммарной энергии АЭ, а отношение величин суммарной энергии АЭ полученной от первого и второго раза нагружения опоры вибрацией больше единицы более чем на 10%, такую опору относят к условно опасной и принимают решение о контроле с периодичностью 90-100 дней, если при последующих, не менее четырех, контрольных двухразовых нагружениях, величина суммарной энергии АЭ полученная от первого раза и второго раза нагружения опоры вибрацией превышают величину критической суммарной энергии АЭ и отношение величины суммарной энергии АЭ полученной от первого и второго раза нагружения опоры вибрацией, показывает, каждый раз, возрастание данного параметра по сравнению с предыдущим показателем более чем на 10%, то такие опоры относят к критически опасным и принимают решение о замене опоры. Кроме этого, перед тем как дважды, с промежутком не менее 1,0 минуты, провести контрольные нагружения опоры вибрацией, проводят установочное нагружение опоры вибрацией с плавно изменяющейся частотой от 0 до 35 Гц в течении 7-8 минут, с включенной аппаратурой, после чего проводят протяжку крепления вибратора к опоре.The technical result is achieved by a method of assessing the bearing capacity of reinforced concrete supports, which consists in the fact that a sensor for converting acoustic emission signals (AE) is installed on the support, on the boundary of the support seal, a vibrator is fixed on the support, and the support is subjected to a load with vibration varying in frequency, the total is recorded AE energy, the results are entered into a personal computer under the support number, at subsequent stages of loading the supports with vibration, changes in the total AE energy are controlled, according to In order to change the values of the total energy of the AE, they judge the physical state of the support, and decide on the replacement of the support, while four metal gaskets 0.2-0.5 mm thick are glued to the base of the support on the four sides of the support, conversion sensors are installed on them AE signals with magnetic holders, the vibrator is fixed at a height of 1.2-1.8 m, twice, with an interval of at least 1.0 minutes, the support is loaded with vibration with a smoothly varying frequency from 0 to 35 Hz, the total AE energy from first of the second and second time of loading the support with vibration with a critical level with the total AE energy obtained earlier by statistical processing of a series of working supports of the same type that have defects when loading with vibration smoothly varying frequency from 0 to 35 Hz, if the obtained value of the total AE energy from the first and second times of loading the support with vibration exceeds the value of the critical total energy of AE, and the ratio of the total energy of AE obtained from the first and second times of loading of the support with vibration is greater more than 10% units, this support is classified as conditionally dangerous and decide on control with a frequency of 90-100 days if, with subsequent at least four control two-time loads, the total AE energy obtained from the first time and second time of loading the support by vibration exceeds the critical total AE energy and the ratio of the total AE energy obtained from the first and second times of loading the support with vibration shows, each time, an increase in this parameter compared to the previous one azatelem more than 10%, then such support referred to as critically dangerous and decide to support replacement. In addition, before twice, with an interval of not less than 1.0 minutes, to carry out control loads of the support by vibration, carry out installation loading of the support by vibration with a smoothly changing frequency from 0 to 35 Hz for 7-8 minutes, with the equipment turned on, and then spend broaching the vibrator to the support.
Повышение достоверности получаемой информации при оценке физического состояния железобетонной опоры, позволяющей определить критически опасную опору и своевременную ее замену, достигается за счет следующих факторов. На границе заделки опоры в фундамент с четырех сторон опоры приклеивают четыре металлические прокладки толщиной 0,2-0,5 мм на них устанавливают датчики преобразования сигналов АЭ с магнитными держателями, Это позволяет получать более четкие сигналы АЭ. Вибратор закрепляют на высоте 1,2-1,8 м и дважды, с промежутком не менее 1,0 минуты проводят нагружение опоры вибрацией с плавно изменяющейся частотой от 0 до 35 Гц. Авторами экспериментально установлено, что наиболее точную информацию о несущей способности железобетонной опоры можно получить, если нагружать опору вибрацией, изменяющейся и возрастающей по частоте, при этом частота должна включать резонансную частоту опоры. Практически все железобетонные опоры имеют частоту в указанном диапазоне. Сравнение величин суммарной энергии АЭ от первого и второго раза нагружения опоры вибрацией с величиной критического уровня суммарной энергией АЭ полученной ранее, путем статистической обработки серии рабочих опор одного типа, имеющих дефекты, при нагружения вибрацией плавно изменяющейся частотой от 0 до 35 Гц. Полученная величина суммарной энергии АЭ от первого раза и второго раза нагружения опоры вибрацией должна превышать величину критической суммарной энергии АЭ. Это обязательное условие, но не достаточное, что бы принять решение о замене опоры. Необходимо, чтобы выполнялось ряд дополнительных условий. Если отношение величин суммарной энергии АЭ полученной от первого и второго раза нагружения опоры вибрацией больше единицы и более чем на 10%, такую опору относят к условно опасной опоре и принимают решение о контроле с периодичностью 90-100 дней. Второе дополнительное условие определяют из последующего дополнительного контроля. Должно пройти не менее четырех, контрольных двухразовых нагружений, при этом величина суммарной энергии АЭ полученная от первого раза и второго раза нагружения опоры вибрацией должна превышать величину критической суммарной энергии АЭ и отношение величины суммарной энергии АЭ полученной от первого и второго раза нагружения опоры вибрацией, должны показывать каждый раз, возрастание данного параметра по сравнению с предыдущим показателем более чем на 10%. Такие опоры относят к критически опасным опорам, по ним принимают решение о замене опоры. Кроме этого, перед тем как дважды, с промежутком не менее 1,0 минуты провести контрольные нагружения опоры вибрацией, проводят установочное нагружение опоры вибрацией с плавно изменяющейся частотой от 0 до 35 Гц в течении 7-8 минут, с включенной аппаратурой, после чего проводят дополнительную протяжку крепления вибратора к опоре. Подвижной состав железнодорожного транспорта является мощным источником избыточного давления и разряжения головной воздушной волны, возникающей при его движении. Воздушная волна оказывает заметное воздействие на усталостное разрушение объектов, в частности на разрушение железобетонных опор контактной сети со стержневой напрягаемой арматурой, опор высоковольтно-сигнальных линий автоблокировки железных дорог, железобетонных мачт перегонных светофоров и светофоров переездного сигнала железных дорог, а также фундаменты на которых они установлены, находящиеся в непосредственной близости от железнодорожного полотна. Помимо этого, подвижной состав железнодорожного транспорта является и источником вибрации. Вибрация в широком частотном диапазоне передается, видоизменяясь, через рельсовые пути на шпалы и далее в грунт, окружающие здания, элементы верхнего и нижнего строения железнодорожного пути. Длительное воздействие переменных напряжений, в совокупности с вибрационным воздействием, приводят к постепенному накоплению напряжений, приводящих к образованию трещин в бетоне, отслаиванию арматуры от бетона и в итоге к разрушении. Данный процесс зарождения и развития дефектов длительный, т.е. можно говорить о разрушении опор как о разрушении при циклической усталости. Способность материла опоры противостоять усталостным явлениям - является его выносливостью. Вес железобетонной опоры создает ощутимые статические нагрузки на нижнюю часть опоры, которая находится в фундаменте опоры. Сочетание постоянной статической нагрузки и периодической вибрационной могут приводить к катастрофическому разрушению фундаментов. Участок опоры, наиболее вероятного накопления повреждений, расположен на границе заделки опоры с фундаментом или с поверхностью грунта, поэтому здесь предлагается устанавливать четыре датчика регистрации параметров АЭ. Это позволит контролировать физическое состояние опоры. Поскольку процесс накопления повреждений, приводящих к разрушению опор, длительный, мажет длиться не один год, то необходимо вести постоянный периодический контроль физического состояния опор с интервалом в 90-100. Чтобы сократить количество исследований предлагается периодически, с указанным периодом, контроль проводить для условно опасных опор.Improving the reliability of the information obtained when assessing the physical condition of a reinforced concrete support, which allows to determine a critically dangerous support and its timely replacement, is achieved due to the following factors. On the border of the support embedment, four metal gaskets 0.2-0.5 mm thick are glued to the foundation on the four sides of the support; sensors for converting AE signals with magnetic holders are installed on them. This allows you to get clearer AE signals. The vibrator is fixed at a height of 1.2-1.8 m and twice, with an interval of at least 1.0 minutes, the support is loaded with vibration with a smoothly changing frequency from 0 to 35 Hz. The authors experimentally established that the most accurate information about the bearing capacity of a reinforced concrete support can be obtained by loading the support with vibration that varies and increases in frequency, while the frequency should include the resonant frequency of the support. Almost all reinforced concrete supports have a frequency in the specified range. Comparison of the total AE energy values from the first and second times of loading the support with vibration with the critical level with the total AE energy obtained earlier by statistical processing of a series of working supports of the same type that have defects, while loading with vibration, a gradually varying frequency from 0 to 35 Hz. The obtained value of the total energy of the AE from the first time and the second time of loading the support with vibration should exceed the value of the critical total energy of the AE. This is a prerequisite, but not sufficient to decide on a replacement support. A number of additional conditions are required. If the ratio of the total AE energy obtained from the first and second times of loading the support with vibration is more than unity and more than 10%, this support is referred to as a conditionally dangerous support and a decision is made to control it with a frequency of 90-100 days. The second additional condition is determined from the subsequent additional control. At least four control two-time loads must pass, while the total AE energy obtained from the first and second times the load of the support by vibration must exceed the critical total AE energy and the ratio of the total AE energy received from the first and second times the load of the vibration must show every time the increase of this parameter compared to the previous indicator by more than 10%. Such supports are classified as critically dangerous supports, and they decide to replace the supports. In addition, before twice, with an interval of not less than 1.0 minutes, carry out the control loading of the support with vibration, carry out installation loading of the support with vibration with a smoothly changing frequency from 0 to 35 Hz for 7-8 minutes, with the equipment turned on, and then carry out additional broach mounting the vibrator to the support. Rolling stock of railway transport is a powerful source of excess pressure and rarefaction of the head air wave arising from its movement. The air wave has a noticeable effect on the fatigue destruction of objects, in particular on the destruction of reinforced concrete supports of the contact network with prestressing reinforcement bars, supports of high-voltage signal lines for automatic blocking of railways, reinforced concrete masts of distillation traffic lights and traffic crossing signals of railways, as well as the foundations on which they are installed located in close proximity to the railway track. In addition, the rolling stock of railway transport is also a source of vibration. Vibration in a wide frequency range is transmitted, varying, through rail tracks to sleepers and further to the soil surrounding buildings, elements of the upper and lower structures of the railway track. Long-term exposure to alternating stresses, together with vibration exposure, leads to a gradual accumulation of stresses, leading to the formation of cracks in concrete, peeling of reinforcement from concrete and, as a result, to destruction. This process of nucleation and development of defects is long, i.e. we can talk about the destruction of the supports as a destruction during cyclic fatigue. The ability of the support material to withstand fatigue phenomena is its endurance. The weight of the reinforced concrete support creates tangible static loads on the lower part of the support, which is located in the foundation of the support. The combination of constant static load and periodic vibration can lead to catastrophic destruction of foundations. The site of the support, the most likely accumulation of damage, is located on the boundary between the support and the foundation or with the ground surface; therefore, it is proposed to install four sensors for recording AE parameters here. This will allow you to control the physical condition of the support. Since the process of accumulation of damage leading to the destruction of the supports is long, it may last more than one year, it is necessary to conduct constant periodic monitoring of the physical condition of the supports with an interval of 90-100. To reduce the number of studies, it is proposed to periodically, with a specified period, carry out monitoring for conditionally dangerous supports.
Такой периодический контроль должен выявлять динамику изменения свойств железобетонной опоры. Перед контрольными исследованиями, при частоте воздействия на опору от 0 до 35 Гц, проводится установочное нагружение опоры вибрацией. Установочное нагружение опоры вибрацией в течении 7-8 минут позволяет проверить работоспособность аппаратуры, убедится в надлежащем креплении вибратора на опоре, получить высокую достоверность о физическом состоянии опоры. Это обусловлено тем, что АЭ регистрируется как от вновь образующихся дефектов, которые и показывают уровень физического состояния опоры, так от трения уже образовавшихся ранее частиц, которые не оказывают влияния на динамику образования микродефектов. Кроме этого, бетон сильно поглощает, сигналы АЭ, и установка датчиков преобразования сигналов АЭ непосредственно на бетон, значительно снижает уровень сигналов АЭ и как следствие, достоверность информации о физическом состоянии опоры. Безусловно, способ оценки должен быть, с одной стороны, кратковременным, с другой, достаточным, чтобы получить необходимую информацию для анализа. В дальнейшем, при повторных обследованиях, при идентичных воздействия на опору, получаемые контролируемые параметры по мере эксплуатации опор должны возрастать это позволит прогнозировать заблаговременную подготовку по замене опор, а также спрогнозировать остаточный ресурс железобетонной опоры. Аппаратная реализация способа показана на фиг. 1. Устройство содержит: 1 - бензиновый инверторный генератор переменного тока (220 В, 50 Гц) типа BS 1000 i; 2 - программируемый регулятор тока типа Е2-МИНИ; 3 - вибратор тира ИВ-99Е. Система регистрации и обработки АЭ информации типа СДС 1004, которая включает: 4 - системный четырех канальный блок; 5 - четыре предварительных усилителя; 6 - четыре резонансных датчика типа RS-150SM с магнитными держателями; 7 - персональный компьютер (ПК) с программным обеспечением для регистрации и обработки АЭ информации. Кроме этого, в состав устройства входит специальная арматура для крепления вибратора на контролируемой опоре и металлические накладки приклеенные к опоре. Способ реализуется следующим образом. Вибратор крепится на исследуемой опоре. Собирается схема, как показано на фиг. 1. Проводится проверка настройки основных параметров АЭ каналов на ПК. Запускается система в режиме накопления данных. На информационной панели начинает отображаться текущее время тестирования. Запускается работа вибратора в режиме изменения частоты. По истечении определенного времени измерения вращение вибратора останавливается. Данные по основным параметрам АЭ диагностируемой опоры сохраняются в памяти компьютера в файле с номером опоры. Производится анализ параметров АЭ.Such periodic monitoring should reveal the dynamics of changes in the properties of the reinforced concrete support. Before control studies, when the frequency of exposure to the support is from 0 to 35 Hz, installation loading of the support with vibration is carried out. Installation loading of the support with vibration for 7-8 minutes allows you to check the performance of the equipment, make sure the vibrator is properly mounted on the support, and obtain high reliability about the physical condition of the support. This is due to the fact that AE is recorded both from newly formed defects, which show the level of the physical state of the support, as well as from the friction of previously formed particles, which do not affect the dynamics of the formation of microdefects. In addition, concrete strongly absorbs AE signals, and the installation of AE signal conversion sensors directly on concrete, significantly reduces the level of AE signals and, as a result, the reliability of information about the physical state of the support. Of course, the method of assessment should be, on the one hand, short-term, on the other, sufficient to obtain the necessary information for analysis. In the future, during repeated examinations, with identical effects on the support, the obtained controlled parameters should increase as the supports are used, this will make it possible to predict advance preparation for the replacement of supports, as well as to predict the residual life of the reinforced concrete support. A hardware implementation of the method is shown in FIG. 1. The device contains: 1 - gasoline inverter alternating current generator (220 V, 50 Hz) type BS 1000 i; 2 - programmable current regulator type E2-MINI; 3 - dash vibrator IV-99E. The system for recording and processing AE information of type SDS 1004, which includes: 4 - a system of four channel units; 5 - four pre-amplifiers; 6 - four resonant sensors of the RS-150SM type with magnetic holders; 7 - a personal computer (PC) with software for recording and processing AE information. In addition, the device includes special fittings for mounting the vibrator on a controlled support and metal plates glued to the support. The method is implemented as follows. The vibrator is mounted on the test support. A circuit is assembled as shown in FIG. 1. The setting of the main parameters of AE channels on the PC is checked. The system starts in data storage mode. The information panel starts displaying the current test time. The vibrator starts in the frequency change mode. After a certain measurement time, the rotation of the vibrator stops. Data on the main AE parameters of the diagnosed support are stored in the computer memory in a file with the support number. The analysis of AE parameters is carried out.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117059A RU2681277C2 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method for assessing bearing capacity of railway pillars |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117059A RU2681277C2 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method for assessing bearing capacity of railway pillars |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017117059A RU2017117059A (en) | 2018-11-19 |
| RU2017117059A3 RU2017117059A3 (en) | 2018-12-27 |
| RU2681277C2 true RU2681277C2 (en) | 2019-03-05 |
Family
ID=64317084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117059A RU2681277C2 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method for assessing bearing capacity of railway pillars |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2681277C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746719C2 (en) * | 2016-08-25 | 2021-04-19 | Зе Боинг Компани | Acoustic-emission sensor holder |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147736C1 (en) * | 1998-11-16 | 2000-04-20 | Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона | Process testing carrying capacity of embedded fittings |
| RU2361199C2 (en) * | 2007-04-02 | 2009-07-10 | Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) | Device for predicting residual life of metal objects |
| RU2521748C1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Объединенные электротехнические заводы" (ОАО "ЭЛТЕЗА") | Control method of physical state of reinforced-concrete supports with stressed reinforcement bars |
-
2017
- 2017-05-16 RU RU2017117059A patent/RU2681277C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2147736C1 (en) * | 1998-11-16 | 2000-04-20 | Государственный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона | Process testing carrying capacity of embedded fittings |
| RU2361199C2 (en) * | 2007-04-02 | 2009-07-10 | Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС) | Device for predicting residual life of metal objects |
| RU2521748C1 (en) * | 2013-01-16 | 2014-07-10 | Открытое акционерное общество "Объединенные электротехнические заводы" (ОАО "ЭЛТЕЗА") | Control method of physical state of reinforced-concrete supports with stressed reinforcement bars |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Указания по техническому обслуживанию и ремонту железобетонных опорных конструкций контактной сети. - М.: Транспорт, 1984, стр.43-47. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2746719C2 (en) * | 2016-08-25 | 2021-04-19 | Зе Боинг Компани | Acoustic-emission sensor holder |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017117059A3 (en) | 2018-12-27 |
| RU2017117059A (en) | 2018-11-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ren et al. | Roebling suspension bridge. II: Ambient testing and live-load response | |
| CN105783799B (en) | A kind of fragment-free track slab gap depth lossless detection method and equipment based on vibration | |
| US4062229A (en) | Method of testing the integrity of installed rock bolts | |
| AU2012302358A1 (en) | Method for detection of a flaw or flaws in a railway track, and a rail vehicle to be used in such a method | |
| Ilharco et al. | Assessment of timber floors by means of non-destructive testing methods | |
| RU2681277C2 (en) | Method for assessing bearing capacity of railway pillars | |
| Stark et al. | Evaluation of tie support at transition zones | |
| RU2521748C1 (en) | Control method of physical state of reinforced-concrete supports with stressed reinforcement bars | |
| Kaewunruen et al. | Non-destructive testing (NDT): A tool for dynamic health monitoring of railway track structures | |
| JP6433700B2 (en) | Post-installation anchor anchorage evaluation method | |
| Hadzor et al. | Development of acoustic emission evaluation method for repaired prestressed concrete bridge girders. | |
| RU176976U1 (en) | Mobile device for assessing the bearing capacity of reinforced concrete supports | |
| JP5501924B2 (en) | Roadbed soundness judgment method, roadbed repair method | |
| RU138042U1 (en) | DEVICE FOR CONTROL OF THE PHYSICAL STATE OF THE REINFORCED CONCRETE SUPPORT OF THE CONTACT NETWORK OF THE RAILWAY | |
| Bondar et al. | Vibration diagnostics of transportation structures on railroads | |
| Niederleithinger et al. | Acoustic emission and ultrasonic monitoring of a prestressed concrete bridge in its final years | |
| Bigelow et al. | Soil-structure interaction at railway bridges with integral abutments | |
| Vera et al. | Energy dissipation and absorption capacity influence on experimental modal parameters of a PC girder | |
| JP2018009354A (en) | Viaduct state monitoring apparatus and viaduct state monitoring method | |
| RU2262691C1 (en) | Method of testing underground section of contact-line supports | |
| JP3860724B2 (en) | Structural vibration test method | |
| Hovhanessian et al. | Instrumentation and monitoring of critical structural elements unique to suspension bridges | |
| RU2255332C1 (en) | Method of testing condition of underground part of ferroconcrete supports of contact system | |
| Konieczny et al. | Technical condition diagnosing of the cableway supports’ foundations | |
| JP6893161B2 (en) | Non-destructive diagnostic method for mounting jigs for heavy objects in tunnels |