СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ОДИНОЧНОЙ ПОДВИЖНОЙ НАГРУЗКИ НА ПРОЕЗЖУЮ ЧАСТЬ АВТОДОРОЖНЫХ МОСТОВ
METHOD TO DETERMINE DYNAMIC PRESSURE OF SINGLE MOVABLE LOAD AT TRAFFIC AREA OF ROAD BRIDGE

Предлагаемое изобретение относится к области весоизмерительных способов и может быть использовано на практике в качестве основы для разработки и конструирования различных приборов по определению динамического давления на пролетные строения автодорожных мостов, проезжих частей автодорог, взлетно-посадочных полос аэродромов, а также по определению интегрального веса транспортного средства в местах установленного контроля, возникающего от подвижной нагрузки в труднодоступных точках транспортного сооружения с регистрацией измеряемых величин в масштабе реального времени.
Известен способ поколесного взвешивания подвижных объектов (а.с. СССР №1372194 от 07.02.88, G01G 19/04), включающий следующие операции:
установку на транспортное сооружение грузоприемных блоков;
преобразование входного сигнала от блоков в цифровые коды; их преобразование с последующей фильтрацией; суммирование результатов обработки.
Известен способ взвешивания объектов (заявка ЕПВ 0500971 от 02.09.92, G01G 19/04), в котором вес транспортного средства с грузом определяется суммированием измерительных сигналов силовых датчиков. Повышение точности взвешивания достигается использованием поправочных и корректирующих коэффициентов.
Известен способ взвешивания движущихся объектов (а.с. СССР №1789877 от 23.01.93, G01G 19/03), в котором сигнал с датчика веса преобразовывают дискриминатором напряжение-частота и фильтруют аналоговым фильтром с целью ограничения полосы частот шумов и помех. По отфильтрованной огибающей определяют значение веса объекта.
Известен способ контроля массы груза (а.с. СССР №1550328 от 15.03.90, G01G 19/08), в котором используют информацию о динамике подрессоренной массы транспортного средства в момент загрузки. Процесс затухания колебаний подрессоренной массы, вызванных загрузкой, определяемый рабочими характеристиками рессор, характеризует массу груза.
Способ по а.с. RU №2122184 C1, G01G 19/08, принятый за прототип, включает в себя, в частности, следующие операции: выполняют заданное число измерений первичных сигналов датчика массы груза, заполняют их, определяют среднее значение, умножают их на предварительно заданные нормировочные коэффициенты, суммируют полученные результаты измерений показаний датчиков, соответствующих одной оси транспортного средства, суммируют полученные данные по всем осям транспортного средства для определения его массы, причем для повышения достоверности контроля массы груза вычисляют производную значения показаний датчиков, сравнивают ее величину с заранее заданным значением.
Известные способы определения веса недостаточно точны, т.к. динамическая составляющая всегда присутствует в сигналах измерительного датчика в виде флуктуации параметра из-за колебаний объекта измерения по нескольким пространственным направлениям.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения веса путем измерения динамического давления одиночной подвижной нагрузки на проезжую часть автодорожных мостов и транспортных сооружений.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что регистрирующее устройство 1 (фиг.1) преобразует динамическое давление от колеса 4 транспортного средства через контактную поверхность датчика 2 в зоне контакта колеса 3 с установленной защитной мембраной 5 и распределяющими нагрузку подкладками 6 в величину изменения сопротивления датчиков 7, установленных на матрицу двухмерных проводников 8, закрепленной на подложке 9 и уложенной на пролетное строение 10. Определение динамического давления колеса транспортного средства 12 происходит на участке пролетного строения 10, с уложенным регистрирующим устройством 11 (фиг.2).
Сущность предлагаемого способа состоит в измерении динамического давление от колеса транспортного средства путем преобразования деформации датчика в величину изменения его сопротивления. Конструктивно датчик давления представляет собой материал, изменяющий свое сопротивление при его сжатии. Величина изменения сопротивления датчика тарируется прикладываемой известной нагрузкой. Равномерно распределенные по площади измерения датчики посредством их коммутации подключаются к измерительной системе, переводящей величину изменения сопротивления в величину динамического давления. Применение данного способа позволяет более точно определить распределение динамического давления от движущегося транспортного средства по площади контакта для оценки напряженно-деформированного состояния пролетного строения.
Измерение полного давления от транспортного средства осуществляется суммированием величин от датчиков регистрирующего устройства. Суммирование по левому и правому колесам покажет величину нагрузки на ось, последовательное сложение погружений от динамического воздействия по всем осям транспортного средства позволит определить его полный вес. Регистрация измеряемых величин в масштабе реального времени позволяет определять динамическое давление транспортного средства.
Источники информации
1. А.c. СССР №1372194 от 07.02.88, G01G 19/04.
2. Заявка ЕПВ №0500971 от 02.09.92, G01G 19/04.
3. A.c. СССР №1789877 от 23.01.93, G01G 19/03.
4. A.c RU 2122184 C1, G01G 19/08, 20.11.1998.