УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ

Устройство для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети
Устройство относится к приборам неразрушающего акустического контроля и может найти применение для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог.
Опоры контактной сети железных дорог в процессе эксплуатации подвергаются воздействию механических нагрузок, агрессивных компонентов атмосферы и почвы, а также электрокоррозии в результате воздействия токов, стекающих с рельсов через арматуру опоры. Наиболее опасны повреждения подземной части опор, так как их невозможно обнаружить в процессе осмотра без откопки опоры. Случаи падения опор, как правило, связаны именно с повреждением их подземной части. Поэтому диагностика состояния подземной части опор контактной сети - одна из важных проблем, связанных с обеспечением безопасности движения поездов.
Известен способ 1 (Сергеев Н.А. Современный метод обследования контактной сети. Локомотив, 1997, Г24, стр36-37) диагностики опор, основанный на ударном воздействии на опору и последующем анализе возникающих при этом колебаний. Используют молоток массой примерно 800 г для возбуждения колебаний, диктофон, микрофон который приставляют к опоре, по которой наносят удары молотком, и компьютер для анализа результатов. Существенный недостаток такой диагностики - больщой разброс данных, а также невозможность оценки состояния подземной части опоры.
Известен виброакустический метод диагностики подземной части железобетонных опор контактной сети 2 (Указания по техническому обследованию и ремонту опорных конструкций контактной сети, г. Москва, 2003 г., стр65-69). Для реализации метода используется, в частности, прибор Интроскоп 98.1. Прибор работает следующим образом. На обследуемую опору с помощью эластичных хомутов устанавливают два пьезокерамических датчика (низкочастотный и высокочастотный) и возбуждают колебания опоры.
Возбуждение колебаний на низкой частоте производится с помощью устройства, состоящего из сбрасывающего приспособления, троса и рычага. Трос длиною 10-12 м закрепляется одним концом на опоре на высоте 3-4 м, а другим концом соединяется со сбрасывающим приспособлением. Трос вместе со сбрасывающим приспособлением закрепляется на рычаге, вбитом в грунт. Поворотом рычага в тросе создается усилие, сбрасывающее приспособление при этом срабатывает и опора приходит в режим свободных колебаний.
Высокочастотные колебания возбуждают ударом молотка, входящего в комплект прибора. Полученные данные передают на компьютер и обрабатывают по специализированной программе.
Указанный прибор наиболее близок к предлагаемому и принят за прототип. Педостатки его следующие.Возбуждение низкочастотных колебаний с помощью описанного выше устройства весьма трудоемко и практически неприменимо при массовом обследовании опор. Используемые в приборе пьезокерамические низкочастотный и высокочастотный датчики имеют резко нелинейную амплитудно-частотную характеристику, причем отличающуюся от датчика к датчику. Это затрудняет подбор датчиков с одинаковыми характеристиками, увеличивает разброс данных при испытании и снижает достоверность оценки состояния опоры.
Для преодоления указанных недостатков устройство дополнительно содержит акселерометр и интегрирующий усилитель для приема сигналов. Это обеспечивает линейную амплитудно-частотную характеристику сигнала во всем используемом диапазоне частот. Для возбуждения колебаний, устройство снабжено массивным (массой не менее 2-3 кг) резиновым молотком со свинцовым сердечником. Время его контакта с опорой при ударе достаточно для возбуждения не только высокочастотных, но и низкочастотных колебаний. Отпадает, таким образом, необходимость использования двух датчиков для приема низкочастотных и высокочастотных колебаний и специального устройства для раскачивания опоры.
2
На фиг. приведена блок-схема прибора. Здесь 1 - акселерометр, 2 - интегрирующий усилитель, 3- нормирующий усилитель, 4 - фильтр высоких частот, 5 - аналого-цифровой преобразователь, 6 - блок цифровой обработки сигналов, 7 - буквенно-цифровой жидкокристаллический индикатор, 8 - обследуемая опора.
Устройство работает следующим образом. На опору 8 устанавливается акселерометр 1. При помощи резинового молотка со свинцовым сердечником возбуждаются колебания опоры, которые воспринимаются акселерометром 1, интегрируются усилителем 2, усиливаются и нормируются нормирующим усилителем 3, фильтруются фильтром высоких частот 4, преобразуются в цифровую форму в аналого-цифровом преобразователе 5, обрабатываются блоком цифровой обработки сигналов 6, после чего информация о состоянии опоры выдается на буквенно-цифровой жидкокристаллический индикатор 7.
Нример:
С помощью предлагаемого устройства было обследовано состояние подземной части железобетонных опор на Северо-Кавказской железной дороге на перегонах Хоста-Адлер и Дагомыс-Сочи. О состоянии опор судили по величине отношения логарифмических декрементов высокочастотных и низкочастотных колебаний, сравнивая его с нормированным. Всего было обследовано 96 опор, из них забраковано 3 опоры. Контрольная откопка опор подтвердила это заключение.
Авторы:
1.Калинчук Юрий Анатольевич
2.Куликов Виктор Анатольевич
7 7 7
3.Подольский Виктор Иванович
4.Санников Дмитрий Валерьевич
5.Калинчук Федор Анатольеви
Заявитель: ООО ННП Директор Куликов В.