Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
книги / Элементы теории механических цепей в динамике машин и конструкций..pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
5.42 Mб
Скачать

3.2. Организация системы измерения вибрационного воздействия от железной дороги и движения электропоездов на возводимое сооружение

По границе строящегося здания Пермской государственной художественной галереи», г. Пермь, ул. Советская, 1а (далее ― «Объекта»), проходит железная дорога. Движение электропоездов по этому участку железной дороги вызывает неравномерное поле вибрации на территории строящегося объекта. Целью работы является количественная оценка уровней вибрации в различных точках строительной площадки на основе сравнения с нормативными величинами, которые приведены в СП 441.1325800.2019 «Защита зданий от вибрации, создаваемой железнодорожным транспортом» [8].

Измерение уровня вибраций осуществляется с помощью регистратора Zetlab Zet 048-E16 и четырех акселерометров Zetlab ВС1313, позволяющих осуществлять измерение ускорений в трех взаимно ортогональных направлениях. Акселерометры имеют следующие характеристики: частотный диапазон от 0,3 до 400 Гц; коэффициент преобразования 0,5 В/м/с2; максимальное значение измеряемого ускорения 10м/с2; среднеквадратичное значение собственных шумов 4·10-5 м/с2. Регистратор имеет разрядность 24 бита и эквивалентный уровень собственных шумов (на частоте 50 Гц) не более 4 мкВ. Он обеспечивает синхронный сбор данных с частотой дискретизации 1000 Гц.

Крепление акселерометров

Классический способ крепления датчика к грунту показан на рис. 3.17. Он представляет собой заостренный стержень, изготовленный из двух уголков. Длина стержня составляет 0,5 м. К концу стержня приварена пластина. В этой пластине сделаны четыре отверстия с резьбой. В зимнее время процедура установки стержня заключается в освобождении грунта от снега и мусора. Затем стержень забивается до плотного контакта пластины с грунтом. Акселерометр устанавливается на пластину и притягивается четырьмя болтами.

В условиях строительной площадки, первый слой грунта, как правило, насыпной. Он может включать щебень, битый кирпич, фрагменты старых фундаментов. Забить стержень в замерзший насыпной грунт не всегда возможно. Чаще всего стержень забивается не до конца. В этом случае использовать его для измерения вибраций не допускается. Альтернативным способом крепления в условиях отрицательных температур может быть

65

примораживание к грунту деревянной пластины. Реализация метода заключается в следующем. Поверхность грунта очищается и выравнивается. Затем на грунт укладывается водно-песчаная смесь толщиной от 1 до 5 см. В сформированную площадку вдавливается деревянная пластина размерами 150×150×25 мм. При отрицательной температуре окружающего воздуха 1015 °С ниже нуля время замерзания водно-песчаной смеси составляет один час. После замерзания основания датчик устанавливается на деревянную пластину, позиционируется и прикручивается саморезами.

Рис. 3.17. Устройство крепления датчика Д2

В качестве обоснования возможности применения метода примораживания, проведено сравнение спектральных характеристик сигналов, измеренных на забитом стержне и на примороженной деревянной пластине. Расположение акселерометров показано на рис. 3.18. Данные с акселерометров регистрировались синхронно. Расстояние от датчиков до железнодорожных путей составляет 3 м. Фурье-образы вертикальной компоненты ускорения для датчиков Д1 и Д2 показаны на рис. 3.19. Интервал времени, для которого вычисляется Фурье-преобразование, соответствует проходу одного электропоезда. Как следует из рисунка 3.19, практически во всем частотном диапазоне разница в амплитудах колебаний не существенна.

66

Рис. 3.18. Сравнение методов крепления датчиков

Фурье образ

35

30

Д1 Д2

25

20

15

10

5

0

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Частота, Гц

Рис. 3.19. Фурье-образы Z-компоненты ускорения, регистрируемые датчиками Д1 и Д2 при прохождении электропоезда

Схема расположения точек измерения

Схема расположения точек измерения показана на рис. 3.20. Относительно этого рисунка, железнодорожные пути проходят вдоль верхней границы строительной площадки. В соответствии с возможностями измерительной системы процесс измерения разделен на шесть серий. В рамках каждой серии выполняется регистрация вибраций в четырех измерительных точках. На рис. 3.20 серии обозначены символами С1...С6. Измерительные точки имеют локальную нумерацию внутри серии (например С1.1...С1.4 ― точки первой серии). Нумерация точек выполнена согласно расстоянию от железнодорожных путей. Первый номер присваивается точке,

67

расположенной вблизи путей. Следующие номера присваиваются по мере удаления от путей. Ориентация датчиков во всех измерительных точках показана в правом нижнем углу рис. 3.20. Ось X направлена по нормали к железнодорожным путям, Y ― вдоль путей, Z ― по нормали к поверхности земли (вертикально). Измерение уровня вибраций в рамках серии выполняется в непрерывном режиме на интервале времени обеспечивающем запись сигналов создаваемых 4‒5 электропоездами.

Рис. 3.20. Схема расположения точек измерения (размеры указаны в метрах)

Алгоритм обработки данных

Обработка данных выполняется однотипно для каждой серии измерений. Далее рассмотрим процесс обработки одной из серий. Первым

этапом обработки данных является определение интервалов времени

 

ф,

 

э

соответствующих фоновым вибрациями вибрациям, вызванным

движением

 

 

 

 

 

электропоездов. Интервал

ф

назначается

вручную,

он соответствует

времени между поездами.э

Его

длительность составляет 40 секунд. Алгоритм

определения интервала

 

состоит из двух частей. Первая часть заключается

в ручном задании

интервала

времени,

который

включает момент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прохождения электропоезда (рис. 3.21). На рис . 3.21 показы виброграммы компоненты ускорения Z, направленной по нормали к поверхности земли. Эти данные соответствуют первой серии измерений и движению первого электропоезда. э

Вторая часть алгоритма определения состоит в определении пересечения пороговой величины с «опорной» виброграммой (рис. 3.21, а). В качестве этой виброграммы используется Z компонента ускорения, измеренная в первой точке. Такой выбор обусловлен тем, что для этой

68

компоненты и для этой точки достигается максимальное значение ускоренияэ. Левая (относительно рис. 3.21, а) граница искомого интервала 1 определяетсяэ при первом пересечении виброграммы с пороговым значением. Поиск 1 происходитэ при движении по виброграмме слева направо, а второй границы 2 при движении справа налево. Пороговая величина равна пятикратно увеличенному значению фонового уровня вибраций. Интервал времени, полученный для точки 1, принимается для остальных точек серии. На рис. 3.21 красными линиями обозначены границы искомого интервала 1э и 2э.

 

 

0.5

 

 

Измерительная точка

1, компонента Z

 

 

 

 

0.015

 

 

Измерительная точка

2, компонента Z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

0.005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м/с

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м/с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ускорение,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ускорение,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.005

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.015

 

110

120

 

140

 

 

170

 

 

 

 

100

 

110

120

130

140

150

160

170

180

190

 

 

100

 

130

150

160

180

190

 

 

 

 

 

 

 

Время, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

4

10 -3

 

Измерительная точка

3, компонента Z

 

 

 

 

2

10 -3

 

Измерительная точка

4, компонента Z

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м/с

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м/с

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ускорение,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ускорение,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100

 

110

120

130

140

150

160

170

180

190

 

 

100

 

110

120

130

140

150

160

170

180

190

 

 

 

 

 

 

 

Время, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Время, с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г)

 

 

 

 

 

Рис. 3.21. Виброграммы Z-компоненты ускорения, соответствующие проходу электропоезда во время первой серии измерений.

В рамках серии обрабатывается один интервал, соответствующий фоновым вибрациям, и 4‒5 интервалов, соответствующих движению электропоездов. Далее рассмотрим процедуру обработки для одного

интервала времени. Обозначим этот интервал символом

 

. Другие интервалы

времени принадлежащие серии обрабатываются

аналогичным образом.

 

 

 

 

Измерительная система регистрирует вибрации в четырех точках, в

каждой из которых измеряется три компоненты X, Y, Z. Далее приведем

процедуру обработки одной из компонент виброускорения

. Другие

компоненты обрабатываются аналогично.

 

 

 

( )

Согласно СП 441.1325800.2019 «Защита зданий от вибрации,

создаваемой железнодорожным транспортом», в качестве

нормируемых

69

 

 

 

 

параметров непостоянной вибрации, создаваемой поездами железнодорожных линий в помещениях жилых и общественных зданий,

принимают эквивалентное

 

и

максимальное

корректированные

значения

В

соответствии с

 

 

 

 

 

= [4; 8; 16; 31,5; 63]

 

 

 

 

 

виброскорости. Анализ виброскоростей ведется в октавных полосах частот с

среднегеометрическими значениями

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Гц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приведенным нормативным документом, вторым

этапом

обработки

виброграмы ускорения

 

 

является

вычисление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

– расширенный

 

 

(

 

)

 

 

 

виброскорости в октавных полосах частот

(, )где

 

– номер октавной

 

̃

 

 

̃

1

 

1

+

 

]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полосы,

( )

.

 

= [

 

,

 

 

 

 

 

 

ω

 

 

от

 

 

 

Для

этого

вычисляется Фурье(-образ)

 

 

 

 

исходного

сигнала

, где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

интервал времени,

 

 

дополнительное время, равное 10 секундам (это время необходимо для устранения краевых эффектов связанных с обратным преобразованием Фурье). Затем вычисляется Фурье-образ виброскорости по следующему

принадлежат

 

(ω)

 

(ω).

 

После этого вычисляются октавные спектры

соотношению

 

 

 

 

 

 

 

виброскорости

(ω) =. В

ωэтих спектрах «зануляются» значения, которые не

 

 

 

 

соответствующим

 

октавным полосам.

Затем выполняется

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

 

 

 

 

 

 

 

.

Результатом преобразования

обратное преобразованием Фурье от

 

 

 

 

 

 

и

в

 

результате

̃

Отбрасываем

дополнительные интервалы

является

виброскорость

 

 

 

.

 

 

 

 

(ω)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( )

для

времени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

получаем функции

виброскорости

октавных

полос на исходном интервале времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скз

Третьим этапом обработки является вычисление среднеквадратичных

и максимальных

 

 

max

значений

виброскорости

в

 

октавных полосах

частот

 

 

 

=

1

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скз

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

i

t T (

 

i (

t

)

 

)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vmax

= max

 

v

 

 

 

 

 

 

Четвертым

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кор

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

этапом2обработки1 1 ( )является вычисление корректированных

среднеквадратичных

 

 

скз и максимальных

 

кор

значений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vкорскз

 

 

=

 

(Kiviскз )2

,

vкорmax =

 

(Kivimax )2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Согласно СП 441.1325800.2019, корректирующие коэффициенты

Ki

компоненты виброскорости Z:

= [0,45;

0,9; 1; 1;

1].

=

[1;

 

1; 1; 1; 1]

для

имеют значения для компонент виброскорости X, Y:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

70

Результаты измерений

Введем следующие индексы, которые позволят структурировать все обработанные данные: = [ 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4]

― индекс регистрируемой компоненты скорости, где нижний индекс

=

обозначает номер измерительной точки,

ф 1э 2э 3э 4э 5э

― индекс интервала времени, где верхний индекс «ф» или «э» обозначает

принадлежность к фоновым вибрациям или движению электропоезда, а нижний ― принадлежность к порядковому номеру проходящего электропоезда; ― индекс номер серии измерений.

В соответствии с введенными обозначениями ниже приведены примеры результатов обработки измеренных данных в табличном виде (табл. 3.1 – 3.13). Данные приведены в подразделах, соответствующих номеру

серии измерений

 

. В

каждом

подразделе

приведены

таблицы,

 

 

 

 

скз и

 

 

 

max

 

скз

 

соответствующие

интервалам времени

. Таблицы содержат информацию о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

октавных среднеквадратичных

 

максимальных

 

значениях. Также в

max,

 

корректированное среднеквадратичное

 

и

таблицах приведено

 

,

 

 

 

,

 

кор

 

максимальное кор

значение.

В названии таблиц приведена длительность,

интервала времени на котором вычисляются параметры вибраций.

Ниже приведена сводная таблица по сериям измерений. В ней даны максимальные корректированные значения вибраций, полученные в точках измерений.

Таблица 3.1. Сводная таблица

 

 

 

 

Корректированное

 

 

 

Корректированное

 

 

 

среднеквадратичное значение 104 м/с

 

максимальное значение 104 м/с

 

Комп.

№Д.

С1

С2

 

С3

С4

 

С5

С6

С1

С2

С3

С4

С5

 

С6

 

1

0,59

0,81

 

0,71

1,28

 

2,30

1,03

4,09

6,95

5,21

11,43

21,66

 

7,05

X

2

0,12

0,16

 

0,08

0,26

 

0,20

0,16

0,49

0,68

0,27

1,48

1,23

 

0,85

3

0,08

0,10

 

0,07

0,10

 

0,11

0,12

0,29

0,42

0,28

0,42

0,65

 

0,40

 

 

 

 

 

4

0,09

0,08

 

0,05

0,10

 

0,12

0,11

0,34

0,27

0,23

0,47

0,48

 

0,44

 

1

0,36

0,54

 

0,42

0,60

 

0,59

0,56

2,42

5,53

3,01

3,98

4,55

 

3,70

Y

2

0,13

0,15

 

0,05

0,16

 

0,12

0,11

0,58

0,52

0,22

0,74

0,65

 

0,53

3

0,05

0,09

 

0,05

0,06

 

0,06

0,07

0,21

0,33

0,17

0,24

0,30

 

0,30

 

 

 

 

 

4

0,05

0,05

 

0,03

0,05

 

0,09

0,08

0,17

0,16

0,13

0,19

0,38

 

0,29

 

1

1,74

1,67

 

1,35

2,07

 

4,23

1,92

12,92

13,25

8,60

10,59

39,88

 

14,08

Z

2

0,34

0,46

 

0,10

0,44

 

0,39

0,34

1,62

2,28

0,40

1,96

2,19

 

1,50

3

0,13

0,31

 

0,05

0,22

 

0,18

0,13

0,54

1,54

0,22

0,73

1,00

 

0,50

 

 

 

 

 

4

0,07

0,12

 

0,02

0,05

 

0,23

0,15

0,27

0,58

0,10

0,21

0,97

 

0,61

71

Серия 1

Таблица 3.2. Фоновые вибрации, T= 40 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

 

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

 

vкорmax

 

1

0,01

0,01

0,00

0,00

0,00

0,02

0,05

 

0,03

0,04

0,06

0,02

 

0,09

X

2

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,01

0,01

0,01

0,00

 

0,03

3

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,02

0,01

0,01

0,01

 

0,04

 

 

 

 

4

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,02

0,01

0,01

0,00

 

0,04

 

1

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,02

0,01

0,05

0,02

 

0,07

Y

2

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,01

0,01

0,00

0,00

 

0,03

3

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,02

0,01

0,01

0,01

 

0,04

 

 

 

 

4

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,01

0,01

0,00

0,00

 

0,03

 

1

0,01

0,01

0,01

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,05

0,08

0,10

0,05

 

0,15

Z

2

0,00

0,01

0,01

0,00

0,00

0,01

0,01

 

0,06

0,04

0,01

0,00

 

0,06

3

0,01

0,01

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,03

0,01

0,01

0,01

 

0,03

 

 

 

 

4

0,01

0,01

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,02

0,01

0,01

0,00

 

0,03

Таблица 3.3. Электропоезд №1, T= 18 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vmax

 

 

 

 

 

 

 

кор

 

 

 

 

 

 

кор

 

1

0,10

0,15

0,13

0,28

0,39

0,53

0,37

 

0,61

0,68

2,09

3,07

3,84

X

2

0,06

0,08

0,04

0,05

0,02

0,12

0,22

 

0,33

0,17

0,21

0,10

0,49

3

0,06

0,04

0,02

0,01

0,00

0,07

0,24

 

0,14

0,06

0,04

0,01

0,29

 

 

 

4

0,05

0,07

0,02

0,01

0,00

0,09

0,23

 

0,24

0,07

0,03

0,01

0,34

 

1

0,04

0,14

0,08

0,23

0,21

0,35

0,13

 

0,62

0,31

1,79

1,34

2,35

Y

2

0,03

0,11

0,04

0,04

0,02

0,13

0,11

 

0,50

0,20

0,16

0,09

0,58

3

0,02

0,04

0,01

0,01

0,00

0,05

0,07

 

0,16

0,05

0,04

0,01

0,18

 

 

 

4

0,02

0,04

0,01

0,00

0,00

0,05

0,06

 

0,16

0,03

0,02

0,01

0,17

 

1

0,02

0,55

0,52

1,15

0,86

1,61

0,06

 

2,09

2,16

9,32

8,39

12,87

Z

2

0,02

0,28

0,15

0,08

0,03

0,30

0,06

 

0,96

0,60

0,39

0,14

1,13

3

0,01

0,12

0,03

0,02

0,00

0,11

0,04

 

0,38

0,10

0,06

0,02

0,36

 

 

 

4

0,01

0,07

0,02

0,01

0,00

0,07

0,03

 

0,28

0,09

0,02

0,01

0,27

Таблица 3.4. Электропоезд №2, T= 17 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорmax

 

1

0,12

0,16

0,13

0,32

0,43

0,59

0,40

 

0,64

0,61

2,17

3,33

4,09

X

2

0,06

0,07

0,05

0,05

0,02

0,12

0,20

 

0,28

0,21

0,22

0,14

0,48

3

0,06

0,04

0,02

0,01

0,00

0,08

0,23

 

0,15

0,06

0,05

0,01

0,28

 

 

 

4

0,06

0,07

0,02

0,01

0,00

0,09

0,24

 

0,22

0,06

0,03

0,01

0,33

 

1

0,05

0,12

0,08

0,23

0,23

0,36

0,19

 

0,46

0,40

1,64

1,26

2,16

Y

2

0,04

0,09

0,05

0,04

0,02

0,12

0,18

 

0,32

0,17

0,19

0,10

0,45

3

0,02

0,04

0,01

0,01

0,00

0,05

0,13

 

0,14

0,07

0,03

0,01

0,21

 

 

 

4

0,02

0,03

0,01

0,00

0,00

0,04

0,11

 

0,10

0,04

0,02

0,01

0,16

 

1

0,02

0,55

0,56

1,25

0,96

1,74

0,07

 

2,75

2,92

8,78

7,72

12,31

Z

2

0,02

0,25

0,17

0,08

0,03

0,29

0,08

 

0,94

0,67

0,42

0,19

1,17

3

0,01

0,12

0,03

0,02

0,00

0,12

0,05

 

0,48

0,14

0,07

0,02

0,46

 

 

 

4

0,01

0,07

0,02

0,01

0,00

0,07

0,03

 

0,26

0,12

0,02

0,01

0,26

72

Таблица 3.5. Электропоезд №3, T= 16 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорmax

 

1

0,05

0,13

0,10

0,31

0,33

0,48

0,19

 

0,63

0,41

1,97

3,15

3,80

X

2

0,03

0,08

0,04

0,05

0,02

0,11

0,12

 

0,27

0,15

0,20

0,10

0,40

3

0,03

0,04

0,01

0,01

0,00

0,05

0,10

 

0,14

0,06

0,05

0,02

0,19

 

 

 

4

0,02

0,07

0,01

0,01

0,00

0,07

0,09

 

0,24

0,05

0,03

0,01

0,26

 

1

0,04

0,12

0,06

0,20

0,25

0,35

0,13

 

0,42

0,28

1,22

1,57

2,06

Y

2

0,02

0,10

0,03

0,04

0,02

0,12

0,14

 

0,29

0,14

0,19

0,07

0,41

3

0,02

0,03

0,01

0,01

0,00

0,04

0,06

 

0,12

0,05

0,05

0,02

0,15

 

 

 

4

0,02

0,04

0,01

0,01

0,00

0,04

0,07

 

0,11

0,03

0,02

0,01

0,14

 

1

0,03

0,64

0,49

1,02

1,02

1,63

0,10

 

1,88

2,02

7,71

9,97

12,88

Z

2

0,01

0,33

0,14

0,08

0,03

0,34

0,03

 

1,18

0,57

0,40

0,16

1,28

3

0,01

0,14

0,03

0,02

0,00

0,13

0,03

 

0,58

0,12

0,09

0,02

0,54

 

 

 

4

0,01

0,08

0,02

0,01

0,00

0,07

0,02

 

0,23

0,07

0,03

0,01

0,22

Таблица 3.6. Электропоезд №4, T= 18 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорmax

 

1

0,05

0,10

0,10

0,26

0,30

0,42

0,22

 

0,30

0,40

1,32

3,10

3,41

X

2

0,03

0,06

0,04

0,05

0,02

0,09

0,12

 

0,32

0,15

0,22

0,09

0,44

3

0,03

0,03

0,02

0,01

0,00

0,05

0,12

 

0,14

0,07

0,05

0,01

0,21

 

 

 

4

0,03

0,05

0,01

0,01

0,00

0,06

0,10

 

0,17

0,05

0,04

0,01

0,21

 

1

0,03

0,09

0,07

0,17

0,21

0,30

0,11

 

0,34

0,25

0,79

1,57

1,81

Y

2

0,02

0,07

0,03

0,04

0,01

0,09

0,06

 

0,30

0,14

0,20

0,06

0,40

3

0,02

0,02

0,01

0,01

0,00

0,03

0,05

 

0,11

0,06

0,03

0,01

0,14

 

 

 

4

0,01

0,03

0,01

0,01

0,00

0,03

0,05

 

0,10

0,02

0,02

0,01

0,11

 

1

0,02

0,54

0,50

0,89

0,91

1,45

0,05

 

2,50

2,47

5,80

8,55

10,86

Z

2

0,01

0,30

0,15

0,07

0,02

0,31

0,03

 

1,58

0,70

0,29

0,15

1,62

3

0,01

0,09

0,03

0,02

0,00

0,09

0,03

 

0,38

0,12

0,09

0,02

0,38

 

 

 

4

0,01

0,06

0,02

0,01

0,00

0,05

0,02

 

0,22

0,07

0,03

0,01

0,22

Таблица 3.7. Электропоезд №5, T= 18 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорmax

 

1

0,10

0,15

0,14

0,31

0,41

0,56

0,33

 

0,51

0,62

2,15

2,91

3,72

X

2

0,06

0,07

0,05

0,05

0,02

0,11

0,19

 

0,31

0,18

0,23

0,13

0,49

3

0,06

0,04

0,02

0,01

0,00

0,07

0,20

 

0,14

0,06

0,05

0,01

0,25

 

 

 

4

0,05

0,06

0,02

0,01

0,00

0,08

0,18

 

0,21

0,06

0,03

0,01

0,29

 

1

0,03

0,13

0,08

0,25

0,21

0,36

0,12

 

0,48

0,35

1,86

1,43

2,42

Y

2

0,02

0,10

0,04

0,04

0,02

0,12

0,08

 

0,45

0,18

0,16

0,10

0,53

3

0,02

0,04

0,01

0,01

0,00

0,05

0,08

 

0,19

0,05

0,04

0,01

0,21

 

 

 

4

0,02

0,04

0,01

0,01

0,00

0,04

0,09

 

0,14

0,03

0,02

0,01

0,17

 

1

0,02

0,47

0,58

1,29

0,88

1,72

0,06

 

2,27

2,75

9,75

7,76

12,92

Z

2

0,01

0,21

0,15

0,09

0,03

0,26

0,05

 

0,78

0,74

0,41

0,16

1,11

3

0,01

0,12

0,03

0,02

0,00

0,11

0,03

 

0,46

0,13

0,08

0,02

0,44

 

 

 

4

0,01

0,06

0,02

0,01

0,00

0,06

0,02

 

0,21

0,09

0,03

0,01

0,21

73

Серия 2

Таблица 3.8. Фоновые вибрации, T= 40 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

 

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

 

vкорmax

 

1

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,02

0,01

0,00

0,00

 

0,04

X

2

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,02

0,01

0,00

0,00

 

0,03

3

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,01

0,01

0,00

0,00

 

0,02

 

 

 

 

4

0,01

0,01

0,00

0,00

0,00

0,01

0,04

 

0,03

0,02

0,01

0,00

 

0,05

 

1

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,01

0,01

0,01

0,00

 

0,04

Y

2

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,03

 

0,01

0,01

0,00

0,00

 

0,03

3

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,01

0,00

0,00

0,00

 

0,03

 

 

 

 

4

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,01

0,01

0,00

0,00

 

0,03

 

1

0,01

0,01

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,03

0,02

0,01

0,00

 

0,03

Z

2

0,01

0,01

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,02

0,01

0,00

0,00

 

0,03

3

0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,01

 

0,01

0,01

0,01

0,00

 

0,02

 

 

 

 

4

0,01

0,00

0,00

0,00

0,00

0,01

0,02

 

0,01

0,01

0,01

0,00

 

0,02

Таблица 3.9. Электропоезд №1, T= 17 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vmax

 

 

 

 

 

 

 

кор

 

 

 

 

 

 

кор

 

1

0,04

0,09

0,15

0,32

0,69

0,78

0,14

 

0,32

0,91

2,72

6,19

6,83

X

2

0,04

0,09

0,05

0,06

0,03

0,13

0,11

 

0,34

0,21

0,38

0,16

0,59

3

0,03

0,05

0,03

0,02

0,01

0,07

0,10

 

0,19

0,15

0,15

0,04

0,30

 

 

 

4

0,03

0,05

0,01

0,01

0,00

0,06

0,08

 

0,23

0,07

0,03

0,01

0,25

 

1

0,04

0,07

0,09

0,17

0,44

0,48

0,18

 

0,31

0,45

1,06

4,18

4,36

Y

2

0,04

0,06

0,04

0,04

0,02

0,09

0,17

 

0,20

0,24

0,23

0,15

0,45

3

0,03

0,04

0,03

0,02

0,01

0,06

0,10

 

0,15

0,15

0,10

0,05

0,26

 

 

 

4

0,02

0,03

0,01

0,01

0,00

0,04

0,08

 

0,09

0,05

0,03

0,01

0,13

 

1

0,01

0,52

0,61

0,89

1,05

1,57

0,05

 

1,81

3,19

8,71

9,33

13,25

Z

2

0,01

0,31

0,19

0,12

0,06

0,36

0,04

 

1,15

1,39

0,71

0,35

1,91

3

0,01

0,21

0,19

0,11

0,02

0,29

0,02

 

0,75

0,89

0,63

0,09

1,28

 

 

 

4

0,01

0,11

0,03

0,01

0,00

0,11

0,03

 

0,43

0,13

0,06

0,01

0,41

Таблица 3.10. Электропоезд №2, T= 17 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорmax

 

1

0,04

0,10

0,15

0,32

0,73

0,81

0,13

 

0,41

0,78

2,22

6,53

6,95

X

2

0,04

0,10

0,05

0,07

0,03

0,14

0,11

 

0,43

0,18

0,43

0,19

0,68

3

0,03

0,07

0,03

0,02

0,01

0,08

0,09

 

0,33

0,19

0,14

0,04

0,42

 

 

 

4

0,03

0,05

0,01

0,01

0,00

0,06

0,09

 

0,23

0,06

0,04

0,01

0,26

 

1

0,04

0,07

0,09

0,17

0,50

0,54

0,31

 

0,26

0,42

1,13

5,39

5,53

Y

2

0,04

0,07

0,04

0,05

0,02

0,10

0,22

 

0,18

0,22

0,23

0,16

0,46

3

0,02

0,05

0,04

0,02

0,01

0,07

0,13

 

0,23

0,17

0,10

0,04

0,33

 

 

 

4

0,02

0,03

0,01

0,01

0,00

0,04

0,11

 

0,10

0,04

0,03

0,01

0,16

 

1

0,01

0,67

0,58

0,93

1,11

1,67

0,06

 

2,45

2,97

8,31

8,97

12,77

Z

2

0,01

0,43

0,20

0,13

0,07

0,46

0,04

 

1,68

1,36

0,95

0,39

2,28

3

0,01

0,25

0,18

0,12

0,02

0,31

0,02

 

1,10

0,82

0,84

0,10

1,54

 

 

 

4

0,01

0,13

0,04

0,01

0,00

0,12

0,03

 

0,61

0,17

0,06

0,01

0,58

74

Таблица 3.11. Электропоезд №3, T= 19 с.

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

 

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

 

vкорmax

 

1

0,11

0,11

0,12

0,20

0,44

0,52

0,39

 

0,45

0,58

1,07

3,31

 

3,57

X

2

0,09

0,08

0,04

0,05

0,03

0,14

0,36

 

0,32

0,20

0,29

0,13

 

0,61

3

0,08

0,05

0,02

0,02

0,01

0,10

0,23

 

0,18

0,09

0,10

0,03

 

0,32

 

 

 

 

4

0,06

0,04

0,01

0,01

0,00

0,07

0,19

 

0,14

0,04

0,05

0,01

 

0,25

 

1

0,05

0,08

0,07

0,15

0,32

0,37

0,15

 

0,27

0,24

0,65

2,53

 

2,64

Y

2

0,06

0,06

0,04

0,03

0,02

0,10

0,16

 

0,24

0,14

0,15

0,10

 

0,37

3

0,03

0,05

0,03

0,02

0,01

0,06

0,09

 

0,16

0,13

0,09

0,03

 

0,24

 

 

 

 

4

0,02

0,02

0,01

0,01

0,00

0,03

0,06

 

0,07

0,03

0,03

0,01

 

0,11

 

1

0,02

0,45

0,43

0,64

0,95

1,29

0,05

 

2,38

1,77

3,59

5,70

 

7,28

Z

2

0,02

0,24

0,17

0,12

0,05

0,30

0,06

 

0,92

0,79

0,53

0,22

 

1,28

3

0,01

0,14

0,15

0,10

0,02

0,22

0,03

 

0,60

0,64

0,46

0,07

 

0,96

 

 

 

 

4

0,01

0,08

0,02

0,01

0,00

0,07

0,03

 

0,38

0,10

0,05

0,01

 

0,36

Таблица 3.12. Электропоезд №4, T= 21 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

 

Комп.

№ Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vкорскз

4 Гц

 

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

 

vкорmax

 

1

0,07

0,14

0,13

0,20

0,45

0,53

0,23

 

0,59

0,58

1,10

3,32

 

3,60

X

2

0,06

0,11

0,04

0,06

0,03

0,14

0,21

 

0,38

0,15

0,27

0,14

 

0,55

3

0,06

0,06

0,02

0,02

0,01

0,09

0,23

 

0,18

0,10

0,09

0,03

 

0,32

 

 

 

 

4

0,04

0,06

0,01

0,01

0,00

0,08

0,15

 

0,21

0,06

0,04

0,01

 

0,27

 

1

0,04

0,09

0,07

0,15

0,32

0,38

0,14

 

0,45

0,28

0,68

2,36

 

2,52

Y

2

0,05

0,10

0,04

0,04

0,02

0,12

0,16

 

0,38

0,14

0,18

0,10

 

0,48

3

0,02

0,08

0,03

0,02

0,01

0,09

0,07

 

0,28

0,11

0,09

0,04

 

0,33

 

 

 

 

4

0,02

0,03

0,01

0,01

0,00

0,04

0,06

 

0,11

0,04

0,03

0,01

 

0,14

 

1

0,01

0,48

0,46

0,63

0,96

1,31

0,05

 

2,68

2,11

3,63

6,14

 

7,82

Z

2

0,02

0,27

0,16

0,12

0,05

0,32

0,06

 

1,33

0,64

0,54

0,27

 

1,49

3

0,01

0,17

0,15

0,10

0,02

0,23

0,03

 

0,68

0,68

0,47

0,10

 

1,04

 

 

 

 

4

0,01

0,08

0,03

0,01

0,00

0,08

0,03

 

0,38

0,11

0,05

0,01

 

0,36

Таблица 3.13. Электропоезд №5, T= 18 с

 

 

Среднеквадратичное значение 104 м/с

 

Максимальное значение 104 м/с

 

Комп. № Д.

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vскз

4 Гц

8 Гц

16 Гц

31 Гц

63 Гц

vmax

 

 

 

 

 

 

 

кор

 

 

 

 

 

кор

 

1

0,08

0,15

0,15

0,21

0,49

0,58

0,26

0,78

0,72

1,02

3,33

3,65

X

2

0,07

0,12

0,05

0,07

0,03

0,16

0,20

0,37

0,19

0,47

0,15

0,68

3

0,06

0,06

0,03

0,02

0,01

0,10

0,20

0,21

0,11

0,11

0,04

0,34

 

 

4

0,04

0,07

0,01

0,01

0,00

0,08

0,14

0,21

0,07

0,03

0,01

0,27

 

1

0,05

0,11

0,08

0,18

0,35

0,42

0,14

0,36

0,30

0,79

2,35

2,52

Y

2

0,05

0,12

0,04

0,04

0,02

0,15

0,15

0,42

0,18

0,17

0,12

0,52

3

0,03

0,08

0,03

0,02

0,01

0,09

0,08

0,23

0,11

0,10

0,03

0,28

 

 

4

0,02

0,04

0,01

0,01

0,00

0,05

0,07

0,13

0,05

0,03

0,01

0,16

 

1

0,01

0,61

0,53

0,68

1,06

1,47

0,05

2,66

2,07

3,44

6,71

8,17

Z

2

0,02

0,35

0,20

0,14

0,06

0,40

0,07

1,31

0,84

0,64

0,27

1,60

3

0,01

0,22

0,16

0,12

0,02

0,28

0,04

0,77

0,73

0,55

0,09

1,15

 

 

4

0,01

0,11

0,03

0,01

0,00

0,10

0,04

0,40

0,12

0,06

0,01

0,38

75

Анализ и выводы по задаче

В табл. 3.14, согласно СП 441.1325800.2019 «Защита зданий от вибрации, создаваемой железнодорожным транспортом» [8], приведены допустимые значения параметров вибрации в помещениях жилых и общественных зданий.

Таблица 3.14. Допустимые значения параметров вибраций

Помещение

Время суток

Допустимые значения по осям Х, Y, Z

vскз 104

м/с

vmax 104

м/с

 

 

кор

 

кор

 

Жилое

С 7 до 23 ч

0,63

 

2,0

 

С 23 до 7 ч

0,35

 

1,1

 

 

 

 

Палаты больниц и

С 7 до 23 ч

0,44

 

1,4

 

санаториев

С 23 до 7 ч

0,25

 

0,8

 

Административно-

0,9

 

2,8

 

управленческое

 

 

 

 

 

 

 

Помещения школ,

 

 

 

 

 

учебных заведений,

0,63

 

2,0

 

читальных залов

 

 

 

 

 

 

 

библиотек

 

 

 

 

 

Максимальные значения параметров вибрации, определенные для всех точек измерения, приведены в табл. 3.1. Для удобства сводная таблица с результатами (табл. 3.1) и схема расположения точек измерения (рис. 3.20) повторно приведены ниже. Согласно данным табл. 3.1 и данным о допустимых значениях вибрации (см. табл. 3.14), можно сделать следующие выводы.

1.Максимальные значения вибраций наблюдаются для Z-компоненты виброскорости. Далее все сравнения с допустимыми величинами будут выполнены для этой компоненты.

2.В точках измерений С1.1 С2.1 С3.1 С4.1 С5.1 С6.1 (рис. 3.22), расположенных вблизи железнодорожных путей, параметры вибрации превышают все нормативные значения. Однако эти точки расположены вне областей строящихся зданий;

3.В точке измерений С2.2 корректированное среднеквадратичное

значение vкорскз составляет 0,46 104 м/с. Это значение превышает допустимую

величину 0,44 104 м/с, установленную для палат больниц и санаториев в дневное время, но не превышает допустимую величину для административных зданий. Эта точка расположена в области строящегося здания.

76

4. В точках измерений С2.2, С2.3, С4.2, С5.2, С6.2 корректированное максимальное значение vкорmax превышает допустимую величину 1,4 104 м/с,

установленную для палат больниц и санаториев в дневное время, но не превышает допустимую величину для административных зданий. Эти точки расположены в области строящихся зданий.

5. В точках измерений С2.2, С5.2 корректированное максимальное значение vкорmax превышает допустимую величину 2,0 104 м/с, установленную

для помещений школ, учебных заведений, читальных залов библиотек, но не превышает допустимую величину для административных зданий. Эти точки расположены в области строящихся зданий.

Таблица 3.1. Сводная таблица

 

 

 

 

Корректированное

 

 

 

Корректированное

 

 

 

среднеквадратичное значение 104 м/с

 

максимальное значение 104 м/с

 

Комп.

№Д.

С1

С2

 

С3

С4

 

С5

С6

С1

С2

С3

С4

С5

 

С6

 

1

0,59

0,81

 

0,71

1,28

 

2,30

1,03

4,09

6,95

5,21

11,43

21,66

 

7,05

X

2

0,12

0,16

 

0,08

0,26

 

0,20

0,16

0,49

0,68

0,27

1,48

1,23

 

0,85

3

0,08

0,10

 

0,07

0,10

 

0,11

0,12

0,29

0,42

0,28

0,42

0,65

 

0,40

 

 

 

 

 

4

0,09

0,08

 

0,05

0,10

 

0,12

0,11

0,34

0,27

0,23

0,47

0,48

 

0,44

 

1

0,36

0,54

 

0,42

0,60

 

0,59

0,56

2,42

5,53

3,01

3,98

4,55

 

3,70

Y

2

0,13

0,15

 

0,05

0,16

 

0,12

0,11

0,58

0,52

0,22

0,74

0,65

 

0,53

3

0,05

0,09

 

0,05

0,06

 

0,06

0,07

0,21

0,33

0,17

0,24

0,30

 

0,30

 

 

 

 

 

4

0,05

0,05

 

0,03

0,05

 

0,09

0,08

0,17

0,16

0,13

0,19

0,38

 

0,29

 

1

1,74

1,67

 

1,35

2,07

 

4,23

1,92

12,92

13,25

8,60

10,59

39,88

 

14,08

Z

2

0,34

0,46

 

0,10

0,44

 

0,39

0,34

1,62

2,28

0,40

1,96

2,19

 

1,50

3

0,13

0,31

 

0,05

0,22

 

0,18

0,13

0,54

1,54

0,22

0,73

1,00

 

0,50

 

 

 

 

 

4

0,07

0,12

 

0,02

0,05

 

0,23

0,15

0,27

0,58

0,10

0,21

0,97

 

0,61

Рис. 3.20. Схема расположения точек измерения (размеры указаны в метрах)

77