СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ПОДЗЕМНОЙ ЧАСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ОПОР КОНТАКТНОЙ СЕТИ Российский патент 2005 года по МПК G01N29/04 

Изобретение относится к неразрушающему контролю, а именно к акустическим методам неразрушающего контроля, и может найти применение для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети электрифицированных железных дорог.

Опоры контактной сети относятся к наиболее ответственным элементам системы энергоснабжения железных дорог. От их надежности и состояния зависит обеспечение бесперебойности энергоснабжения и безопасность движения поездов.

Железобетонные опоры контактной сети в условиях эксплуатации подвергаются воздействию не только механических нагрузок, но и воздействию токов, стекающих с рельсов через арматуру (электрокоррозия). Наиболее опасны повреждения подземной части опор, так как их невозможно обнаружить без откопки опор. Эта работа является трудоемкой и не позволяет своевременно выявлять начинающиеся процессы разрушения подземной части опоры. Известен способ [1] (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.

Этот способ является недостаточно достоверным и широкого распространения не получил.

Известен способ [2] (Указания по техническому обслуживанию и ремонту железобетонных опорных конструкций контактной сети. М., Транспорт, 1989, стр.43-47), в соответствии с которым возбуждают собственные низкочастотные колебания опоры, измеряют изменения амплитуды затухающих колебаний со временем и вычисляют логарифмический декремент колебаний, по величине которого, сравнивая его с нормированным, судят о состоянии подземной части опоры.

По технической сущности способ [2] наиболее близок к предлагаемому и поэтому выбран нами в качестве прототипа.

Для осуществления способа [2] применяют низкочастотный датчик (2-30 Гц), который прикрепляют к опоре на высоте 1,5-2 м от поверхности земли. Датчик превращает механические колебания опоры в электрические сигналы, которые передаются на записывающую аппаратуру (самописец). Амплитуды колебаний измеряют линейкой или автоматическим регистрирующим осциллографом.

Достоверность способа [2] выше, чем [1], однако вследствие того, что логарифмический декремент собственных колебаний определяется не только наличием или отсутствием трещин в подземной части опоры, но и качеством бетона, достоверность оценки все-таки недостаточна.

Для повышения надежности и достоверности оценки состояния подземной части опор нами предлагается способ, включающий возбуждение собственных низкочастотных колебаний опоры, отличающийся тем, что в надземной части опоры дополнительно возбуждают высокочастотные колебания, а о состоянии подземной части опоры судят по отношению логарифмических декрементов высокочастотных и низкочастотных колебаний, сравнивая его с нормированным.

Для неповрежденных опор логарифмический декремент низкочастотных собственных колебаний и логарифмический декремент высокочастотных колебаний, измеренные в надземной части опор, равны между собой. При появлении коррозии арматуры в подземной части опор логарифмический декремент собственных низкочастотных колебаний сначала уменьшается, а при появлении в бетоне микро- и макротрещин начинает систематически возрастать, в то время как логарифмический декремент высокочастотных колебаний при этом практически не изменяется. При разности логарифмических декрементов низкочастотных и высокочастотных колебаний порядка 60% опора полностью исчерпывает свой ресурс.

Пример

Предлагаемый способ определения состояния подземной части опор был опробован на Новокузнецкой дистанции электроснабжения на перегоне Тырган-Углерод.

Всего было обследовано 180 опор. Из них 6 опор были забракованы и 21 определена как "с подозрением на электрокоррозию". Контрольная откопка опор подтвердила брак 6 опор, а из 21 опоры "с подозрением на электрокоррозию" было забраковано еще две опоры.

Использование: для определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети. Сущность заключается в том, что возбуждают собственные низкочастотные колебания опоры и дополнительно в надземной части опоры возбуждают высокочастотные колебания, а о состоянии подземной части опоры судят по величине отношения логарифмических декрементов высокочастотных и низкочастотных колебаний, сравнивая его с нормированным. Технический результат: повышение надежности и достоверности контроля состояния подземной части опор.

Способ определения состояния подземной части железобетонных опор контактной сети, включающий возбуждение собственных низкочастотных колебаний опоры, отличающийся тем, что дополнительно возбуждают высокочастотные колебания опоры, а о состоянии ее подземной части судят по величине отношения логарифмических декрементов высокочастотных и низкочастотных колебаний, сравнивая его с нормированным.