Результаты определения логарифмического декремента колебаний вант из параллельных прядей до и после установки демпферов

Вантовые мосты являются одними из наиболее сложных сооружений с точки зрения проектирования, строительства и эксплуатации. Ванты – это гибкие несущие стальные элементы с низким уровнем конструкционного демпфирования. Колебания вант со значительной амплитудой могут вызывать их усталостные повреждения, что снижает безопасность и надежность конструкции. Эффективным способом демпфирования колебаний вант является применение гидравлических демпферов.

В статье представлен опыт разработки, монтажа и испытаний первой отечественной вантовой системы СТС из параллельных семипроволочных прядей на мосту через р. Оку на трассе М-12 в г. Муроме.

Целью исследования является опытная верификация методики назначения характеристик гидравлических демпферов для достижения требуемого логарифмического декремента колебаний вант после их установки. Сама методика теоретического расчета характеристик демпферов в данном исследовании не рассматривается.

Для реализации цели разработана программа испытаний. Установлено, что выбранный метод вибро- диагностики для динамических испытаний вант применим для подтверждения логарифмических декрементов колебаний вант с демпферами. Выявлена зависимость значений логарифмического декремента колебаний от амплитуды колебаний. Для всех испытанных вант доказана работоспособность демпферных установок.

Значения логарифмического декремента колебаний вант до установки демпферов находятся в диапазоне от 0,5 до 3,0 %; после монтажа демпферов – от 5,45 до 11,85 %, что больше минимального требуемого значения 5 %.

Получены редкие для вантового мостостроения и ценные с научной точки зрения фактические значения логарифмического декремента вант из параллельных прядей, полученные на одних и тех же вантах до и после включения демпферов в работу при одинаковых постоянных нагрузках на пролетном строении.

1. СТО ВС 002–2017. Вантовые системы СТС : редакция № 4. Москва, 2022. 36 с.

2. Методические рекомендации по вибродиагностике автодорожных мостов / ОАО «ЦНИИС». Москва : Информавтодор, 2001. 25 с.

3. ОДМ 218.2.044–2014. Рекомендации по выполнению приборных и инструментальных измерений при оценке технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах / МИИТ. Москва : Стандартинформ, 2014. 168 с.

4. Caetano E. Cable vibrations in cable-stayed bridges. Zurich : ETH Honggerberg, 2007. 188 p.

5. Чаплин И. В. Совершенствование метода контроля усилий в вантах эксплуатируемых мостов по частотам собственных колебаний : специальность 05.23.11 «Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Чаплин Иван Владимирович ; СГУПС. Новосибирск, 2020. 157 с.

6. ГОСТ 34081–2017. Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний. Москва : Стандартинформ, 2017. 15 с.

7. FIB Bulletin 89. Acceptance of stay cable systems using prestressing steels. Federation internationale du beton, 2019. 116 p.

8. Cable stays. Recommendations of French interministerial commission on prestressing. Paris : SETRA, 2002. 197 p.

9. Svensson H. Cable-Stayed Bridges: 40 Years of Experience Worldwide. Berlin : Ernst & Sohn, 2012. 454 p.

10. Казакевич М. И. Проблемы стабилизации вант // Металлические конструкции. 2011. № 2. С. 63–84.