Приложение Б. Измерение вибрации от железнодорожных линий

Приложение Б

Измерение вибрации от железнодорожных линий

Б.1 Общие положения

Б.1.1 Измеряемые параметры вибрации в соответствии с настоящим сводом правил:

- эквивалентное , максимальное корректированные среднеквадратичные значения виброскорости, м/с;

- эквивалентные , максимальное среднеквадратичные значения виброскорости, м/с, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 4-250 Гц.

Функции частотной коррекции для вертикального и горизонтального направлений принимают по таблице 4.4.

Б.1.2 Контролю вибрации от движения поездов должно предшествовать определение фоновой вибрации. Если сигнал, регистрируемый при прохождении поезда, не выделяется над уровнем фона, оценку вибрации от движения поездов в соответствии с настоящим сводом правилом выполнять не следует.

Б.1.3 Измерительная цепь должна быть откалибрована. Динамический диапазон датчиков измерений и анализаторов должен быть достаточен для измерения как фоновых значений, так и максимальных значений, возникающих при прохождении поездов всех категорий (таблица 4.1).

Б.1.4 Необходимо учитывать расширенную неопределенность измерений по ГОСТ 34100.1, ГОСТ 34100.3.

Б.1.5 Для измерений вибрации при движении поездов категории 2 (таблица 4.1) рекомендуется пользоваться велосиметрами. Для измерения вибрации при движении поездов категории 1 и 4 (таблица 4.1) - акселерометрами (с последующим интегрированием для получения сигнала скорости). Измерение вибрации остальных категорий поездов допускается проводить с применением любого из указанных вибропреобразователей.

Б.1.6 Оборудование для проведения измерений должно соответствовать ГОСТ Р 53963.1, ГОСТ ИСО 8041, применяемые для обработки фильтры - ГОСТ 17168. Применяемое оборудование должно быть внесено в реестр средств измерений и иметь действующие свидетельства о поверке.

Б.1.7 Для измерения корректированного значения виброскорости следует применять средства измерений, обеспечивающие частотную коррекцию в вертикальном и горизонтальном направлениях для общей вибрации в соответствии с 4.2.4.

Б.2 Расположение датчиков относительно железнодорожного пути

Б.2.1 В зависимости от длины сооружения выбирают створы измерений вдоль железнодорожного пути.

При длине сооружения (длине фасадной части, выходящей на путь, или проекции габаритов здания на ось пути) до 50 м включительно выбирается два створа для измерений - в начале и в конце здания - рисунок Б.1, а.

При длине сооружения свыше 50 м - выбирается целое число створов измерений, по одному в начале и в конце здания и далее через каждые м между крайними створами - рисунок Б.1, б.

Если напротив сооружения расположен стык рельса в железнодорожном пути, стрелочный перевод, переезд или иной характерный участок пути, то один из створов следует сместить в место расположения этого характерного участка.

Б.2.2 В каждом измерительном створе измерения проводят синхронно минимум в трех точках: в одной точке на расстоянии: 8 м, 16 м, 32 м, 64 м и 128 м от оси ближайшего к проектируемому зданию железнодорожного пути и двух точках на абрисе фундамента проектируемого здания.

При этом между исследуемым зданием и линией железной дороги должно быть не менее двух точек измерений (первая точка на расстоянии 8 м от оси железнодорожного пути, вторая точка - в месте установки проектируемого здания). Расстояние между самой дальней точкой измерений и линией железной дороги должно быть не более расстояния от оси железной дороги до самой удаленной точки исследуемого сооружения.

Рекомендуется проводить измерения в характерных местах сооружения (углы, выступающие элементы и т.д.). Рекомендуемые точки измерений приведены на рисунке Б.2.

Примечание - Измерения в створе желательно проводить на достаточном удалении от массивных тел, которые могут исказить результаты измерений. В соответствии с ГОСТ 53964, рекомендуется, чтобы расстояние от точки измерений до массивного тела более чем в полтора раза превышало его максимальный габаритный размер. Если массивное тело или слой грунта со значительно отличающимися динамическими свойствами находится на пути распространения вибрации к точке измерений, то возможные эффекты дифракции и отражения колебательных волн в грунте могут привести к понижению вибрации в этой точке. И, наоборот, в точку измерений может прийти колебательная волна, отразившаяся от находящихся в стороне фундаментов зданий или канализационных колодцев, что приведет к повышению вибрации в этой точке.

Б.2.3 Рекомендации по проведению измерений в выемках, на насыпях и плоском участке представлены на рисунке Б.3. Рекомендуется проводить измерения в первой точке на расстоянии 8 м от оси железнодорожного пути. В случае отсутствия такой возможности, допускается смещать первую точку измерений на расстояние 16, 32 или 64 м с обязательным измерением в дополнительной точке, расположенной на равном расстоянии между первой точкой измерений и точкой измерений вблизи здания (но не ближе 5 м).

Б.2.4 Вибропреобразователь должен быть прикреплен с помощью резьбового соединения к поверхности промежуточной платформы или стального диска по ГОСТ 31319, ГОСТ 53964. Для ориентации однокомпонентных преобразователей в разных направлениях допускается применять кубик из легкого сплава по ГОСТ 53964.

Б.2.5 При установке датчиков на грунт следует пользоваться положениями ГОСТ Р 52892 и ГОСТ 53964. При этом площадка установки должна быть расчищена от строительного мусора, грязи и прочих посторонних предметов. Датчики следует устанавливать непосредственно на поверхность грунта с применением схем крепления по ГОСТ 53964.

Установка датчиков на поверхность грунта, покрытую асфальтобетонным покрытием, бетонными плитами не допускается.

Б.2.6 Измерения следует проводить синхронно в трех взаимно перпендикулярных направлениях: вертикальном (ось Z) и двух горизонтальных (ось Х - перпендикулярно, ось Y - параллельно линии железной дороги). Отклонение оси чувствительности датчика от заданного направления измерений не должно быть более 5°.

Б.2.7 Установочный резонанс датчика должен находиться на частоте выше 1000 Гц, чтобы не оказывать влияния на результаты измерений.

Допускается проводить измерения датчиком с установочным резонансом ниже 2 Гц, при проверке несовпадения резонансной частоты датчика и частоты внешнего воздействия.

Б.2.8 При измерении вибрации от тоннеля [6] следует руководствоваться положениями ГОСТ 31185.

Б.2.9 Для уменьшения кабельного эффекта присоединяемый к вибропреобразователю кабель должен быть эластично прикреплен к неподвижным точкам через промежутки не более 1,5 м.

Б.2.10 При проведении измерений на приборе должна быть установлена временная характеристика "медленно" ( с).

Б.3 Методика проведения измерений

Б.3.1 Перед началом измерений необходимо получить проектную информацию по конструкции ВСП на рассматриваемом участке, а также типам подвижного состава, предусмотренным для оборота на этом участке линии.

Б.3.2 При проведении измерений необходимо фиксировать следующие параметры подвижного состава:

- тип состава с ориентировочным значением нагрузки на ось, числом и типом вагонов;

- ходовые качества подвижного состава;

- скорость подвижного состава (измеряемую по секундомеру с учетом длины подвижного состава);

- значение необрессоренных масс подвижного состава (тип тележки).

Б.3.3 При подготовке протокола измерений необходимо также отметить следующие параметры ВСП:

- шероховатость поверхности катания рельса (посредством визуального контроля или, при наличии технической возможности, инструментально);

- тип рельсового пути со следующими данными: профиль рельса (по ГОСТ Р 51685), геометрия пути, например, подуклонка, радиус кривой, уклон пути, ширина колеи, колея, маркировка стрелочного перевода, тип железнодорожного переезда и т.д.;

- конструкция ВСП (балласт/безбалласт, эстакада, мост, тоннель и т.п.), поперечник ВСП, характеристика используемых в конструкции ВСП материалов;

- при наличии систем виброизоляции ВСП - тип, производитель, поперечник и динамические характеристики виброзащитных элементов ВСП.

Б.3.4 При измерении эквивалентных значений виброскорости должно пройти не менее 5n поездов, в числе которых не менее пяти поездов каждой категории. Множитель n соответствует числу категорий поездов, проходящих по рассматриваемому участку железнодорожной линии. Если необходимо, измерения могут быть продолжены на следующий день.

При измерении максимальных значений виброскорости должно пройти не менее 20 поездов каждой категории поездов, проходящих по рассматриваемому участку железнодорожной линии. Если невозможно получить необходимое число записей, то в протоколе испытаний указывают число прошедших поездов, вибрация которых измерена, и приводят оценку влияния числа поездов на неопределенность измерений.

Б.3.5 Эквивалентные и максимальные значения корректированных и спектральных параметров вибрации регистрируют в направления трех осей X, Y, Z при прохождении каждого поезда. Продолжительность измерения равна интервалу, при котором суммарный сигнал (от поезда плюс фоновая вибрация) более чем в два раза превышает значение фоновой вибрации.

Если применяемое средство измерений не позволяет регистрировать корректированные параметры вибрации, измеряют спектральные значения и значения корректированных параметров рассчитывают по формулам 4.2.4.

Б.3.6 До и после проведения измерений следует выполнять калибровку средств измерений в соответствии с инструкциями по их эксплуатации. Если результаты калибровки различаются более, чем в 1,4 раза (3 дБ), измерения вибрации следует повторить.

Б.4 Обработка результатов измерений

Б.4.1 Если суммарное измеренное значение виброскорости (соответствующее совместному действию сигнала от прохождения поезда и фонового сигнала) превышает значение виброскорости от фоновой вибрации в 3,5 раза , влияние фоновой вибрации можно не учитывать. При выполнении неравенства влияние фоновой вибрации учитывают по формуле

. (Б.1)

Б.4.2 По результатам измерений эквивалентных значений виброскорости рассчитывают часовое эквивалентное корректированное и спектральные (f - номер соответствующей спектральной полосы) значения виброскорости потока поездов i-й категории, прошедших по рассматриваемому участку пути в течение i-го часа, по формуле

, (Б.2)

где - эквивалентное корректированное или спектральное значения виброскорости (с учетом влияния фоновой вибрации), измеренное при прохождении j-го поезда i-й категории по рассматриваемому участку пути в течение l-го часа, м/с;

- число поездов i-й категории, проходящих по рассматриваемому участку пути в течение l-го часа;

- время измерения виброскорости j-го поезда i-й категории, прошедшего по рассматриваемому участку пути в течение l-го часа, с.

Часовое эквивалентное корректированное и спектральные значения виброскорости потока поездов всех категорий, прошедших по рассматриваемому участку пути в течение l-го часа, вычисляют по формуле

, (Б.3)

где - число категорий поездов, прошедших по рассматриваемому участку пути в течение l-го часа.

Эквивалентный уровень звука за время оценки (16 ч днем и 8 ч ночью) вычисляют по формуле

, (Б.4)

где - время оценки, ч, принимаемое в соответствии с санитарными требованиями равным 16 ч для дня и 8 ч для ночи и рабочего места;

= 1 ч.

Б.4.3 По результатам измерений максимальных значений виброскорости рассчитывают среднее максимальное корректированное и спектральные значения (f - номер соответствующей спектральной полосы) виброскорости потока поездов i-й категории, прошедших по рассматриваемому участку пути за время измерений, по формуле

, (Б.5)

где - корректированное или спектральное максимальное значение виброскорости (с учетом влияния фоновой вибрации), измеренное при прохождении j-го поезда i-й категории по рассматриваемому участку пути за время измерений, м/с;

- число поездов i-й категории, прошедших по рассматриваемому участку пути за время измерений.

За максимальное значение виброскорости за время оценки принимают наибольшее из значений

. (Б.6)

Б.5 Представление результатов измерений

Б.5.1 Результаты измерений оформляют протоколом, который должен содержать следующие сведения:

- организация, проводившая измерения;

- участок железной дороги, поезда, проходящие по которой - источники оцениваемой вибрации;

- схема и описание места проведения измерений;

- дата и время проведения измерений;

- средства измерений (прибор, тип, заводской номер, сведения о госповерке);

- результаты измерений корректированных и спектральных виброскоростей для фоновой и суммарной вибраций при прохождении поездов измеренных категорий по рассматриваемому участку пути (осциллограмма, если снималась, число категорий поездов, прошедших в течение каждого l-го часа, число поездов i-й категории, прошедших в течение каждого l-го часа, с указанием времени их прохождения, таблица эквивалентных и максимальных корректированных и спектральных , виброскоростей для фоновой вибрации, эквивалентных и максимальных корректированных и спектральных , виброскоростей при прохождении j-го поезда i-й категории по рассматриваемому участку пути в течение l-го часа);

- время оценки (день, ночь);

- результаты обработки эквивалентных (, и ) и максимальных (, , ) корректированных и спектральных значений виброскорости;

- подписи лиц, проводивших измерения и оценку вибрационного воздействия.