IBDM

03-302 Warszawa
ul. Instytutowa 1
tel. +48 22 698 06 06
fax +48 22 814 50 28

select language:

ekonomika

Moduł pomiaru i oceny odpowiedzi dynamicznej eksploatowanych kolejowych konstrukcji mostowych PDF Drukuj

 

 

Moduł pomiaru i oceny odpowiedzi dynamicznej
eksploatowanych kolejowych konstrukcji mostowych

 

  • Celem praktycznym projektu jest opracowanie systemu monitorowania kolejowych konstrukcji mostowych metodą pomiaru i oceny odpowiedzi dynamicznej (dalej zwanego MODO).
  • System przeznaczony będzie do monitorowania konstrukcji stalowych o rozpiętości przęsła powyżej 30 m, czyli konstrukcji, w przypadku, których nie jest łatwe ich zastępowanie konstrukcjami tymczasowymi na czas remontu lub budowy nowej konstrukcji.

Celem praktycznym projektu jest opracowanie systemu monitorowania konstrukcji mostowych metodą pomiaru i oceny odpowiedzi dynamicznej (dalej zwanego MODO). Na MODO składać się będzie metodologia dokonywania pomiaru, analizy danych i wnioskowania oraz zestaw narzędzi (sprzętowych i softwarowych) modułu pomiaru oceny odpowiedzi dynamicznej eksploatowanych kolejowych konstrukcji mostowych. MODO przeznaczony będzie do monitorowania konstrukcji stalowych o rozpiętości przęsła powyżej 30 m, czyli konstrukcji, w przypadku, których nie jest łatwe ich zastępowanie konstrukcjami tymczasowymi na czas remontu lub budowy nowej konstrukcji.
W przypadku obiektów kolejowych szczególnie istotna jest analiza pracy konstrukcji pod obciążeniami dynamicznymi. Nadmierne odkształcenia kolejowego obiektu mostowego mogą zagrozić ruchowi przez stworzenie niedopuszczalnych zmian w pionowej i poziomej geometrii toru, przez powstanie nadmiernych naprężeń w szynach i drgań konstrukcji mostowych. Nadmierne drgania mogą prowadzić do niestateczności podsypki i niedopuszczalnego zmniejszenia sił w styku kół z szyną. Nadmierne odkształcenia mogą również mieć wpływ na obciążenia użytkowe w układzie tor/ustrój mostowy i tworzyć warunki powodujące dyskomfort pasażerów. Kontrola odkształceń obiektu mostowego powinna być prowadzona z uwagi na bezpieczeństwo ruchu i komfort pasażerów. Istotna jest kontrola przemieszczeń i przyspieszeń. O ile pomiary przyspieszeń są stosunkowo proste w realizacji, to pomiary przemieszczeń w trybie automatycznym i bez dozoru operatora sprawiają znaczne trudności.

  • Podstawowym problemem badawczym jest opracowanie zintegrowanego przetwornika do pośredniego pomiaru przemieszczeń pod obciążeniami dynamicznymi, wykorzystującego pochyłomierze wspomagane pomiarem przyspieszeń.

Przetwornik nie będzie wymagał dostępu do punktów odniesienia. Będzie szczególnie przydatny do monitorowania przemieszczeń konstrukcji gdzie utrudniony lub niemożliwy jest dostęp do terenu pod badaną konstrukcją (obiekty mostowe nad ruchliwymi drogami, liniami kolejowymi, czy rzekami). Zaproponowana w projekcie metodologia badawcza zakłada, po pierwsze, przeprowadzenie analiz teoretycznych oraz badań terenowych elementów systemu służącego do pomiaru i oceny odpowiedzi dynamicznej konstrukcji mostowej.

  • W czasie realizacji pracy badawczej przewiduje się prowadzenie badań testowych na dwóch konstrukcjach mostowych, które dobrano pod kątem konieczności przetestowania opracowanych metod w różnych warunkach pracy, szczególnie przy zróżnicowanym natężeniu i zmiennych prędkościach przejazdu.

Jako obiekt pierwszy wybrano most kolejowym pod Cytadelą w  Warszawie.

 

Są to dwie stare konstrukcje (z 1947 i 1980 roku) o rozpiętościach  przęseł kratowych równych 7x66,00 m.  Na moście występuje  (dane z 2016 r.) znaczne natężenie ruchu – dziennie 130 pociągów pasażerskich oraz towarowych i małe prędkości przejazdu - do 40 km/h.

Jako obiekt drugi wybrano wiadukt w km 8 26,571/26,578 linii nr 4 CMK (w okolicy Huty Zawadzkiej).

Są to dwie nowe konstrukcje łukowe (z 2014 i 2015 roku) o rozpiętości przęsła równej 75,00 m. Obiekt został dopuszczony do ruchu z prędkościami do 250 km/h.

  • Kolejnym problemem badawczym będzie opracowanie metod oceny zapasów bezpieczeństwa wynikających z analizy stanów granicznych użytkowalności i na tej podstawie oceny poziomu niezawodności mostów, a szczególnie starych konstrukcji eksploatowanych od dłuższego czasu. uwzględniania wielu czynników.

System MODO będzie miał bardzo istotne znaczenie ze względu na dynamiczny charakter obciążeń występujących obiektach kolejowych. Moduł może być przeznaczony do monitorowania krótkoterminowego (możliwość tymczasowej instalacji na obiekcie na krótki okres – kilku godzin lub kilku dni) oraz monitorowania długoterminowego (możliwość stałej instalacji na obiekcie). Na podstawie pomiarów zakresu przemieszczeń i przyspieszeń oraz zmian cech geometrycznych obiektu pod obciążeniem eksploatacyjnym projektowany system zapewni kontrolę stopnia wykorzystania stanów granicznych użytkowalności związanych z przemieszczeniami i przyspieszeniami.

Projekt w okresie 1.07.2015 ÷ 30.06.2018 realizuje konsorcjum w składzie:

Instytut Badawczy Dróg i Mostów – IBDiM (lider)
Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk – IPPT PAN
Politechnika Poznańska, Instytut Inżynierii Lądowej – PP IIL
Adaptronica Sp. z o.o. - ADA
PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. – PKP PLK

Współpraca z firmą Technika Obliczeniowa Sp. z o.o. w zakresie tworzenia aplikacji w środowisku Matlab.

Więcej informacji udziela kierownik projektu: prof. ndzw. dr hab. inż. Piotr Olaszek: tel. 22 39 00 285, e-mail: Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć.

 

 

Projekt jest realizowany w ramach Programu Badań Stosowanych  dofinansowany przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju (NCBiR).