Латунные шарики для безопасных мостов

Инженеры-строители в США нашли новый способ определения степени безопасности мостовых конструкций из бетона. Необычная методика выглядит довольно забавно и совсем не производит впечатление серьезного научного подхода — но лишь на первый взгляд.

Новое слово в области акустического исследования мостов на предмет дефектов бетонных конструкций принадлежит доценту кафедры гражданского строительства Университета Небраски-Линкольна Зийун Чжу и ее коллеге — доктору наук по имени Хунбинь Сан. По результатам тестирования в реальных условиях, технология показала значительно большую эффективность при выявлении повреждений в глубоких слоях материала, по сравнению с другими известными методами неразрушающего контроля.

«Подобные дефекты несут большую опасность», — поясняет Зийун Чжу. «Проникновение воды и соли в наметившиеся трещины приводит к их постепенному расширению в бетоне и вызывает коррозию металлической арматуры. И это в итоге отражается на функциональности структуры в целом».

Предлагаемая система внешне выглядит немного несерьезно. Диагностический механизм представляет собой подобие ручной тележки с прикрепленными к ней при помощи нейлоновых нитей небольшими шариками из латуни, сгруппированными в несколько рядов. Прокатываясь по мосту со скоростью около 2 км/ч, эти шарики генерируют звуки различной частоты, которые фиксируются посредством микрофонов, установленных на тележке.

Записанный звуковой файл затем анализируется компьютерной программой, по колебаниям сигнала определяющей наличие опасных повреждений в конструкции. Местоположение дефектов отслеживается с точностью, благодаря дополнению функционала системой GPS. В процессе обработки получаемых данных программное обеспечение автоматически генерирует карту в цвете, детально иллюстрирующую локализацию и степень имеющихся повреждений моста — готовое руководство к действию для специалистов.

Как акцентируют изобретатели, на ремонт мостов ежегодно выделяются из государственного бюджета огромные ресурсы. Технология способна существенно помочь в оптимизации расхода этих средств — путем достоверного определения, какие сооружения следует отремонтировать в первую очередь, а с какими можно повременить.

Акустический подход в подобных исследованиях — сам по себе не новшество. Один из традиционных, «дедовских» методов неразрушающего контроля — протягивание по мостовому покрытию обычных металлических цепей, при котором специалисты на слух пытаются определить трещины, каверны и отслоения. Именно этот способ, имеющий проблему в виде субъективности, а потому недостаточной надежности, и послужил отправной точкой для поиска простой, но более эффективной альтернативы. Латунные шарики, подвешенные на нейлоне, оказались очень чувствительными элементами, обеспечившими в десятки раз большую результативность.

Потенциалом новой методики уже заинтересовался Департамент транспорта штата Небраска. При поддержке ведомства состоялась проверка технологии на нескольких мостах штата, доказавшая, что система способна за короткое время — не более 30 мин — произвести полное и высокоточное обследование объекта. Джу планирует продолжить исследование, дальнейшим этапом которого станет усовершенствование разработки, в частности, максимально возможное сокращение времени диагностики.

 

Источник: https://beton24.ru/news/tekhnologii/latunnye-shariki-dlya-bezopasnykh-mostov/