8.3. Регулирование параметров колебаний при реконструкции фундаментов под машины (ч. 5)
При переустройстве фундаментов под ударные машины с целью снижения их колебаний рекомендуется принимать надфундаментную прокладку такой жесткости, чтобы получить отношение предельной круговой частоты свободных вертикальных колебаний машины на упругой надфундаментной прокладке λ2 к предельной круговой частоте свободных вертикальных колебаний всей установки на грунте λz в пределах 0,4 < λ2/λz < 1 или λ2/λz < 3. Для этого следует выбирать резиновую прокладку с более низким модулем деформации (Е = 2÷3 МПа), возможно более высоким коэффициентом неупругого сопротивления (γp ≥ 0,25) и толщиной не более 50 мм. При оптимальном варианте толщина составной прокладки принимается равной толщине заменяемой. В противном случае с помощью муфт увеличивают длину анкерных болтов, крепящих машину к фундаменту. Параметры колебаний фундаментов ударных машин регулировать предлагаемым способом можно для оборудования с массой падающих частей до 5 т. Для более мощных машин рекомендуется применять подшаботную рессорную виброизоляцию [103].
Изменение параметров прокладки, позволяющее снизить амплитуду и частоту колебаний фундамента, приводит к уменьшению ускорения колебаний грунта основания, что способствует приостановлению осадок колонн и стен зданий» вызванных распространением упругих волн от фундаментов ударных машин.
Рассмотренный способ регулирования параметров колебаний: фундаментов под ударные машины был применен на одном из машиностроительных заводов в Донбассе для снижения вибраций фундамента под формовочную машину типа 29514 с массой падающих частей 1700 кг. В результате изменения жесткостных и демпфирующих характеристик надфундаментной прокладки амплитуда колебаний фундамента снизилась на 33 %, а частота его свободных колебаний — на 50 %.
При работе машин с динамическими нагрузками между засыпкой грунта и фундаментом с течением времени образуются (особенно под воздействием длительных горизонтальных вибраций) пустоты. В результате этого засыпка участвует в колебаниях не по всей высоте боковой поверхности фундамента, вследствие чего изменяются первоначальные динамические характеристики колеблющейся системы основание — фундамент — машина и ухудшаются условия эксплуатации установленного оборудования. Устранение отмеченного может быть достигнуто при применении несложного устройства (рис. 8.18), позволяющего регулировать динамические характеристики фундамента1.
Вдоль стен существующего заглубленного массивного фундамента 3 в направлении, перпендикулярном действию горизонтальной динамической нагрузки в засыпке устраивают щели 4. В эти щели с зазором по отношению к фундаменту устанавливают вертикальные упорные плиты 2 с начальным наклоном в его сторону. Понизу плиты присоединяются шарниром 1 к фундаменту. Между плитами и фундаментом сверху в нескольких местах помещают клинья 6, после чего производят засыпку и уплотнение грунта боковой засыпки 5 за плитой. По мере образования и увеличения пустот между фундаментом и грунтом засыпки клинья 6 под действием упругих элементов 8, фиксируемых упором 7, опускаются вниз, осуществляя распор с постоянным удельным давлением плит 2 на засыпку 5 и обеспечивая контакт поверхностей фундамента с грунтом. При этом первоначальный угол наклона плит уменьшается и в предельном положении они устанавливаются вертикально. Винтом 9 осуществляется вертикальное перемещение клиньев 6, что позволяет изменить усилие прижима плиты 2 к грунту котлована, обеспечить стабильность и регулировать величину горизонтальной динамической характеристики переустраиваемого фундамента.
Параметры колебаний массивного фундамента в процессе эксплуатации или при замене установленной на нем машинной установки можно также регулировать путем изменения высоты и плотности грунта обратной засыпки. Для этих целей по периметру боковой поверхности фундамента на всю высоту его заглубленной части устанавливают с зазором ограждающие конструкции любого вида. Зазор сверху перекрывают плитами. При необходимости изменения амплитуд колебаний фундамента или соотношения частот его собственных и вынужденных колебаний зазор между ограждающими конструкциями и боковой поверхностью фундамента заполняют плотно утрамбованным грунтом.
Первоначально зазор заполняют грунтом на высоту, равную 0,4 размера стороны подошвы фундамента, которая параллельна направлению горизонтальных колебаний [116]. В дальнейшем зазор заполняют слоями толщиной 0,1—0,2 м до достижения требуемых амплитуд колебаний и максимальной отстройки частот вынужденных колебаний от собственных. Полученные параметры колебаний устанавливают по данным непосредственных замеров уровня вибраций фундамента. По окончании работ по регулированию колебаний фундамента, зазор вокруг фундамента перекрывают плитами. В общем случае высота боковой засыпки в зазоре может достигать размера заглубленной части фундамента.
В качестве грунта боковой засыпки может использоваться как несвязный, так и связный грунт. В последнем случае необходимо предусматривать конструктивные мероприятия, исключающие замачивание грунта боковой засыпки для предотвращения образования щелей между фундаментом и основанием. Использование боковой засыпки грунта для регулирования параметров колебаний массивных фундаментов под машины с динамическими нагрузками позволяет добиваться оптимального режима их эксплуатации.