Mesures des vibrations structurelles

Lorsqu’il existe une source extraordinaire de vibrations, comme un chantier de construction à proximité ou des conditions venteuses défavorables, il est important de mesurer les vibrations dans les structures, telles que les bâtiments et les ponts, ou sur le sol. La raison est de s’assurer, à tout le moins, que les vibrations ne causent pas d’inconfort aux personnes à proximité et, plus критично, n’endommagent pas la structure.

Bien que chaque structure vibre dans une certaine mesure, les limites doivent être surveillées pour garantir l’intégrité du matériau utilisé dans la construction, ainsi que le bien-être des personnes. Compte tenu de ces considérations de sécurité et de confort, de nombreux pays ont des réglementations et des normes qui définissent ces limites de vibration dans différents environnements.

La vibration structurelle est définie par les oscillations mécaniques des particules. Celles-ci sont mesurées dans trois directions perpendiculaires.

Les vibrations structurelles sont mesurées dans divers environnements, tels que :

Chantiers de construction

Les opérations d’engins lourds sur les chantiers de construction, en particulier l’excavation, le battage de pieux, le compactage vibratoire, la démolition et le mouvement d’équipements à chenilles, produiront des vibrations transmises par le sol, qui peuvent endommager les bâtiments du voisinage. De plus, les perturbations causées aux personnes pendant les heures de travail et/ou après les heures de travail peuvent devoir être réglementées.

Tir de mines

Minimisez l’impact des activités sur l’environnement environnant, les communautés voisines et la sécurité des travailleurs, pendant les opérations de dynamitage dans l’industrie minière.

Rail et route

Aux heures de pointe, le suivi des vibrations des bâtiments et du sol peut être nécessaire pour assurer le confort des résidents du quartier.

Creusement de tunnels

Les vibrations générées lors de la construction de tunnels de métro avec une machine à creuser les tunnels ont un impact important sur l’environnement, en particulier sous une ville. Il est essentiel de surveiller les travaux de fondation au-dessus du tunnel.

Ponts

Les réponses structurelles aux événements naturels et artificiels extrêmes, ainsi qu’un volume croissant d’utilisateurs et de tailles de véhicules, peuvent entraîner des dommages soudains et l’effondrement des structures de ponts. Une évaluation continue ou périodique de l’état et des performances est essentielle pour prévenir l’effondrement des ponts.

Les moniteurs de vibrations ont un large éventail d’autres applications. Ils sont utilisés pour protéger les structures sensibles, telles que

• Hôpitaux
• Centrales électriques
• Barrages hydrauliques
• Centres de données
• Musées
• Sites historiques

et dans des domaines aussi divers que

• Démolition
• Tests de produits manufacturés
• Éducation

Le 5GV est un moniteur de vibration et d’inclinaison MEMS de pointe offrant une précision exceptionnelle, combiné à une passerelle 4G intégrée (Wi-Fi en option). Il est idéal pour la surveillance de la santé structurelle, la protection des occupants à l’intérieur des bâtiments et la protection des équipements sensibles.

Conçu dans un souci de facilité d’utilisation, le 5GV est simple à configurer, rapide à installer et peut être entièrement géré à distance, ce qui réduit considérablement le besoin de visites sur site fastidieuses. Son architecture basse consommation, associée à des options d’alimentation externe flexibles, minimise les besoins de maintenance et assure un fonctionnement fiable à long terme.

Avec le kit suivant :

Moniteur de vibrations triaxiales 5GV

Facultatif :

Plaque de montage de trépied 5GV (pour montage au sol temporaire)

Pendant la vibration, les particules à l’intérieur de la structure oscillent. Pour chaque axe, la vitesse (vélocité) à laquelle les particules oscillent est calculée à partir de la distance parcourue (déplacement) dans le temps.

La vitesse des particules (v), mesurée en mm/s ou en in/s, est définie comme

v = Δd / Δt

Δd → le déplacement des particules en millimètres ou en pouces

Δt → le temps en secondes

PPV (Peak Particle Velocity)

La PPV est la valeur la plus élémentaire utilisée dans les mesures de vibration. Elle indique la plus grande vitesse de particule sur une période de temps par axe.

La PPV est définie comme la valeur absolue maximale du signal non pondéré

PCPV (Peak Component Particle Velocity)

La PCPV est le maximum des trois PPV dans chaque direction d’axe.

PCPV = max(PPVx, PPVy, PPVz)

PVS (Peak Vector Sum)

La PVS est la vitesse résultante calculée en considérant simultanément les PPV dans toutes les directions x, y et z.

PVS = √((PPVx)2 + (PPVy)2 + (PPVz)2)

En mots, ceci est mathématiquement décrit comme la racine carrée de la somme des carrés des composantes PPV.

DF (Dominant Frequencies)

Un signal de vibration peut être décomposé en composantes de fréquence individuelles (à l’aide des méthodes Zero Crossing* ou Fast Fourier Transform). À partir de là, les fréquences dominantes (DF) peuvent fournir des informations utiles, telles qu’un changement dans les fréquences naturelles (de résonance). Ces fréquences sont proportionnelles à la rigidité d’une structure. Un changement, par exemple dans une structure en acier, peut indiquer une corrosion grave. La surveillance des ponts en acier doit donc alerter sur tout changement dans les valeurs de la fréquence.

Vue d’un signal dans le domaine temporel et fréquentiel

* Zero Crossing (ZC) est la méthode la plus simple d’estimation de la fréquence. Elle fonctionne sur le principe que, puisqu’une oscillation traverse l’axe des x deux fois pendant chaque cycle, nous pouvons simplement compter le nombre de croisements et le diviser par deux et diviser à nouveau par la taille de la fenêtre d’observation, ce qui nous donne la fréquence dominante. Cette méthode fonctionne mieux lorsque nous avons quelques cycles complets. Plus la longueur de la fenêtre d’observation est longue, plus la précision est grande.