Из теории колебаний механических систем известно, что с увеличением числа внешних связей, наложенных на конструкцию, частота ее собственных колебаний повышается. Поэтому

первая собственная частота колебаний моноопоры при эксплуатации ее в проеме плавоснования (схема I) существенно выше, чем при эксплуатации ее вне плавоснования (схема III). Убедиться в этом можно, сравнив зависимости первой собственной частоты р колебаний моноопоры от ее расчетной высоты L, величины и направления технологической силы Р, приведенные на рис. 5.10 для эксплуатационной схемы III и на рис. 5.23 для эксплуатационной схемы I.

Изменение частоты р собственных колебаний моноопоры с ростом ее высоты имеет гиперболический характер как при эксплуатации моноопоры вне проема плавоснования, так и внутри него. Однако характер влияния технологической силы Р на частоту колебаний моноопоры от схемы ее эксплуатации зависит существенно.

Частота собственных колебаний моноопоры, находящейся вне плавоснования, уменьшается при приложении к ней растя-

Рис. 5.23. Зависимость первой частоты р собственных колебаний моноопоры диаметром D = 0,219 м от ее расчетной высоты L и условий нагружения верхнего конца:

1 - масса буровых механизмов m = 2500 кг, технологическая сила Р = 0; 2 - m = 2500 кг, Р = 60 кН и направлена вверх; 3 - m = 2500 кг, Р = 25 кН и направлена вниз; А - см. подрисуночную подпись к рис. 5.14

 

гивающеи технологическом силы и увеличивается при приложении к неИ сжимающеИ технологической силы (см. рис. 5.10, б, кривые 3 и 4 соответственно). Влияние направления технологической силы на частоту р собственных колебании моноопоры, эксплуатируемой внутри проема плавоснования, противоположно: при воздействии растягивающей силы частота р колебании моноопоры увеличивается, сжимающеИ - уменьшается (см. рис. 5.23).

Рис. 5.24. Зависимость первой частоты р собственных колебаний моноопоры высотой 44 м от диаметра D и толщины стенки 6 при:

а - массе буровых механизмов m = 2500 кг и направленной вверх технологической силе Р = 60 кН; • - m = 2500 кг и направленной вниз Р = 25 кН; в - m = 0 и Р = 0; 1 - 6 = 0,008 м; 2 - 6 = 0,016 м; А - см. подрисуночную подпись к рис. 5.14

Кроме того, при эксплуатации моноопоры в проеме плавоснования величина технологической силы оказывает более существенное влияние на значение частоты р, чем при эксплуатации моноопоры вне плавоснования. Точка А на кривоИ 3 рис. 5.23 соответствует расчетноИ высоте моноопоры, при котороИ по результатам статического решения она впервые отходит от правоИ стенки проема плавоснования.

Увеличение диаметра и толщины стенки труб моноопоры приводит к росту ее момента инерции и частоты собственных колебаниИ (рис. 5.24).

Анализируя зависимости на рис. 5.23 и 5.24 можно сделать вывод, что в случае эксплуатации моноопоры в проеме плавоснования возможно совпадение первоИ собственноИ частоты ее колебаниИ с частотоИ волновоИ нагрузки. Следовательно, возможна реализация резонансных режимов, приводящих к значительному ухудшению напряженного состояния моноопоры. Поэтому для эксплуатационноИ схемы I, так же как и для схемы III, необходимо выполнять динамическиИ расчет, учиты- вающиИ переменныИ во времени характер волновоИ нагрузки.

Соответственно и вывод, сделанныИ в разделе 5.3 по поводу оптимизации конструкции моноопорного основания, которое эксплуатируют вне плавоснования, может быть применим к моноопорам, проектируемым на работу в его проеме: в процессе поиска рациональных по прочности вариантов сечениИ моноопор необходимо уделять внимание не только статическому напряженному состоянию, но и производить их проверку на возможность возникновения в процессе выполнения технологических операциИ резонансных режимов.

Основные приемы, позволяющие исключить возможность возникновения резонансных режимов работы моноопоры, когда ю « р, следующие: изменение схемы эксплуатации (числа и вида внешних связеИ, наложенных на моноопору); изменение геометрии сечения (диаметра и толщины стенки) моноопоры.