Интегрированная система мониторинга состояния мостов
Важность автоматизированного мониторинга состояния конструкций мостов
Мостовые конструкции (мосты), как сложные инженерные сооружения, включают в себя множество конструктивных элементов: пролетное строение, проезжая часть, опоры, деформационные швы, опорные части. Все они подвержены постепенному износу и разрушению вследствие внешних воздействий и при взаимодействии друг с другом.
Система мониторинга состояния мостовых конструкций позволяет каждому из этих объектов провести оперативную диагностику «состояния здоровья» до появления внешних симптомов зарождающейся болезни. Конкретные задачи и состав контролируемых параметров мониторинга состояния мостовых конструкций зависят от типа сооружения, его конструктивных особенностей, состояния, срока и условий эксплуатации.
Некоторые ошибки, заложенные еще на этапе проектирования и строительства объекта, автоматически запускают негативные сценарии деградации конструкции, которые впоследствии невозможно прогнозировать, опираясь только на базовые расчетные модели и визуальные наблюдения.
Совокупность множества неопределенных факторов и событий, созданных в период проектирования, строительства и эксплуатации представляет собой серьезную проблему для владельца (собственника) мостовой конструкции, который отвечает за безопасную эксплуатацию сооружения, согласно федеральному закону от 30 декабря 2009 года N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий». В мультирисковой среде нередко спонтанное возникновение так называемого «эффекта домино», который характеризуется смещением спектра возможных сценариев аварий в сторону наиболее неблагоприятных факторов и явлений.
Уровень опасной неопределенности, безусловно, в состоянии снизить плановые осмотры, обследования и испытания, периодичность которых установлена в документах по текущему содержанию сооружений (СП 79.13330.2012, СП 35.13330 и СП 46.13330, инструкции и методические рекомендации Минстроя России). Однако такой периодический контроль не учитывает фактический период действия и амплитуду нагрузок, которые являются одними из основных критериев для определения остаточного ресурса сооружения.
Поэтому для достоверной оценки текущего и прогнозирования дальнейшего технического состояния моста, с целью заблаговременного предупреждения о тенденциях его изменения, необходима установка постоянно действующей системы мониторинга состояния, способной не только существенно дополнить плановые периодические обследования, но и повысить безопасность эксплуатации мостовых конструкций.Стратегии мониторинга состояния мостовых конструкцийПоказателен опыт постоянного наблюдения в рамках за мостовыми сооружениями, опоры которых подвержены значительным неравномерным осадкам и кренам. Функционирующая система мониторинга позволяет правильно оценить реальную ситуацию и своевременно принять технические и организационные меры для поддержания сооружения в работоспособном состоянии, а при необходимости наметить пути и сроки рационального усиления фундаментов опор или реконструкции сооружения.
Выявление причин, характера и темпов протекания осадок и кренов опор — важнейшая инженерная задача.
Под действием вертикального давления грунты высоких насыпей в основании (особенно при их переувлажнении) дают осадки. Осадки эти не одинаковы: у основания конусов они меньше, а у задних граней устоев больше. Устои же в расчете на восприятие горизонтального давления насыпей проектируются с асимметричным относительно равнодействующей всех вертикальных сил развитием площади опирания фундамента в сторону пролета.
В фундаментах мелкого заложения это приводит к тому, что в пределах длины фундамента устоя (а она составляет у автодорожных путепроводов 5-8 м, а у железнодорожного 12-14 м) осадки по подошве заметно разнятся. Это ведет к тому, что устои «заваливаются» в сторону насыпи. Устои тянут за собой опирающиеся на них пролетные строения, из-за чего на соседних опорах наблюдается значительное увеличение (раскрытие) деформационного зазора, критический наклон валковых опорных частей или вывал катков со всеми вытекающими из этого негативными последствиями, угрожающими целостности сооружения.
Долговременные наблюдения за состоянием мостовых конструкций позволяют говорить о системной ошибке проектировщиков и строителей этих сооружений. На просадочных грунтах нельзя проектировать и строить мосты и путепроводы на фундаментах мелкого заложения.
За сооружениями, опоры которых подвержены неравномерным осадкам и кренам, следует как можно раньше устанавливать систематический долговременный контроль, включающий в себя:
6) нивелирование по специально заложенным в теле опор маркам;
7) измерение наклонов опор с помощью отвеса на базе не менее 3-5 метров по высоте;
8) в обязательном порядке измерение расстояния между торцами смежных пролетных строений на всех опорах.
Другими словами — необходима установка комплексной системы автоматизированного мониторинга состояния мостовых конструкций, которая позволит обнаружить прогрессирующие конструкционные деформации и сложившиеся модели распределения нагрузок. Результаты можно использовать для выявления отклонений технического состояния конструкций от проектных характеристик.
Инструментальный (с применением высокоточных средств измерений) мониторинг состояния мостовых конструкций, который позволяет непрерывно получать достоверные данные с датчиков, установленных на основании проектного решения на проблемные элементы конструкций, становится для технических руководителей все более актуальным и востребованным способом повышения безопасности эксплуатации объекта, оптимизации затраты на техническое обслуживание, реконструкцию, восстановительные и ремонтные работы.
Таким образом, инструментальный мониторинг мостовых конструкций — это современный инструмент безопасности и управления, который идеально дополняет такие традиционные методы, как визуальный осмотр и моделирование. Мониторинг позволяет оперативно реагировать на инциденты, эффективнее планировать техническое обслуживание, переходя от ежемесячных плановых осмотров к техническому обслуживанию по требованию..Интеграционные решения в системе мониторинга состояния конструкций мостовПроект мониторинга состояния мостовых конструкций требует интеграции на уровне данных, сенсорных программных приложений и пользовательских интерфейсов от поставщиков датчиков.
Благодаря этому все актуальные данные с датчиков различного типа поступает в единую базу данных системы, обрабатываются, структурируются и визуализируются в едином пользовательском интерфейсе, позволяя диспетчерам системы в режиме реального времени наблюдать и анализировать динамическую картину деградации мостовых конструкций и диагностировать появление новых дефектов.
Данные мониторинга, поступающие в системы структурного управления производством, позволяют на основе надежной и объективной информации повысить качество управленческих решений.Разработка и внедрение системы мониторинга состояния конструкцийПошаговая процедура внедрения системы, по нашему опыту, отвечает потребностям всех вовлеченных сторон при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружений всех видов.
— Шаг 1. Определение структуры/лиц, имеющих реальную потребность в мониторинге состояния конструкций
— Шаг 2: Разработка технического предложения
— Шаг 3: Разработка ТЗ,
— Шаг 4: Проектирование системы, разработка рабочей документации,
-Шаг5: Разработка программного обеспечения системы мониторинга состояния конструкций,
— Шаг 6: Отбор и поставка соответствующих датчиков,
— Шаг 7: Монтажные работы. Установка и калибровка оборудования,
— Шаг 8: Пусконаладка. Ввод системы эксплуатацию,
— Шаг 9: Сбор и управление данными
— Шаг 10: Анализ данныхАнализ рисков при проектировании системы мониторинга состояния конструкцийПроектирование системы мониторинга состояния конструкций начинается с вероятностного анализа рисков, который определит перечень возможных угроз, которые могут повлиять на данный объект.
Примеры факторов рисков для мостовой конструкции:
— коррозия,
— ползучесть,
— просадка фундамента,
— землетрясение,
— несанкционированные перегрузки,
— воздействия внешних агрессивных сред,
— релаксация напряжений (при растяжении, изгибе и кручении)
— погрешность моделей конечных элементов,
— низкое качество строительных материалов,
— плохое качество исполнения работ.
Степень тяжести и вероятности угрозы каждого фактора риска классифицируется с использованием процедуры ранжирования рисков. В этом контексте риски, которые с наибольшей вероятностью могут возникать одновременно или каскадно, заслуживают особого внимания. Основные риски будут заложены в разработку системы мониторинга состояния конструкций, а оставшиеся будут отброшены из-за низкого уровня угрозы и /или вероятности ее реализации. Результатом анализа является ранжированный список рисков, которые должна учитывать система.Система мониторинга состояния конструкций моста "под ключ«Компания «СМИС Эксперт» является ведущим экспертом в области разработки и внедрения программно-технических комплексов мониторинга мостов на этапе строительства и в течение всего срока их эксплуатации с применением высокоточных средств измерений и специального программного обеспечения.
Внедрение автоматизированной системы состояния конструкций моста дает возможность в режиме реального времени получать исчерпывающую достоверную информацию о состоянии мостовой конструкции, а это значит:
— минимизация рисков возникновения аварий, ЧС, материальных и человеческих потерь;
— тщательное отслеживание состояния мостов для оценки текущего состояния конструкции;
— увеличение срока службы стареющих мостов;
— определение необходимости ремонта мостовых конструкций;
— немедленная оценка безопасности и стояния моста после крупных природных катаклизмов — землетрясений, ураганов или взрывов.
Мы предлагаем широкий выбор датчиков и поможем вам выбрать лучшие измерительные системы для вашего проекта и бюджета.
Сделать заявку, задать вопрос и получить дополнительную информациюДля получения бесплатной консультации, уточнения условий предоставления услуги, пожалуйста, обратитесь по телефону
Мы предоставим вам всю необходимую информацию, подберем оптимальное решение для Вашего объекта, сделаем предварительную оценку бюджета.
Источник материала: https://smis-expert.com/blog/integrirovannaya-sistema-monitoringa-sostoyaniya-mostov/