Мониторинг мостов на стадиях строительства и эксплуатации
Социально-экономическое развитие России подразумевает активное развитие внутренней транспортной сети, особенно крупных магистралей, позволяющих связывать между собой промышленные области, крупные порты и индустриальные зоны. Согласно прогнозам экспертов, ежегодно объем грузоперевозок по автодорогам будет увеличиваться на 4-5%.
Как известно, мосты являются наиболее уязвимыми компонентами транспортной инфраструктуры, а их выход из строя приносит значительные экономические и временные убытки для собственников дорог и эксплуатирующих организаций, которые сложно компенсировать.
Система мониторинга и контроля технического состояния мостовых сооружений рассматривается как эффективное средство поддержания мостов в надлежащем эксплуатационном состоянии или инструмент контроля технического обслуживания и ремонта мостов в условиях производственной экономии. Дополнительной целью мониторинга может стать обнаружение начала деградационного процесса конструкции моста с дальнейшей идентификацией и исследованием конкретных причин ухудшения состояния сооружения.
Подобный подход в течение последних 12-15 лет, стал применяться как на эксплуатируемых, так и на строящихся объектах, для контроля стратегически важных мостов или обеспечения безаварийной эксплуатации мостовых конструкций, требующих постоянного надзора вследствие возникших дефектов и повреждений.
Степень детальности инструментального обследования моста зависит от поставленных задач, наличия и полноты проектно-технической документации, характера и степени дефектов и повреждений, отклонения условий эксплуатации мостового сооружения от нормативных и проектных требований, увеличением нагрузок (например, в связи с реконструкцией сооружения), воздействия агрессивных сред или техногенных процессов.
Интерпретация данных долгосрочного инструментального контроля поведения конструкции может сталкиваться с рядом определенных трудностей. Нередко ухудшение состояния конструкции может происходить вследствие значительного превышения проектных нагрузок.
Особенности поведения мостовых сооружений нередко могут иметь причиной нарушения норм в период строительства. Поэтому технологически правильным является распространение системы контроля состояния сооружения на полный жизненный цикл мостового сооружения, начиная с момента его строительства. При этом увеличится сложности анализа и последующей интерпретации данных.
Контроль состояния моста на стадиях строительства и эксплуатации моста
Рассмотрим данные, полученные в ходе внедрения системы контроля состояния мостов на разных стадиях их жизненного цикла: стадии строительства и стадии ремонта.
Строительство мостового сооружения методом продольной надвижки
1.Исходные данные
Организация мониторинга моста в процессе надвижки был крайне непростым по ряду причин:
— надвижка проходила по жестким опорам, спроектированным под навесной монтаж. В связи с этим требовался непрерывный контроль отклонения опор надвигаемым пролетным строением;
— ввиду значительной длины пролетов (до 148 м) корень консоли надвигаемого пролетного строения испытывал высокие напряжения, требующие постоянного контроля;
— высокая скорость движения пролетного строения в процессе надвижки требовала высокой оперативности получения данных с датчиков и скорости принятия решений в сложной нештатной ситуации;
— значительное расстояние между опорами и отсутствие возможности прокладки между ними кабеля предполагало использование для передачи данных только радиоканал, что препятствовало поставленной задачи по сохранению высокой скорости опроса датчиков, электронных тахеометров,
2. Аналитика результатов
Предельные значения контролируемых параметров моста в процессе надвижки зависят от положения пролетного строения. Следовательно, при организации мониторинга следует использовать расчетную зависимость (роллинг) предельных значений контролируемых параметров, как функцию положения пролетного строения.
Вследствие незначительной разницы между расчетными и предельными значениями, процесс надвижки непрерывно прерывался из-за чрезмерного отклонения опор, причинами которого являлся человеческий фактор (карточки скольжения были установлены не той стороной, и высокая нагрузка выворачивала перекаточные балки.
В организации мониторинга были применены инновационные решения. В обычной (нормативной) ситуации мониторинг надвижки пролетных строений моста контроль отклонения опор (перемещение оголовка контролируемых опор) измеряется с помощью линейки фотодиодов и лазеров, которые устанавливаются на смежных опорах второй очереди моста. В данном проекте такие опоры отсутствовали. По этой причине вместо перемещения измерялся угол отклонения верха опоры, предельное значение которого было рассчитано в роллинге.
Таким образом, мониторинг мостового сооружения в процессе строительства позволил предотвратить аварийные ситуации.
3. Выводы по методике мониторинга в процессе строительства моста
В процессе организации мониторинга строительства моста методом продольной надвижки необходимо:
— определить понятие «аварийная ситуация»;
— определить места, в которых деформации или напряжения могут оказаться близкими к предельно допустимым;
— если таких мест много, то надо среди них выделить наиболее опасные и расчетом определить связь показаний датчиков в этих местах с напряжениями (деформациями) в остальных точках;
— рассчитать зависимость значений предельных допустимых напряжений (деформаций) от положения пролетного строения;
— определить максимальный допустимый период опроса датчиков, при котором можно успеть предотвратить аварийную ситуацию;
— определить действия в случае возникновения аварийной ситуации (голосовое оповещение, звуковая сигнализация, автоматическое отключение толкающих устройств);
— обеспечить наглядное отображение напряженно-деформированного состояния контролируемых конструкций в процессе надвижки.
Эксплуатация мостового сооружения через реку
1. Исходные данные
Мониторинг моста проводился в целях контроля раскрытия стыков блоков после капитального ремонта. Там было использовано около 140 цифровых тензометров и 10 датчиков температуры (по одному на каждый отсек, в котором были сосредоточены тензометры).
Рядом с каждым датчиком, перекрывающим стык, стоял тензометр на бетоне для сравнения их показаний. В каждом отсеке стоял GSM-модем, обеспечивающий передачу данных с датчиков отсека через интернет на сервер, установленный в центре обработки данных. Там данные обрабатывались и передавались также через интернет.
2. Аналитика результатов
Показания датчиков передавались раз в 15 с, но периодически в результирующую диаграмму данных вставлялись фрагменты с периодом опроса 10 мс для контроля динамики моста.
Для удобства наблюдения на экране наблюдателя отображалась спутниковая фотография моста с нанесенными местами установки датчиков. Эти места окрашивались по принципу светофора, что упрощало анализ состояния моста для наблюдателя. В случае превышения допустимых показателей места установки датчиков не только окрашивались в красный цвет, но и включался звуковой сигнал, а наблюдателям рассылалось SMS с описанием возникшей аномалии.
3. Выводы по методике мониторинга в процессе моста в стадии эксплуатации
В процессе организации мониторинга эксплуатируемого моста необходимо:
— определить вместе с проектной организацией необходимое число контролируемых параметров, которые могут дать достаточно полную информацию о техническом состоянии моста;
— определить понятие «аварийная ситуация»;
— определить способ оповещения ответственных лиц в случае приближения параметров конструкций к аварийной ситуации;
— обеспечить наглядное отображение напряженно-деформированного состояния контролируемых конструкций и передачу его на компьютеры заказчика;
— определить наиболее подходящие для данного объекта каналы передачи данных;
— обеспечить сохранение накопленной информации (в том числе и видеозаписей) и доступ к ней ответственных лиц для проведения анализа изменений в состоянии конструкций моста.
Проект системы мониторинга мостов на различных стадиях жизненного цикла
Компания «СМИС Эксперт» имеет большой опыт в области разработки и внедрения систем непрерывного мониторинга мостовых сооружений с использованием измерительной аппаратуры, специального программного обеспечения в реальном режиме времени:
— разработка концепций и методик проведения мониторинга для различных стадий жизненного цикла мостовых сооружений (проектирование, строительство, эксплуатация объектов);
— определение мест, в которых деформации или напряжения могут оказаться близкими к предельно допустимым, расчет связи показаний датчиков в этих местах с напряжениями (деформациями) в остальных точках;
— определение необходимого числа контролируемых параметров, которые могут дать
достаточно полную информацию о техническом состоянии моста;
— определение порядка действий диспетчерских служб и ответственных лиц в случае возникновения аварийной и нештатной ситуации (голосовое оповещение, звуковая сигнализация, автоматическое отключение толкающих устройств и т. д.);
— разработка и внедрение постоянно действующего аппаратно-программного комплекса, позволяющего в автоматическом режиме проводить сбор, систематизацию, хранение и анализ данных о контролируемых элементах сооружения на всех стадиях жизненного цикла.
Мы предлагаем широкий выбор средств измерений и поможем вам выбрать лучшие решения для вашего проекта и бюджета.
Сделать заявку, задать вопрос и получить дополнительную информацию
Для 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/monitoring-mostov-na-stadiyakh-stroitelstva-i-ekspluatatsii/
