Germostroy.ru
Режим работы:
пн-пт : 07:00-16:30
  +7(903)136-66-75
+7(495)229-41-87
+7(495)483-72-94
germostroy@rambler.ru

Есть мнение Мнение специалистов Опыт применения автоматизированных инструментальных систем мониторинга динамических ормации тоннелем инженерных коммуникации

Опыт применения автоматизированных инструментальных систем мониторинга динамических ормации тоннелем инженерных коммуникации

В настоящий момент задача оптимальной эксплуатации строительных конструкций инженерных сооружений, к которым относятся и тоннели инженерных коммуникаций, становится все более актуальной.

Несмотря на то, что при проектировании тоннелей инженерных коммуникаций их срок службы был определен в 80 лет, более 70% тоннелей, расположенных в Москве, хотя бы один раз подвергались ремонту после введения в эксплуатацию. Такое положение объясняется многими факторами. Одним из основных является отсутствие достоверных знаний об изменении эксплуатационной надежности конструкций тоннелей во времени. Долговечность нормальной эксплуатации конструкций имеет значительный разброс, обусловленный изменчивостью эксплуатационных условий по трассе сооружений.

Отсутствие необходимой информации о параметрах износа конструкций обуславливает директивное назначение времени проведения ремонтных мероприятий, что приводит к преждевременному ремонту одних конструкций и повышенному уровню рисков возникновения аварийных ситуаций при эксплуатации других. В результате этого происходит значительное увеличение эксплуатационных затрат. Экономическая эффективность процесса эксплуатации сооруже ний может быть достигнута при помощи прогнозирования изменения надежности конструкций и правильного планирования времени проведения ремонтных работ.

Поставленная задача может быть решена в результате проведения работ по мониторингу состояния конструкций тоннелей, который обеспечил бы получение опорных параметров для прогнозирования эксплуатационной надежности сооружений. Ведение мониторинга обеспечивается планомерным отслеживанием состояния конструкций. Структура мониторинга состояния эксплуатируемых конструкций включает в себя два основных уровня для сбора данных:

  • визуальный мониторинг состояния конструкций;
  • инструментальный мониторинг конструкций в наиболее характерных участках сооружения.
  • Первый уровень включает в себя периодические визуальные обследования с целью фиксации имеющихся повреждений и дефектов, а также для сравнительного анализа динамики их нарастания по результатам имеющихся наблюдений.



    К сожалению, проведение периодических обследований строительных конструкций полностью не решает данную задачу, так как они дискретны во времени, что приводит к значительным погрешностям при прогнозировании эксплуатационной надежности сооружений. Выход из этой ситуации - в использовании на некоторых участках автоматических систем непрерывного инструментального мониторинга состояния конструкций.

    В первую очередь существует необходимость установки данных систем в наиболее ответственных, с точки зрения обеспечения эксплуатационной безопасности, местах, расположенных под крупными городскими магистралями. В данных участках, эксплуатируемых в наиболее трудных условиях, одним из самых опасных факторов является динамическое воздействие на конструкции со стороны транспортного потока.

    Наличие данных воздействий на несущие конструкции тоннеля в совокупности с другими факторами может приводить к их преждевременному износу и возникновению лавинообразного роста деформаций, способного вызвать аварийную ситуацию.

    В настоящее время сотрудниками ЗАО "Триада-Холдинг" проводятся мероприятия по введению в эксплуатацию систем мониторинга эксплуатационного состояния на различных участках коллекторных тоннелей ГУП "Москоллек-тор" в г. Москве.

    Одним из примеров использования автоматизированных систем мониторинга эксплуатационного состояния конструкций коллекторных тоннелей являются выполненные в ходе подготовки и проведения военного парада в честь 63-й годовщины победы в ВОВ в апреле-мае 2008 г. мероприятия по отслеживанию динамических воздействий на конструкции тоннелей.

    С целью обеспечения безопасности эксплуатации тоннелей инженерных коммуникаций ГУП "Москоллектор", находящихся по маршруту движения техники, сотрудниками ЗАО "Триада-Холдинг" была установлена инструментальная автоматизированная система мониторинга динамических деформаций MuST (основаная на компонентах фирмы Smartec, Швейцария) в коллекторах, расположенных в центральной части города.

    Система MuST предназначена для проведения длительного автоматизированного дистанционного мониторинга динамических деформаций и температур и состоит из измерительных датчиков, считывающего устройства и беспроводного блока передачи информации.



    Считывающее устройство комплексной системы мониторинга деформаций и температур (MuST) представляет собой демодулятор брэгговских волн, работающий по принципам микронной оптики. Устройство скомпоновано в герметичном корпусе, не подверженном атмосферным воздействиям и может быть установлено на любой конструкции, требующей проведения непрерывного мониторинга.

    Считывающее устройство MuST обеспечивает высокую оптическую мощность, скорость измерения до 512 брегговских решеток на 4 каналах. Предназначено для работы с современными перестраиваемыми лазерами, обеспечивающими максимальную скорость сканирования 250 Гц в диапазоне 50 нм. Пользователь может выбрать частоту сканирования от 1 до 250 Гц с фиксированным приращением. Данные передаются на компьютер с установленным программным обеспечением SOFO SDB через стандатрную локальную сеть Ethernet. Удаленное соединение возможно через GPRS модем или скоростную локальную сеть (LAN).

    Входящие в систему оптоволоконные датчики представляют собой чувствительные оптоволоконные сенсоры, преобразующие механические (статические или динамические) деформации в смещение брэгговской длины волны, которое может быть измерено при помощи считывающих устройств MuST.

    Датчик состоит из активной и пассивной частей. Активная часть содержит измерительное волокно: между его концами измеряются деформации, ко торые преобразуются в смещение длины брэгговской волны. Пассивная часть не чувствительна к деформациям и используется для соединения датчика со считывающим устройством. В пассивную часть можно установить брэггов-скую решетку в свободном состоянии для измерения температуры и, соответственно, компенсации температурных деформаций.

    На конструкциях исследуемых тоннелей измерительные датчики устанавливались на поверхность ребер и кессонных частей плит покрытия с использованием специальных крепежных элементов (рис. 1). Считывающее устройство было установлено внутри коллектора.

    Измерения динамических деформаций с использованием системы MuST проводились в непрерывном режиме (с частотой опроса каждого датчика 250 Гц), начиная с 29 апреля до 15 мая 2008 года. Управление системой производилось дистанционно по беспроводному каналу GPRS (рис. 2).

    В результате проведенных работ были получены следующие результаты. Во время прохождения тяжелой военной техники в процессе репетиций, а также непосредственно в момент проведения парада над исследуемыми участками коллекторных тоннелей, максимальные динамические деформации, зафиксированные измерительными датчиками системы MuST, составили 19 це (измерительная база датчика 25 см).

    В то же время разрешающая способность измерительной системы MuST позволила зафиксировать отдельные пики динамических деформаций, соответствующие каждой из колесных осей техники (рис. 3).

    Также было установлено, что динамические деформации, вызванные нагрузками от военной техники, прошедшей над исследуемыми коллекторами во время репетиций и парада 9 мая, более чем в 12 раз превышают деформации, связанные с воздействием легковых автомобилей (рис. 4)

    В результате выполненных работ был сделан основной вывод о том, что зафиксированные динамические деформации не являются опасными, с точки зрения эксплуатации, однако приводят к ускорению процессов общего износа конструкций тоннелей и требуют постоянного наблюдения за ними для возможности прогнозирования изменения их технического состояния.

    В завершении следует заметить, что проведение работ по мониторингу состояния конструкций тоннелей инженерных сетей ГУП "Москоллектор" позволит выйти на новый уровень подхода к ремонту сооружений - применению конформативных технологий, то есть комплекса специально разработанных мероприятий, приспособленных к условиям эксплуатации и позволяющих обеспечить поддержание строительных конструкций на заданном уровне надежности с учетом их технического состояния. Это, в свою очередь, позволит снизить стоимость плановой эксплуатации внеаварийного фонда конструкций.

    Технологии строительства 6(61)/2008



     
    Москва, ул. Софьи Ковалевской 14а
    тел./факс:
    +7 (495) 229-41-87
    germostroy@rambler.ru

    Клеевой отдел: +7 (495) 543-26-65
     
    Герметики ·  Мастики ·  Клеи ·  Гидрофобизаторы ·  Очистители ·  ЛКМ ·  Наливные покрытия ·  Утеплители ·  Гидроизоляция ·  Огнебиозащита ·  Пены полиуретановые ·  Инструменты ·  Антикоррозийные покрытия ·  Сухие смеси ·  Составы для бетона

    Панельное домостроение ·  Монолитное и кирпичное домостроение ·  Деревянное домостроение ·  Производство стеклопакетов, монтаж окон

    Наш информационный партнер - стоительный портал www.stroyka.ru Web-mastering © Почерк.Ru, 2006-2024