Конспект_лекций__4_курс_по_Прик._геод._ч2

При данных видах наблюдений в каждый момент времени устанавливается фактиче-

ское состояние конструкций по отношению к проекту и компьютерной расчетной модели.

Состав аппаратных средств ККНО:

высокоточные инклинометры — двухплоскостные геотехнические датчики на-

клона Leica Nivel 220;

высокоточные термодатчики STS для контроля температуры приповерхностно-

го слоя бетона;

метеостанции на базе датчика Vaisala WXT-520;

каналы связи, беспроводные и проводные;

51

серверы сбора геотехнических и метеорологических данных;

программное обеспечение сбора и анализа измеряемых данных, установленное

на серверах;

программное обеспечения для создания web-страниц геотехнических измере-

ний и метеоданных;

оборудование аппаратуры энергоснабжения.

Описание работы ККНО: высокоточные инклинометры Leica Nivel 220 установлены,

согласно программе расчета конструкций мостового сооружения, на высотных отметках +60, +130, +175 м на стороне пилона, параллельной пролетному строению, так чтобы ось Y рас-

полагалась вдоль ось моста. Плановая проектная высота опор моста составит около 226 м.

Система ККНО отслеживает процесс постепенной надстройки высоты пилона с установкой сердечника и процесс укладки бетонной смеси с наращиванием длинны пролетного строения и постепенной установкой вантовых тросов.

Инклинометр, расположенный на отметке +60 м, был установлен за опорой, так как через нее проходит пролетное строение, каркас которого расположен ниже этой высоты и имеет максимальную жесткость при деформировании и кручении. Поскольку места крепле-

ния вант расположены выше отметки +130 м, для возможной установки дополнительных инклинометров по мере увеличения высоты пилонов были выбраны высоты +130 и +175 м.

Все эти инклинометры объединены в локальную сеть и подключены посредством каналов связи к серверу сбора геотехнических (геодезических) данных. Опрос инклинометров осуще-

ствляется с различной скважностью и настраивается в зависимости от требуемых задач.

Максимальная частота опроса - 1 раз за 10 с.

Кроме того, на каждой из вышеназванных отметок и на отметке +3 м с наружной сто-

роны в тело пилона установлены термодатчики STS, которые объединены общей локальной сетью, также подключенной к серверу сбора геотехнических данных. При этом, здесь суще-

ствует возможность сбора (считывания) информации с различным периодом опроса и по за-

ранее составленному сценарию.

52

Для определения величины возмущающих метеорологических факторов на пролетном строении установлен метеодатчик (метеосенсор), информация с которого поступает на сервер обработки метеоданных (метеосервер). На метеосервере выделяются значения, которые пересылаются в базу данных системы, также формируются http-страницы, размещаемые на веб-ресурсах. Сервер размещен в офисе филиала ООО "Мостовое бюро" во Владивостоке, который расположен в 400 м от опоры № 8 и в 1100 м от опоры № 9 на другом берегу бухты Золотой Рог.

ККНО использует различные каналы связи, которые обеспечивают надежную передачу данных. Для непрерывного функционирования ККНО в системе энергоснабжения установлены бесперебойные источники питания.

Вся аппаратура собрана в шкафах антивандального исполнения. Для эксплуатации в зимних условиях шкафы снабжены системой термостабилизированного электроподогрева.

53

Ядром ККНО является программа GeoMoS, состоящая из нескольких моду-

лей. Модуль GeoMoS Monitorосуществляет опрос аппаратуры датчиков по определенной временной программе и сохраняет информацию в базе данных SQL на сервере сбора геотех-

нических данных. Модуль отслеживает все возникающие события в ККНО: увеличение лю-

бого смещения или координаты до разрыва канала связи, пропадание питания и работу от резервного бесперебойного источника (UPS). При возникновении и регистрации какого-либо события происходит уведомление персонала и ответственных лиц при помощи факсимиль-

ных сообщений, SMS-рассылки, электронных писем или включением исполнительных уст-

ройств (светофора, звуковой сирены, шлагбаума). Модуль позволяет производить резервное копирование данных. С помощью дополнительно приобретенной программы эти данные можно периодически посылать на адрес указанного резервного или обменного информаци-

онного пространства.

Модуль GeoMoS Analyzer предназначен для анализа, постобработки и графического представления результатов мониторинга. Модуль Leica GeoMoS Web представляет собой простое и удобное приложение, которое обеспечивает доступ к данным мониторинга через

54

стандартные веб-браузеры. Правила доступа устанавливаются индивидуально. Любой авто-

ризованный пользователь получает возможность просматривать данные мониторинга со сво-

его компьютера, коммуникатора или мобильного телефона, включая изображения с веб-

камеры.

Помимо программного обеспечения компании Leica разработчики системы подгото-

вили собственное программное обеспечение, позволяющее производить анализ и сопостав-

ление накопленных данных.

Работа системы мониторинга ККНО во время строительства зарекомендовала себя в целом с положительной стороны, завершение этапа наблюдений совпадает с окончанием ра-

бот по асфальтированию пролетного строения, приведением пролетного строения в проект-

ное положение. На сегодняшний день ведутся работы по монтажу и поэтапному вводу сис-

тем мониторинга на срок эксплуатации мостового перехода, которые заменят системы мони-

торинга, служившие в период строительства.

Поэтапно инсталлируемая на мостовом переходе информационноизмерительная сис-

тема непрерывного мониторинга соответствует функциональным задачам, возложенным на нее в соответствии с действующими нормативными документами и проектными решениями.

Разработчиками системы мониторинга на всех этапах достигнут баланс между макси-

мально возможной информативностью и минимальным количеством контрольных точек.

Определенные и установленные граничные значения для каждого типа датчиков позволяют обеспечить безопасную эксплуатацию сооружения (мостового перехода). Технические ха-

рактеристики приборов, применяемых для мониторинга деформационного состояния мосто-

вых переходов приведены ниже.

Лекция 12

Выбор объектов, видов параметров, методов контроля кренов. Назначение точности

Контроль крена высотных сооружений, а также вертикальности некоторых видов агрегатов с вертикальной продольной осью и других видов технологиче-

ского оборудования промышленных предприятий имеет специфические особенности среди других видов контроля геометрических параметров. К таким особенностям, прежде всего, относят специфические способы, методы и средства измерений, присущие, как правило, контролю данного типа параметров.

Технология геодезического контроля кренов (как и осадок и горизонтальных смещений) сооружений и изделий машиностроения состоит из трех основных процессов:

55

1) проектирование технологии контроля:

-выбор объектов, параметров и процессов контроля, назначение точности измерения параметра;

-выбор метода контроля параметра с разработкой схемы размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА), геометрической схемы контроля параметра, расчетом точности измерения элементов схемы, назначением метода и средств измерений;

-разработку методов обработки результатов измерений и форм отчетной документации по контролю крена;

2) проведение геодезического контроля крена на объекте, включающее:

-изготовление и установку при необходимости геодезической КИА;

-подготовку персонала, приборов, приспособлений;

-разработку правил техники безопасности и пожарной безопасности при проведении

контроля;

- выполнение измерений; 3) обработка и анализ результатов измерений, включающая:

-проверку и обработку первичной документации;

-уравнивание результатов измерений;

-вычисление частных и полных кренов и, при активном контроле, – их приращений;

-построение графиков кренов;

-интерпретацию результатов;

-заполнение паспорта контроля или составление технического отчета.

К высотному типу относят сооружения и агрегаты с высоким центром тяжести.

Наиболее часто контроль кренов осуществляют для следующих типов высотных сооружений:

-многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из крупных панелей, крупных блоков или кирпичной кладки;

-рабочих зданий и силосных корпусов элеваторов;

-дымовых и вентиляционных труб ТЭС, АЭС и других предприятий;

-бетонных плотин, подпорных стенок и других жестких высотных сооружений;

-защитных оболочек реакторов АЭС;

-многоэтажных этажерок для установки технологического и энергетического оборудования;

-телебашен, вышек антенн, вышек радиорелейных линий и других антенных сооружений связи;

-промежуточных, анкерных, анкерно-угловых, концевых, специальных переходных опор ЛЭП;

-бурильных вышек для разведки и добычи нефти и газа;

-угольных башен коксохимических заводов;

-доменных печей;

-водонапорных башен и градирен;

56

-резервуаров жидкого топлива, силосов сыпучих материалов и других высоких емкостных сооружений.

Контроль вертикальности в процессе монтажа и ремонтных работ осуществляют для следующих видов оборудования промышленных предприятий:

-вертикальных гидравлических турбин;

-вертикальных насосов большой производительности;

-мощных вертикальных прессов;

-рефтикационных колонн и др.

Термин «крен» (энциклопедия Кирилла и Мефодия) означает поворот объекта относительно продольной оси. Так как ось объекта может быть горизонтальна, вертикальна или наклонна, то и понятие крена шире, чем понятие вертикальности. Для высотных сооружений и оборудования, продольная ось которых должна совпадать с вертикалью, крен и вертикальность следует понимать как слова-синонимы.

Крен сооружения может быть выражен в линейной, угловой и относительной мере.

Под линейной величиной абсолютного крена высотного объекта понима-

ется [189] отрезок между проекциями центра подошвы фундамента и положения центра верхнего сечения сооружения на координатную (горизонтальную) плоскость.

Абсолютный крен в угловой мере определяется острым углом между отвесной линией в центре подошвы фундамента и положением оси сооружения.

Относительным креном называют отношение абсолютного крена сооружения к высоте сооружения.

Для оборудования с вертикальной продольной осью вместо термина «крен» употребляют термин «вертикальность» и этот геометрический параметр выражают в относительных величинах.

В технической литературе по определению кренов сооружений встречают-

ся также понятия «приращение крена», «искривление оси объекта». Понятие

«приращение крена» используется при активном контроле объекта, когда необходимо определять не только положение оси объекта относительно вертикали, но и относительно предыдущего ее положения. Приращение крена выражается в тех же величинах, что и крен. Искривление оси объекта характеризуется геометрическим параметром «прогиб», который может быть выражен в абсолютной или относительной мере.

Проектирование процессов контроля по объемной, временной характеристике и управляющему воздействию, назначение категории контроля, а также назначение точности измерения параметра, выполняют аналогично тем же операциям, что и при контроле осадок и горизонтальных смещений. (см. соответствующие разделы, описанные раннее).

Виды и предельные значения контролируемых параметров технических объектов предприятия, если они не назначены в техническом проекте, выбира-

57

ют из СНиП 2.02.01-83, инструкций на монтаж или эксплуатацию оборудования.

Практика геодезических работ по контролю вертикальности или крена технического объекта показывает, что основными факторами, влияющими на выбор метода и средств измерений, являются конструктивные особенности технического объекта, требуемая точность и периодичность контроля параметра, условия измерений.

К конструктивным особенностям объекта относят форму, размеры и материал конструкции, которые влияют на выбор мест и при необходимости закрепления контролируемых точек, а также выбор схемы и метода контроля параметра. Для контроля объектов, имеющих одинаковые поперечные сечения по всей длине, применяют, как правило, более простые схемы и методы измерений по сравнению с объектами сложной формы. Размеры объекта влияют на выбор средств измерений, а материал конструкции – на выбор и закрепление контролируемых точек.

Требуемая точность и периодичность контроля параметра в совокуп-

ности с размером объекта являются определяющими факторами при выборе метода и, особенно, средств измерений. При активном периодическом контроле параметра точность измерений значительно увеличивается по сравнению с летучим пассивным контролем; следовательно, требования к выбору и закреплению контролируемых точек, а также к выбору средств измерений будут возрастать.

Условия измерений также оказывают значительное влияние на выбор методов и средств измерений. Предпочтение при прочих равных условиях следует отдавать тем методам и средствам измерений, которые не требуют значительных затрат на преодоление влияния температурных, вибрационных, ветровых и других воздействий на измерения.

КИА для измерения кренов технических объектов подразделяют на две группы: опорные знаки и контрольные точки. Опорные знаки – исходные неподвижные знаки, закладываемые на территории промплощадки или внутри помещения и служащие для измерения кренов. Как правило, опорные знаки закладывают в тех случаях, когда проектом предусматривается активный контроль крена объекта в течение длительного времени. При пассивном контроле крена, который применяется при монтаже или ремонте технологического оборудования, а также отдельных видов сооружений, закладка постоянных опорных знаков не имеет смысла.

Контрольными точками (точками съема первичной информации) при измерении крена могут служить как характерные точки самого объекта, так и специальные деформационные знаки – стенные или плитные марки и знаки, устанавливаемые на конструкциях здания, сооружения, фундаментах оборудования или на самом оборудовании и перемещающиеся вместе с ними.

В практике геодезических работ по контролю кренов и их приращений наибольшее распространение получили механические, гидростатические, оптические и стереофотограмметрические методы измерений; причем использова-

58

ние конкретных методов, как правило, определяется типами технических объектов, видом геометрического параметра и условиями измерений.

В механических методах измерений применяют механические средства измерений и специальную оснастку. К самым распространенным механическим средствам измерений относят отвесы с мерительным инструментом, приспособлениями для их подвески и устройством для гашения колебаний. Точность измерений кренов отвесами может колебаться в широких пределах – от 1 : 1 000 (легкий строительный отвес для выверки строительных элементов по вертикали) до 1 : 500 000 (тяжелые отвесы для контроля центровки валов вертикальных гидротурбин и насосов).

Механические методы измерений с помощью отвесов, как правило, применяют в закрытых помещениях, где отсутствуют сильные воздушные токи. Наибольшее распространение эти методы измерений нашли при выполнении контроля вертикальности крупных вращающихся агрегатов с вертикальной продольной осью – гидравлических турбин, насосов большой производительности, сепараторов и других изделий аналогичного типа, а также контроля крена и изгиба высотных бетонных плотин. В указанных случаях эти методы и средства измерений имеют преимущество по сравнению с другими методами по точности и возможности автоматизации измерений.

Оптические методы измерений являются самыми распространенными при контроле кренов агрегатов и сооружений. Среди них особое место занимают оптические способы определения кренов сооружений башенного типа, как наиболее часто встречающихся сооружений с продольной вертикальной осью.

К этим способам относят: способ координат, способ направлений (горизонтальных углов), способ малых углов, способ вертикального проектирования, способ зенитных расстояний. Основными средствами измерений в оптическом методе являются теодолиты, тахеометры и приборы вертикального проектирования.

Лекция 13 Методы измерения кренов сооружения и оборудования

Способ горизонтальных углов для контроля крена высоких дымовых труб электростанций, разработанный в 1973 , не требует точного измерения линий и закрепления опорных и контрольных точек. (Для сокращения времени теорию этого способа рассмотреть по лабораторной работе).

59

а)			б)
	240м			x
250м
				Главный корпус
	i'	180 м		x
i				γA
			ОП	О	y
				γB
	90	м			dB
				d A
					-	очистка
	светофорная				химводо
газоход	площадка
	0 м
1	1'	цоколь	r1		r3	r4
				ОП
			r1		В
	фундамент			депо
				А		y

Рис. 4.4.10. Способ горизонтальных углов:

а) вид с фасада; б) вид сверху

Способ оптической вертикали применяется для передачи осей по вертикали, выверке конструкций и контроле кренов сооружений, агрегатов и оборудования с продольной вертикальной осью. Наибольшее применение он находит при контроле объектов одного поперечного сечения и в стесненных условиях, когда оптические способы измерений с применением теодолитов затруднительны.

В способе оптической вертикали применяют уровенные и маятниковые зенитприборы и надирприборы, а также различного рода визирные марки, палетки, шкалы и другие мерительные инструменты и приспособления.

60