ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОСТОЯННОГО МОНИТОРИНГА ГОРОДСКИХ СООРУЖЕНИЙ

  На инженерные городские конструкции в период эксплуатации действуют силовые и средовые нагрузки. Конструктивную безопасность сооружений принято оценивать некоторым вероятностным комплексом, для которого существует определенная детерминированная система. Она опирается на набор постулатов, гипотез, инвариантов, правил, признаков и фундаментальные законы механики твердого деформируемого тела, в целом образуя теорию конструктивной безопасности сооружения.
  Конструктивная безопасность зависит от предыстории, влияния временной силовой составляющей, а также средовой эволюции. Феноменологические исследования и мониторинг последней составляющей позволяет более точно прогнозировать и упреждать конструктивные отказы элементов городских сооружений.
  На практике постоянный мониторинг по экономическим соображениям предпринимается достаточно редко и только по отношению к отдельным сооружениям, причем по большей части с конкретными задачами. С обще методической точки зрения такой мониторинг правильнее было бы назвать «длительным специальным обследованием» или «подконтрольной эксплуатацией» инженерного сооружения.
  Для подобной практики имеются, как минимум, три основания:
• дороговизна оборудования;
• сложность обработки больших массивов постоянно поступающей информации и необработанность механизмов оперативного принятия решения на се основе;
• ограниченность номенклатуры доступных к универсальному использованию приборных систем, предназначенных для этой цели.
  Как правило, установка приборов для мониторинга достаточно сложна и поэтому выполняется при строительстве или капитальном ремонте (реконструкции) сооружения.
  Анализ опыта непрерывного наблюдения за инженерными сооружениями, а также мониторинга и подконтрольной эксплуатации сложных инженерных систем, таких, как карьерные комплексы, тяжелые транспортные средства, технологические линии, системы теплоснабжения жилых комплексов, позволяет сделать вывод, что мониторинг не будет эффективен для прогнозируемых процессов деградации, которые могут быть описаны непрерывной или, по крайней мере, квазииспрерывной функцией времени. Главным методическим достоинством постоянного мониторинга является возможность фиксации внезапных негативных изменений поведения сооружения, или причин, вызывающих эти изменения.
  В этой связи для создания рациональной системы постоянного мониторинга инженерных сооружений городской инфраструктуры необходимо прежде всего решение следующих принципиальных вопросов:
- выявление эксплуатационных факторов, наиболее сильно влияющих на деградацию сооружения;
- определение «ключевых» зон сооружения, наблюдение за которыми может помочь зафиксировать внезапные негативные изменения поведения;
- определение возможности принятия эффективных решений в случае получения информации о негативных изменениях.
  Применительно к крупным городам России следует также иметь в виду, что задачей мониторинга является не поддержание отдельных уникальных объектов, а повышение эффективности эксплуатации сети в целом как важнейших) звена инженерной инфраструктуры города.
  Отличительной особенностью эксплуатации городских инженерных сооружений являются напряженная экологическая обстановка (повышенная загазованность) атмосферы, средняя и сильная агрессивность среды, обусловленная, главным образом, применением противогололедных солей, умеренный климат с мягкой зимой и значительным числом циклов замораживания-оттаивания, наличие в сооружениях большого числа различных коммуникаций, затрудняющих доступ для ремонта и содержания, повышенные требования к внешнему виду со стороны административно-технических служб городов. В подавляющем большинстве случаев (около 90%) интенсивный износ вызван негативным воздействием внешней среды.
  Практика эксплуатации не только инженерных сооружений, но и других городских объектов, например жилых зданий, показывает, что ускорение деградации структурных элементов (например, повышенное корродирование арматуры) имеет место вследствие нарушения целостности защитного слоя, которое, в свою очередь, вызвано неисправностями систем водоотвода.
  Исходя из изложенного, для постоянного мониторинга сооружений рекомендуются следующие параметры: деформация несущих элементов, раскрытие трещин, температура и влажность, а также транспортная ситуация (видео наблюдение).
  Задачей измерения деформации является контроль возможного возникновения сверхнормативных нагрузок либо перемещений несущих элементов. Поэтому нет необходимости постоянно контролировать результаты измерений.
  Задачей измерения раскрытия трещин является определение причин их образования и прогноз дальнейшего поведения с целью назначения необходимого ремонта, а замеры температуры являются обеспечением адекватной трактовки результатов измерений деформаций, т. е. это измерение – вспомогательное.
  В задачу измерения влажности входит определение мест протечек и дефектов системы водоотвода до того, как последствия «замокания» конструкций визуализируются.
  Раскрытие трещин так же, как и изменения температуры и влажности, – процессы медленно текущие. Поэтому за исключением особых случаев контроля динамики, которые выходят за рамки мониторинга, нет необходимости постоянно контролировать результаты измерений; достаточно запоминать их в информационном накопителе и считывать периодически, во время регулярных осмотров.
  Задачей видео наблюдения является контроль ситуации, в том числе возможных аварий, которые могут привести к нарушению конструкций сооружения. Для решения этой задачи представляется достаточным периодический визуальный контроль, а также хранение снимков в течение ограниченного (1–3 дня) времени.
Критерии оценки результатов измерений устанавливаются инспекторскими службами применительно к конкретному сооружению.

 

Баннер 468x60