Delist.ru

Методика оценки и прогнозирования технического состояния городских железобетонных мостовых сооружений (16.02.2010)

Автор: Белый Андрей Анатольевич

Ведь, как известно, система будет эффективной только в случае интенсивного, а не экстенсивного развития. И в данном случае именно система мониторинга будет являться тем инновационным моментом, который позволит осуществлять эксплуатацию на качественно новом уровне.

Один из примеров инновационных подходов заключается в предлагаемом и разработанном автором так называемом «активном мониторинге». Современная система мониторинга должна не только просто регистрировать техническое состояние сооружения, но и предупреждать возникновение неблагоприятной ситуации на сооружении путем наблюдения в режиме реального времени и своевременных средств оповещения участников движения и реагирования на опасную ситуацию.

Подобные системы «активного» мониторинга могут быть использованы в любых существующих современных процессах контроля за техническим состоянием объекта, будь это контроль за НДС мостового сооружения, состоянием дорожного покрытия, или контроль за прохождением судов в акватории вблизи мостовых сооружений и др.

Автором сформулированы основные задачи «активного» мониторинга (АМ):

1) АМ должен представлять собой полноценную систему контроля за техническим состоянием параметров объектов исследования, с возможностью архивации и анализа получаемой информации;

2) АМ должен предусматривать возможность оповещения всех участников процесса движения на сооружении (как непосредственно участников – водителей, пешеходов, и др., так и диспетчеров эксплуатирующих организаций, осуществляющих техническое содержание объекта);

3) АМ должен иметь возможность предупреждения появления и ликвидации последствий неблагоприятных ситуаций на (под, около) сооружении.

Цели создания АИС напрямую связаны с целями совершенствования всей системы содержания дорожных сооружений Санкт-Петербурга:

обеспечение условий безопасности и непрерывности движения транспортных средств и пешеходов по мостовым сооружениям и под ними;

обеспечение эксплуатационной надежности мостовых сооружений;

повышение долговечности конструкций мостовых сооружений до проектных показателей;

достижение нормативных межремонтных сроков службы мостовых сооружений;

повышение эффективности капиталовложений на содержание мостовых сооружений;

соблюдение эстетических требований к внешнему виду мостовых сооружений.

Средством реализации поставленных целей является решение многочисленных задач, изложенных в диссертации.

На примере моста Александра Невского произведена апробация и проверена достоверность «методики…», основные положения которой изложены ранее.

Аналитическое и графическое (рис. 5) решения позволяют сказать, что следующая потребность в капитальном ремонте наступит не раньше, чем через 36 лет после реконструкции, при общем сроке службы сооружения около 75 лет – в 2040г. Данные значения весьма близки к прогнозируемым иными способами (например, технический отчет ЗАО «Институт «Имидис»), что определенным образом подтверждает достоверность предложенной автором методики.

Аналогичным образом были произведены расчеты по предложенной «методике…» Невского путепровода через ж.д. пути ст. Сортировочная.

Было установлено, что:

срок наступления капитального ремонта, необходимость которого обуславливается физической деградацией конструкций (а не моральным устареванием сооружения в целом), наступит не раньше 2015г.

вероятность наступления предельного состояния и невозможность эксплуатации путепровода наступит не раньше 2027г.

Полученные результаты также указали на достоверность методики.

Рис. 5 Прогнозирование технического состояния моста А. Невского

(с учетом проведенной реконструкции)

Автором предложен разработанный им подход к определению состава и периодичности осмотров искусственных сооружений в условиях Санкт-Петербурга.

Состав и периодичность предлагаемой системы осмотров искусственных сооружений оптимизированы под условия эксплуатации в Санкт-Петербурге, и учитывают, во-первых, сложные природно-климатические и техногенные условия города, и во-вторых, имеющиеся возможности эксплуатирующей организации.

Таким образом, для сохранения и приумножения существующих «традиций» эксплуатации искусственных сооружений необходимо выполнение целого ряда мероприятий. Основная цель данных процессов – не только продлить по максимуму срок эксплуатации конструкций, но и гарантированно обеспечить высокие (нормативные) их уровни надежности и функциональности.

Автором сформулированы данные мероприятия, условно разделенные на две основные составляющие: общие и частные.

Большинство из перечисленных в работе мероприятий по совершенствованию системы эксплуатации мостовых сооружений возможно учесть путем введения их законодательно, нормативно.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Санкт-Петербург обладает уникальным мостовым парком, характеризующимся как эстетическими, так и техническими особенностями, признанными во всем мире. Вместе со сложными природно-климатическими условиями и техногенными факторами крупного мегаполиса это предопределяет необходимость специального подхода к управлению техническим состоянием городских искусственных сооружений.

Сформулированный и предложенный трехступенчатый подход к оценке технического состояния объектов исследования – железобетонных мостов и путепроводов (300 сооружений на первом этапе – предварительная оценка; 30 на втором – детальный анализ, 2 на третьем – апробация результатов исследований) позволил осуществить реализацию поставленной цели – разработку научно обоснованной методики оценки и прогнозирования городских железобетонных мостовых сооружений.

В результате рассмотрения и обобщения негативных воздействий, непосредственно влияющих на состояние эксплуатируемых железобетонных мостов и путепроводов Санкт-Петербурга, установлено, что преобладающими факторами, снижающими уровень технического состояния мостовых сооружений в условиях Санкт-Петербурга, являются влажностные воздействия (26,7% от общего числа возникающих повреждений и дефектов), ошибки на стадии проектирования (16,1%) и недостатки эксплуатации (23,6%).

Из имеющихся критериев оценки технического состояния мостовых сооружений, автором, для городских условий Санкт-Петербурга, предлагаются следующие технико-эксплуатационные показатели (ТЭП), по которым следует производить подобные оценки: «безопасность и комфортность движения», «долговечность», «грузоподъемность», «пропускная способность», «внешний вид», «ремонтопригодность».

Установлено, что оценку технического состояния мостовых сооружений в относительных единицах по каждому из ТЭП целесообразно производить, исходя из наличия пяти (а не трех – используемых в настоящее время) категорий состояния, что соответствует современным экспертным оценкам.

Впервые предложен разработанный автором подход к оценке ТЭП «внешний вид» в относительных характеристиках, учитывающий одновременно роль сооружения в градостроительной сети города, степень эстетического восприятия исследуемого объекта, а также значимость («видимость») конкретного дефектного элемента конструкции.

Научно обоснован и предложен автором обобщенный способ оценки ТЭП «пропускная способность», который наряду с уже известной зависимостью от стеснения габарита движения учитывает также снижение скорости движения транспортного средства по сооружению в сравнении с магистралью, на которой оно расположено (и в т.ч. т.н. «эффект сходимости»).

Установлена корреляционная связь между параметром надежности «безотказность работы» и параметром «безопасность» как показателем безопасной скорости движения, что позволило установить единый, объединяющий критерий оценки технического состояния – ТЭП «безопасность и комфортность движения» – который учитывает как влияния безотказности в работе конструкций, так и безопасную скорость при движении автотранспорта.

Разработана и произведена апробация методики оценки и прогнозирования технического состояния (а равно и сроков службы) городских железобетонных мостовых сооружений (на примере мостового парка Санкт-Петербурга), которая базируется на положениях теории надежности и теории вероятностей.

Зависимость состояния сооружения (в 100 бальной системе оценки в относительных единицах) W от времени t и прогноз срока службы мостового сооружения TMC (остаточного ресурса) автором предлагается представить в виде выражений, представленных в главе 3.

загрузка...