Геодезическое слежение за гармоническими колебаниями мостовых конструкций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геодезическое слежение за гармоническими

колебаниями мостовых конструкций

Ширяева Мария Дмитриевна

Слободянюк Елена Евгеньевна

Москва - 2013

Почему колеблются мосты

Как известно, современные тенденции отечественного и зарубежного мостостроения связаны с широким внедрением новых высокопрочных материалов, совершенствованием конструктивных форм и методов расчета. Вызванное этим облегчение конструкций привело к уменьшению жесткости, повышению чувствительности их к динамическим воздействиям. В связи с этим (а также с ростом нагрузок) резко возросла роль динамических расчетов, исследований динамического поведения мостовых конструкций, особенно новых конструктивных форм.

В процессе эксплуатации мосты испытывают помимо статических и динамические нагрузки. Ими являются силы инерции, которые возникают благодаря колебательным процессам, возникающим в элементах конструкций моста.

Колебания мостовых сооружений, как известно, вызываются различными нагрузками и воздействиями. К ним относятся подвижная нагрузка, порывы ветра, удары плывущих льдин и навал судов на опоры мостов, землетрясения, приводящие к появлению так называемых сейсмических сил, взрывная волна и др. Силы инерции увеличивают напряжения в элементах мостовых сооружений и могут создать затруднения для нормальной эксплуатации мостов. При определенных условиях они могут привести даже к аварии сооружения.

Методы геодезического слежения за колебаниями мостовых конструкций геодезический мост строительство

Слежение за колебаниями можно производить, используя как классические геодезические методы, так и современные технологии.

К классическим методам относятся: геометрическое нивелирование, угловые измерения с помощью высокоточных теодолитов, измерения, производимые за счёт электронных тахеометров и цифровых нивелиров.

В настоящее время в основном пользуются современными методами такими, как: лазерное сканирование, мониторинг объектов с применением глобальной навигационной спутниковой системы, установка переносных датчиков и автономных измерительных систем.

Пример использования классического геодезического метода слежения за колебаниями

В качестве примера рассмотрим наблюдения на мостовом переходе Dammbruecke в Берлине. В 2005 - 2007 гг были произведены работы по геодезическому слежению за колебаниями. Этот современный бетонный мостовой переход, общей длиной 69,8 м, шириной около 18,5 м, построенный в 1984-86 гг, имеет по 2 полосы для автомобильного и трамвайного движения. Задачей измерения являлась оценка устойчивости сооружения и принятие своевременных профилактических мер, обеспечивающих его нормальную работу. Выполненные измерения включали высокоточное нивелирование и линейно угловые измерения обширной сети специальных пунктов, установленных на опорах моста и вне зоны возможных деформаций. Особенностью мостового перехода является значительная кривизна подъездных путей как в плане, так и в профиле. По этой причине, особенно во время прохождения трамваев с общим весом около 18 т и других тяжелых транспортных средств, возникают значительные колебания несущих конструкций мостового перехода. Поэтому было принято решение дополнительно к названным классическим измерениям применить высокочастотные измерения при помощи электронного тахеометра и измерителя наклонов на характерных элементах мостового перехода. Во время измерений отражатель и электронный измеритель наклонов были закреплены в центральной части мостового перехода, электронный тахеометр располагался вне зоны колебаний (70 м от отражателя). Таким образом, оптический луч проходил параллельно оси моста. В результате можно вычислить вертикальные и поперечные движения отражателя и соответствующие колебания. Изменение температуры, а также неодинаковый солнечный нагрев пролетного строения может значительно изменять форму несущих конструкций, поэтому необходимо вводить поправки в полученные координаты.

Пример использования современных методов слежения за колебаниями

К современным методам относится использование переносных датчиков и автономных измерительных систем. В первом случае измерения проводят периодически, и результаты сравнивают с "нулевым циклом", по принципу, схожему с классическими геодезическими деформационными наблюдениями. Последующая обработка облегчается, если контрольные пункты размещены на характерных точках вдоль одной строительной оси. Для повторной установки датчиков местоположение контрольных пунктов маркируют. Если сооружение должно быть обследовано с высокой точностью и с большей периодичностью измерений, то на одном или нескольких таких пунктах может быть установлена постоянная измерительная система. Она записывает измерения через заданные интервалы времени или при достижении определенных значений, например критических амплитуд колебаний. Результаты передаются оператору современными средствами коммуникаций с заранее заданным интервалом времени или в критических ситуациях. Процесс измерения колебаний может быть легко автоматизирован, отличается высокой надежностью и поэтому имеет большой потенциал в рамках мониторинга. В мире существует практика применения частотного метода на уникальных объектах и, по мнению многих экспертов, он также может использоваться на обычных строительных сооружениях как дополнение к другим типам измерений. При этом измерения колебаний необходимо выполнять одновременно на многих пунктах. Но стоимость датчиков для измерения микросейсмических колебаний (сейсмографов), регистрирующих малейшие колебания земной поверхности, достаточно велика и для поставленных целей экономически не оправдана.

Размещено на Allbest.ru