 |  | ||||||
 УДК 332.6 Разработка методики высокоточных наблюдений за деформациями строительных сооружений на основе измерений частотных характеристик
Рассматриваются проблемы мониторинга строительных сооружений, предложена методика совершенствования геодезических наблюдений с применением высокоточных датчиков. Нарушение целостности строительных сооружений, длительные сроки эксплуатации, повышенные нагрузки могут вызвать не только возникновение аварийных ситуаций на них, но и привести к многочисленным человеческим жертвам. Зачастую жилые объекты находятся в непосредственной близости к промышленным, и вследствие этого попадают в зону вредного влияния горных разработок. Причиной аварийных ситуаций могут быть разрушения несущих железобетонных опорных конструкций. При наблюдениях за деформациями объектов главной задачей является оценка устойчивости эксплуатируемых инженерно - геодезических сооружений, так же принятие своевременных мер по безопасности и устранение неблагоприятных ситуаций, вызванных внутренними нарушениями объекта. Наблюдения могут осуществляться за параметрами напряженно-сформированного состояния и за геометрическими параметрами конструкций сооружения и сооружения в целом; за частотными и амплитудными характеристиками собственных колебаний сооружения; за целостностью конструкций или иными интегральными показателями состояния конструкций. В настоящее время существуют технологии, основанные на сборе данных от различных измерительных геодезических приборов с миллиметровой точностью. Однако данные технологии отслеживают деформации строительных сооружений в плановых координатных системах, не показывая при этом изменения колебаний, вызванных воздействием внешних факторов. Для обеспечения достоверности и полноты данных мониторинга необходимо проводить систематический контроль динамических характеристик строительных конструкций. Для проведения мониторинга используют специальные частотные датчики, основной задачей которых является определение собственных частот и форм колебаний по спектрам и амплитудно-частотным характеристикам строительного сооружения [1]. Эксплуатируемые объекты и сооружения с несущими конструкциями, имеющие собственные низкие частоты колебаний и небольшие коэффициенты затухания, в результате воздействия на них внешних нагрузок (температура, ветер, механических воздействий движущихся транспортных средств), могут совершать колебания с большими амплитудами. Характер таких колебаний может быть вычислен для любых несущих конструкций с помощью специальных математических алгоритмов и компьютерных программ. Результаты, полученные на основе теоретических вычислений, частo отличаются от частотных характеристик, определенных в процессе измерений. Таким образом, измерения позволяют уточнить соответствующие математические модели и, кроме того, контролировать состояние несущих конструкций в процессе эксплуатации данного сооружения. Для выполнения измерений используют чувствительный датчик серии JHG 2 или JHG 3, который содержит собственный элемент повышенной точности и позволяет выполнять одновременные измерения по трем (Х, У, Z) пространственным осям. Датчик имеет возможность автоматического включения измерения при достижении заданных амплитуд колебаний. Система JHG 2 управляется непосредственно с помощью полевого компьютера, соединённого с помощью обычного USB- кабеля. Поэтому измерительную систему этого типа нельзя использовать для автономных измерений (Рисунок 1). Результатом обработки измерении являются спектрограммы, показывающий зависимость амплитуд колебании от их частот (Рисунок 2). Такие графики составляются для всех характерных точек, отобранных для измерений. Отдельные спектрограммы очень наглядны, но не позволяют непосредственно сравнивать результаты различных наблюдений друг с другом и, таким образом, выделять из них закономерности [2]. Этот недостаток преодолевается за счет картограмм колебаний, на которых могут быть одновременно изображены результаты измерения на многих характерных точках мостового перехода.
Применение датчика JHG 2 является эффективным и удобным при измерениях и обработке полученных данных. Результаты наглядно показывают высокочастотные колебания в инженерных сооружениях, при котором сразу можно проанализировать и предотвратить возможные трещины и обрушения объекта. Данная методика повышает точность результатов мониторинга, обеспечит производительность и оперативность работ, а также дополняет геодезические измерения деформаций эксплуатируемых сооружений. Полученные при этом результаты будут основой для предотвращений чрезвычайных ситуаций. Библиографический список
| |||||||
 |  |
