Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения

Розглянуто основні принципи та розроблено методику діагностики конструкцій об'єктів меліоративного та гідротехнічного призначення. Запропоновано рекомендації по відновленню бетону....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2004
Hauptverfasser:	Романов, А.А., Мишутин, А.В., Усаченко, Б.М., Сергиенко, В.Н.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2004
Schriftenreihe:	Геотехнічна механіка
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87313
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения / А.А. Романов, А.В. Мишутин, Б.М. Усаченко, В.Н. Сергиенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 127-135. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-87313
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-873132015-10-18T03:02:30Z Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения Романов, А.А. Мишутин, А.В. Усаченко, Б.М. Сергиенко, В.Н. Розглянуто основні принципи та розроблено методику діагностики конструкцій об'єктів меліоративного та гідротехнічного призначення. Запропоновано рекомендації по відновленню бетону. The basis foundations are considered and the technique of diagnostic of reinforced-concrete designs of objects of a soil-reclamation and hydraulic assignment is designed. The recommendations on recovery of concrete are offered. 2004 Article Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения / А.А. Романов, А.В. Мишутин, Б.М. Усаченко, В.Н. Сергиенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 127-135. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87313 626.823 ru Геотехнічна механіка Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Розглянуто основні принципи та розроблено методику діагностики конструкцій об'єктів меліоративного та гідротехнічного призначення. Запропоновано рекомендації по відновленню бетону.
format	Article
author	Романов, А.А. Мишутин, А.В. Усаченко, Б.М. Сергиенко, В.Н.
spellingShingle	Романов, А.А. Мишутин, А.В. Усаченко, Б.М. Сергиенко, В.Н. Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения Геотехнічна механіка
author_facet	Романов, А.А. Мишутин, А.В. Усаченко, Б.М. Сергиенко, В.Н.
author_sort	Романов, А.А.
title	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения
title_short	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения
title_full	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения
title_fullStr	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения
title_full_unstemmed	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения
title_sort	комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2004
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/87313
citation_txt	Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения / А.А. Романов, А.В. Мишутин, Б.М. Усаченко, В.Н. Сергиенко // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2004. — Вип. 51. — С. 127-135. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv	AT romanovaa kompleksnyezadačiirešeniâpodiagnostikebetonnyhiželezobetonnyhkonstrukcijobʺektovgidromeliorativnogonaznačeniâ AT mišutinav kompleksnyezadačiirešeniâpodiagnostikebetonnyhiželezobetonnyhkonstrukcijobʺektovgidromeliorativnogonaznačeniâ AT usačenkobm kompleksnyezadačiirešeniâpodiagnostikebetonnyhiželezobetonnyhkonstrukcijobʺektovgidromeliorativnogonaznačeniâ AT sergienkovn kompleksnyezadačiirešeniâpodiagnostikebetonnyhiželezobetonnyhkonstrukcijobʺektovgidromeliorativnogonaznačeniâ
first_indexed	2025-07-06T14:54:12Z
last_indexed	2025-07-06T14:54:12Z
_version_	1836909752421974016
fulltext	127 УДК 626.823 А.А. Романов, А.В. Мишутин, Б.М. Усаченко, В.Н. Сергиенко КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАДАЧИ И РЕШЕНИЯ ПО ДИАГНОСТИКЕ БЕТОННЫХ ИЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОБЪЕКТОВ ГИДРОМЕЛИОРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Розглянуто основні принципи та розроблено методику діагностики конструкцій об'єктів меліоративного та гідротехнічного призначення. Запропоновано рекомендації по відновлен- ню бетону. COMPLEX PROBLEMS AND DECISIONS OF DIAGNOSTIC OF CONCRETE AND REINFORCED-CONCRETE DESIGNS OF OBJECTS OF IRRIGATION AND DRAINAGE ASSIGNING. The basis foundations are considered and the technique of diagnostic of reinforced-concrete de- signs of objects of a soil-reclamation and hydraulic assignment is designed. The recommendations on recovery of concrete are offered. Определенный подъем экономики в 60-70-ые годы прошедшего столетия характеризуется строительством на Украине многих крупных объектов гидро- мелиоративного назначения. К их числу относятся плотины водохранилищ, на- сосные станции, водопропускные сооружения, магистральные каналы. Эконо- мические трудности в государстве в период его становления обусловили сни- жение расходов на выполнение профилактических ремонтных работ, что по- степенно привело к ухудшению технического состояния объектов. При строи- тельстве указанных сооружений используются преимущественно бетонные и железобетонные конструкции. Снижение их конструктивной прочности, вы- званное фактором времени, определяет необходимость регулярного тщатель- ного обследования. Правительство и Кабинет Министров Украины издало ряд нормативных документов, направленных на предотвращение аварий на объектах повышен- ной опасности, к которым отнесены и крупные гидротехнические сооружения [1-3]. Как показывает опыт, ликвидация последствий аварий, вызванных час- тичным или полным разрушение конструкций, обходится намного дороже своевременного выполнения ремонтно-профилактических мероприятий на за- ранее определенных, потенциально опасных участках. Для диагностики бетонных и железобетонных конструкций гидротехниче- ских сооружений используется комплексная методика, включающая выполне- ние визуальных наблюдений, инструментальных измерений линейных величин, а также виброакустической диагностики. Процесс выполнения работ по диагностике гидромелиоративного сооруже- ния разбивается на несколько этапов: а) предварительное ознакомление с объектом; б) выполнение геодезических работ в пределах площадки объекта; в) визуальный осмотр сооружения с письменной и фотографической регист- рацией выявленных аномалий; 128 г) выполнение приборной диагностики; д) камеральная компьютерная обработка массива данных; е) системный анализ данных после их первичной обработки и построение виртуальной модели исследуемого объекта; ж) определение исходных данных для составления проекта ремонтно- восстановительных работ. На этапе предварительного ознакомления с объектом изучают имеющуюся проектную документацию, результаты геодезических и гидротехнических на- блюдений, выполняемых специалистами предприятия, а также результаты пре- дыдущих обследований с участием посторонних организаций. На этом же этапе оценивают возможности использования различных методов контроля и ориен- тировочный объем работ. Геодезические работы выполняются с целью создания временной опорной сети на площадке исследуемого объекта, к которой будет выполнена привязка полученных в процессе дальнейшего выполнения работы результатов наблюде- ний и измерений. Опорная сеть строится в плане, как правило, с одинаковым шагом в двух взаимно перпендикулярных направлениях и таким образом, что- бы имеющиеся на объекте пикеты попадали в узловые точки сети. При наличии системы реперов производится нивелирование с целью определения абсолют- ных или относительных высотных отметок узловых точек. В процессе визуального осмотра бетонных и железобетонных конструкций фиксируют на заранее заготовленном плане объекта в целом или отдельных его частей следующие дефекты: а) участки поверхностного разрушения бетона; б) участки обнажения арматуры; в) трещины в конструкциях; г) места явных деформаций конструкции; д) локальные и протяженные участки фильтрации воды с характеристикой ее интенсивности; е) участки поверхностной сульфатации бетона; ж) частичное или полное разрушение швов между смежными двумерными бетонными конструкциями. Для возможности количественной характеристики степени нарушенности выполняют необходимые линейные измерения: определение длины и раскры- тия трещин, формы и размеров плоских дефектов, глубины нарушенного слоя поверхности бетона. В качестве базового метода неразрушающего контроля для оценки состоя- ния бетонных и железобетонных конструкций используется виброакустический метод [4]. Он является одной из разновидностей неразрушающего низкочастот- ного акустического контроля, базирующейся на анализе отклика всего объекта или его отдельных конструктивных элементов на внешнее возбуждение в виде механического импульса. В рамках разработанной авторами методики для возбуждения конструкции используется исключительно одиночный удар. Регистрация колебаний осуще- 129 ствляется с использованием контактного приемника на расстоянии порядка 1 м от точки удара. Для контроля состояния конструкции используются следующие информа- тивные параметры: а) начальная и средняя за интервал анализа сигнала амплитуда свободных колебаний; б) частота максимума спектральной плотности собственных колебаний воз- бужденного ударом конструктивного элемента; в) продолжительность пакета свободных затухающих колебаний конструк- ции после ее импульсного механического возбуждения. Для оценки в качественном плане прочностных свойств среды используется определение времени упругого взаимодействия бойка специальной формы с поверхностью исследуемого объекта. Основными категориями дефектов конструкции, выявляемыми виброаку- стическим методом, являются: а) внутренние нарушения сплошности (трещины, расслоения, каверны); б) полости, как воздушные, так и заполненные водой, в прилегающей к данному конструктивному элементу податливой среде (грунт, песок, щебень и т. п.); в) снижение жесткости системы конструктивных элементов. Предпосылками к применению виброакустического метода являются: а) возникновение трещин на поверхности конструкции; б) выпучивание поверхности плоской бетонной конструкции; в) "бунение" плоской конструкции, граничащей с податливой средой, при нанесении удара; г) появление локальных увлажненных участков на стенах и днище заглуб- ленных сооружений. Особенностью виброакустического метода является отсутствие универсаль- ных критериев при оценке состояния объекта. Такая оценка производится пу- тем сравнения значения информативного параметра на обследуемом конструк- тивном элементе, с опорным, которое характерно для заведомо качественного эталонного элемента. Многообразие объектов гидромелиоративного назначения не позволяет раз- работать какие-то общие методические рекомендации по контролю объекта в целом. Авторами разрабатывается и внедряется в практику поэлементно- функциональный подход, согласно которому любой контролируемый объект рассматривается как структура с определенной иерархией, неделимыми эле- ментами которой являются простые в методическом отношении субобъекты. Наиболее эффективен данный подход при диагностике систем, состоящих из незначительного числа разновидностей большого количества однотипных эле- ментов. Примером может быть совокупность плит противофильтрационного покрытия бортов оросительных каналов. Характеристиками контролируемой иерархической структуры в виде со- оружения гидромелиоративного назначения являются: 130 а) геометрические размеры системы; б) набор типов контролируемых элементов последнего уровня; в) характер и количество внешних связей; г) характер и количество связей между элементами. Элемент – это низшее звено иерархической системы. Признаками элемента являются: а) возможность его идеализации в виде сравнительно простой математиче- ской модели; б) конструктивная неделимость; в) отсутствие (в идеализированном варианте) внутренних связей; г) минимальное количество внешних связей; д) доминирующее влияние одной внешней связи, наиболее существенной для оценки состояния объекта; е) возможность описания доминирующей внешней связи либо одной коли- чественной характеристикой, либо качественной с набором градаций. Одной из ключевых категорий при поэлементно-функциональном подходе является эталонный элемент. Его важнейшей характеристикой является соот- ветствие некоторому, определенному проектом «нормальному» (качественно- му, эталонному) состоянию. Наиболее характерными конструктивными элементами гидротехнических объектов являются следующие: а) трехмерные бетонные (железобетонные) конструкции, чаще всего осно- вания сооружений или мощные фундаменты под опоры; б) двумерные бетонные (железобетонные) конструкции - плиты; в) одномерные бетонные (железобетонные) конструкции - колонны, балки, бетонные трубы; Поэлементно-функциональный подход в качестве объектов исследования рассматривает также системы конструктивных элементов, наиболее простыми из которых являются: а) плита - податливый массив; б) плита - плита; б) колонна - бетонное основание; в) плита - бетонное основание. По аналогии с понятием однотипных конструктивных элементов вводится понятие однотипных систем конструктивных элементов сооружений гидроме- лиоративного назначения, для которых остаются в силе все перечисленные ра- нее формальные требования. В рамках данной статьи рассматриваются простые системы, состоящие из двух элементов. Основные дефекты типичных конструктивных элементов гидромелиоратив- ных сооружений и их наиболее простых систем представлены в табл. 1. Применяемый в качестве основного метода неразрушающего контроля виб- роакустический может быть реализован в нескольких вариантах, отличающихся техническим обеспечением и методическими особенностями. Главный принцип выбора оптимального варианта – его высокая информа- 131 тивность. Она обеспечивается выполнением следующих условий: а) значительной разностью средних значений информативного параметра, соответствующего использованному варианту контроля, для эталонного эле- мента и для заведомо дефектного элемента; б) значительным превышением указанной в предыдущем пункте разности над среднеквадратичной погрешностью измерений при их приемлемом количе- стве в одной точке. Таблица 1 - Основные дефекты конструктивных элементов и систем гидромелиоративных сооружений Элемент (система) Дефекты Схематическое представление трехмерная бетонная конструкция внутренние трещины, расслоения, раковины двумерная конструкция - плита поверхностные и внутренние трещины, рас- слоения одномерная конструк- ция - колонна, балка поверхностные и внутренние трещины, рас- слоения плита - податливый массив полость в грунтовом массиве на границе с плитой плита - плита разрушение соединительного шва между плитами колонна - бетонное ос- нование уменьшение жесткости соединения плита - бетонное осно- вание уменьшение жесткости соединения Сравнение количественных значений информативного параметра для сово- купности элементов гидромелиоративных сооружений является корректным лишь тогда, когда они являются однотипными элементами не только по вы- полняемой ими функции, но и по геометрическим размерам, свойствам мате- риала, характеру связей. Примеры однотипных элементов: секции водопропу- скного сооружения, стандартные заводские плиты противофильтрационного покрытия на верховом откосе плотины. Основной принцип контроля заключа- ется в сравнении усредненных значений для любого контролируемого элемен- та из серии данного типа со значением для эталонного элемента из этой же се- рии. В отличие от методик, разработанных для конкретных объектов, разраба- тываемый методический подход не предполагает наличия заранее известных критериальных характеристик, а дает указания на способ их получения непо- средственно при выполнении измерений. При этом предполагается широкое использование компьютерных методов обработки информации. При выполнении обследования сложноструктурного объекта предусматри- вается выполнение вибродиагностики всей совокупности однотипных конст- руктивных элементов вне зависимости от места их расположения. При этом должны оставаться неизменными методика и технические средства. Влияние дефектов на изменение параметров, регистрируемых средствами 132 виброакустического контроля, представлено в табл. 2. Таблица 2 - Связь параметров с дефектами конструктивных элементов Характер изменения параметра Дефект конструкции начальная амплитуда резонансная частота длительность колебаний внутренние расслоения возрастает снижается возрастает поверхностные трещины возрастает изменяется случайно возрастает полость за плитой возрастает снижается возрастает разрушение шва, разделяющего базу измерения снижается без существенных изменений снижается уменьшение жестко- сти соединения возрастает снижается возрастает Для определения в полевых условиях указанных в табл. 2 информативных параметров разработаны специализированные средства контроля. Портатив- ный спектроанализатор одиночного акустического сигнала ИСК-1 позволяет определять резонансную частоту колебаний и амплитуду спектральных состав- ляющих. Для определения длительности колебательного процесса служит ап- паратура ДИКОН. Для трехмерных конструкций расположение точек контроля (точек нанесе- ния удара) по возможности осуществляется по сетке, шаг которой выбирается из ряда: 0,5; 1; 2; 5 м. Расположение точек приема - по выбору оператора при условии поддержания установленной базы контроля. Пример расположения то- чек контроля представлен на рис. 1. Рис. 1 – Схема расположения точек возбуждения при виброакустическом контроле трехмерного объекта 133 Для вибродиагностики плит с размерами, существенно превышающими базу контроля, точки располагают по квадратной сетке с шагом 2 - 5 м. Для деталь- ной вибродиагностики явно аномальных участков рекомендуется сгущение то- чек с переходом на шаг сетки в 1 м. Пример представлен на рис. 2. Рис. 2 – Схема расположения точек возбуждения при виброакустическом контроле нарушенной плиты Для контроля целостности протяженных одномерных объектов типа колонн или балок точки контроля располагают равномерно с шагом 1 или 2 м на участке с одинаковым сечением, отступив от границы с другим сечением не менее чем на 0,5 м. При толщине конструктивного элемента более 0,5 м точки приема можно располагать с противоположной стороны относительно точки удара. Пример рас- положения точек удара при выполнении вибродиагностики колонн приведен на рис. 3. С использованием разработанной авторами комплексной методики контро- ля был успешно выполнен целый ряд работ по диагностике объектов гидроме- лиративного назначения во многих регионах Украины: в Донецкой, Днепропет- ровской, Херсонской, Николаевской, Кировоградской, Сумской областях, а также в Крыму и Закарпатье. Объектами обследования были: насосные станции на магистральных каналах (Каховский, Днепр-Донбасс, Днепр-Ингулец) и на осушительных системах в Закарпатье; плотины на крупных водохранилищах (Карабутовское, Краснопавловское), а также множество водопропускных со- оружений и ростверка железобетонных причалов Николаевского торгового порта (рис. 4). На основании теоретического обследования объектов с использованием не- разрушающего метода контроля были разработаны рекомендации по восста- новлению железобетонных конструкций нижней части ростверка причалов [5]. 134 Рис. 3 – Схема расположения точек возбуждения колебаний при вибродиагностике колонн Рис. 4 – Внешний вид диагностируемого ростверка железобетонных причалов Николаевского морского порта 135 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Нормативні документи з питань обстежень, паспортизації, безпечної та надійної експлуатації виробни- чих будівель і споруд. – К.: НДІБВ, 1997. – 144 с. 2. Про забезпечення надійності і безпечної експлуатації будівель, споруд та інженерних мереж – Постано- ва Кабінету Міністрів України від 05.05.1997 р.. 3. Про захист населення від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру. – Закон Украї- ни № 1809-3 від 08.07.2002 р. 4. Яланский А.А. и др. Теоретические и аппаратурные разработки виброволнового контроля строительных конструкций и материалов. /Яланский А.А., Паламарчук Т.А., Сергиенко В.Н., Усаченко В.Б. //Тезисы докла- дов IV-ой международной научной конференции «Материалы для строительных конструкций». – Днепропет- ровск, 1996 – С. 73. 5. Мишутин А.В., Мишутин В.В. Повышение долговечности бетонов тонкостенных конструкций плавучих и портовых гидротехнических сооружений. – Одесса: ОЦНТЭИ, 2003. – 292 с. УДК 622.273: 622.83 В.И. Ляшенко, В.И. Голик НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СОСТОЯНИЕМ ГОРНОГОМАС- СИВА ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЛОЖ- НОЙ СТРУКТУРЫ Розглянуто результати створення наукового підгрунття керування станом гірничих маси- вів, підготовкою рудних тіл до видобутку з урахуванням збереження земної поверхні при мі- німальних витратах на підземну розробку родовищ корисних копалин природо- і ресурсо- зберігаючими технологіями SCIENTIFIC FUNDAMENTAL FOR CONTROL OF ROCK SOLID DURING UNDERGROUND MINING OF DEPOSITS WITH COM- PLEX STRUCTURE The work considers the results of scientific fundamental creation for control of rock solids con- dition, ore bodies' preparation for mining with regard to earth surface preservation minimizing the costs of mineral deposits mining using nature and resource saving technologies. Введение. Добыча минерального сырья сопровождается образованием под- земных пустот, оказывающих отрицательное влияние на окружающую природ- ную среду при нарушении земной поверхности. Нейтрализация этого влияния заполнением пустот твердеющими закладочными смесями ограничивается де- фицитностью материалов для их приготовления. Сохранность земной поверх- ности обеспечивается природоохранными технологиями за счет использования остаточной несущей способности нарушенных пород. Сведения о механизме упрочнения горных массивов не дают необходимого представления об услови- ях вовлечения в работу приконтурного массива и ограничивают область приме- нения природоохранных технологий подземной разработки урановых место- рождений. Поэтому установление закономерной связи между величиной горно- го давления и остаточной несущей способности геоматериалов, нахождение ал- горитма управления геомеханической системой, разработка методов определе- ния параметров управления массивами в процессе их подготовки к выемке и погашения пустот с учетом оптимизации природоохранных технологий, – вот

Комплексные задачи и решения по диагностике бетонных и железобетонных конструкций объектов гидромелиоративного назначения

Institution

Ähnliche Einträge