Появление дефектов строительных конструкций с точки зрения физических процессов связано с деформацией (перемещением, растяжением/сжатием) элементов конструкций. Контроль деформации при мониторинге технического состояния конструкций зданий и сооружений успешно проводится компанией «СМИС Эксперт» с использованием высокоточного комплекса измерения деформации КИД-С.

Назначение комплекса измерений КИД-С

Комплекс измерения деформации стержневой (КИД-С) предназначен для непрерывного мониторинга процессов деформации - растяжения (сжатия) контролируемых, наиболее значимых несущих элементов конструкций зданий и сооружений.

Описание комплекса измерений КИД-С

Комплекс измерения деформации стержневой (КИД-С) состоит из двух конструктивных частей: стержневого волоконно-оптического датчика деформации (СВОДД) и измерителя сигнала волоконно-оптического датчика (ИСВОД), которые соединяются с помощью волоконно-оптического кабеля (ВОК).

Принцип действия комплексов КИД-С: СВОДД преобразует деформацию контролируемого участка конструкции в соответствующее изменение характеристик интенсивности оптического излучения, которое проходит в оптоволоконном чувствительном элементе (участок световода) и вызывается воздействием стержневого блока, контролирующего объект.

Волоконно-оптический датчик деформаций СВОДД снабжен крепежными элементами, которые позволяют монтировать прибор как на поверхности конструкций, так и внутри железобетонных изделий (блоков, плит, колонн и др.).

ИСВОД (печатная плата измерительного модуля) предназначен для регистрации сигнала с волоконно-оптических датчиков и передачи результатов на сервер для обработки данных.

Электронный блок обработки сигналов получает постоянную информацию о состоянии конструкции в установленных точках контроля - точках потенциального источника деструкции здания, сооружения (участки наибольших нагрузок).

Программное обеспечение предназначено для отображения результатов измерений в реальном времени, а также формирования массивов данных с возможностью вывода в графическом или табличном виде

Опрос датчиков происходит в автоматическом режиме и с заданным интервалом времени от одного раза в две секунды. На дисплей оператора ситуационного центра выводится информация об изменении напряженно-деформируемого состоянии конструкции в виде относительных (фактических) деформаций. Сопоставление этой информации с проектными данными в постоянном режиме позволяет делать выводы о техническом состоянии объекта.

Анализ данных производится путем численного моделирования состояния здания, сооружения с реально измеренными данными, которые закладываются в расчет. Полученный результат позволяет понять, как деформировался объект в целом. Принцип экстраполяции данных в системе мониторинга: информация поступает только по локальным деформациям, а выводы можно делать по изменениям всех несущих конструкций объекта.                                                                                                           

При реализации проекта мониторинга на контролируемом объекте одиночные ИСВОД объединяются в компактные коммутационные блоки (от 1 до 12 ИСВОД), каждый из которых представляет собой стандартный корпус, устанавливаемый в монтажные шкафы.

Таким образом, каждый комплекс КИД-С структурирован в формате цепи СВОДД – ВОК (волоконно-оптический кабель) – ИСВОД.

Как работает система мониторинга состояния конструкций на базе КИД-С

Контекст: Диспетчер просматривает интерфейс и видит изменение цветовой индикации по одному из датчиков с зеленого на желтый, что свидетельствует о нарушении нормального технического состояния конструкций.

Уровень: Цель пользователя

Основное действующее лицо: Диспетчер объекта

Область действия: система мониторинга состояния конструкций на базе КИД-С

Заинтересованные лица и интересы:

- Диспетчер хочет: проинформировать начальника службы эксплуатации о событии;

- Начальник службы эксплуатации хочет:

·         убедиться в безопасности эксплуатации моста;

·         проинформировать руководителя диспетчерского центра;

Гарантии успеха: Заинтересованные лица проинформированы, определено техническое состояние сооружения, исключено внеплановое ограничение эксплуатации.

Основной сценарий:

1. Диспетчер инициирует визуальный осмотр состояния конструкций по месту установки датчика.

2. После составления отчета о визуальном осмотре диспетчер докладывает о сигнализации системы начальнику службы эксплуатации объекта.

3. Начальник службы эксплуатации привлекает разработчика системы мониторинга для научного сопровождения (анализ базы данных);

4. По результатам оценки базы данных с учетом полученных рекомендаций начальник службы эксплуатации объекта формирует комплексный отчет и направляет руководителю диспетчерского центра.

5. При необходимости инициируются инструментальное обследование, после которого проводятся мероприятия по восстановлению исправного состояния конструкций объекта в плановом порядке.

Компания «СМИС Эксперт» имеет большой опыт в области разработки специального программного обеспечения и внедрения программно-технических комплексов (систем) непрерывного мониторинга на всех этапах их жизненного цикла с использованием высокоточных средств измерений деформации КИД-С и программного обеспечения, разработанного компанией и ее партнерами.