ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. А. М. Горького
ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра астрономии и геодезии
СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ДЕФОРМАЦИЙ
ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Курсовая работа
студента группы ГС-4
Беломестных С. С.
Научные руководители:
Рахимов Р. Р.
начальник производственной службы зданий и сооружений предприятия УралОРГРЭС
ОАО «Инженерный центр энергетики Урала»
Левитская Т. И.
канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры астрономии и геодезии
Екатеринбург
2009
ОГЛАВЛЕНИЕ
| Введение | 3 |
| 4 |
| 4 |
| 4 |
| 5 |
| 7 |
| 8 |
| 9 |
| 9 |
| 10 |
| 14 |
| 16 |
| 18 |
| 19 |
| 21 |
| 21 |
| 21 |
| 23 |
| 23 |
| 26 |
| 30 |
| 31 |
| 32 |
| 34 |
| 34 |
| Заключение | 35 |
| Список литературы | 36 |
| Приложение «Каталог абсолютных отметок и осадок марок турбоагрегатов №№ 2,3,5 Рефтинской ГРЭС» | 37 |
ВВЕДЕНИЕ
К области обыденных и привычных знаний, отражающих всеобщие свойства окружающего нас мира, относится понятие прочность. Прочность является важнейшим критерием качества среды обитания, поскольку от нее зависит не только здоровье, комфортность, уверенность и успешность жизнедеятельности, но, прежде всего,— возможность и безопасность самого существования жизни. Однако общество регулярно переживает потрясения от чрезвычайных ситуаций на объектах жизнеобеспечения и массового присутствия людей. Многочисленные аварии и катастрофы, лишая людей условий нормального существования и унося многие человеческие жизни, наносят невосполнимый моральный, материальный и экологический ущерб. Участившиеся в мире трагедии являются свидетельством того, что общество не располагает эффективными инструментами наблюдения, предвидения и предотвращения критических состояний промышленных, природно-технических и общественных объектов повышенной техногенной опасности.
Настоящая работа посвящена проблеме безопасности инженерных сооружений энергетических объектов, в частности мониторингу их деформационного состояния.
В теоретической части работы:
- рассмотрены общие вопросы связанные с деформациями зданий и сооружений;
- даны основные принципы построения автоматизированной системы мониторинга технического состояния инженерных сооружений;
- сделан краткий обзор существующих систем мониторинга, разработанных как европейскими, так и российскими специалистами;
- рассмотрены примеры использования геоинформационных технологий в мониторинге техногенной среды.
В практической части работы:
- освещены методики производства геодезических измерений и строительного обследования фундаментов;
- приведены результаты и сделан анализ геодезического и строительного обследования.
Практическая часть была выполнена в службе зданий и сооружений предприятия УралОРГРЭС ОАО «Инженерный центр энергетики Урала» и основывается на следующих работах:
- геодезические измерения деформаций (осадок и температурных деформаций) турбоагрегатов Рефтинской ГРЭС, производимых автором данной работы в сентябре 2008 года;
- строительном обследовании фундамента турбоагрегата №4 Челябинской ТЭЦ-2, материалы которого были предоставлены автору специалистами предприятия УралОРГРЭС.
- Деформации инженерных сооружений
- Проблема безопасности инженерных сооружений
По механизму реакции на воздействия возмущающих факторов можно выделить два принципиально разных класса природных, технических и иных объектов и систем, представляющих опасность для жизнедеятельности человека:
1) Силовые динамические агрегаты и механизмы, преобразующие энергию в движение и наоборот. Это машины и механизмы, все движущееся и вращающееся, изобретенное человеком – от колеса и транспортных средств до турбоагрегатов и космических аппаратов. Специалисты выделяют в роли интегральных прочностных показателей данного класса объектов вибрационно-диагностические деформационные характеристики.
2) Силовые статические конструкции, предназначенные для преодоления пространственно-временных статических и динамических природно-технических воздействий. Это все промышленное, гражданское, транспортное, военное и общественное строительство и природные сейсмоопасные объекты. В их числе несущие нагруженные конструкции зданий и сооружений, фундаменты, опоры, мосты, причалы, магистрали, трубопроводы, тоннели и другие техносферные компоненты транспортных природно-технических систем. Интегральным прочностным показателем данных объектов являются характеристики напряженно-деформированных состояний конструкций [1].
Одной из самых важных проблем безопасности строительных объектов является адекватная оценка устойчивости и физического износа зданий и сооружений, а также эффективный контроль их технического состояния.
- Виды деформаций инженерных сооружений и причины их возникновения
Под воздействием разных нагрузок и в зависимости от физико-механических свойств материалов конструкций, их геометрических характеристик в зданиях могут возникать деформации. Представление о напряженном состоянии конструкции можно получить путем измерения и изучения деформаций.
Деформации могут носить различный характер: в виде параллельного смещения сечений конструкций, растяжения или сжатия. Они подразделяются на местные, когда перемещения или повороты происходят в узлах и конструкциях (удлинение или сжатие элементов), и общие, когда перемещаются и деформируются конструкции или здание в целом. Деформации могут быть остаточными или упругими, исчезающими после снятия нагрузки [2].
Под постоянным давлением от массы сооружения грунты в основании его фундамента постепенно уплотняются (сжимаются) и происходит смещение в вертикальной плоскости или осадка сооружения. Кроме давления от собственной массы, осадка сооружения может быть вызвана и другими причинами: карстовыми и оползневыми явлениями, изменением уровня грунтовых вод, работой тяжелых механизмов, движением транспорта, сейсмическими явлениями и т.п. При коренном изменении структуры пористых и рыхлых грунтов происходит быстро протекающая во времени деформация, называемая просадкой.
В том случае, когда грунты под фундаментом сооружения сжимаются неодинаково или нагрузка на грунт различная, осадка имеет неравномерный характер. Это приводит к другим видам деформаций сооружений: горизонтальным смещениям, сдвигам, перекосам, прогибам, которые внешне могут проявляться в виде трещин и разломов.
Смещение сооружений в горизонтальной плоскости может быть вызвано боковым давлением грунта, воды, ветра и т.п.
Высокие сооружения башенного типа (дымовые трубы, телебашни и т.п.) испытывают кручения и изгиб, вызываемые неравномерным солнечным нагревом или давлением ветра [3].
Таким образом, среди причин возникновения деформаций можно выделить следующие:
- изменение геологической структуры;
- влияние внешних факторов;
- дефекты строительства;
- изменение климатических условий;
- нарушение эксплуатации зданий и сооружений.
- Мероприятия по уменьшению деформаций оснований и влияния их на сооружения
К данным мероприятиям относятся:
- изменения размеров фундаментов в плане или глубины их заложения (например, прорезка грунтов с неудовлетворительными свойствами), введения дополнительных связей, ограничивающих перемещения фундаментов, применения других типов фундаментов, изменения нагрузок на основание;
- мероприятия по предохранению грунтов основания от ухудшения их свойств
- водозащитные мероприятия на площадках, сложенных грунтами, чувствительными к изменению влажности (обеспечение стока поверхностных вод, устройство дренажей, контроль за возможными утечками воды и т.п.);
- защита грунтов основания от химически активных жидкостей, способных привести к просадкам, набуханию, активизации карстовых явлений, повышению агрессивности подземных вод;
- ограничение источников внешних воздействий (например, вибраций);
- предохранительные мероприятия, осуществляемые в процессе строительства сооружений (соблюдение технологии устройства оснований, подземных и надземных конструкций, не допускающей изменения принятой в проекте схемы и скорости передачи нагрузки на основание и т.п.).
- мероприятия, направленные на преобразование строительных свойств грунтов:
- уплотнение грунтов (трамбование, устройство грунтовых свай и др.);
- полная или частичная замена в основании грунтов с неудовлетворительными свойствами подушками из песка, гравия, щебня и т.п.;
- устройство насыпей;
- закрепление грунтов (химическим, электрохимическим, термическим и другими способами);
- введение в грунт специальных добавок (например, засоление грунта или пропитка его нефтепродуктами для ликвидации пучинистых свойств);
- армирование грунта (введение специальных пленок, сеток и т.п.).
- конструктивные мероприятия, уменьшающие чувствительность сооружений к деформациям:
- рациональная компоновка сооружения в плане и по высоте;
- повышение прочности и пространственной жесткости сооружений, достигаемое усилением конструкций (введение дополнительных связей в каркасных конструкциях, устройство железобетонных или армокаменных поясов, разрезка сооружений на отсеки и т.п.) [4].
- Мониторинг деформаций инженерных сооружений
Техногенные и природные воздействия нарушают равновесие той среды, в которой находится инженерное сооружение. Это приводит к заболачиванию территорий, просадке грунта, оползням, провалам, возбужденной сейсмичности и другим неблагоприятным экологическим последствиям. Они, в свою очередь, обуславливают деформации различных инженерных сооружений и могут вызвать снижение их несущей способности, что приводит к авариям и катастрофам [5].
От технического (в том числе и деформационного) состояния зданий и сооружений зависит безопасность данных объектов, что в свою очередь непосредственно влияет на:
- жизни и здоровье граждан;
- имущество физических или юридических лиц, государственное или муниципальное имущества;
- окружающую среду, жизни и здоровье животных и растений.
В связи с этим во время строительства, эксплуатации и при ее прекращении необходимо осуществлять мониторинг технического состояния инженерных сооружений.
Проектом федерального закона закреплено следующее понятие мониторинга:
мониторинг – система наблюдений за изменениями физико-механических характеристик и деформаций конструкций и основания здания или сооружения и (или) за изменениями компонентов окружающей среды [6].
Другой нормативный документ [7] определяет следующие понятие объекта мониторинга:
объект мониторинга – природный, техногенный или природно-техногенный объект или его часть, в пределах которого по определенной программе осуществляются регулярные наблюдения за окружающей средой с целью контроля за ее состоянием, анализа происходящих в ней процессов, выполняемых для своевременного выявления и прогнозирования их изменений и оценки.
Таким образом, постройка здания значительных размеров, неизбежно вступающего в антагонистическое противоречие с городским пространством и его геологическим основанием, должна предусматривать контроль: фундамента (котлован, грунтовый массив), надземных частей здания, соседних зданий.
Главная цель системы мониторинга на этапе строительства – это контроль соответствия геотехнических и конструктивных параметров строительства проектным допущениям. В дальнейшем система позволяет оценивать эксплуатационные характеристики сооружения. Первостепенное значение имеет определение параметров и устройства для мониторинга и включение системы в план на стадии конструкционного проектирования. Конструкционно-геотехнический мониторинг должен считаться неотъемлемой частью работы по проектированию, в работах по реализации строительства, обеспечивать эксплуатационную надежность сооружения [8].
- Методы обследования инженерных сооружений
В настоящее время существует достаточно много методов обследования зданий и сооружений, которые условно специалисты разделяют на три группы:
- визуальные (обследовании инженерных сооружений экспертами по внешним признакам);
- инструментальные (обследование инженерных сооружений экспертами с использованием специализированных средств, таких как, ультразвуковые приборы, динамические комплексы и др.);
- инструментально-технические (данные методы дополняют первые две группы методов с использованием программных средств анализа).
Для реализации дистанционного мониторинга технического состояния зданий и сооружений, методы обследования должны удовлетворять следующим условиям:
- позволять получать интегральную оценку технического состояния объекта мониторинга;
- обладать универсальностью и не зависеть от типа объекта мониторинга;
- быть легко реализуемыми на практике.
Перечисленным условиям в качестве методов обследования зданий и сооружений при дистанционном мониторинге специалисты выделяют методы динамического испытания и контроля неравномерной осадки, относящиеся к группе инструментальных методов. Данные методы получают информацию о состоянии всего объекта мониторинга, применимы к любым типам объектов мониторинга и легко реализуются на практике, так как не нуждаются в большом количестве датчиков для съема информации. Для особо опасных и значимых объектов оправданной может оказаться использование инструментальных методов контроля геологического строения, так как они позволяют получать важную информацию об изменении геологической структуры площадки инженерного сооружения. В дополнение к этим методам могут использоваться и инструментально-технические методы, которые дополняют и расширяют спектр решаемых задач. Например, использование инструментально-технических методов позволяет системе дистанционного мониторинга делать выводы и прогнозы относительно надежности и остаточного ресурса объекта [9].
- Автоматизированная система мониторинга технического состояния инженерных сооружений
Система мониторинга рассматривается специалистами в составе неотъемлемого элемента единой дежурно-диспетчерской службы (ЕДДС) города.
В качестве неотъемлемого элемента может выступать заранее созданный в ЕДДС Центр мониторинга технического состояния зданий и сооружений, основными задачами которого являются:
- мониторинг технического состояния жилищного фонда города, потенциально опасных объектов, мест массового скопления людей;
- детальное обследование зданий и сооружений города при получении признаков ухудшения их технического состояния;
- паспортизация и сертификация зданий, сооружений [9].
По проекту федерального законодательства: согласно требованиям по обеспечению безопасности зданий или сооружений при эксплуатации, соответствие требованиям проектной документации параметров и других характеристик конструкций и систем инженерного обеспечения здания или сооружения повышенного уровня ответственности может являться объектом автоматизированного мониторинга, осуществляемого непосредственно в здании или сооружении. Решение о проведении мониторинга принимает собственник здания или сооружения, если нормативными правовыми актами Российской Федерации или субъектов Российской Федерации не предусмотрена обязательность проведения мониторинга для таких зданий или сооружений.
В случае квалификации дефектов, выявленных в процессе мониторинга, как критических информация о них должна передаваться в органы повседневного управления (дежурные службы) единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций.
Порядок принятия решений по результатам мониторинга должен быть установлен собственником здания или сооружения или, по его поручению, управляющей организацией [6].
- Построение системы мониторинга технического состояния инженерных сооружений
При построении автоматизированных систем мониторинга технического состояния зданий и сооружений необходимо учитывать факт наличия других систем интеллектуальных зданий и их архитектуру.
На основе анализа существующих систем интеллектуальных зданий специалистами предложена архитектура построения автоматизированной системы дистанционного мониторинга технического состояния зданий и сооружений, которая изображена на рис. 1.
Рис. 1 Многоуровневая архитектура построения системы дистанционного мониторинга
Нижние уровни представляют аппаратные устройства, такие как кабельная сеть, сейсмические датчики, наклономеры, импульсные возбудители колебания и контроллеры. На верхних уровнях консолидируется вся информации от аппаратных устройств в SCADA системе (Supervisory Control And Data Acquisition – Система оперативного управления и сбора данных) и происходит интеграция автоматизированной системы мониторинга с другими системами здания и внешними системами (ЕДДС и др.) с использованием подхода EAI (Enterprise Application Integration – интеграция прикладных систем предприятия) [9].
- Функционирование системы мониторинга технического состояния инженерных сооружений
С целью реализации автоматизированных систем дистанционного мониторинга технического состояния инженерных сооружений специалистами разработаны модели и алгоритмы функционирования системы. Функционирование систем дистанционного мониторинга описывается в виде математических моделей и алгоритмов, на базе которых проводится компьютерное моделирование системы дистанционного мониторинга (рис. 2). Модель системы дистанционного мониторинга состоит из математических моделей: внешних воздействий, объекта мониторинга; анализа данных; принятия решения.
Рис. 2 Моделирование системы дистанционного мониторинга
Математическая модель внешних воздействий описывается в виде математических моделей различных внешних нагрузок, действующих на сооружение (например, сейсмических, вибрационных, климатических и т.д.). Данная модель может быть реализована с применением программного комплекса конечно-элементного анализа – ANSYS Mechanical. Данный комплекс является одним из современных средств автоматизированного инженерного анализа, наиболее эффективным расчетным методом оценки деформированного состояния и прочности, прогнозирования долговечности и оптимизации элементов строительных конструкций
Математическая модель объекта мониторинга описывается в виде конечно-элементной схемы, с использованием известного метода конечных элементов. В общем виде математическую модель объекта мониторинга можно описать в виде следующего выражения:
,
где 
– факторы модели: 
– размерность модели; 
– область моделирования; 
– степень моделирования; 
– геометрические параметры; 
– физические параметры. Данная модель может быть реализована с применением программного комплекса конечно-элементного анализа – ANSYS Mechanical.
Математическая модель анализа данных предназначена для обработки результатов обследования, моделируемых с использованием математической модели объекта мониторинга. В качестве метода обследования используется метод динамического анализа, который выбран для построения системы дистанционного мониторинга технического состояния инженерных сооружений. Целью математического моделирования анализа данных является получение собственных частот колебания объекта мониторинга. Данная модель может быть реализована в программном комплексе MATLAB.
Математическая модель принятия решения предназначена для получения оценки технического состояния сооружения и оценки надежности на основе теории расчета строительных конструкций на надежность, математических моделей внешних воздействий и объекта мониторинга. Оценка технического состояния здания (сооружения) в рамках математической модели принятия решения основывается на одновременном анализе динамических характеристик объекта мониторинга (частоты собственных колебаний) и неравномерной осадки объекта мониторинга (наклоны и крены). При этом динамические характеристики определяются посредством экспресс-оценки. В основу анализа неравномерности осадок объекта мониторинга положено сравнение текущих значений наклонов (крена) сооружений с предельно допустимыми [9].
Описание экспресс-оценки технического состояния зданий и сооружений по динамическим характеристикам
Физическое состояние сооружения в целом оценивается в результате анализа основных несущих конструктивных элементов. В предположении, что при оценке прочности и устойчивости сооружений можно пренебречь изменением массовых характеристик, несущую способность можно охарактеризовать изгибной жесткостью опасных сечений несущих конструктивных элементов 
, т.е. произведением модуля упругости 
на момент инерции нормального сечения 
. Указанные предпосылки дают возможность оценивать несущую способность сооружения по спектру частот собственных колебаний 
по 
собственным формам (
), связанным со средней жесткостью соотношением
, (1)
где 
– частотный коэффициент, зависящий от упругих свойств опорного сечения;
– пролет конструктивного элемента (для высотных сооружений – высота сооружения);
масса.
Момент времени 
соответствует моменту ввода сооружения в эксплуатацию. Формула (1) определяет расчетный частотный спектр конструкций, как новых (
), так и находящихся в эксплуатации (при 
), при вводе соответствующего значения жесткости 
.
Далее полагают, что начальное состояние конструкции соответствует некоторым исходным (проектным) данным, т.е. если сооружение запроектировано на несущую способность от конкретной нагрузки, то процент уменьшения жесткости будет соответствовать снижению данной (проектной) несущей способности. Если сооружение предназначено для службы в сейсмически активном районе, т.е. по проекту является сейсмостойким на 
баллов, то процент уменьшения жесткости будет соответствовать снижению указанного ресурса сейсмостойкости.
Оценка снижения несущей способности сооружения на произвольном временном интервале 
дается по разности жесткостей на границах этого интервала, для которого 
(начало эксплуатации, проектные данные) – частный случай. В общем случае относительный износ конструктивного элемента оценивается по формуле
(2)
Таким образом, предположив, что износ связан с уменьшением его жесткости, показатель износа по 
-ой форме колебания определяется как
. (3)
Впоследствии, можно получить показатель износа усредненный по 
форам колебания:
.
При использовании данного метода расчетные частоты определяют программными средствами с учетом градиентности параметров сооружения по координатам, слоистости и разнотипности поперечных сечений, а также упругой податливости грунтового основания. Т.е. точность и достоверность экспресс-метода достигается за счет принятия во внимание при расчете таких факторов, как неравномерность распределения инерционных (массовых) и жесткостных характеристик по координатам, податливость опорного сечения конструкции и композитность структуры сечений.
В этом случае также представляется целесообразным при сравнении собственных частот колебания здания в разные моменты времени рассматривать накопленную статистику и опыт, анализ которых дает возможность оценить зависимость изменения собственных частот зданий от их категорий технического состояния, которые в свою очередь были установлены другими независимыми методами обследования.
Остаточный ресурс Р сооружения определим как дополнение до единицы относительного износа 
: 
[10].
При этом модель принятия решения о техническом состоянии инженерного сооружения основанная на одновременном анализе динамических характеристик и неравномерных осадок, может быть реализована по различным схемам, например выбор категории технического состояния по результатам анализа перечисленных выше характеристик.
Компьютерное моделирование системы дистанционного мониторинга технического состояния зданий и сооружений выполняется на основе приведенных математических моделей.
Оценка адекватности моделей и алгоритмов может быть проведена с использованием набора контрольных расчетов, в которых исследуется модель инженерного сооружения без дефектов (в первом случае) и с дефектами (во втором случае). Под дефектами понимается пониженные модули упругости элементов модели сооружения. Анализ результатов контрольного примера, позволяет говорить об адекватности построенных моделей и алгоритмов.
- Обзор существующих автоматизированных систем мониторинга деформаций инженерных сооружений
- Система мониторинга компании SISgeo
Итальянская компания SISgeo достаточно длительное время работает на рынке систем мониторинга для зданий и котлованов, имеет значительные достижения в данной области, осуществляет производство достаточно широкого спектра геотехнических приборов. Системы мониторинга всесторонне контролирует геотехнические параметры, зависящие от особенностей геологии и гидрогеологии (от типологии грунта под фундаментом, наличия грунтовых вод и влияния естественных или наведенных потоков фильтрации), а также от проектных характеристик, касающихся земляных работ, возведения опорных конструкций и фундамента; также система осуществляет мониторинг конструктивных параметров, связанных с напряженно-деформационным состоянием надземной структуры, являющимся функцией не только приложенных нагрузок, но и осадочных искривлений фундамента.
Компанией SISgeo разработан следующие решения для мониторинга:
Для грунта и фундамента высотного здания измеряемыми параметрами являются уровень воды, давление и избыточное промежуточное давление, усилие на опорных конструкциях основания и инженерной защиты, нагрузки на элементах жесткости (стяжки, стойки), общая и дифференциальная осадка фундамента, усилия и деформации в бетоне и в арматуре фундамента, поверхностные и глубинные смещения грунта. Для чего разработаны и применяются приборы: пьезометры, анкерные динамометрические датчики нагрузки, система контроля осадки DSM, однобазовые датчики осадки, тензодатчики, оптические мишени, экстенсометры, инклинометры, датчики давления грунта.
Для надземной части высотного здания измеряемыми параметрами являются усилия и деформации в бетоне и в арматуре несущих элементов, смещение несущих элементов, отклонение от вертикали, ротационные движения стенок здания. Для чего применяются приборы: поверхностные наклонометры, система контроля осадки DSM, прямые маятники, измерители соединений, тензодатчики, оптические мишени.
Для соседних зданий измеряемыми параметрами являются поверхностные и глубинные сдвиги грунта, смещение, деформация конструкций, ротационные движения стенок конструкции. Для чего применяются приборы поверхностные наклонометры, система контроля осадки DSM, измерители трещин, дистанциометры, термометры, оптические мишени, измерители смещений грунта (многоточеченые экстенсометры).
Сбор данных производится с помощью блоков ADK-10. Обработку данных осуществляет программное обеспечение Multilogger. Соединение может быть как прямое (кабельное), так и дистанционное (телефонные или GSM-модемы). При этом данные могут передаваться на дистанционный центр контроля, который систематизирует, полученные измерения, обрабатывает их и выдает в форме таблиц и графиков[8].
- Система геодезического мониторинга компании Leica Geosystems
Компания Leica разработала систему геодезического мониторинга, основанную на серии наблюдений, производимых на протяжении времени, для определения пространственных изменений объектов в одном, двух или трех измерениях; скорости и ускорения при этом определяются как производные.
Данная система разработан для:
- предупреждения об опасности и оценки риска природных явлений (землетрясения, обвалы, оползни, вулканы);
- строительства и слежение за деформациями техногенных объектов.
Для мониторинга используются различных геодезических приборов и датчики (TPS, GPS, дальномеры, термометры, инклинометры и т.д.) собственного производства компании. Самым первым инструментом мониторинга в 1992 году компанией была применена система GPS. В настоящее время Leica Geosystems предлагает следующие средства для мониторинга:
- GNSS приемники (GMX901 и 902 GG, GRX1200 GG Pro);
- датчики наклона (Nivel 210 и 220);
- электронные тахеометры (TPS 1200 и 2000);
- программное обеспечение (GeoMos, GPS Spider, GNSS QC)
По сути, основу системы мониторинга составляет программное обеспечение GeoMos, которое осуществляет управление датчиками и конфигурирование системы, сбор данных, планирование циклов измерения, автоматическое ориентирование и позиционирование приборов, вычисление результатов деформаций в режиме реального времени, постоянный контроль критических пределов деформаций, управление сообщениями, разнообразные метолы измерений, вычисление метеомодели, прогнозирование [11].
- Система мониторинга конструкций, разработанная ООО «НПП Геотек»
Данная система мониторинга разработана сотрудниками ООО «НПП Геотек» в 2007 – 2008 гг. Система мониторинга состоит из базовой станции, блоков сбора сигналов с датчиков (сенсорные узлы) и кабельной сети.
- базовая станция включает в себя персональный компьютер, преобразователь интерфейса, блоки питания (+24 В), программное обеспечение WCommScanCS5.06DB и СУБД MS SQL2005;
- сенсорные узлы осуществляют сбор и обработку данных, поступающих с датчиков; в своем составе имеют: микропроцессор, проебразователь интерфейса, АЦП, дифференциальные усилители, датчик температуры и преобразователь напряжений;
Тип применяемого датчика зависит от условий работы конструкции и вида возможных напряжений и деформаций. Если на конструкцию действуют длительные статические нагрузки, то для определения деформаций, напряжений и прогибов используются датчики сопротивления (тензодатчики) и датчики перемещения, соответственно. В том случае, если конструкция испытывает динамические нагрузки (ветер, землетрясение, работа механизмов), то используются акселерометры. Акселерометры позволяют оценить глобальное поведение конструкций, в то время как датчики деформации, датчики раскрытия трещин, датчики перемещения используются для локального мониторинга.
Данная система была применена на гимнастическом центре в г. Пенза. Несущими конструкциями здания являются железобетонные колонны и клеедеревянные арки с затяжкой. В продольном направлении колонны вверху соединены распорками. Методика оценки напряженно-деформированного состояния конструкций и оснований зданий и сооружений принята следующая. Используя результаты расчета напряженно-деформированного состояния конструкций здания, находятся области концентрации напряжений и величины перемещений элементов конструкции при их нагружении собственным весом, снеговой и ветровой нагрузками. В местах концентрации напряжений проектируемой конструкции устанавливаются датчики деформации, а в местах максимальных перемещений (прогибов) устанавливаются датчики перемещения. Значения напряжений и перемещений являются проектными на момент ввода здания или сооружения в эксплуатацию. Текущие значения измеряются аппаратной частью системы мониторинга и сравниваются с проектными значениями. Приращения текущих значений добавляются к проектным, при этом суммарные значения не должны превышать нормативные значения прочности, прогиба или перемещения элементов конструкций. Расчет напряженно-деформированного состояния конструкций выполняется с использованием мощного вычислительного пакета ANSYS/LS-DYNA.
Последовательность создания расчетной модели: создание геометрической модели рамной конструкции; создание конечно-элементной модели рамной конструкции; задание характеристик физико-механических свойств материалов элементов рамной конструкции; расчет напряженно-деформированного состояния рамной конструкции под действием собственного веса конструкции и веса снега; определение областей концентрации напряжений в элементах конструкции; определение величин перемещений в арках, суммарных нормальных напряжений в арках и растягивающих напряжений в тяжах [12].
- Интеллектуализация зданий
Сегодня в России популярна тема «умных» технологий для зданий. Но, по мнению специалистов, в настоящий момент правомернее говорить не столько о рынке «интеллектуальных зданий» (ИЗ), сколько о сегменте автоматизированных решений по управлению инженерным оборудованием и контролю подсистем здания внутри строительного рынка.
Чаще всего под ИЗ понималось здание, оборудованное структурированной кабельной системой, с помощью которой передавались разные типы сигналов: голос, данные, видео, пожарная и охранная сигнализация и т.д. В сегодняшнем понимании «интеллектуальное здание» представляет собой современное строение, оснащенное средствами связи, безопасности, климатическими системами. Все инженерные службы «интеллектуального здания» контролируются единой системой диспетчеризации, что позволяет экономить энергетические и тепловые ресурсы, а также на содержании обслуживающего персонала, помогает не допустить возможные аварии либо развитие их последствий, прогнозировать и планировать регламентные работы. В современном ИЗ инженерные системы составляют почти 50% от общей стоимости готового здания. Они решают задачи охраны жизни и здоровья людей, создания комфортных условий труда, обеспечения необходимой информацией и т.д.
С технической точки зрения построение «интеллектуальной» системы здания чаще всего выполняется по классической трехуровневой схеме. Нижний уровень – «полевой» – представлен различными датчиками и исполняющими устройствами. Далее идет уровень сетевых контроллеров, по которым информация транслируется на самый верхний, административный, уровень и обратно. Все части системы объединены через структурированную кабельную систему и осуществляют связь между собой посредством протоколов (например, LonWorks, BACNet).
Ключевой компонент ИЗ – система безопасности. Информационные системы контроля доступа, видеонаблюдения, пожарной и технологической безопасности – непременные атрибуты любого ИЗ. После безопасности в рейтинге популярности идут системы, позволяющие экономить ресурсы. В первую очередь климатические: теплоснабжения, кондиционирования, вентиляции.
«Интеллектуализация» приносит ощутимые результаты. Прежде всего оборудование, используемое в ИЗ, реже ломается, поскольку его состояние в режиме реального времени постоянно контролируется автоматикой. С инсталляцией ИЗ у компании появляется возможность экономить на обслуживании систем здания – отпадает необходимость нанимать квалифицированный персонал, поскольку большую часть его работы выполняют IT-системы. Также благодаря рациональному использованию ресурсов владелец здания может существенно сократить расходы на электроэнергию, воду и тепло.
На Западе благодаря инсталляции систем ИЗ потребитель получает экономию: на эксплуатационных расходах – 30%; на платежах за электроэнергию – 30%; за воду – 40%; за тепло – 50%. Кроме того, «интеллектуальные здания» более экологически чисты (например, выбросы углекислого газа уменьшаются на 30%, чем у обычных сооружений).
В России первые решения по «интеллектуализации» зданий стали продвигаться практически сразу, как только начал набирать бизнес инсталляторов структурированных кабельных систем. Главная же специфика российского рынка ИЗ заключается в том, что он довольно закрыт, и компетенции значительной части его игроков далеко на всегда соответствуют заявляемым высоким стандартам. Сегодня на рынке работает более двухсот компаний, которые далеко не всегда обладают достаточным профессионализмом.
Главным полем применения систем ИЗ в нашей стране сегодня является коммерческая недвижимость. По различным оценкам, на этот сегмент приходится от 70% до 90% всех «интеллектуальных зданий» России. В первую очередь, рост происходит в Москве, где несколько лет назад начался бум высотного строительства. За эти годы изменилась и сама концепция офисного здания. Сегодня это многофункциональный комплекс, куда входят, помимо офисной части, еще гостиница, апартаменты, торгово-развлекательный центр. Такое здание функционирует не рабочие 8 часов, а 24 часа в сутки. Соответственно, возрастает энергопотребление, нагрузка на системы и требования к комфорту и безопасности. Поэтому «интеллектуальные технологии» наиболее востребованы, ведь они позволяют снизить затраты на 30% и более, что ведет к окупаемости в течении 4-7 лет.
Перспективность «высотного» направления не вызывает сомнения. В то же время лишь немногим российским компаниям удается этим воспользоваться. Строительство суперсовременных «небоскребов» чаще всего поручают опытным иностранным компаниям. Последние же предпочитают доверять автоматизацию объектов своим проверенным субподрядчикам.
Сегодня практически все компании оценивают перспективы рынка ИЗ как очень хорошие. За последние два-три года количество успешно проведенных интеграций «интеллектуальных» систем в России существенно увеличилось, что вызвано, с одной стороны, ростом строительного рынка, а с другой – освоением новых направлений, таких как переоснащение старых офисных зданий и строительство крупных бизнес-центров в регионах. Кроме того, в «интеллектуализации» нуждаются промышленные объекты, аэропорты, вокзалы и т.д.[13].
В общем случае, реализация комплексной концепции интеллектуального здания предполагает взаимную многоуровневую интеграцию огромного количества проблемно ориентированных подсистем в рамках единой функциональной модели на основе использования современных информационно-аналитических технологий, методов, средств и инженерно-технических решений всех уровней.
- Геоинформационные технологии в автоматизации зданий
Использование геоинформационных технологий в информационных системах управления зданиями позволит значительно повысить эффективность эксплуатации строительных объектов, снизить экономические затраты на их содержание, а также поднять уровень комплексной безопасности. Уже сегодня с помощью ГИС-технологий выполняется множество задач, среди них:
- диспетчеризация и техническое обслуживание объектов;
- мониторинг и управление инженерными коммуникациями;
- учет и инвентаризация;
- предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций и др.
Внедрение полнофункциональных ГИС в качестве элемента информационного обеспечения интеллектуальных зданий – совместно с другими современными технологиями – позволяет решать широкий спектр вопросов обеспечения на новом современном уровне. К примеру, использование ГИС в диспетчерских системах эксплуатационных служб объектов помогает оператором эксплуатационных служб отображать и консолидировать всю разнородную информацию от различных автоматизированных систем зданий (сведения об аварийных сигналах объекта в режиме реального времени, о местоположении различных объектов, людей, о текущих процессах и режимах работы оборудования и т.д.).
На базе существующих открытых протоколов ГИС имеет возможность интеграции с системами класса SCADA, ERP и другими открытыми системами. Это позволяет наглядно – в графическом виде – воспроизводить и анализировать информацию, полученную со всех автоматизированных систем зданий, комплексов, предприятий, что крайне важно при принятии управленческих решений, в том числе по реагированию на чрезвычайные и нештатные ситуации.
Развитию полнофункциональных ГИС (в рамках реализации концепции интеллектуальных зданий) способствует также возможности их интеграции со вновь рождающимися технологиями. Это расширяет функциональность существующих информационных решений по автоматизации управления зданием.
Использование ГИС-технологий в автоматизированной системе дистанционного мониторинга технического состояния зданий и сооружений в режиме реального времени связано с интеграцией данной системы и ГИС, что помогает выявить месторасположение скрытых дефектов, предотвратив тем самым внезапное разрушение строительной конструкции.
Рис. 3 Применение ГИС в системе мониторинга здания
Пример реализации ГИС в системе мониторинга представлен на рис. 3, на котором изображено здание, участки которого выделены различными цветами и интенсивностью, в соответствии с оценкой степени опасности каждого; при этом оценку проводит система мониторинга в режиме реального времени [14].
- Геоинформационная система мониторинга деформаций инженерных сооружений промышленных зон
Решение проблем повышения надежности и долговечности инженерных объектов, предотвращения аварий и катастроф в промышленных зонах, местах строительства ГЭС, АЭС и других крупных объектов требует высокоточного топографо-геодезического обеспечения, осуществляемого преимущественно автоматизированными, бесконтактными, неразрушающими методами с использованием оптимальной фильтрации, моделировании, анализа, интерпретации и прогнозирования. Инструментом для эффективного использования результатов комплексных натурных наблюдений за изучаемыми процессами могут служить ГИС, создаваемые на крупномасштабной топографо-геодезической основе.
Создание таких ГИС обусловлено необходимостью своевременного предупреждения возможных аварий и катастроф, оптимизации сроков выполнения регламентных работ, в том числе программ комплексных натурных наблюдений. При этом эффективность ГИС повысится, если подсистемы математического моделирования будут дополнены программными средствами для прочностных расчетов несущих конструкций по прогнозируемым оценкам ожидаемых деформаций. Математическое моделирование дает возможность определять количественные закономерности развития деформаций однотипных инженерных объектов, возводимых и эксплуатируемых в одинаковых геологических и внешних условиях. Знание общих закономерностей значительно повысит эффективность проектирования, строительства и эксплуатации инженерных объектов. Таким образом, исследовать в единой системе воздействующие факторы, геологическую среду и инженерные объекты, выдвигается идея рассмотрения деформационных процессов в экологическом аспекте. С учетом требований к точности инженерных решений возникает необходимость создания крупномасштабных ГИС экологического кадастра и мониторинга природной среды, включающих и инженерные объекты.
Наряду с традиционными геодезическими методами необходимо отметить возможности использования высокоточной гравиметрии. В комплексе с другими методами исследований гравиметрия дает возможность решать задачи экологической направленности. Это – выявление разломов, карстовых пустот, оползней, трещин отрыва, регистрация изменений режимов фильтрации подземных вод, классификация геологических структур. На основе результатов высокоточных гравиметрических измерений можно выделять малоамплитудные локальные аномалии силы тяжести и определять динамику их изменений, что позволяет получать детальные геологоплотностные характеристики оснований инженерных объектов и оценивать последствия техногенных воздействий на них [5].
- Система мониторинга деформаций турбоагрегатов
Отечественная и мировая энергетика основываются на наращивании энергетической мощности турбоагрегатов (ТА), обеспечивающих свыше 80 % электрической энергии и до 50 % тепловой энергии для промышленных и теплофикационных нужд. При этом необходимо постоянное повышение надежность, эффективность и экономичность турбоагрегатов больших мощностей. Электроэнергия – вид продукции, которую нельзя складировать, ее потребление происходит одновременно с производством. Отказы энергетического оборудования электростанций приводят к цепочке остановок деятельности промышленных предприятий, транспорта, связи, затрудняют жизнеобеспечение населения.
Аварии, в большей степени, на атомных электростанциях (АЭС) «Тримайл-Айленд» (США), катастрофа на Чернобыльской АЭС, инциденты на других АЭС стали предметом изучения для специалистов различных отраслей науки и техники, объектом пристального внимания общественности. Была доказана неприменимость математических способов расчета вероятности неблагоприятных происшествий на АЭС из-за математической неопределенности человеческого фактора. В связи с этим на настоящий момент разработаны и еще разрабатываются методы и системы диагностирования состояния оборудования (турбин, генераторов и др.), оказывающего наибольшее влияние на надежность и готовность энергоблока в целом. Усилия сосредоточены как на анализе всех предыдущих данных об отказах оборудования, так и на увеличении объема используемой информации для оценки прогнозирования состояния энергоблоков.
Один из эффективных методов технической диагностики ТА – применение систематических геодезических наблюдений за смещениями и деформациями узлов ТА и их фундаментов в различных режимах эксплуатации [15].
- Цели и задачи мониторинга деформаций турбоагрегатов
Цель:
- выявить текущее состояние турбоагрегата для обеспечения его работоспособности.
Задачи:
- сбор достоверными методами информации о состоянии турбоагрегата и его элементов;
- обработка и анализ полученной информации;
- оценка текущего состояния турбоагрегата;
- разработка рекомендаций по обслуживанию и ремонту турбоагрегата;
- повышение надежности, эффективности, экономичности и долговечности турбоагрегата.
- Деформации энергоблоков, выявляемые геодезическими методами
В 1988 года в производственном объединении «Инженерная геодезия» было создано специальное подразделение НТЦ «Сибатомгеодезия», где была разработана специальная программа геодезических наблюдений за состоянием 65 турбоагрегатов 7 типов. В качестве основного объекта диагностики турбоагрегатов исследовались смещения в двух плоскостях подшипниковых опор роторов в различных режимах эксплуатации под действием тепловых, весовых, вакуумных, сезонных гидроклиматических и других факторов.
Программа работ состояла из двух этапов:
- 1988 – 1991: исследование смещения опор в вертикальной плоскости на основе анализа и рекуррентного оценивания временных рядов высокоточного нивелирования;
- 1991 – 2002: исследование деформации линии валопроводов турбоагрегатов в горизонтальной плоскости струнным способом с использованием опико-электронных регистраторов.
Результаты наблюдений за состоянием турбоагрегатов в реальных условиях эксплуатации показали, что взаимное положение опор роторов после окончания монтажа турбоагрегатов постоянно меняется, вызывает расцентровку валопровода на всех обследованных турбоагрегатах. Были выделены следующие причины изменения взаимного положения опор:
- неравномерные тепловые удлинения вдоль оси турбоагрегата несущих колонн и частей фундамента при его пусках и остановках;
- сезонные гидроклиматические воздействия;
- долговременные неравномерные осадки фундамента и его деформации под влиянием массы турбоагрегата, виброуплотнение грунта, изменение его структуры и несущей способности при замачивании или водопонижении;
- защемление опорных лап цилиндров в направляющих при тепловых расширениях корпусов;
- изменение микроклимата в машинном зале;
- воздействие массы конденсата, вакуума, снимаемых при ремонте частей турбоагрегата, изменение активной нагрузки, работы запорных и регулирующих клапанов парового тракта, ротационные усилия и др.
По результатам данной работы были накоплены большие объемы многолетних геодезических наблюдений за турбоагрегатами разных типов, при различных режимах эксплуатации, в различные сезоны года, в различных геологических условиях и климатических поясах, которые дали ценную информацию при разработке энергоблоков новых поколений.
Таким образом, геодезические методы оценивания состояния геометрических параметров турбоагрегата и на настоящий момент являются составной частью технической диагностики технологического оборудования и способствуют повышению надежности его ремонта и эксплуатации [15].
- Геодезические измерения деформаций турбоагрегатов №№ 2, 3, 5 Рефтинской ГРЭС мощностью 300 МВт
Геодезические измерения для определения деформаций турбоагрегатов состояли в высокоточном геометрическом нивелировании по деформационным маркам, установленным на колоннах конструкции турбоагрегатов. Измерения на Рефтинской ГРЭС производились в сентябре 2008 года.
Программа работ геодезических измерений на Рефтинской ГРЭС
В программу работ входили измерения на следующих зданиях и сооружениях:
- турбоагрегаты (№ 1 – 6) мощностью 300 МВт на отметках +0,6 и +9,6 м;
- турбоагрегаты (№ 7 – 10) мощностью 500 МВт на отметках +0,6 и +10,2 м;
- котлы КТЦ-1 (12 шт.);
- котлы КТЦ-2 (4 шт.);
- колонны каркасов главных корпусов (КТЦ-1 и КТЦ-2);
- дымовые трубы №№ 1-4;
- здания и сооружения, расположенные на территории промплощадки и ОРУ.
В данной курсовой работе будет произведен анализ деформаций турбоагрегатов №№ 2,3,5 имеющих мощность 300МВт каждый.
В данной курсовой работе рассмотрены измерения на турбоагрегатах №№ 2,3,5. Выбор именно этих инженерных сооружений обусловлен следующими причинами:
- ТА №2 на момент производства геодезических измерений находился в ремонте, и значительная его часть была разобрана, поэтому нагрузка на строительную конструкцию уменьшилась;
- для анализа деформации ТА №3 на отметке +9,6 м можно использовать только данные по 7-ми маркам из 16-ти, а на отметке +0,6 м по 10-ти маркам из 14-ти; поэтому анализ деформации производился при недостатке данных;
- анализ ТА №5 производился при достаточном количестве измерений.
- Методика измерения деформаций фундаментов турбоагрегатов мощностью 180 МВт и более
Нормальная работа турбоагрегата обеспечивается неизменным положением опор подшипников турбоагрегата, т.е. отсутствием значительных деформаций (прогибов, кренов) верхней фундаментной плиты турбоагрегата. Одной из причин вышеуказанных деформаций является неравномерная осадка основания.
Измерения осадки и деформаций фундаментов турбоагрегатов мощностью 180 МВт и более производятся методом высокоточного геометрического или гидростатического нивелирования. Данные измерений дополняют материалы исследований центровки валопровода и вибрации турбоагрегатов при установлении причин нарушения нормальной работы турбоагрегатов.
Установка деформационных марок предусматривается на трех уровнях: по верху нижней плиты, на отметке 0,6 м и на верхней плите (рис. 4).
1 - ось турбоагрегата;
2 - ось генератора;
3 - ось конденсатора
Рис. 4 Схема размещения марок на фундаменте турбоагрегата мощностью 300 МВт (отметка обслуживания)
Марки по верху нижней плиты используются в период строительства фундамента турбоагрегата. В период эксплуатации используются только марки, доступные для нивелирования.
Марки на отметке 0,6 м устанавливаются на наружных гранях стоек фундамента, при этом взаимное смещение их в плане относительно марок верхнего строения не должно превышать 1 м. Расстояние между марками измеряется с точностью 1 см, производится их привязка относительно осей подшипников.
Для головных образцов турбоагрегатов предусматриваются дополнительно марки у корпусов подшипников на уровне горизонтального разъема цилиндров.
Измерения деформаций фундаментов начинаются после возведения нижней фундаментной плиты, далее они производятся после возведения колонн фундамента, после возведения верхней фундаментной плиты, а затем выполняются в такой последовательности:
- два раза в процессе монтажа турбоагрегата;
- до и после гидроиспытаний вакуумной системы;
- перед комплексными пусковыми операциями турбоагрегата на холодном фундаменте;
- в процессе эксплуатации через 0,5-3 месяца в зависимости от тепловых деформаций и скорости осадки.
Передача отметок на марки, установленные в верхнем строении фундамента турбоагрегатов, производится один раз в начале измерений с помощью нивелира и стальной рулетки. На отметке обслуживания в качестве исходных устанавливаются марки на нескольких колоннах ряда Б главного корпуса. Осадка этих же колонн на отметке 0,6 м контролируется относительно исходных глубинных (грунтовых) реперов, и поправка за их осадку вводится в отметку марок на площадке обслуживания.
За межремонтный период турбоагрегата (4 года) стрела прогиба нижней плиты фундамента не должна превышать 0,0001 ее длины при длине турбоагрегата в осях крайних подшипников не более 40 м и 0,00015 - при длине турбоагрегата более 40 м.
При промежуточных длинах турбоагрегата допустимое значение относительного прогиба нижней плиты принимается по интерполяции. Кривая прогиба должна быть плавной, иметь кривизну одного знака. Эти требования относятся к остывшему фундаменту и не учитывают колебаний температуры окружающей среды.
Измерения производятся выверенным в установленном порядке, нивелиром с замыканием нивелирного хода на каждом фундаменте на всех отметках.
Для повышения точности измерений и сокращения количества штативов в ходе предусматривается закладка связующих марок с обеих сторон фундамента. Места установки нивелира во всех циклах измерений желательно выбирать одни и те же, для чего они маркируются краской.
По результатам нивелирования марок, установленных в нижней плите, определяется ее деформация осадочного характера, а по результатам нивелирования верхней плиты - температурные деформации фундамента и турбоагрегата.
По результатам нивелирования составляется график осадки и прогиба фундамента турбоагрегата.
Измерение деформаций фундамента турбоагрегата методом гидростатического нивелирования производится при условии обеспечения точности и применением стационарных гидростатических систем, установленных на нижней плите [16].
Методика определения осадок зданий и сооружений
Для определения абсолютных и полных осадок 
фиксированных на сооружении точек периодически определяют их отметки 
относительно исходного репера, расположенного в стороне от сооружения и принимаемого за неподвижный. Чтобы определить осадку точки на текущий момент времени относительно начала наблюдений, необходимо вычислить разность отметок, полученных на эти моменты, т.е. 
. Аналогично можно вычислить осадку за время между предыдущим и последующим периодами (циклами) наблюдений.
Средняя осадка 
всего сооружения или отдельных его частей вычисляется как среднее арифметическое из суммы осадок всех 
его точек, т.е. 
. Одновременно со средней осадкой для полноты общей характеристики указывают наибольшую 
и наименьшую 
осадки точек сооружения.
Неравномерность осадки может быть определена по разности осадок 
каких-либо двух точек 
и 
, т.е. 
.
Изменение величины деформации за выбранный интервал времени характеризуется средней скоростью деформации 
. Средняя скорость осадки за промежуток времени 
между двумя циклами 
и 
измерений будет равна 
. При этом различают среднемесячную скорость, когда 
выражается числом месяцев, и среднегодовую, когда 
– число лет [3].
- Анализ деформаций фундаментов турбоагрегатов №№ 2,3,5 Рефтинской ГРЭС
Анализ точности измерений
Среднеквадратическая ошибка 
определения превышения на станции по результатам уравнивания определялась по формуле:
,
где 
– ошибка определения превышения на одной станции, мм; 
– невязка хода или полигона, мм; 
– количество станций в полигоне или ходе; 
– количество замкнутых полигонов или ходов.
Осадка турбоагрегатов №№ 2,3,5 (отметка +0,6 м)
В сентябре 2008 года была произведена серия измерений для определения осадок ТА №№ 2,3,5 на отметке +0,6 м. Из всех ранее произведенных циклов измерений в анализе учитывались только измерения января 1986 года; результаты остальных циклов измерений приняты как недостоверные.
Таблица 1
Анализ осадок турбоагрегатов №№ 2,3,5 на отметке +0,6 м
| С нач. набл. по 01.86 г. | С 01.86 г. по 09.08 г. | Весь период наблюдений | ||
| ТА №2 | мин. значение осадки, мм | +0,2 | +0,8 | ±0,1 |
| макс. значение осадки, мм | -2,0 | +3,6 | +0,7 | |
| количество марок | 8 | 5 | 4 | |
| среднее значение осадки, мм | -1,1 | +1,7 | +0,1 | |
| средне-годовая скорость осадки, мм/год | -0,1 | +0,1 | 0,0 | |
| ТА №3 | мин. значение осадки, мм | +0,2 | -0,1 | -0,9 |
| макс. значение осадки, мм | ±4,1 | -4,6 | -8,7 | |
| количество марок | 7 | 10 | 6 | |
| среднее значение осадки, мм | -1,0 | +1,0 | -1,7 | |
| средне-годовая скорость осадки, мм/год | -0,1 | +0,0 | 0,0 | |
| ТА №5 | мин. значение осадки, мм | +0,2 | +0,3 | -0,2 |
| макс. значение осадки, мм | -8,4 | -6,9 | -7,3 | |
| количество марок | 7 | 9 | 8 | |
| среднее значение осадки, мм | +0,2 | -0,8 | +0,2 | |
| средне-годовая скорость осадки, мм/год | +0,0 | 0,0 | 0,0 | |
Среднегодовая скорость осадки колонн турбоагрегатов 2, 3, 5 на отметке +0,6 за весь период наблюдений не превышает критерий стабилизации 1мм/год.
На рис. 5 приведены графики средней осадки турбоагрегатов №№ 2,3,5 за весь период наблюдений.
Рис. 5 График средней осадки турбоагрегатов № 2,3,5 на отметке +0,6 м
На момент измерений 09.08 г. осадки ТА №№ 2,3,5 незначительно отличаются, значительнее прослеживается разность на момент измерений 01.86 г., что может быть связано с влиянием ошибок измерений, неравномерностью осадки турбоагрегатов, действием внешнего фактора (например, ТА № 5 на момент измерений находился в нерабочем состоянии и, возможно, был разобран). Положительное значение осадки ТА №2 может быть объяснено тем, что на момент измерений 09.08 г. значительная часть его была разобрана и нагрузка на несущие колонны уменьшилась.
Температурные деформации турбоагрегатов №№ 2,3,5 (отметка +9,6 м)
В сентябре 2008 года была произведена серия измерений для определения температурных деформаций ТА №№ 2,3,5 на отметке +9,6 м. Из всех ранее произведенных циклов измерений в анализе ТА №№ 3,5 учитывались только измерения октября 1985 года; результаты остальных циклов измерений приняты как недостоверные. В анализе деформаций ТА №2 измерения февраля 2008 приняты как первоначальные.
Таблица 2
«Анализ осадок турбоагрегата № 2 на отметке +9,6 м»
| С 02.08 г. по 09.08 г. | ||
| ТА №2 | мин. значение осадки, мм | +3,4 |
| макс. значение осадки, мм | +5,2 | |
| количество марок | 14 | |
| среднее значение осадки, мм | +4,3 | |
| средне-годовая скорость осадки, мм/год | +8,7 |
Среднегодовая скорость деформации колонн турбоагрегата №2 на отметке +9,6 за период наблюдений с 02.08 г. по 09.08 г превышает критерий стабилизации 1мм/год.
Возможно, это связано с проведением ремонта на турбоагрегате, вследствие которого значительная его часть была разобрана и температурные воздействия и нагрузка на колонны уменьшилось. Ремонт проводился во время производства измерений.
Рис. 6 График средней деформации турбоагрегата № 2 на отметке +9,6 м
Таблица 3
Анализ деформаций турбоагрегатов №№ 3,5 на отметке +9,6 м
| С нач. набл. по 10.85 г. | С 10.85 г. по 09.08 г. | Весь период наблюдений | ||
| ТА №3 | мин. значение осадки, мм | -7,1 | +1,1 | -0,2 |
| макс. значение осадки, мм | -11,3 | +10,6 | -6,6 | |
| количество марок | 5 | 5 | 4 | |
| среднее значение осадки, мм | -9,3 | +5,5 | -3,5 | |
| средне-годовая скорость осадки, мм/год | -0,7 | +0,2 | -0,1 | |
| ТА №5 | мин. значение осадки, мм | -17,3 | -3,9 | +1,1 |
| макс. значение осадки, мм | +21,2 | +27,0 | +9,0 | |
| количество марок | 6 | 8 | 6 | |
| среднее значение осадки, мм | -19,7 | +11,7 | -1,0 | |
| средне-годовая скорость осадки, мм/год | -1,8 | +0,5 | 0,0 | |
