Система эксплуатации мостовых сооружений

Отчеты по итогам ревизии технического состояния зданий и мостовых сооружений, где ранее произошли аварии или отказы оборудования свидетельствуют, что причиной возникновения ЧП зачастую является не физический износ эксплуатируемых объектов, а допущенные при их пользовании и обслуживании просчёты и прямое нарушение техники безопасности.

По этой причине с каждым днём становятся всё более насущными и актуальными вопросы, связанные с:

- обследованием мостовых сооружений на предмет правильной организации их использования;

- оценкой выработанного и составлением прогноза на остаточный эксплуатационный ресурс;

- надлежащей организацией ремонтно-восстановительных работ;

- подбору и внедрению систем мониторингового регулирования управления тех. ресурсом инфраструктурных объектов.

Возрастающий «средний возраст», а фактически - износ мостовых сооружений приводит к снижению безопасного порога эксплуатации. Т.е. со временем от использовавшихся при постройке здания материалов возрастает риск проявления различных побочных вредоносных эффектов, а сами конструкции мостов становятся всё более чувствительными к агрессивному воздействию внешней среды. Следовательно, со временем они всё менее устойчивы к действующим базовым нагрузкам и иным сопутствующим активной эксплуатации факторам.

К сожалению, из-за объективных причин (проблематичности системного обновления инфраструктурного фонда государства в силу его колоссальных масштабов) вопросы организации надлежащей эксплуатации зданий и сооружений долгое время находились на периферии государственной политики: многие существовавшие ещё советских времён научно-производственные центры, профилированные на исследовательскую деятельности по организации и мониторингу систем эксплуатации инфраструктурных объектов были сокращены без какой-либо адекватной замены, ещё в 90-е годы.

Это привело к ситуации, когда насущные проблемы по организации и осуществлению на местах комплекса мероприятий по обследованию, оценке состояния и разработке механизмов модернизации мостовых сооружений фактический решались за счёт квалификации и практических наработок отдельных специалистов, зачастую не имевших для этого ни достаточных навыков, ни образования.

Однако со временем и постепенной модернизацией инфраструктурного фонда страны эта ситуация начала выправляется. Были вновь открыты занятые в разработке методик надлежащей эксплуатации зданий и мостовых сооружений промышленные лаборатории и институты. Они, опираясь на опыт ведущих стран, с учётом отечественной специфики (к примеру, высоким зональным перепадам температур) разработали для РФ актуальную теорию эксплуатации сложных инженерных сооружений.

Данная научно-техническая дисциплина продолжает своё активное развитие за счёт постоянного внедрения новейших технических средств (к примеру, более точных измерительных приборов) и анализу непрерывно поступающего потока отчётных данных по текущему состоянию мостовых объектов, находящейся на мониторинговом контроле инфраструктуры.

На сегодняшний день разрабатываемая система управления эксплуатацией мостовых сооружений направлена на решение таких задач, как разработка предложений по:

- составу проектной документации при организации ремонтно-восстановительных (реконструкционных работ) и или полной замены отдельных элементов сооружения;

- формированию единых универсальных методик оценки состояния, несущей способности и составления прогнозов остаточной долговечности конструкций;

- оснащению, составу и порядку организации работ лабораторий, занятых в обследовании и оценке состояния мостовых сооружений;

- требованиям к информационному обеспечению в системе эксплуатации мостовых сооружений;

- основным требованиям к комплексной (формализованной) оценке состояния отдельных участков мостов, конструкции целиком и (или) целостной инфраструктуры;

- требованиям к документации по обследованию оценки состояния и надлежащего обеспечения эксплуатационных норм мостовых сооружений с учётом их фактической повреждённости (износа);

- формам организации работ при реконструкции, ремонте и (или) замене отдельных элементов конструкции, или всего мостового сооружения целиком;

- системе мониторинга состояния мостов, на основе методов технически-экспертной диагностики и документального сопровождения (отчётности) по ним;

- формулировкам основных требований по ведению отчётной документации в сфере эксплуатации мостовых сооружений;

- основным нормативным требованиям к действиям должностных ответственных лиц в случаях отклонения параметров сооружений от проектно допустимых пределов, и возникновения нестандартных (аварийных) ситуаций;

- эффективному применению новейших информационных технологий (например, программных комплексов, экспертных систем, облачных хранилищ банков и баз данных и тд.) в системе надлежащей эксплуатации мостовых сооружений;

- методикам кадрового сопровождения (подготовке специалистов) для обеспечения плановой работы системы штатной эксплуатации инфраструктурных объектов;

- выработке перспективных направлений научно-инженерных изысканий для дальнейшего совершенствования методик правильной эксплуатации инфраструктурной базы;

- нормативно-терминологической базе требований к классификации различных повреждений и дефектов, схем реконструкции, усиления и ремонта мостовых сооружений, а также форм предоставления отчётности и нормативов хранения поступающей информации.

Из этого можно сделать вывод, что система эксплуатации мостовых сооружений представляют собой совокупность множества профилированных по отдельным секторам подсистем. При этом данные подсистемы являются сочетанием нескольких программ (проектов) различных категорий и уровней сложности.

В качестве примера рассмотрим типовую структуру системы эксплуатации мостов по подсистемам, программам и проектам.

Система эксплуатации мостовых сооружений состоит из следующих подсистем:

1. Организации научных исследований и разработок;

2. Надлежащего алгоритма действий при возникновении ЧС;

3. Автоматизации работ по администрированию состояния мостовых сооружений;

4. Прочностного мониторинга текущего и в прогрессии состояния мостовых сооружений;

5. Управления качеством мер, принципов и приёмов по надлежащей эксплуатации мостов;

6. Мониторинга экологического воздействия мостовых сооружений на внешнюю и внутреннюю среду объекта;

7. Подготовки специалистов для работы в системе эксплуатации мостов с учётом выполнения ими профессиональных обязанностей по осуществлению мониторинга, научно-исследовательских изысканий, замеров и тестов, мероприятий по автоматизации работ, правильного порядка действия при возникновении аварий и ЧС.

Более детально рассмотрим состав подсистем системы надлежащей эксплуатации мостовых сооружений.

Подсистема прочностного мониторинга инфраструктурных объектов состоит из мероприятий по:

- диагностике мостовых сооружений;

- оценке их текущего состояния;

- организации ремонтно-восстановительных, реконструкционных и (или) работ по замене отдельных элементов сооружений;

- созданию и ведению банков отчёта информации по мониторинговому состоянию мостов.

Комплекс диагностических мероприятий состояния инфраструктурных объектов включает в себя:

- разработку, создание и внедрение (монтаж) технических диагностических средств (приборов учёта, датчиков, камер слежения и т.д.);

- разработку методик по оценочной диагностике, как в комплексном (дистанционно), так и экспресс-режиме (непосредственно на месте) текущего состояния и прогрессии конструкций, а также подготовку памяток по исполнительным элементам данных методик.

Оценка состояния мостовых сооружений включает разработку:

- методик экспресс-оценки текущего состояния мостов;

- квалифицирующих систем расчёта прогрессии состояния мостовых сооружений с учётом наличествующих у них повреждений и дефектов, а также подбор надлежащих расчётных схем и методов определения несущей способности опорных элементов конструкции, прогноза их долговечности и остаточного ресурса;

- методик ситуативного по типологии здания определения его выработанного и остаточного ресурса, текущего напряжённо-деформированного состояния с учётом влияния дефектов различных категорий.

Комплекс мероприятий по организации ремонта, реконструкции, восстановлению и замене отдельных элементов конструкций мостов включает в себя разработку:

- стратегии выбора оптимальных по случаю средств и видов их ремонта, усиления и реконструкции;

- технологически оптимального к характеру повреждений алгоритма ремонтно-восстановительных, реконструкционных, или направленных на усиление отдельных элементов конструкций работ;

- методик проведения прочностных испытаний зданий при учёте изменения их состояния по приёмке ремонтно-восстановительных или направленных на усиление отдельных элементов конструкции работ;

- методов организации контроля и учёта качества работ при ремонте, усилении, реконструкции или замене отдельных элементов мостового сооружения;

- методик анализа, систематизации и активизации уже имеющихся, и разработку новых схем и методов ремонта, усиления, восстановления и (или) замены элементов мостового сооружения;

- механизма надлежащего расчёта остаточного ресурса мостового сооружения после проведения на нём комплекса ремонтно-восстановительных и (или) усиливающих отдельные элементы конструкции работ;

- критериев оценки потребности в расходных материалах, элементах конструкции, задействуемой техники и инструментов, и создание соответствующего специфике проведения работ материально-технического резерва;

- наиболее рациональных схем распределения ресурсов по ремонтируемым объектам;

- выбор оптимального характеру планируемых работ подрядчика (через тендер).

Создание и ведение банков данных включает в себя разработку информационных баз (библиотек):

- по схемам усиления реконструкции или ремонта мостовых сооружений, отдельных элементов в них;

- расчётным методам и схемам;

- повреждениям и дефектам;

- элементам конструкции (узлам) зданий/сооружений.

Подсистема организации целевых научных исследований и разработок включает в себя создание:

- оценочных методов по долговечности и остаточному ресурсу мостов;

- рациональной схемы усиления сооружений и методов расчёта скорректированного ресурса усиленных конструкций;

- проектов эксплуатации мостовых сооружений.

Подсистема автоматизации работ по администрированию состояния мостовых сооружений включает в себя разработку:

- программных комплексов, направленных на ситуативную оценку поведения сооружений в условиях, нагрузки от которых превышают предельные коэффициенты ресурсной стойкости используемых при их строительстве материалов, а также поведение мостовых сооружений в режиме ЧС и влияния на факторы данного поведения реализации в конструкции объекта конкретных инженерных решений;

- разнопрофильных информационных систем, банков и баз (библиотек) данных по различным типам мостов;

- экспертных оценочных систем по анализу текущего состояния и прогрессии величин параметров эксплуатации мостов, с учётом подбора наиболее рациональных для каждого конкретного случая схем ремонтно-восстановительных и усиливающих отдельные элементы конструкции работ;

- эксплуатацию расчётных программных комплексов по анализу вектора поведения (прогрессии) разнопрофильных мостовых сооружений с учётом наличия у них повреждений и дефектов различного характера и происхождения.

Подсистема мероприятий при возникновении ЧС включает в себя следующий комплекс мер:

- организацию ремонтно-восстановительных, реконструкционных, демонтирующих (разборочных) и работ по усилению или замене различных элементов конструкции, в находящихся в аварийном состоянии мостовых сооружений;

- разработку схемы маршрутов движения тяжёлой техники к потенциально опасным, подверженным стихийному обрушению сооружениям, с учётом мер безопасности для обслуживающих технику сотрудников и наличию под завалами пострадавших;

- разработку оптимального алгоритма ликвидации последствий экологического загрязнения окружающей среды с учётом специфики нанесённого ущерба;

- создание требуемого резерва материалов и конструкций мостов для оптимальной организации разборочно-восстановительных работ в зонах, подверженных влиянию аварийных и (или) чрезвычайных ситуаций.

Подсистема управления качеством эксплуатации мостовых сооружений включает в себя меры контроля по (за):

- приёмке мостового сооружения в эксплуатацию;

- осуществлением плановых обследований;

- профильным режимом эксплуатации мостов;

- контролю выполнения плановых ремонтно-профилактических и замерочно-осмотровых работ;

- надлежащим ведением отчётной и сопроводительной технически-эксплуатационной документации;

- оценкой и последующей ликвидацией факторов приведших к возникновению ЧС.

Подсистема экологического мониторинга мостовых сооружений включает в себя:

- меры по диагностике экологического состояния окружающей среды в период активной эксплуатации моста;

- эргономику производства строительно-монтажных работ;

- разработку методик оценки факторов формирования экологической ситуации в прилегающей к эксплуатируемому мосту зоне;

- разработку комплекса мер по восстановлению экологического баланса после ликвидации последствий от ЧП/ЧС;

- составление и ведение паспорта экологического состояния среды эксплуатации мостового сооружения.

Организация надлежащей и соответствующей всем современным стандартам системы администрирования эксплуатации мостового сооружения гарантированно решает важнейшую проблему по обеспечению безопасной эксплуатации моста.

При этом значительно снижается риск возникновения различных отказов, аварийных и чрезвычайных ситуаций, минимизируются затраты на техническое обслуживание моста и проведение плановых и экстренных ремонтно-восстановительных работ.

Источник материала: