MONITOROWANIE OBIEKTÓW BUDOWLANYCH PODDANYCH

Badanie i Monitorowanie Konstrukcji www.shmsystem.pl dr inż
Łukasz Bednarski
MONITOROWANIE OBIEKTÓW BUDOWLANYCH
PODDANYCH WPŁYWOM SZKÓD GÓRNICZYCH
1. Wstęp
Prowadzona eksploatacja górnicza niejednokrotnie jest powodem uszkodzeń obiektów
budowlanych [1]. Podstawą kontroli stanu technicznego obiektu jest informacja
o zachodzących w nim zmianach. Pozyskiwanie takich informacji jest możliwe na drodze
regularnych przeglądów, pomiarów geodezyjnych, a także poprzez instalację
automatycznego systemu monitorowania [2, 3, 4]. Zastosowanie systemu monitorowania
pozwala na zwiększenie jakości i dokładności informacji o zmianach zachodzących
w obiekcie przy jednoczesnym obniżeniu potrzebnego na to nakładu pracy. Ciągła praca
systemu wraz z automatyczną analizą danych pomiarowych przekłada się w istotny sposób
na wzrost bezpieczeństwa analizowanej konstrukcji [5, 6].
2. Opis metody
Systemy monitorowania mogą realizować pomiary wymuszeń działających na
konstrukcję jak i odpowiedź konstrukcji na działające wymuszenie. Pomiar wymuszeń
działających na obiekt jest możliwy poprzez pomiar zmian odkształcenia gruntu
(spełzanie lub rozpełzanie), określania krzywizny deformacji, czy kontrolę zmian
stosunków wodnych. Do tych celów wykorzystywane są konstruowane w firmie SHM
System ekstensometry o długich bazach pomiarowych (nawet kilkadziesiąt metrów). Do
tego celu wykorzystywane są również klasyczne automatyczne inklinometry poziome
i pionowe przeznaczone do pomiarów ciągłych. Czujniki ciśnienia gruntu, ciśnienia
1
porowego wody oraz ciśnienia wody pozwalają na obserwację zmian parcia gruntu na
znajdujący się w nim fundament oraz odziaływań spowodowane zmiennym poziomem wód
gruntowych.
Pomiar odpowiedzi konstrukcji zawsze jest zadaniem, które wymaga
indywidualnego podejścia. W zależności od typu obiektu (kubaturowy czy liniowy, most
czy hala) oraz rodzaju zastosowanego do jego budowy materiału, istotne mogą być, w
określaniu stanów granicznych nośności i użytkowalności konstrukcji, różne wielkości
fizyczne. Najczęściej w systemach monitorujących obiekty poddane wpływom deformacji
górniczych stosuje się czujniki do pomiaru zmian rozwartości rys, czy dylatacji, czujniki
określające przechył obiektu lub jego części oraz czujniki umożliwiające pomiar
względnych przemieszczeń. W pewnych przypadkach bardzo istotnych informacji mogą
nam dostarczyć czujniki odkształceń, których zadaniem jest bezpośredni pomiar zmian
zachodzących w wytypowanych punktach konstrukcji.
W większości przypadków wpływ oddziaływań górniczych ma charakter statyczny.
Wówczas do pomiaru oddziaływań i odpowiedzi konstrukcji wykorzystywane są czujniki,
które przesyłają dane do urządzenia rejestrującego co kilka sekund do kilkudziesięciu
godzin (odstęp czasowy ustawiany jest dowolnie). Jeśli jednak istnieje ryzyko wstrząsów
górniczych, wówczas konieczne może być zastosowanie czujników i urządzeń, które wyniki
pomiarów rejestrują do kilkuset razy na sekundę. (np. 100Hz).
3. Technologia
Firma SHM System dostosowuje sposób swego działania do wymagań danego klienta.
Możemy dostarczać tylko sprzęt pomiarowy do samodzielnego montażu lub zaprojektować
system monitorowania, zainstalować go i być odpowiedzialnym za interpretację wyników
pomiarów. Oczywiście możliwe są także różne rozwiązania pośrednie. Dane pomiarowe
poprzez lokalne rejestratory przesyłane są z wykorzystaniem łączy internetowych (stałych,
GPRS, radiowych) do bezpiecznego serwera, na którym zainstalowana została platforma
pomiarowa SHM Monitor. Jest to specjalistyczne, dedykowane obsłudze systemów
monitorowania oprogramowanie do zbierania, analizy i zarządzania danymi pomiarowymi.
Środowisko to pozwala uruchamiać i obsługiwać bardzo duże systemy monitorowania
instalowane np. na mostach jak również zbudowane z kilku czujników systemy
monitorujące np. pojedyncze niewielkie obiekty zlokalizowane w obszarach objętych
wpływami górniczymi.
rys. 1. Przykładowe pulpity informacyjne z aplikacji SHM Monitor.
2
Zdefiniowanie oraz późniejsze modyfikowanie danego zadania pomiarowego w
platformie SHM Monitor jest na tyle intuicyjne że, po krótkim przeszkoleniu, może je
wykonywać dowolny użytkownik zarządzający systemem monitorowania.
Komunikacja użytkownika z systemem monitorowania odbywa się poprzez przyjazny
interfejs graficzny serwisu www. Sposób prezentacji danych na pulpitach informacyjnych
wybiera użytkownik. Dane prezentowane są w sposób graficzny, zestawień tabelarycznych,
raportów lub dowolnego połączenia tych sposobów (rys. 1).
3. Podsumowanie
Systemy monitorowania są rozwijane w Polsce dopiero od kilku lat. Instalowanie ich na
obiektach położonych w obszarach wpływów górniczych bardzo ułatwia pracę ekspertom
odpowiedzialnym za ocenę stanu technicznego tych obiektów. Przy pomocy systemów
monitorowania można obiektywnie określać, czy dany obiekt był projektowo przygotowany
do pracy w obszarze o prognozowanej kategorii deformacji, jak również czy rzeczywiste
deformacje terenu odpowiadają założonym kategoriom szkód górniczych.
SHM System oferuje również pomoc i sprzęt pomiarowy do prowadzenia pomiarów na
potrzeby krótkotrwałych (dni, tygodnie, miesiące) pomiarów badawczych czy
eksperymentalnych na potrzeby badań naukowych, ekspertyz, prac rozwojowych.
Szybko rozwijającą się częścią usług są pomiary inklinometryczne ścian
szczelinowych. W tym zakresie firma oferuje usługi na każdym etapie inwestycji, od
montażu rur inklinometrycznych po pomiary i raportowanie wyników.
Zapraszamy do współpracy.
Bibliografia
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
Bętkowski P.: „Obserwacja i naprawa dwuprzęsłowego stalowego mostu kolejowego
położonego na terenach górniczych”. Ochrona obiektów na terenach górniczych.
Praca zbiorowa (monografia) pod red. Andrzeja Kowalskiego, GIG, Katowice 2012,
s. 17-25,
Parkasiewicz B.: „Monitoring przemieszczeń elementów budowlanych w warunkach
prowadzenia eksploatacji górniczej na przykładzie obserwacji wiaduktu w Rudzie
Śląskiej”. Przegląd Górniczy, nr 8/2012
Kadela M.: „Systemy monitorowania obiektów liniowych na terenach górniczych”,
Materiały z konferencji naukowo-technicznej zorganizowanej w ramach XII Dni
Miernictwa Górniczego i Ochrony Terenów Górniczych, Brenna 2013, s. 163-172
Bednarski Ł., Sieńko R.: „Z monitoringiem bezpieczniej”. Inżynier Budownictwa Nr
10/2013s. 104÷108
Sieńko R.: „Monitorowanie konstrukcji budowlanych a wzrost ich bezpieczeństwa”,
„Przegląd budowlany”, nr 4/2007
Instrukcja ITB 443/2009. System kompleksowego zarządzania jakością
w budownictwie. Bezdotykowe metody obserwacji i pomiarów obiektów
budowlanych. Warszawa, 2009r.
3