Автоматизация мониторинга технического состояния мостов на мелиоративных каналах Ростовской области

В.А. Волосухин, С.И. Евтушенко, Т.А. Крахмальный, М.П. Крахмальная

Автоматизация мониторинга технического состояния мостов на мелиоративных каналах Ростовской области

Проблема технического состояния автодорожных мостов в Ростовской области, как и в целом по России, является весьма актуальной. Согласно статистике о состоянии мостов на автомобильных дорогах России, собранных за период с 1980 по 1990 год, более 50 % всех мостов не отвечают современным требованиям по условиям пропускной способности, грузоподъемности и долговечности. По данным Федеральной дорожной службы России, к середине 90-х годов прошлого века федеральная сеть автомобильных дорог (около 45 тыс. км) на значительном протяжении находилась в критическом состоянии [1]. Большинство сооружений требует полной замены несущих конструкций уже через 35-40 лет, тогда как мировая практика свидетельствует, что сроки службы железобетонных мостов должны быть не менее 70-80 лет.

Рис. 1. Аварийное состояние моста через Верхне-Сальский канал на ПК 242+50 в Зимовниковском районе вблизи х. Иловайский

Количество гидротехнических сооружений, зарегистрированных в Российском регистре, составляет 404, уровень безопасности для них оценен как

нормальный у 27,5 % сооружений, пониженный у 28,7 %, неудовлетворительный - 26 %, опасный у 8,7 % [2].

Постановлением Правительства Ростовской области от 08.08.2012 № 751 утверждена областная долгосрочная целевая программа «Развитие сети автомобильных дорог общего пользования в Ростовской области на 2015 - 2020 годы», из содержания которой следует, что по состоянию на 01.01.2012 года 39 % мостовых сооружений на сети автомобильных дорог регионального и межмуниципального значения находятся в неудовлетворительном состоянии, в том числе на 58 (14 %) сооружениях состояние не может быть доведено до нормативных требований путем проведения капитального ремонта (Областная долгосрочная целевая программа «Развитие сети автомобильных дорог общего пользования в Ростовской области на 2015 - 2020 годы» (утв. постановлением Правительства Ростовской области от 08.08.2012

№ 751)).

Преждевременный выход мостов из строя способствует постоянному увеличению количества сооружений, требующих ремонта или реконструкции, то есть накоплению «недоремонта» [3].

Преобладающими аварийными дефектами являются полное разрушение, образование дефектов, нарушающих нормальную работу конструкции; нарушение стыковых соединений, а также разрушение зон опирания, замковой части. Опасными дефектами, вызывающими ухудшение эксплуатационных свойств в элементах конструкции, становятся образующиеся трещины, размеры которых превышают предельно допустимые значения, отслоение защитного слоя бетона, коррозия бетона арматуры в виде высолов и ржавых потёков [4, 5].

Для мостового хозяйства России сохраняется общая негативная оценка состояния, характерная и для сети автомобильных дорог в целом, что было отражено в национальной программе совершенствования и развития сети автомобильных дорог России (Национальная программа совершенствования

и развития сети автомобильных дорог России на период до 2010 года «Дороги России - XXI век»).

Неудовлетворительное состояние мостового хозяйства в целом по стране приводит к большим социально-экономическим потерям. При этом, контроль над техническим состоянием мостов на мелиоративных каналах ведется не на должном уровне, информация о мостах, находящихся на балансе управлений мелиорации, порой полностью или частично отсутствует. Обследование мостов компетентными организациями выполняется только в случае аварии или перед списанием моста с баланса [6].

По прошествии длительного периода эксплуатации гидротехнические сооружения продолжают работать, без плановых ремонтов [7].

Вместе с тем, анализ и систематизация результатов текущих и периодических осмотров, а так же результатов специальных инструментальных обследований мостов, могут позволить проследить изменения размеров повреждений конструкций моста во времени, выявить динамику работы конструкций, рассчитать остаточный срок службы мостового сооружения и своевременно принять меры для предотвращения его разрушения [8, 9].

Заметим, что в России постоянный мониторинг используется только на «сложных» гидротехнических сооружениях: большепролетных мостах, плотинах, водохранилищах, гидроэлектростанциях, то есть на тех объектах, разрушение которых может привести к значительным экономическим потерям для государства. Вместе с тем, разрушения железобетонных мостов на каналах и других водных преградах могут вызвать не меньший экономический ущерб для государства в виду своей многочисленности [10].

В силу изложенного, весьма актуальной становится проблема получения своевременной, полной и объективной информации для принятия оптимальных решений по планированию и организации обследований и работ по ремонту мостовых сооружений, расположенных на сети орошающих каналов [11].

Авторами была разработана автоматизированная информационная система (далее - АИС) «Учет и систематизация характеристик железобетонных мостовых сооружений через водопроводящие каналы Ростовской области», которая позволит вести учет и мониторинг технического состояния

Рис.2. Структурная блок-схема программы

Блок «Главное меню» являясь управляющим, позволяет произвести переход к работе с реестром мостовых сооружений, блоком статистики и блоком мониторинга. Блок «Реестр мостовых сооружений» включает работу с архивом мостовых сооружений, блоком регистрации нового мостового сооружения, блоком редактирования информации о мостовом сооружении и блоком регистрации результатов обследования. При выборе «Регистрации нового мостового сооружения» последовательно вводятся общие данные о сооружении, место расположения, технические сведения, информация о проектной и экс-

плуатирующей организации, габаритные размеры моста, параметры опоры, параметры всех строительных конструкций, дорожного покрытия, ограждения и тротуаров и иная конкретизирующая информация. После введения всех данных, информация передается в архив, а пользователь возвращается в «Реестр мостовых сооружений».

Результаты выполненного регулярного осмотра мостовых сооружений заносятся в блок «Регистрация результатов осмотра». В данном блоке находит отражение информация о выявленных повреждениях подмостовного русла, железобетонных стенок лотков, железобетонных опор, мостовых балок, дорожного покрытия, тротуара и ограждения. Блок заканчивается вводом дополнительной информации и анализом технического состояния строительных конструкций, каждой конструкции программа присваивает категорию технического состояния. Используя коэффициенты значимости, программа вычисляет категорию технического состояния всего сооружения и остаточный срок службы моста.

Программа позволяет вывести на печать отчет о технических параметрах моста, а также результаты последнего или нескольких обследований, результаты всех обследований или за определенный год. В разделе «Статистика», система может выдать данные о количестве аварийных мостовых сооружений, ограниченно работоспособных и неработоспособных. С целью правильной оценки очередности распределения средств на капитальные и текущие ремонты программа выдает информацию о мостах с наименьшим остаточным ресурсом.

Таким образом, применение АИС «Учет и систематизация характеристик железобетонных мостовых сооружений через водопроводящие каналы Ростовской области» способствует сокращению затрат труда инженеров-мостовиков на поиск и обработку информационного материала о мостах.

Специальные формы актов визуального осмотра мостовых сооружений, представленные в информационной системе, содержат характерные дефекты

и повреждения для каждого элемента. При этом визуальный осмотр может выполнить любой специалист, даже не имеющий специального строительного образования.

АИС «Учет и систематизация характеристик железобетонных мостовых сооружений через водопроводящие каналы Ростовской области» позволит контролировать техническое состояние мостовых сооружений, следить за остаточным сроком их службы, обоснованно распределять финансирование на выполнение текущих и капитальных ремонтов.

Литература:

1. Концепция улучшения состояния мостовых сооружений на федеральной сети автомобильных дорог на 2002-2010 годы /Росавтодор. -М.:Информавтодор, 2002 . - 40с.

2. Волосухин В. А., Бандурин М.А. Особенности применения моделирования аварийных мостовых переездов через водопроводящие каналы при проведении эксплуатационного мониторинга //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2012. № 5. С. 82-86.

3. Волосухин В. А., Евтушенко С.И., Крахмальный Т.А., Крахмальная М.П. Повреждения строительных конструкций железобетонных мостовых переездов через мелиоративные каналы //Научные основы стратегии развития АПК и сельских территорий в условиях ВТО. Материалы Международной научно-Практической конференции.2014. Том 2. С. 160-164.

4. Бандурин, М.А. Мониторинг и расчёт остаточного ресурса аварийных мостовых переездов через водопроводящие сооружения [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 4 (часть 1). - Режим доступа: http: // ivdon.ru/magazine/archive/n4p1y2012/1260 (доступ свободный) -Загл. с экрана.- Яз.рус.

5. Hickman A.R. Carriers cut back coverage for construction defects / American Agent & Broker. 2003. Т. 75. № 7, 25-26 p.p.

6.Волосухин, В.А., Крахмальный, Т.А., Евтушенко, С.И., Крахмальная, М.П. Дефекты и повреждения строительных конструкций мостов на мелиоративных каналах Ростовской области [Текст]: Монография/ В. А. Волосухин, Т.А. Крахмальный, С.И. Евтушенко, М.П. Крахмальная.- Новочеркасск: Юж.-Рос. гос. политехн. ун-т (НПИ) имени М.И. Платова, 2013.-126 с.

7. Brabec E., Schulte S., Richards P.L. Impervious surfaces and water quality: a review of current literature and its implications for watershed planning // Journal of Planning Literature. 2002. Т. 16. № 4, 499-514 p.p.

8. Бандурин, М.А. Проблемы оценки остаточного ресурса длительно эксплуатируемых водопроводящих сооружений [Электронный ресурс] // «Инженерный вестник Дона», 2012, № 3. - Режим доступа: http: //ivdon.ru/magazine/archive/n3y2012/891 (доступ свободный) - Загл. с экрана.- Яз.рус.

9. Волосухин, В. А., Бандурин М.А. Особенности применения моделирования аварийных мостовых переездов через водопроводящие каналы при проведении эксплуатационного мониторинга [Текст] // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2012. № 5. С. 82-86.

10. Волосухин, В.А., Крахмальная, М.П., Евтушенко, С.И., Крахмальный, Т.А. Актуальные проблемы технического состояния длительно эксплуатируемых мостов через водопроводящие каналы в Ростовской области [Электронный ресурс]//Интернет-вестник ВолгГАСУ. Сер. Политематиче-ская,2013, №1 (25). - Режим доступа: http://vestnik.vg9N2y14 asu.ru/attachments/Volosukhin Krakhmalnaya Evtushenko Krakhmalniy-2013_1%2825%29.pdf (доступ свободный) - Загл. с экрана. - Яз. рус.

11. Волосухин, В.А., Крахмальный, Т.А., Евтушенко, С.И., Крахмальная, М.П. Повышение безопасности длительно эксплуатирующихся мостовых сооружений на магистральных каналах обводнительно-оросительных систем [Текст] // Научные исследования и разработки. Строительство и архитектура. 2013. Том 1. Выпуск 1. С. 62-67.