Файл: Дипломная работа соответствует установленным требованиям и направляется в гэк для защиты.docx
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 481
Скачиваний: 26
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Рекомендуют горизонтальные и вертикальные методы расчетов и исследований для определения критериальных значений К1 и К2 показателей состояния гидротехнического сооружения. Применяют детерминистические расчеты прочности и устойчивости бетонных гидросооружений и сооружений из грунтовых материалов. На стадии эксплуатации критериальные значения показателей состояния ГТС уточняются поверочными расчетами по «откалиброванным» на основе данных натурных наблюдений детерминистическим математическим моделям, а также на основе прогнозных статистических (регрессионных) моделей.
Геодезические методы успешно применяются при определении деформаций, осадок, кренов, а иногда и для наблюдения за трещинами.
Способы и средства геодезических измерений, а также рекомендуемая периодичность наблюдений гидротехнических сооружений I класса приведена в таблице 1.
Таблица 1
| Виды наблюдений | Рекомендуемая периодичность |
| Геодезические наблюдения за состоянием плотины, зданий и гидротехнических сооружений | |
| Измерение осадок агрегатных блоков по продольному гидронивелиру | ежемесячно |
| Измерения осадок секций плотины по продольным гидронивелирам в галереях | Два раза в год |
| Нивелировка подходов к плотине от фундаментальных и скальных реперов | Два раза в год |
| Наблюдения за наклонами секций плотины по системе поперечных гидронивелиров | Черыре раза в год |
| Плановые и высотные наблюдения по геодезическим знакам на фундаментах зданий | Один раз в год |
| Регистрация плановых перемещений секций плотины по системе прямых и обратных отвесов | ежемесячно |
| Измерение прогиба плотины по струнно-оптическому створу | Два раза в год |
| Наблюдения за раскрытием трещин в железобетонных оболочках водоводов и в напорной грани плотины | ежемесячно |
| Наблюдения за раскрытием межсекционных и межстолбчатых швов тела плотины и межагрегатных швов здания ГЭС | Четыре раза в год |
| Наблюдения за раскрытием трещин в несущих стенах зданий | ежемесячно |
| Наблюдения за прогибами ригелей и балок рам корпуса здания ГЭС | Четыре раза в год |
| Наблюдения за наклонами колонн корпуса здания ГЭС по прямым отвесам | Четыре раза в год |
| Планово-высотная съемка подкрановых путей | Один раз в год |
| на гребне плотины | |
| здания ГЭС | |
| на мосту нижнего бъефа, за зданием ГЭС | |
| на базе оборудования | |
| крана специального | |
| Нивелирование марок оборудования открытого распределительного устройства | Один раз в пять лет |
Для выполнения мониторинга разрабатывается программа наблюдений, которая является основным технических документом для производства работ и составляется на стадии технического задания. В этом задании наблюдений на гидроузле, указывают:
– объекты наблюдений и виды деформаций (осадки, горизонтальные смещения);
– ожидаемые значения деформаций и точность их определения;
– схемы размещения КИА по каждому сооружению;
– циклы наблюдений, начало измерений деформаций;
– допустимые места расположения исходных плановых и высотных знаков (за пределами зоны деформаций горных пород), от которых будут определять деформации;
– виды отчетной документации и порядок ее представления.
В программе наблюдений должны быть отражены:
– характеристики района строительства и объектов наблюдений;
– схемы сетей, конструкция и размещение опорных и контрольных знаков;
– подсчет погрешности единицы измерения, выбор класса (разряда) измерений или разработка методики, выбор инструментов и оборудования, их исследования и поверки;
– контроль стабильности исходных пунктов;
– порядок камеральной обработки результатов измерений;
– виды отчетной документации и сроки их представления.
Составной частью системы мониторинга гидротехнических сооружений является автоматизированная система диагностического контроля. Она представляет собой интегрированную систему, в которую входят: информационно-диагностическая система (сбор, хранение, обработка и анализ результатов измерений по КИА, диагностика и оценка безопасности сооружений), автоматизированная система опроса КИА с использованием датчиков и передачи результатов измерений на сервер сбора данных.
Автоматизированная система диагностического контроля обеспечивает: автоматический опрос, накопление и хранение данных наблюдений, обработку данных измерений по КИА (первичная и вторичная), визуализацию данных наблюдений, доступ к данным наблюдений, графические схемы размещения КИА и контроль работоспособности измерительных приборов.
Инструментальные и визуальные наблюдения за гидротехническими сооружениями проводятся в режиме мониторинга в сроки с определенной программой наблюдений в соответствии с требованиями СТО 17330282.27.140.003-2008. Регулярные наблюдения начинают на стадии строительства и непрерывно продолжают в течение всего периода жизненного цикла сооружений.
Проверка абсолютных осадок и горизонтальных перемещений сооружения обязательно проводится перед началом наполнения водохранилища, в процессе наполнения водохранилища и при самом низком уровне. Внеочередные циклы измерений по КИА и визуальных осмотров сооружений должны проводиться: после прохождения катастрофических паводков; землетрясений более 5 баллов; сильных штормов (ураганов); превышение уровня верхнего бьефа больше проектного; перемерзания дренажных устройств.
Первичная обработка данных мониторинга заключается в переводе показаний КИА и измерительных устройств в физические величины контролируемых показателей сооружения (например, напряжения, напор, расход, температура, смещения и др.), в выявлении ошибок измерений и в оперативном занесении полученной обработанной информации в базы данных информационно-диагностической системы (компьютер пользователя). Вторичная обработка проводится с использованием программного комплекса, результаты обработки должны быть представлены в виде таблиц и графиков. Первичная и вторичная обработки данных мониторинга должны выполняться подразделением (специалистами) ГЭС, осуществляющим оперативный контроль работы и технического состояния гидротехнических сооружений.
1.2 Геодезические методы определения горизонтальных cмещений гидротехнических сооружений
Вследствие сдвига сооружений или их оснований, прогиба под действием давления воды и сезонного колебания температуры внешней среды могут возникнуть горизонтальные смещения.
Относительные и абсолютные смещения могут быть выявлены при проведении исследования. Относительные смещения представляют собой разность перемещений одних частей сооружения (секций) относительно других. Полученные результаты относительных смешений позволяют более правильно проектировать уплотняющие устройства в осадочных швах сооружений, размещать силовое оборудование и другое. Полной величиной горизонтального смещения по отношению к неподвижным геодезическим опорным знакам характеризует абсолютные смещения.
Как показывает опыт, наблюдения за общими деформациями крупных плотин (осадками, горизонтальными смещениями, прогибами, наклонами и др.) позволяют достаточно точно и надежно оценить статическую работу сооружения совместно с основанием, как в период наполнения водохранилища, так и при последующей эксплуатации. Для организации наблюдений за горизонтальными смещениями плотины и берегов создаются внешние и внутренние геодезические сети. Основными методами создания внешних сетей являются линейно-угловые сети и сети, создаваемые с применением ГНСС-приемников, трилатерации. Внутренние сети состоят из опорных пунктов, расположенных на плотине. Опорные пункты создаются с помощью прямых и обратных отвесов или собственно опорных пунктов створов, если опорные пункты створа неподвижны.
За взаимными перемещениями бычков водосливной плотины и секций плотины ведут наблюдения на всех бетонных плотинах. Состояние и качество цементации позволяет сделать контроль раскрытия швов в эксплуатационный период. По одноосным, двухосным и трехосным щелемерам производят наблюдения. Измерения выполняются микрометрами с ценой деления 0,01 мм.
Для наблюдений за плановыми смещениями сооружений применяются линейно-угловые сети, они чаще всего используются на крупных гидротехнических объектах. Они в основном используются для контроля устойчивости исходных опорных пунктов, для измерения смещений недоступных точек и других построений.
При небольших длинах сторон являются высокие требования к точности определения координат пунктов (2-5мм), это характерная особенность данного вида работ.
В линейно-угловых сетях треугольники стараются проектировать близкими к равносторонним; в особых случаях острые углы допускают до 20°, а тупые - до 140°. Для контроля масштаба сети в свободных сетях необходимо иметь не менее двух непосредственно измеренных базисных сторон.
Неподвижные опорные пункты створа не представляется возможным установить в натуре при возведении гидротехнических сооружений на сжимаемых основаниях. При этом случае для контроля горизонтальных перемещений сооружений применяется комбинированный способ, представляющий собой комбинирование способа створных измерений с гидротехнической трилатерацией или линейно-угловыми сетями.
Линейно-угловая сеть строится, как правило, как сеть треугольников, в которых измеряют углы и длины сторон. Отличием высокой надежности этой сети является большое число избыточных измерений.
При проектировании линейно-угловой сети следует иметь в виду следующее:
– наиболее жесткой являются построения линейно угловой сети по сравнению с другими геодезическими построениями. Жесткость триангуляции и трилатерации во многом зависит от геометрической конфигурации сети, но при этом конфигурация сети может быть не идеальной;
– сети триангуляции и трилатерации отличаются тем, что линейно-угловая сеть позволяет вычислить координаты пунктов точнее, чем в этих сетях, примерно в 1,5 раза;
– совместное уравновешивание линейно-угловых сетей приводит к повышению точности элементов сети, если соотношение ошибок угловых и линейных измерений лежит в пределах.
(1)При не соблюдений этих условий, целесообразно выполнить только линейные или только угловые измерения в зависимости от того, какая из двух величин-
или 
меньше (т.е. измерения точнее).Не все стороны сети, а только их часть можно измерить в ряде случаев. Исходя из заданной погрешности определения координат пунктов или сторон сети выбирают необходимый объем измерений в сети. С помощью ЭВМ или по формулам выполняют расчет ожидаемой точности элементов сети. Вычисляют суммарную ошибку по формуле (2), затем вычисляют отдельно погрешности My и Mл положения пункта для угловой и линейной сети при измерении всех сторон сети.
(2)По существующим программам выполняют уравнивание линейно-угловой сети параметрическим способом на ЭВМ. Длины сторон и координаты пунктов сети, а также их погрешности получают в результате уравнивания.
Ведомость смещений пунктов составляют по полученным данным и в случае необходимости аналогичную ведомость изменения длин сторон.
Линейно-угловые сети (измерение углов и сторон) на практике встречаются обычно в тех случаях, когда существующие методы угловых или линейных измерений не могут каждый отдельно обеспечить требуемую точность определения смещений. Линейно-угловые сети обычно создают в горных районах для изучения движения берегов в зоне водохранилища и в створе. Схема сети представлена в приложении А.
С точным измерением длин сторон и углов между ними прокладываются ходы полигонометрии в галереях плотины. К плановой сети плотины привязываются ходы полигонометрии, в других случаях концы хода закрепляются обратными отвесами, якоря которых заглублены в основание. Для оперативного наблюдения данный метод не пригоден, так как длителен и трудоемок. Также из-за рефракции в галереях плотин результаты могут быть искажены.
При подверженности опорных пунктов створа смещениям или при непрямолинейности формы сооружения применяют комбинированный способ. Комбинированный способ – линейно-угловые сети в сочетании со створным способом. При этом смещения на контрольных знаках сооружения должны быть определены с учетом происшедших перемещении, концевых знаков створа. На основании полученных данных строятся графики по времени нарастания нагрузок и осадок, перекосы (наклоны) секции сооружения. Попытки разработать новые, более эффективные способы определения абсолютных перемещений сооружения наблюдаются попытки в настоящее время в отечественной и зарубежной. Например, заслуживает внимания оптическое устройство, испытываемое на французской арочной плотине Абен и позволяющее одновременно измерить все 6 составляющих смешения контролируемой точки сооружения, что неосуществимо известными способами (3 линейных и 3 узловых). Устройство основано на свойстве прикрепленных к объекту 3 плоских зеркал отклонять при его смешении отраженные лучи света, падающие на специальный приемный экран. Источники света и приемный экран могут быть значительно удалены от контролируемого сооружения. Оптический способ позволяет фиксировать смешения с точностью + 2 мм, при расстояниях порядка 100 м, что вполне достаточно для практических целей.