Революция в структурном мониторинге
Поскольку мониторинг инфраструктуры становится все более важным, то же самое касается и доступности соответствующих технологий. Высокочастотный автоматизированный сбор данных — это путь вперед. В этой статье представлен обзор датчиков наклона, датчиков вибрации, измерителей трещин и других технологий, которые революционизируют область мониторинга активов.
Во всей Западной Европе инфраструктура сталкивается с серьезной проблемой обновления и замены большинства гражданских сооружений. Послевоенное строительство велось в условиях дефицита времени и ограниченных ресурсов, и в результате эти сооружения подходят к концу своего срока службы. Мониторинг активов является критически важным компонентом обслуживания и управления инфраструктурой. Мониторинг дает время для разработки решений и сбора ресурсов.
В наши дни данные являются ключом к автоматизированным инсайтам и предиктивному обслуживанию. Используя структурные знания, правильный набор данных может сказать инженеру, здоров ли мост или находится на грани обрушения. Непрерывный мониторинг обеспечивает постоянную проверку критических компонентов конструкции и служит системой раннего оповещения. Система раннего оповещения может функционировать на разных уровнях: как часть системы прямого отказа, например, отслеживая трещину в балке, или как часть предиктивного обслуживания, отслеживая такие вещи, как вибрации и наклон, чтобы распознавать тонкие изменения поведения актива с течением времени. В обоих случаях конечной целью системы раннего оповещения является обеспечение безопасности населения, при этом продлевая срок службы активов в инфраструктуре.
Традиционно мониторинг гражданских сооружений осуществляется посредством ручных инспекций, а также обследований с использованием тахеометров. Тахеометры являются основным продуктом в геодезической отрасли. Поскольку эти обследования сосредоточены на деформациях определенных точек в течение длительного периода времени с большими расстояниями между точками измерения, они принципиально отличаются от лазерного сканирования или фотограмметрических моделей.
Тахеометры сталкиваются с рядом проблем при использовании для мониторинга состояния конструкций. Для эффективной работы тахеометра требуется прямая видимость. Это проблема во многих средах, таких как туннели, а также под или внутри больших бетонных мостов. Тахеометры, а также (постоянно установленные) призмы должны быть очищены от пыли, грязи, снега и льда, чтобы получить четкие показания. Это особенно проблематично в туннелях, где призмы часто загрязняются, и измерения становятся непригодными для использования.
При использовании тахеометров для мониторинга состояния конструкции в (полу)критическом состоянии тахеометры часто устанавливаются постоянно в качестве системы раннего оповещения для получения непрерывных данных. Частота измерений зависит от количества точек измерения за цикл, но часто устанавливается примерно на уровне 1 цикла каждые 15 минут. В большинстве сред гражданских сооружений тахеометры имеют максимальное расстояние измерения 200 м из-за препятствий и для поддержания требуемой точности. Точность измерений обычно составляет около 1 мм, но из-за большого количества выполненных измерений ее можно существенно улучшить математически.
