Мостовые сооружения являются наиболее ответственными и дорогостоящими элементами автомобильных дорог. Под воздействием нагрузок и влиянием окружающей среды в конструкциях мостов возникают и накапливаются дефекты и повреждения. В целях обеспечения бесперебойного, безопасного и беспрепятственного проезда по автомобильной дороге нормативными документами определены мероприятия по сбору информации о текущем состоянии мостовых сооружений. В состав мероприятий входят осмотры периодичностью один раз в 10 дней, диагностика; приемочные, предпроектные и специальные обследования и испытания, мониторинг. Все мероприятия, кроме отдельных видов мониторинга, носят дискретный характер. Требования ГК «Автодор» к составу, видам и порядку проведения работ приведены в СТО АВТОДОР 2.3-2013 «Организация оценки технического состояния мостовых сооружений на автомобильных дорогах Государственной компании «Автодор».
На практике непрерывный инструментальный мониторинг применяется только на сооружениях, где невозможно путем осмотра, дискретных измерений и расчетов установить полную картину напряженно-деформированного состояния конструкций и ее изменение в течение времени. Как правило, это мосты с конструкциями высокой сложности (например, вантовые системы); конструкции с применением новых материалов и технологий; сооружения в зоне сложных геологических условий, мосты с дефектами и повреждениями конструкций. Но доля таких сооружений ничтожно мала.
Таким образом, в настоящее время основной способ получения информации о сооружениях и основа оценки их состояния – дискретные измерения и периодический визуальный осмотр. Основным недостатком существующего подхода является отсутствие оперативной и объективной информации о состоянии сооружений. Сам по себе такой подход не позволяет своевременно выявить возникновение отдельных видов повреждений, их развитие и накопление. Кроме того, в отсутствие методик прогнозирования развития обнаруженных дефектов и повреждений это подталкивает экспертов существенно переоценивать их значение, значительно занижать ресурс конструкций. Не накапливается объективная информация о фактической работе тех или иных конструктивных решений.
В то же время мировой тренд в снижении цен на электронное оборудование и компьютерные технологии привел к интенсивному росту предложений как по отдельным датчикам систем мониторинга, так и комплектам оборудования с высокими техническими характеристиками. Кроме того, в настоящее время регионы прохождения федеральных автомобильных трасс в высокой степени оснащены коммуникациями для подключения питания и передачи данных. В сложившейся ситуации целесообразно рассмотреть вопрос о внедрении непрерывного автоматизированного инструментального мониторинга как основного способа получения информации об искусственных сооружениях. Затраты на закупку, установку и обслуживание систем мониторинга, по предварительным оценкам, могут быть на 70–90 % компенсированы за счет снижения затрат вследствие уменьшения объема дискретных измерений и существенного снижения частоты визуальных осмотров.
Основные преимущества предлагаемого подхода:
- формирование «инструментальной истории» состояния сооружений и снижение влияния экспертного мнения на оценку технического состояния сооружения;
- выявление скрытых и(или) долговременных процессов, снижающих грузоподъемность, долговечность и безопасность сооружений;
- оперативное информирование в режиме реального времени подразделений компании о статусе состояния сооружения, включая аварийное;
- контроль выполнения работ по осмотрам, диагностике, строительно-монтажным работам и т. п.;
- контроль и выявление проезда тяжеловесных автотранспортных средств;
- накопление информации о работе конструкций для последующего анализа эффективности их работы (концепция «дорога – полигон»).
Глобальная цель: снижение затрат на эксплуатацию сооружений и увеличение межремонтных сроков и сроков эксплуатации конструкций вследствие повышения достоверности информации, оперативности ее получения и обработки.
С 2014 года на автомобильной дороге М-4 «Дон» реализуется пилотный проект по внедрению системы непрерывного автоматизированного мониторинга мостовых сооружений и оползнеопасных склонов в рамках реализации ФЦП ГЛОНАСС. В качестве опытных объектов заказчиком работы (Минтранс РФ) определены Аксайские мосты через р. Дон на км 1061+569. Головным исполнителем работы является ООО «НИИ прикладной телематики». ООО «Автодор-Инжиниринг» осуществляет научно-техническое сопровождение данного проекта, включая интеграцию программного обеспечения мониторинга с геоинформационной базой данных ГИС и базой данных по мостам АИС ИССО-Н Государственной компании «Автодор». Ввод в эксплуатацию системы мониторинга в рамках пилотного проекта намечен на 2016 год.
По итогам работы будут сформулированы предложения по внедрению систем непрерывного автоматизированного мониторинга на искусственных сооружениях автомобильных дорог. Программное обеспечение и оборудование на объектах пилотного проекта по окончании пусконаладочных работ планируется передать на баланс Государственной компании «Автодор».
Александр Анисимов,
начальник отдела диагностики
мостов ООО «Автодор-Инжиниринг»
