Раздел 2
Теоретические основы комплексного исследования деформаций высотных сооружений
геодезическими методами
2.1. Характеристика Донбасского национального полигона испытаний опор линий
электропередач и башенных сооружений.
При разработке методики геодезического контроля происходящих деформаций в
процессе испытания новых видов высотных сооружений башенного типа необходимо
знать оптимальную точность, с которой выполняются геодезические измерения в
этот период, минимальное количество наблюдаемых точек по высоте испытуемого
сооружения, форму и точность геодезической сети, с пунктов которой производятся
измерения и исследуется влияние внешних условий на точность геодезических
измерений.
Учитывая, что полномасштабные образцы башенных сооружений испытываются на
прочность только на специальных полигонах, количество которых в мировой
практике на 1998 г. не превышало 13, методика испытаний на каждом, имеет
определенные особенности и в публикациях не отражена.
Донбасский испытательный полигон электросетевых конструкций создан на
территории Донбасской государственной академии строительства и архитектуры и
получивший статус национального, предназначен для проведения статических и
динамических испытаний и сертификации электросетевых конструкций, сооружений
башенного типа, опор ЛЭП, поступающих на внутренний и мировой рынок [40]. Центр
испытаний аккредитован Госстандартом Украины в системе сертификации УкрСЕРП 1
февраля 1995 г. Он находится в 8 км от центра Донецка. Проект испытательного
полигона, программа и система управления испытаниями разработаны в соответствии
со стандартом МЭК-652 «Испытания опор воздушных линий электропередач
механическими методами».
На рис.2.1 приведено расположение основных сооружений Донбасского
испытательного полигона. В его состав входят [85]:
* силовой пол с размерами 24х25,2 м;
* две металлические решетчатые силовые башни высотой 65 м;
* два помещения натяжных устройств;
* система динамометров и тензометрических датчиков для измерения усилий,
прилагаемых в процессе испытаний конструкций (опор);
* сборочная площадка с подъемно-транспортным оборудованием;
* помещение для размещения контрольно-измерительной аппаратуры и оперативного
руководства испытаниями;
* система громкоговорящей связи;
* геодезическое обоснование, необходимое для определения деформаций опор ЛЭП.
Рис.2.1. Схема полигона испытаний опор линий электропередач и башенных
сооружений.
Площадь полигона составляет 40 тыс.кв.м. Оборудование полигона позволяет
проводить статические и динамические испытания всех видов электросетевых опор,
металлических башен, ветроэлектростанций и других сооружений подобного типа в
вертикальном положении высотой до 75 м. и базой 13х13 м.
При испытании башенных сооружений горизонтальную и вертикальную нагрузки на
конструкцию измеряют динамометрами, а перемещения и деформации конструкций
геодезическими методами в местах приложения сил и в точках, которые определяют
устойчивость или прочность сооружения в целом. Учитывая, что в процессе
испытаний величины перемещений конструкций или опоры могут возрастать от 50 до
700 мм., методика геодезических измерений рассчитана на максимально возможную
точность, или дифференцировано с учетом прилагаемых усилий на разных этапах
испытаний [85]. Процесс испытаний одной опоры может длиться от 7-10 дней до 1
месяца, при неблагоприятных условиях погоды или малой прочности сооружения
(ошибок в проектировании), когда опора может быть разрушена прежде, чем
достигнет предельных нагрузок.
Геодезические работы, которые обычно выполняются при прокладке линий
электропередач, включают разбивку на местности центров опор и их фундаментов,
контроль вертикальности опор, определение фактических габаритов проводов над
земной поверхностью и производятся, как правило, с меньшей точностью, чем
испытания опор.
2.2. Теоретическое обоснование необходимой точности геодезических работ при
исследовании деформаций высотных сооружений.
Целью геодезических измерений при испытании высотных сооружений башенного типа
является исследование происходящих деформаций под воздействием разного рода
нагрузок, задаваемых в процессе испытаний. В отличии от геодезических
измерений, выполняемых при монтаже или эксплуатации высотных сооружений
башенного типа, при испытании необходимо обеспечить следующие требования:
* выполнять измерение деформаций конструкций или всего сооружения с
минимальными затратами времени и необходимой точностью;
* производить выдачу информации о деформациях или перемещениях сооружения в
кратчайшие временные интервалы, рассматривая процесс испытаний как
непрерывный;
* определять и исключать воздействие различных внешних факторов на точность
геодезических измерений возникающих деформаций сооружений при испытании;
* иметь методы контроля точности определяемых перемещений в процессе испытаний.
Изучение и организация процессов таких измерений началось относительно недавно
(в сравнении с накопленным опытом геодезических измерений в разных отраслях
народного хозяйства). Первоначально смещения и деформации испытуемых опор ЛЭП
определялись методами непосредственного измерения перемещений марок,
закрепленных на конструкциях относительно вертикальной геометрической оси
сооружения, когда с помощью двух теодолитов осуществлялось проектирование
перемещений на горизонтальную измерительную линейку или нивелирную рейку, а
также способом координат. Однако до настоящего времени нет оптимальной методики
выполнения измерений деформаций при испытании высотных сооружений с необходимой
точностью.
При испытании опор ЛЭП, прилагаемые горизонтальн
- Київ+380960830922