Алгоритм выполнения ремонтных работ по восстановлению стоек опор ЛЭП

Размещено на http://www.allbest.ru/

Алгоритм выполнения ремонтных работ по восстановлению стоек опор ЛЭП

И.О. Егорочкина

Е.А. Шляхова

А.В. Черпаков

Д.Ю. Кучеренко

Л.А. Манвелян

Аннотация

Разработан алгоритм выполнения ремонтных работ по восстановлению стоек опор воздушных линий электропередач на основе метода вибрационной диагностики. Установлена периодичность, состав и последовательность проведения восстановительных работ. Разработаны эффективные ремонтные составы для восстановления железобетонных конструкций стоек опор ЛЭП.

Ключевые слова: алгоритм, ремонт конструкций, категория состояния, ведомость дефектов, неразрушающие методы контроля, вибродиагностика. ремонтный электропередача воздушный

Периодическая оценка технического состояния и установление категории работоспособности эксплуатируемых строительных конструкций принимает особую актуальность для объектов имеющих истекающий или истекший срок эксплуатации. Одними из объектов, введенных в эксплуатацию 30 и более лет назад, являются конструкции воздушных линий электропередач (ЛЭП). В процессе эксплуатации все элементы ЛЭП подлежат обязательному техническому освидетельствованию с периодичностью не реже 1 раза в 5 лет с целью определения возможности их дальнейшей безопасной работы, капитальный ремонт железобетонных и металлических опор выполняется не реже 1 раза в 12 лет (СТО 56947007-29.240.01.053-2010. Методические указания по проведению периодического технического освидетельствования воздушных линий электропередачи.). По результатам технического освидетельствования устанавливаются категории технического состояния конструкций (таблица 1).

Результатом проведения ремонтных работ является перевод объекта из II и III категории технического состояния в I категорию, т.е. восстановление незначительных повреждений, а также несущей способности и эксплуатационной надежности конструкций стоек опор ЛЭП, иными словами, восстановление работоспособного состояния объекта в целом.

Таблица 1 - Категории технического состояния конструкций стоек опор ЛЭП

Существующие рекомендации по ремонту конструкций [1] содержат методики и рекомендуемую последовательность работ, устанавливают требования к ремонтным материалам и техническим средствам для выполнения данных работ. Результаты ремонтных работ, в основном, оцениваются визуально. Однако, для объективной оценки качества выполнения ремонтных работ отдельных результатов визуального или выборочного инструментального контроля недостаточно. На необходимость использования комплекса методов как разрушающего, так и неразрушающего контроля технического состояния конструкций, указывают авторы работы [2]. Одним из неразрушающих методов диагностики является вибрационный метод, основанный на анализе параметров собственных колебаний обследуемых конструкций. Анализ работ [3-6] показывает, что вибродиагностика позволяет установить наличие или отсутствие дефектов объекта, применяется для оценки прочностных и деформативных свойств конструкций.

Целью работы является разработка алгоритма выполнения ремонтных работ по восстановлению стоек опор ЛЭП на основе метода вибрационной диагностики.

Объект исследования. В качестве объекта исследований выбрана железобетонная опора стойки ЛЭП типа СВ 95-3, изготовленная в соответствии с ГОСТ 23613-79. В соответствии с градацией характера разрушений конструкции, для анализируемого объекта установлена III категория технического состояния (таблица 1).

Выбор ремонтных составов осуществлялся на основе анализа исследовательских работ [7-10]. Определены наиболее успешно зарекомендовавшие себя для данных целей композиции: цементно-песчаный раствор, полимерцементные композиции, модифицированный мелкозернистый бетон. Характеристики использованных нами составов представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристики ремонтных составов

Алгоритм оценки категории технического состояния конструкции

Построен алгоритм со структурой вложенных циклов, принципы построения которого изложены в работах [11-12]. Разработанный алгоритм оценки категории состояния конструкции описывает последовательность операций по уточнению текущего состояния объекта; выявлению повреждений и дефектов, установлению качественных и количественных характеристик дефектов поврежденной области: вид, локализация, протяженность, площадь и т.п.; включает циклы анализа и выбора эффективных ремонтных составов, критериев оценки качества проведения ремонтных работ, установления категории состояния объекта по завершении ремонтных работ (рис.1).

Рис. 1 - Алгоритм оценки категории технического состояния опоры стойки ЛЭП

На первом этапе осуществляется визуальный осмотр, устанавливаются размеры конструкции, виды дефектов, их локализация, количество, параметры - размеры по протяженности и глубине. Методами неразрушающего контроля определяются прочностные характеристики. По результатам диагностики устанавливается категория технического состояния конструкции, в соответствии с которой принимается решение об объёмах, видах и сроках проведения ремонтных работ.

Разрабатывается программа проведения работ по восстановлению эксплуатационной надежности объекта. В лабораторных условиях подбирается ремонтный состав, отвечающий требованиям по физическим и химическим свойствам; отсутствию усадки ремонтного материала при твердении; адгезии не менее 1,5 МПа; прочности - не менее прочности бетона ремонтируемой конструкции; маркам по морозостойкости и водонепроницаемости; удобству применения.

После выполнения восстановительных работ осуществляется контроль качества ремонта. Критерием качества выполненных ремонтных работ является восстановление геометрических, прочностных и деформативных характеристик конструкции стойки опоры ЛЭП. Проводятся вибрационные испытания отремонтированной конструкции, регистрируется весь спектр частот собственных колебаний. На основе численного моделирования в конечно-элементном комплексе Ansys строится эквивалентная модель конструкции, проводится сравнительный анализ технических характеристик объекта до и после проведения ремонтных работ. Производится модальный расчет собственных колебаний, вычисляются собственные частоты колебаний. Устанавливается зависимость параметров собственных частот колебаний от величины адгезии между ремонтным составом и бетоном конструкции. На основе построенной зависимости устанавливаются косвенные прочностные характеристики, значения которых, при качественно выполненных ремонтных работах, соответствуют нормативным значениям. Принимается решение о переводе объекта в I категорию технического состояния.

Выводы

Разработанный алгоритм оценки качества выполнения ремонтных работ по восстановлению стоек опор ЛЭП с использованием комплекса методов визуальной, визуально-инструментальной и вибрационной диагностики позволяет повысить информативность технической диагностики, качество и эффективность проведения ремонтных работ. В дальнейшем, с использованием предложенного алгоритма, предполагается разработка методики оценки качества ремонта железобетонных конструкций стоек опор ЛЭП.

Работа выполнена при частичной поддержке Южного федерального университета (проект № 213.01. -2014/03ВГ), а также РФФИ (гранты № 14-38-50933 мол_нр. № 14-38-50915 мол_нр. 14-08-00546-A).

Литература

1. Рекомендации по проектированию усиления железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Надземные конструкции и сооружения / Харьковский Промстройниипроект, НИИЖБ. -М.: Стройиздат, 1992. - 191 с.

2. Гунгер Ю.Р., Тарасов А.Г., Чернев В.Т. Ультразвуковой и вибрационный контроль состояния железобетонных стоек опор и фундаментов воздушных линий электропередачи // Электроинфо. - 2005. - № 11. - С. 40-43.

3. Акопьян В.А., Рожков Е.В., Соловьев А.Н., Шевцов С.Н., Черпаков А.В. Идентификация повреждений в упругих структурах: подходы, методы, анализ: монография. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета. 2015. - 74 с. ISBN 978-5-9275-1517-2.

4. Cherpakov,A.V., Soloviev,A.N., Gricenko,V.V., Goncharov,O.U. Damages identification in the cantilever-based on the parameters of the natural oscillations // Defence Science Journal 2016, №1. рр. 44-50.

5. Акопьян В.А., Соловьев А.Н., Кабельков А.Н., Черпаков А.В.

Оценка влияния поврежденности элемента строительной конструкции на параметры его спектра собственных частот методом конечных элементов //Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2009.№ 1. С. 55-58.

6. Егорочкина И.О., Шляхова Е.А., Черпаков А.В., Соловьев А.Н. Анализ влияния дефектов в основании опоры ЛЭП на параметры собственных поперечных колебаний на основе аналитической модели. //Инженерный вестник Дона. 2015. №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/ n4y2015.

7. Способ приготовления бетонной смеси: пат. 2548263 С 1 Рос. Федерация: МПК C04B 40/00 (2006.01)/ Шляхова Е.А., Питерский А.М., Шляхов М.А. и др. заявитель и патентообладатель РГСУ (RU); опубл. 20.04.2015, Бюл.№ 11.

8. Егорочкина И.О. Рекомендации по подбору состава бетонов на вторичных заполнителях с разномодульными включениями //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2014. № 3. С. 49-53.

9. Шляхова Е.А., Холостова А.И. К вопросу повышения качества мелкозернистых бетонов на мелких песках // Инженерный вестник Дона, 2013, №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2110/.

10. Шляхова Е.А., Шляхов М.А. Новый способ приготовления мелкозернистых бетонных смесей // Инженерный вестник Дона, №4 (2015) URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3377.

11. Егорочкина И.О., Костыря Я.И. Алгоритм проведения комплексной диагностики конструкций незавершенного строительства // Инженерный вестник Дона, 2015, № 4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4y2015.

12. Kanstad T. Nonlinear Analysis Considering Timedependent Deformations and Capasity of reinforced Concrete. -Norway. -Trondheim. -NTH. -1990, -349 p.

References

1. Rekomendatsii po proyektirovaniyu usileniya zhelezobetonnykh konstruktsiy zdaniy i sooruzheniy rekonstruiruyemykh predpriyatiy. Nadzemnyye konstruktsii i sooruzheniya [Recommendations for design and strengthening of reinforced concrete structures reconstructed buildings. Overground design and construction.] Kharkovskiy Promstroyniiproyekt. NIIZhB. M.: Stroyizdat. 1992. 191 р.

2. Gunger Yu.R., Tarasov A.G., Chernev V.T. Elektroinfo. 2005. № 11. рр.40-43.

3. Akop'yan V.A., Rozhkov E.V., Solov'ev A.N., Shevtsov S.N., Cherpakov A.V. Identifikatsiya povrezhdeniy v uprugikh strukturakh: podkhody, metody, analiz: monografiya. [Identification of damage in elastic structures: approaches, methods, analysis] Rostov-na-Donu: Izdatel'stvo Yuzhnogo federal'nogo universiteta. 2015. 74 р. ISBN 978-5-9275-1517-2.

4. Cherpakov,A.V., Soloviev,A.N., Gricenko,V.V., Goncharov,O.U. Defence Science Journal. 2016, №1. pp. 44-50.

5. Akop'jan V.A., Solov'ev A.N., Kabel'kov A.N., Cherpakov A.V. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-Kavkazskij region. Serija: Tehnicheskie nauki, 2009, № 1. рр. 55-58.

6. Egorochkina I.O., Shlyakhova E.A., Cherpakov A.V., Soloviev A.N. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, № 4. URL: ivdon.ru/magazine/ archive/n4y2015.

7. Sposob prigotovleniya betonnoy smesi [A method of forming a concrete mix]: pat. 2548263 S1 Ros. Federatsiya: MPK C04B 40/00 (2006.01)/ Shlyakhova E.A., Piterskiy A.M., Shlyakhov M.A. i dr. zayavitel' i patentoobladatel' RGSU (RU); opubl. 20.04.2015, Byul. № 11.

8. Egorochkina I.O. Vestnik Yuzhno-Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arkhitektura, 2014, № 3. рр. 49-53.

9. Shlyakhova E.A., Kholostova A.I. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2014, №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4y2013/2110.

10. Shlyakhova E.A., Shlyakhov M.A. Inzhenernyy vestnik Dona (Rus), 2015, №4. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n4y2015/3377.

11. Egorochkina I.O., Kostyrya Ya.I. Inћenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, № 4. URL: ivdon.ru/magazine/ archive/n4y2015.

12. Kanstad T. Norway. Trondheim. NTH. 1990. 349p.

Размещено на Allbest.ru