Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации

ПРЕДИСЛОВИЕ

Техническое диагностирование конструкций зданий, сооружений и

оборудования  является  процессом  определения  их  технического  состояния  и
включает  в  себя  поиск  дефектов,  измерения  и  технический  контроль
диагностических  признаков.  Вместе  с  диагностическими  признаками,
характеризующими физический, химический и моральный износ конструкций,
большое

место

занимают

признаки,

характеризующие

деформации

конструкций, а также их пространственное и взаимное положение
(геометрические параметры).

Геодезический

контроль

(ГК)

геометрических

параметров,

характеризующих,  наряду  с  другими  признаками,  техническое  состояние
конструкций зданий, сооружений и оборудования (в дальнейшем для краткости
–  ГК  технического  состояния  объектов),  является  важной  частью  системы
технического  контроля  и  управления  качеством  эксплуатации  промышленных
предприятий.

Система ГК (объекты контроля и геометрические параметры, методы и

средства контроля, процессы и операции, их последовательность и др.) является
неотъемлемой  частью  технической  эксплуатации  зданий,  сооружений  и
оборудования,  а  отдельные  элементы  системы  зачастую  разрабатываются
одновременно  с  проектами  строительства  и  в  обязательном  порядке
фиксируются в проектной, конструкторской и технологической документации.

Геодезическому контролю на промышленных предприятиях присущи:

разнообразие объектов и, соответственно, контролируемых параметров

как по номенклатуре, так и по значению и допускам;

большое число методов и средств измерений;

значительные затраты на контроль;

зачастую отсутствие регламентированных процедур проектирования

системы ГК;

противоречивость требований к проектированию системы контроля.

Из-за несовершенства технологии контроля в практике работ имеют место

как существенные ошибки в определении фактического технического состояния
конструкций объектов, что снижает уровень безопасной эксплуатации
объектов, так и непроизводительные затраты на проектирование и производство
ГК, что приводит к большим экономическим потерям.

Потери при проектировании и проведении процессов и операций контроля

обуславливаются следующими причинами:

отсутствием современных нормативно-технических документов,

регламентирующих решения задач геодезического контроля;

неправильным назначением точности и периодичности контроля;

неправильным назначением средств контроля по погрешности

измерения и условиям применения;

недостаточной квалификацией контролеров;

недостаточным применением прогрессивных технологий, методов и

средств измерений;

отсутствием унифицированной терминологии и форм документации по

контролю.

Настоящее руководство написано в развитие теоретических основ ГК,

изложенных в монографии [82] «Геодезический контроль сооружений и
оборудования

промышленных

предприятий»,

призвано

обобщить

производственный опыт  и исследования в области ГК технических состояний
инженерных  объектов  и  дать  четкие  и  обоснованные  рекомендации  по
геодезическому  обеспечению  эксплуатации  сооружений  и  технологического
оборудования промышленных предприятий.

В работе приведены сведения практического характера, позволяющие

рационально и качественно выполнять проектирование и производство
технологических процессов геодезического контроля технического состояния
конструкций зданий, сооружений и оборудования промышленных предприятий в
процессе их эксплуатации.

Описаны основные особенности проектирования и выполнения

геодезических  работ  по  контролю  осадок  и  горизонтальных  смещений
инженерных  объектов  и  их  оснований,  кренов  высоких  сооружений,
деформаций  несущих  конструкций  зданий,  сооружений  и  средств  их
технического оснащения.

Описания технологий геодезического контроля геометрических параметров

сопровождаются примерами, показывающими весь путь выполнения работ,
начиная от назначения объектов и характерных для них видов геометрических
параметров и заканчивая обработкой и представлением материалов по контролю.

В то же время, вопросы ГК инженерных объектов промышленных

предприятий  столь  многоплановы  и  обширны,  что  не  могут  быть  отражены  в
руководстве  в  полном  объеме.  Так,  в  нем  недостаточно  полно  освещены
вопросы  прогнозирования  и  интерпретации  результатов  активного  контроля
геометрических параметров, автоматизации измерений и обработки материалов,
метрологической  аттестации  средств  измерений,  конструктивных  решений
геодезической  КИА  и  др.,  представляющих  собой  целые  отдельные
направления  исследований.  По  указанным  направлениям  исследований
рекомендуется  обратиться  к  работам  Асташенкова  Г.Г.  [2,  3  и  др.],  Гридчина
А.Н.  [56  и  др.],  Гуляева  Ю.П.  [57,  58,  127  и  др.],  Зацаринного  А.В  [83  и  др.],
Клюшина Е.Б. [92 и др.], Михелева Д.Ш. [106 и др.], Осоловского В.П. [109 и
др.],  Панкрушина  В.К.  [11  –  114  и  др.],  Пимшина  Ю.И.  [165  и  др.],  Соколова
В.И. [149 и др.], Украинко В.М. [163 и др.], Уставича Г.А. [164 и др.], Хорошилова
В.С. [165 и др.], Ямбаева Х.К. [167, 168 и др.], нормативным источникам [17  –
24] и др.

Для читателей, желающих ознакомиться более детально с системой

качества

проектирования,

строительства

эксплуатации

объектов

промышленных предприятий, дается обширный список нормативной и
технической литературы по данному направлению.

При работе над книгой автор стремился отразить то новое в области

прикладной геодезии, что необходимо для подготовки квалифицированных
инженеров-геодезистов в современных условиях. Эти обстоятельства позволят
использовать материал пособия для подготовки студентов и аспирантов.

Автор благодарен ректору Сибирской государственной геодезической

академии, профессору И.В. Лесных за редактирование работы и помощь по ее
изданию;  а  также  признателен  рецензентам  –  профессорам:  Г.Г  Асташенкову
(Государственный  архитектурно-строительный  университет)  и  А.П.  Карпику
(Сибирская  государственная  геодезическая  академия)  за  доброжелательную
критику  недостатков  рукописи  и  указание  путей  к  их  устранению.  Автор
благодарен  также  за  помощь  по  редактированию  и  изданию  руководства
сотрудникам  редакционно-издательского  отдела  Сибирской  государственной
геодезической академии.

Автор будет признателен всем, кто сочтет возможным прислать свои

замечания и пожелания к данной работе по адресу: 630108, г. Новосибирск, 108,
ул. Плахотного, 10, кафедра инженерной геодезии и информационных систем.

ВВЕДЕНИЕ

Содержание настоящего руководства посвящено проектированию и

проведению геодезического контроля технического состояния конструкций
сооружений и технологического оборудования промышленных предприятий в
процессе их эксплуатации.

В существующей геодезической литературе основное внимание, как

правило,  уделяется  конкретным  методам  и  средствам  измерений  при
геодезическом  контроле,  тогда  как  исходные  позиции  (выбор  параметров,
методов  и  процессов,  назначение  точности  и  др.)  отходят  на  второй  план  или
совсем  не  излагаются.  Поэтому,  с  целью  преодоления  указанного  недостатка,
автор руководства делает упор на комплексность решения задач по определению
технического  состояния  сооружений  и  оборудования  по  геометрическому
признаку,  используя  весь  арсенал  принципов,  методов  и  средств  системы
технического контроля.

В связи с вышеизложенным, в первом разделе кратко рассмотрены

теоретические основы геодезического контроля. Здесь приводятся основные
сведения по технической эксплуатации объектов промышленных предприятий и
роли и месте геодезического контроля; дается описание системы, ее
структуры и элементов.

Второй раздел посвящен проектированию технологий ГК по определению

состояния  конструкций  зданий,  сооружений  и  оборудования  и  их  оснований,
включающих: выбор контролируемых параметров; выбор методов контроля по
объемной,  временной  характеристикам  и  управляющему  воздействию;
назначение  точности  контроля;  выбор  схем,  методов  и  средств  измерений
геометрических параметров.

Последующие разделы содержат краткие теоретические сведения и

развернутые примеры проектирования и производства ГК наиболее
характерных видов объектов и геометрических параметров:

осадок зданий, сооружений и технологического оборудования и их

оснований;

горизонтальных смещений напорных сооружений;

кренов высоких сооружений;

местного,

пространственного

взаимного

положения

надфундаментных конструкций сооружений;

пространственного и взаимного положения конструкций средств

технического оснащения зданий и сооружений;

прямолинейности, соосности, пространственного и взаимного

положения конструкций и узлов крупногабаритного технологического
оборудования.

Приложения содержат необходимые сведения справочного характера для

выполнения проектирования процессов геодезического контроля – термины и
определения, предельно допустимые значения параметров, методы и средства
измерений параметров и др.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ХАРАКТЕРИЗУЮЩИХ
ТЕХНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОБЪЕКТОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ
ПРЕДПРИЯТИЙ В ПРОЦЕССЕ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ

1.1.

Основные положения организации контроля эксплуатации зданий,
сооружений и оборудования промышленных предприятий

1.1.1.

Техническая эксплуатация зданий, сооружений и оборудования и
определение их технического состояния

Надежность и безопасность являются основными требованиями к качеству

эксплуатации технических объектов промышленных предприятий.

Анализ аварий зданий и сооружений промышленных предприятий [94, 166]

свидетельствует о том, что основными причинами их являются:

1) некачественное проектирование (ошибки расчетных схем; ошибки

выбора  материала;  слабая  достоверность  инженерно-геологических  и
гидрогеологических  изысканий;  неверный  учет  природно-климатических,
силовых  и  других  воздействий;  ошибки  в  обеспечении  жесткости  и
устойчивости системы при принятии проектных решений);

2) ошибки строительства (низкое качество строительно-монтажных работ:

ослабление сечений элементов конструкций, узлов, сварных швов; замена стали
с более низкими прочностными характеристиками; утяжеление конструкций
при устройстве покрытий; низкое качество бетона; уменьшение количества
арматуры; нарушение технологии бетонирования и др.);

3) нарушения конструкций при эксплуатации (повреждения от силовых

воздействий, приводящие к трещинам, разрывам, потере устойчивости,
расшатыванию соединений; повреждения от механических воздействий,
приводящие к прогибам, вмятинам, искривлениям, истираниям; повреждения от
физических воздействий, приводящие к короблению и трещинам при низких и
высоких температурах; повреждения от химических воздействий, приводящие к
коррозии металла и разрушению бетона).

Многократное увеличение числа аварий в настоящее время связано не

только  с  техническими  причинами,  показанными  выше,  но  и  с  социально-
экономическими  условиями,  присущими  нашему  обществу:  экономия,
небрежность,  невежество,  нанесение  вреда  путем  взрывов  и  пожаров,  и,
особенно,  снижение  уровня  контроля  на  всех  стадиях  строительства  и
эксплуатации,  а  также  разрушение  системы  планово-предупредительных
ремонтов.

В качестве основных причин присутствуют также неучтенные в проектах

природные факторы – наводнения и подтопления территорий, силовые
воздействия ураганов, селей и оползней и т. п.

Увеличение надежности и продления срока службы конструкций является

актуальной хозяйственной задачей, так как эффективность вытекающих из ее
решения мероприятий по предотвращению отказов и аварий не подлежит
сомнению.

Решение этой задачи на промышленных предприятиях достигается

правильно поставленной технической эксплуатацией их зданий, сооружений и
оборудования.

Большая роль в системе организации эксплуатации промышленных

предприятий отводится органам управления и контроля. Они осуществляют:

контроль за организацией эксплуатации предприятия;

контроль за соблюдением «Правил технической эксплуатации» (ПТЭ),

«Правил техники безопасности» (ПТБ), «Правил пожарной безопасности» (ППБ)
и инструкций по эксплуатации;

периодический контроль за состоянием оборудования, зданий и

сооружений;

организацию периодических освидетельствований;

контроль за соблюдением установленных сроков средних и

капитальных ремонтов;

контроль за расследованием нарушений ПТЭ и инструкций по

эксплуатации;

учет нарушений ПТЭ, инструкций по эксплуатации и других

нормативно-технических документов (НТД), в том числе на объектах,
подконтрольных органам государственного надзора;

контроль за разработкой нормативно-технической документации по

обеспечению безопасной эксплуатации объектов.

На каждом предприятии должны быть организованы техническое

обслуживание

планово-предупредительные

ремонты

строительных

конструкций  и  оборудования.  Объѐм  технического  обслуживания  и  планово-
предупредительных  ремонтов  определяется  необходимостью  поддержания
работоспособного  состояния  объекта,  периодического  его  восстановления  и
приведения в соответствие с меняющимися условиями работы. Периодичность
и продолжительность всех видов ремонта должны устанавливаться нормативно-
техническими документами.

Организация ремонтного производства, технология ремонтных работ,

порядок подготовки и вывода в ремонт, а также приемки и оценки состояния
отремонтированного объекта определяются «Положением о проведении
планово-предупредительного ремонта производственных зданий и сооружений»
[117].

Чтобы качественно вести техническую эксплуатацию, на каждом

предприятии должны быть следующие документы:

акты и свидетельства отвода земельных участков;

геологические, гидрогеологические и другие данные о территории с

результатами испытаний грунтов и анализа грунтовых вод;

акт заложения фундаментов с разрезами шурфов;

акты приемки скрытых работ;

акты (или другие материалы наблюдений) об осадках зданий,

сооружений и фундаментов под оборудование, полученные в период
строительства;

акты индивидуального опробования и испытаний оборудования и

технологических трубопроводов;

акты государственной и рабочих приемочных комиссий;

утвержденная проектная документация со всеми последующими

изменениями;

технические паспорта зданий, сооружений, технологических узлов и

оборудования;

исполнительные рабочие чертежи оборудования и сооружений, чертежи

всего подземного хозяйства;

исполнительные рабочие технологические схемы;

инструкции по обслуживанию строительных конструкций.

Комплект указанной выше документации должен храниться в техническом

архиве предприятия.

При наличии такой документации возможно правильно организовать

диагностику и технический контроль по определению состояния сооружения и
его основания, в том числе и геодезический контроль геометрических
параметров.

На каждом предприятии должны проводиться систематические поверки,

испытания и наладка технических средств измерений, обеспечивающих
контроль процессов производства. Метрологическое обеспечение должно быть
организовано на основе правил и норм, предусматривающих единство и
требуемую точность измерений.

Особое место в эксплуатации предприятий отводится расследованию

аварий  [104]  на  всех  зданиях  и  сооружениях  1-го  и  2-го  классов  по  степени
ответственности  (СНиП  2.01.07-85  «Нагрузки  и  воздействия»,  утвержден
постановлением  Госстроя  СССР  от  29  августа  1985  г.  №  135  [135]),  за
исключением  объектов,  подконтрольных  Госгортехнадзору  России  и
Госатомнадзору России, а также объектов военного и специального назначения
Министерства  обороны  Российской  Федерации,  Федеральной  службы
контрразведки  Российской  Федерации,  Министерства  внутренних  дел
Российской  Федерации,  Федерального  агентства  правительственной  связи  и
информации.

Целью расследования причин аварий зданий является установление

факторов,  вызвавших  аварии,  их  обобщение,  учет  и  анализ  с  разработкой
предложений  и  принятием  мер  по  предупреждению  аварии  путем
корректировки  нормативной  и  проектной  документации,  подготовки
методических  документов  по  проектированию,  строительству  и  эксплуатации
зданий  и  сооружений,  учитывающих  характер  и  частоту  повторений
выявленных  причин  аварий,  широкого  информирования  участников
строительства  и  эксплуатационных  организаций  о  причинах  произошедших
аварий и мерах по их предупреждению.

Одним из важнейших факторов безотказной эксплуатации промышленных

предприятий является правильная организация и выполнение мероприятий по
технической эксплуатации его зданий, сооружений и оборудования.

Согласно [103], техническая эксплуатация здания или сооружения –

использование  здания  или  сооружения  по  функциональному  назначению  с
проведением  необходимых  мероприятий  по  сохранению  конструкций,  при
котором  они  способны  выполнять  заданные  функции  с  параметрами,
установленными требованиями технической документации.

Каждое здание и сооружение характеризуются вполне определенными

параметрами, определяющими их эксплуатационную пригодность. Эти
параметры делят на две группы.

К первой группе относят параметры, характеризующие физическую

долговечность или величину физического износа: прочность, деформативность,
герметичность, звукоизоляцию, теплозащиту и морозостойкость конструкций и
др.

Ко второй группе относят параметры, характеризующие моральную

долговечность или степень морального износа: степень соответствия
современному

технологическому

назначению;

степень

соответствия

современному инженерному оборудованию; степень соответствия современным
архитектурным требованиям и др.

Конкретные перечни параметров эксплуатационных качеств и их числовые

значения  устанавливаются  в  проектах  при  объемно-планировочном  и
конструктивном  решении, при  выборе  строительных  конструкций  с  учетом
назначения  каждого  здания  или  сооружения,  климатических  и  грунтовых
условий и т. п. Основой качества будущей функциональной работы конструкций
является  их  расчет. Согласно  ГОСТ  27751-88  (СТ  СЭВ  384-87)  [54],
строительные  конструкции  зданий,  сооружений  и  их  оснований  рассчитывают
на нагрузки и воздействия по методу предельных состояний.

Предельные состояния – состояния, при которых конструкция, основание,

(здание или сооружение в целом) перестают удовлетворять заданным
эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ.

Предельные состояния подразделяются на две группы [3, 52, 53, 54, 94,

100, 103, 166]. Первая группа включает предельные состояния, которые ведут
к потере несущей способности и (или) к полной непригодности к эксплуатации
конструкций  и  оснований.  Вторая  группа  включает  предельные  состояния,
затрудняющие  нормальную  эксплуатацию  конструкций  и  оснований  или
уменьшающие  долговечность  зданий  (сооружений)  по  сравнению  с
предусматриваемым сроком службы.

К предельным состояниям первой группы относятся:

общая потеря устойчивости формы, приводящая к полной

непригодности к эксплуатации;

потеря устойчивости положения;

разрушение любого характера;

переход в изменяемую систему;

качественное изменение конфигурации;

состояния, при которых возникает необходимость прекращения

эксплуатации в результате текучести материала, сдвига в соединениях,
ползучести или чрезмерного раскрытия трещин.

К предельным состояниям второй группы относятся недопустимые:

деформации конструкций в результате прогиба, поворота или осадок

фундамента;

колебания конструкций;

изменение положения;

образование или раскрытие трещин,

потеря устойчивости формы, приводящая к затруднению нормальной

эксплуатации.

Предельные состояния, по которым требуется выполнять расчеты,

определяются стандартами на проектирование.

Расчет конструкций по предельным состояниям производится с целью не

допускать с заданной обеспеченностью наступления предельных состояний при
эксплуатации  в  течение  всего  срока  службы  конструкций,  а  также  при  произ-
водстве строительно-монтажных работ. Требования норм расчета заключаются
в том, чтобы величины нагрузок, усилий, напряжений, деформаций, перемеще-
ний, раскрытия  трещин  т.  п.  не  превышали  предельных  значений,
установленных  нормами  проектирования  конструкций  и  оснований  зданий  и
сооружений соответствующего назначения.

Расчетные ситуации характеризуются расчетной схемой конструкций,

видами нагрузок, значениями коэффициентов условий работы и коэффициентов
надежности,

перечнем

предельных

состояний,

которые

должны

рассматриваться в данной ситуации. Современными требованиями расчета
конструкций предусматривается учет требований по степени ответственности и
народнохозяйственной значимости зданий и сооружений.

Согласно ГОСТ 27751-88 [54], для учета ответственности зданий и

сооружений,

характеризуемой

экономическими,

социальными

экологическими последствиями их отказов, устанавливаются три уровня:  I –
повышенный,  II – нормальный, III – пониженный. Уровень ответственности и
коэффициент  надежности  по  ответственности  для  конкретных  зданий  и
сооружений  предприятия  устанавливается  генеральным  проектировщиком  по
согласованию  с  заказчиком.  Следует  заметить,  что  и  уровень  (категория)
контроля  должна  назначаться  с  учетом  уровня  ответственности  зданий,
сооружений и оборудования.

В процессе строительства зданий и сооружений установленные проектом

параметры эксплуатационных качеств должны быть достигнуты за счет
строгого выполнения решений, заложенных в проекте, и соблюдения
требований строительных норм и правил.

Однако под действием природных и функциональных факторов,

построенные здания и сооружения теряют свои эксплуатационные качества и
разрушаются. Происходит физический износ, т. е. потеря прочностных качеств

и моральное старение объектов. В зависимости от вида материалов, назначения
конструкций  и  воздействующих  факторов,  физический  износ  происходит
неравномерно. Большое  разнообразие  климатических  условий  эксплуатации  в
сочетании  с  отрицательным  воздействием  внутренних  факторов  усложняют
определение  физического  износа  конструкций  и  периодичности  их  ремонта.
Ускоренный износ и несвоевременный ремонт зданий и сооружений приводят к
снижению прочности и устойчивости конструкций, а иногда к их разрушению и
остановке всего производства, что, в конечном итоге, наносит большие убытки. В
связи  с  этим  для  надежной  эксплуатации  зданий  и  сооружений  большое
значение имеют оценки их технического состояния.

Согласно [44], техническим состоянием называется совокупность

подверженных  изменению  в  процессе  производства  или  эксплуатации  свойств
объекта,  характеризуемая  в  определенный  момент  времени  признаками,
установленными  технической  документацией  на  этот  объект.  Признаками
технического  состояния  объекта  могут  быть  качественные  и  количественные
характеристики его свойств.

Для оценки технического состояния строительных конструкций зданий и

сооружений  в  некоторых  отраслях  промышленности  на  основе  опыта  работ
разработаны категории состояний конструкций зданий и сооружений [102, 103,
125,  126,  135  и  др.].  Для  технологического  оборудования  промышленных
предприятий  аналогичные  оценки  производят  по  критериям  отказов  и
предельных  состояний,  устанавливаемых  на  основе  стандартов  системы
«Надежность в технике» [30, 32, 39, 48 – 53 и др.].

Согласно [102, 103], установлены 4 категории технического состояния

строительных

конструкций

(рис.

1.1): исправное, работоспособное,

неработоспособное, предельное.

Для каждой категории состояний разработаны [102, 126] уровни основных

дефектов  и  повреждений,  пользуясь  которыми,  специалист  по  совокупности
измеряемых  параметров  технического  контроля  (а  геодезист  –  по
геометрическим  параметрам)  сможет  сделать  предварительное  заключение  о
состоянии контролируемого объекта.

Однако следует заметить, что для некоторых уникальных объектов,

строящихся по индивидуальным проектам (высотные плотины, головные
образцы нового сложного оборудования и др.), такие уровни не всегда
определены и их работу и техническое состояние определяют из специальных
исследований и испытаний.

Рис. 1.1. Общая схема технических состояний и событий:

1 – повреждение; 2 – отказ; 3 – переход объекта в предельное состояние из-за

нарушения требований техники безопасности, снижения эффективности

эксплуатации, морального старения и других факторов; 4 – ремонт

1.1.2.

Диагностика технического состояния конструкций

Техническое диагностирование – процесс определения технического

состояния объекта диагностирования с определенной точностью (по ГОСТ
20911-89) [33].

Результатом

диагностирования

(технического

диагноза)

является

заключение о техническом состоянии объекта с указанием места, вида и
причины дефектов.

Техническая диагностика – отрасль научно-технических знаний, сущность

которой составляют теория, методы и средства обнаружения и поиска дефектов
технической природы. Под дефектом понимают любое несоответствие свойств
объекта заданным, требуемым или ожидаемым его свойствам [158].

Обнаружение дефекта есть установление его наличия или отсутствия в

объекте. Поиск дефекта заключается в указании с определенной точностью его
местоположения в объекте. Основное назначение технической диагностики
состоит в повышении надежности объектов на этапе их эксплуатации, а также
в предотвращении производственного брака на этапе изготовления объектов и их
составных частей [33, 39, 41].

Исправное состояние

(хорошее)

Работоспособное состояние

(удовлетворительное)

Неработоспособное состояние

(неудовлетворительное)

Предельное состояние

(аварийное)

Номинальные значения диагностических

признаков

Допускаемые значения диагностических

признаков

Предельные значения диагностических

признаков

Списание

В диагностике различают две системы диагностирования – тестового и

функционального. В системах тестового диагностирования на объект подаются
специально организуемые тестовые воздействия. В системах функционального
диагностирования, которые работают в процессе эксплуатации объекта, подача
тестовых  воздействий,  как  правило,  исключается,  на  объект  поступают  только
рабочие  воздействия,  предусмотренные  его  алгоритмом  функционирования.
В  системах  обоих  видов  средства  диагностирования  воспринимают  и
анализируют ответы объекта на входные (тестовые или рабочие) воздействия и
выдают результат диагностирования, т. е. ставят диагноз: объект исправен или
неисправен, работоспособен или неработоспособен, функционирует правильно
или неправильно, имеет такой-то дефект или в объекте повреждена такая-то его
составная  часть  и  т. п.  Системы  тестового  диагностирования  необходимы  для
проверки  исправности  и  работоспособности,  а  также  поиска  дефектов,
нарушающих  исправность  или  работоспособность  объекта.  Системы
функционального  диагностирования  необходимы  для  проверки  правильности
функционирования  и  для  поиска  дефектов,  нарушающих  правильное
функционирование  объекта.  В  процессе  эксплуатации  зданий,  сооружений  и
оборудования

промышленных

предприятий

геодезистам

приходится

участвовать, в большинстве случаев, в решении последних задач.

Система диагностирования реализует некоторый алгоритм. Этот алгоритм

состоит  из  определенной  совокупности  элементарных  проверок  объекта,  а
также правил, устанавливающих последовательность реализации элементарных
проверок,  и  правил  анализа  результатов  последних.  Результатом  элементарной
проверки  являются  конкретные  значения  ответных  сигналов  объекта  в
соответствующих  контрольных  точках.  Диагноз  ставится  по  совокупности
полученных результатов элементарных проверок.

Согласно [158], любая система диагностирования является специфической

системой управления или контроля. Специфика заключается в цели управления
(контроля),  состоящей  в  определении  технического  состояния  объекта
диагностирования.  В  соответствии  с  этим,  при  разработке  системы
диагностирования  должны  решаться  те  задачи,  которые  решаются  при
разработке  других  систем  управления  и  контроля.  Сюда  относят:  изучение
объекта,  его  возможных  дефектов  и  признаков  проявления  последних,  выбор
или построение математического описания поведения исправного объекта и его
неисправных модификаций, анализ математической модели с целью получения
реализуемого  системой  алгоритма  диагностирования,  выбор  или  разработку
средств диагностирования или контроля, рассмотрение и расчет характеристик
системы в целом.

Важным моментом в системах диагностирования, управления и контроля

является  смысловое  содержание  понятий.  В  [158]  под  управлением  понимают
процесс  выработки  и  осуществления  целенаправленных  (управляющих)
воздействий  на  объект;  под  контролем  –  процесс  сбора  и  обработки
информации  с  целью  определения  событий.  Если  событием  является  факт
достижения некоторым параметром объекта определенного заданного значения,

то  говорят  о  контроле  параметров.  (Примечание:  геодезист,  как  правило,
привлекается  к  контролю  геометрических  параметров.)  Если  фиксируемым
событием является установление факта пребывания объекта в исправном или в
неисправном  состоянии,  или  состоянии  правильного  или  неправильного
функционирования,  то  можно  говорить  о  контроле  технического  состояния
объекта.  Понятие  контроля  технического  состояния  можно  распространить
также на задачи поиска дефектов, если событие определить как факт указания
местоположения  в  объекте  того  или  иного  дефекта.  (Примечание:  в  силу
специфики  деятельности,  геодезисту  на  действующих  предприятиях,  и
особенно  в  критических  ситуациях,  приходится  давать  не  только  сведения  о
факте  достижения  некоторым  параметром  объекта  определенного  заданного
значения, но  и  предварительную  оценку  по  техническому  состоянию объектов
диагностирования.)

В качестве единичных диагностических признаков в общем случае должны

проверяться [103]:

соответствие (несоответствие) исполнительной схемы объекта

диагностирования или конструкций, изделий, материалов и прочего проектным
данным и требованиям нормативно-технической документации;

отклонения конструкций или их составных частей от проектного

положения по горизонтали, в плане и по вертикали;

деформация конструкций;

ослабление сечений конструкций, изделий и деталей крепления

болтовых или сварных соединений;

снижение прочности стали;

снижение прочности бетона;

влажность материалов ограждающих конструкций;

ослабление

(разрушение)

противокоррозийного

пароводоизоляционного покрытий.

В соответствии с [103], количественные и качественные значения

диагностических признаков подразделяются на номинальные, допускаемые и
предельные.

Номинальные значения диагностических признаков устанавливаются в

соответствии с правилами производства и приемки работ, определяющими
требования к смонтированным (законченных строительством) конструкциям,
выполнение которых позволяет возводить и вводить в эксплуатацию исправные
производственные здания и сооружения с заданным запасом прочности [103].

Допускаемые значения диагностических признаков установлены на

основании  полного  использования  прочностных  свойств  материалов  за  счет
снижения  в  процессе  эксплуатации  запаса  их  прочности,  предусмотренного
нормами  проектирования,  и  указывают  на  такие  значения,  при  которых
экономически  целесообразно  и  из  условий  безопасности  необходимо
производить ремонт объекта, не доводя его до предельного состояния.

Предельные значения диагностических признаков установлены на

основании норм проектирования, определяющих запас прочности материалов в

виде коэффициентов надежности по материалу, которые указывают на переход
конструкций в предельное состояние.

Номинальные и предельные значения диагностических признаков

указывают, соответственно, на исправное и предельное состояния объекта
диагностирования (см. рис. 1.1). Значения признаков от номинальных до
допустимых соответствуют работоспособному состоянию, а от допустимых до
предельных – неработоспособному состоянию объекта диагностирования.

Комплексная диагностика технического состояния конструкций зданий,

сооружений  и  оборудования  может  быть  проведена  опытными  специалистами
строительного  профиля,  а  технологического  оборудования  –  специалистами
машиностроительного профиля. При достаточно ясных причинах и небольших
затратах на восстановительные работы диагностику повреждений проводят, как
правило,  проектные  организации  и  технические  службы  эксплуатации
предприятий, которые и разрабатывают мероприятия по устранению дефектов;
при  возникновении  сложных  аварийных  ситуаций,  сопряженных  с  большими
материальными  и  трудовыми  потерями,  а  также  выбросами  вредных  веществ,
эти вопросы решаются специальными ведомственными или государственными
комиссиями, в состав которых могут входить и геодезисты.

1.1.3.

Технический контроль параметров конструкций

Как было показано выше, диагностирование состояния конструкций

производственных  зданий,  сооружений  и  оборудования  промышленных
предприятий  по  своей  сути  является  процессом  определения  их  технического
состояния  и  включает  в  себя  поиск  дефектов,  технический  контроль
диагностических  признаков;  анализ  и  обработку  результатов  контроля.  При
этом  каждое  здание,  сооружение  или  оборудование  рассматривается  как
сложная  техническая  система  с  заранее  заданными  эксплуатационными
качествами,  которые  контролируются  в  процессе  изготовления  конструкций,
деталей и узлов; строительства и монтажа; при приемке и в ходе эксплуатации;
а также перед постановкой объекта на капитальный ремонт, реконструкцию или
списание.  Только  на  основе  такого  полного  технического  контроля  процесс
эксплуатации объекта становится управляемым.

Техническому контролю на промышленных предприятиях присущи:

разнообразие объектов контроля и, соответственно, контролируемых

параметров как по номенклатуре, так и по значению и допускам;

большое число методов и средств контроля;

большие затраты на контроль.

Геодезический контроль является составной частью системы технического

контроля  зданий,  сооружений  и  оборудования  промышленных  предприятий.
Поэтому  постановка  геодезического  контроля  должна  учитывать  основные
принципы,  понятия  и  методы  этой  системы  применительно  к  специфике
объектов  и  параметров  технического  контроля,  а  также  особенностям
применения геодезических методов и средств измерений.

Контролируемыми

параметрами

(диагностическими

признаками)

промышленных зданий и сооружений, для которых используются геодезические
методы и средства измерений, являются геометрические величины,
характеризующие общие перемещения, положение их несущих конструкций в
пространстве и между собой, деформации элементов.

Осадки, горизонтальные перемещения и деформации конструкций зданий,

сооружений и оборудования возникают в связи с воздействием [47, 94, 100, 103,
107,  135,  166]  различных  природных  (внешних)  и  производственных
(внутренних)  факторов  и  воздействий  как  на  основание,  так  и  на  сам  объект.
Продолжительность  и  величины  деформаций  объекта  существенно  зависят  от
грунтов  основания,  а  вид  деформации  –  от  конструктивных  особенностей
объекта.  Под  действием  веса  сооружения  и  других  вертикальных  нагрузок
грунты основания сжимаются, вследствие чего происходит осадка фундамента.
Так как нагрузки на фундаменты объекта не одинаковые, и грунты под каждым
из  них  имеют  разные  физико-механические  свойства,  осадки  фундаментов
происходят  на  различные  величины,  что  может  привести  к  деформациям
строительных  конструкций  –  искривлению  и  наклону  колонн,  деформациям
связей  и  ферм,  повороту  или  даже  отрыву  и  смещению  балок,  ригелей  и  т.  п.
Если  сооружение  испытывает  горизонтальные  нагрузки,  то  происходят
горизонтальные  смещения  (сдвиги)  сооружения,  что  также  вызывает
деформацию его элементов.

Виды и предельные значения деформаций оснований зданий и сооружений

устанавливаются  на  основе  СНиП  2.02.01-83  [136].  Рекомендуемые  этим
документом допускаемые значения деформаций основания приведены в прил. 5.
Однако при контроле и оценке технического состояния здания или сооружения
такие допуски используются, в основном, только для анализа работы основания
и  косвенного  суждения  о  состоянии  надфундаментных  основных  несущих
конструкций,  тем  более,  что  этими  нормами  предусматривается  только
разграничение  состояний  конструкций  на  две  категории  –  работоспособное  и
неработоспособное.

Более достоверную и полную информацию о техническом состоянии

объекта можно получить по результатам контроля положения надфундаментных
основных  несущих  конструкций  и  их  сравнения  с  допустимыми  значениями
отклонений и деформаций, приведенными в [126, 135, 137, 144] (см. прил. 6 –
8).  Однако  в  последнее  время  в  передовых  отраслях  хозяйства  (в  частности,  в
энергетике  [102,  103])  разработаны  нормативные  документы,  в  которых
приводятся нормативные значения диагностических признаков для нескольких
категорий  состояний  (см.  прил.  9).  Указанные  значения  получены  на  основе
опыта  эксплуатации  электростанций,  что  существенно  отличает  их  от  норм
проектирования,  служащих  ориентирами  при  расчетах  ожидаемых  осадок.
Указанные  нормы  включают  значительно  большую  серию  параметров,
подвергаемых контролю в процессе эксплуатации зданий и сооружений.

Технический контроль, осуществляемый по параметрам, приведенным

в [102, 103], позволяет:

Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации - часть 1