Your SlideShare is downloading. ×
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Article 12102009 rev_c
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Article 12102009 rev_c

163

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
163
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΜΕΛΕΤΗΣ ΓΕΦΥΡΩΝΗΜΕΡΙΔΑ ΤΗΣ 12ΗΣΟΚΤΩΒΡΙΟΥ 2009 ΠΑΤΡΑΕΝΟΡΓΑΝΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗ ΓΕΦΥΡΑΣ“ΧΑΡΙΛΑΟΣ ΤΡΙΚΟΥΠΗΣ”(πρώην ΡΙΟΥ-ΑΝΤΙΡΡΙΟΥ)Δρ. Παναγιώτης ΠΑΠΑΝΙΚΟΛΑΣΑντιπρόεδρος & Διευθύνων Σύμβουλος, ΓΕΦΥΡΑ ΑΕΆρης ΣΤΑΘΟΠΟΥΛΟΣ-ΒΛΑΜΗΣΔιευθυντής Δομικής Συντήρησης, ΓΕΦΥΡΑ ΑΕΆκης ΠΑΝΑΓΗΣΜηχανικός Ενόργανης παρακολούθησης, ΓΕΦΥΡΑ ΑΕΠερίληψηΗ ενόργανη παρακολούθηση είναι ένα σχετικά νέο εργαλείο ιδιαίτερα χρήσιμο γιατον έλεγχο της συμπεριφοράς ενός δομικού έργου. Η Γέφυρα “ΧαρίλαοςΤρικούπης” λόγω της σπουδαιότητάς της ενσωματώνει στο πρόγραμμασυντήρησης και διαχείρησης την ενόργανη παρακολούθηση ως αναπόσπαστοτμήμα της. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι στόχοι και οι παράμετροιπου καθόρισαν τον σχεδιασμό του συστήματος ενόργανης παρακολούθησης.Επίσης γίνεται μια διεξοδική παρουσίαση του συστήματος από το επίπεδο τωναισθητήτων έως την επεξεργασία και διαχείρηση των αποκτηθέντων πληροφοριών.Τέλος, σημαντική παράμετρος είναι η διαρκής συντήρηση και παρακολούθηση τουίδιου του συστήματος ωστε να διασφαλιστεί η αξιοπιστία των καταγραφών και ηαποτελεσματικότητα του συστήματος.
  • 2. 1. ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΚΥΡΙΑΣ ΓΕΦΥΡΑΣ1.1 Βασικά χαρακτηριστικάΜήκη διαδοχικών ανοιγμάτωνΗ Γέφυρα “Χαρίλαος Τρικούπης” (πρώην Ρίου-Αντιρίου) αποτελεί τμήμα τουοδικού άξονα της Δυτικής Ελλάδας και συνδέει την Πελλοπόννησο με τηνΚεντρική Ελλάδα.Η παραχωρησιούχος εταιρία ΓΕΦΥΡΑ ΑΕ αποτελούμενη από τη γαλλική εταιρείαVINCI Concessions SAS (57,45%) και άλλες 3 ελληνικές εταιρίες (AKTΩΡΠαραχωρήσεις ΑΕ, J&P-ΑΒΑΞ ΑΕ, ΑΘΗΝΑ ΑΤΕ) χρηματοδότησε, μελέτησε,κατασκεύασε και διαχειρίζεται μια καλωδιωτή γέφυρα πολλαπλών (5) ανοιγμάτωνμε τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά:• Αβαθής θεμελίωση σε ενισχυμένο (με μεταλλικά ενθέματα)έδαφος/πυθμένα.• 4 πυλώνες από Ο/Σ ανά 560 μ, ύψους από 189 έως 227 μ και 2 μεταλλικάαμφιαρθρωτά ακρόβαθρα.• Κατάστρωμα σύμμικτης διατομής και συνεχούς (χωρίς αρμούς ενδιάμεσα)μήκους 2.2 χλμ, πλήρως αναρτώμενο από την κορυφή των 4 πυλώνωνμέσω 368 καλωδίων μήκους από 79 έως 295 μ.• ΕξοπλισμόςΑρμοί συστολής/διαστολής υπάρχουν μόνο στα δύο άκρα τουκαταστρώματος. Οι συγκεκριμένοι αρμοί μπορούν να παραλάβουν σελειτουργικότητα (SLS) μετατοπίσεις μέχρι και +1,26/-1,15 μ (στηνδιεύθυνση του άξονα της γέφυρας). Στην οριακή κατάσταση (ULS) οαρμός μπορεί να παραλάβει μετακινήσεις +2,81/-2,2 μ(επιμήκυνση/βράχυνση ανοίγματος) στην διαμήκη διεύθυνση και±2,5μ στην εγκάρσια διεύθυνση χωρίς κατάρρευση.Σύστημα σεισμικής απόσβεσης: Στην εγκάρσια κατεύθυνση τοκατάστρωμα ενώνεται με τους πυλώνες και τα 2 μεταλλικά ακρόβαθραμε σύστημα σεισμικής απόσβεσης. Αποτελείται από 4 υδραυλικούςαποσβεστήρες σε κάθε πυλώνα και 2 σε κάθε ακραία στήριξη τουκαταστρώματος.Υπό τα φορτία λειτουργίας το κατάστρωμασυγκρατείται πλευρικά σε 6 σημεία (4 πυλώνες και 2 ακρόβαθρα)
  • 3. μέσω μεταλλικών αμφιαρθρωτών ράβδων. Σε περίπτωση υπέρβασηςτων φορτίων λειτουργίας (>10.500kN±10% για τους πυλώνες και>3.400kN±10% για τα ακρόβαθρα) το κατάστωμα απελευθερώνεταιμε αποτέλεσμα την ενεργοποίηση του συστήματος απόσβεσης.1.2 Περιβαλλοντικές/Γεωμορφολογικές συνθήκεςΟ σχεδιασμός έπρεπε να αντιμετωπίσει έναν εξαιρετικά δυσμενή συνδυασμόπεριβαλλοντικών και γεωμορφολογικών συνθηκών όπως:• Εξαιρετικά ασθενείς εδαφικές αποθέσεις στον θαλάσσιο πυθμένα το βάθοςτων οποίων ξεπερνά τα 500 μ.• Η στάθμη θεμελείωσης βρίσκεται σε βάθος μέχρι 65 μ κάτω από τηνεπιφάνεια της θάλασσας.• Υψηλή σεισμικότητα και ισχυροί άνεμοι• Μόνιμες τεκτονικές μετακινήσεις.Εδαφικό προφιλ πυθμένα κατά μήκος του άξονα της γέφυρας1.3 Φορτία σχεδιασμούΟι βασικές παράμετροι που καθόρισαν τον σχεδιασμό της γέφυρας ΧαρίλαοςΤρικούπης είναι οι ακόλουθες:• Περίοδος επαναφοράς 2000 ετών του σεισμού σχεδιασμού. Η πιθανότηταυπέρβασης του συγκεκριμένου σεισμού στα 120 χρόνια (περίοδοςλειτουργίας) είναι 5%.• Τεκτονικές μετακινήσεις μέχρι 2m προς κάθε διεύθυνση ανάμεσα σεδιαδοχικούς πυλώνες.• Ταχύτητες ανέμου μέχρι 266 km/h• Πρόσκρουση πλοίου 180000 τόνων με ταχύτητα 16 κόμβων.ΡΙΟΑΜΜΟΧΑΛΙΚΟΑΡΓΙΛΟΣΙΛΥΣΑΜΜΟΧΑΛΙΚΟΑΡΓΙΛΟΣΙΛΥΣΑΝΤΙΡΡΙΟ
  • 4. 2. ΕΝΟΡΓΑΝΗ ΔΟΜΙΚΗ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣτόχος της ενόργανης δομικής παρακολούθησης μιας κατασκευής είναι ηαπόκτηση πληροφοριών σχετικά με την απόκριση/συμπεριφορά σημαντικώνστοιχείων του δομήματος υπό τη δράση εξωτερικών φορτίων (κυκλοφοριακάφορτία, άνεμος, σεισμός κλπ) οι οποίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για:• Διασφάλιση ασφαλούς χρήσης και λειτουργίας• Χαρακτηρισμός των φορτίων που καταπονούν μία κατασκευή (σεισμός,ισχυρός άνεμος, φορτία κυκλοφορίας)• Επιβεβαίωση των παραδοχών σχεδιασμού.• Έλεγχο της δομικής της επάρκειας και τον καθορισμό των βέλτιστωνεπεμβάσεων (διαρκής παρακολούθηση κατάλληλων παραμέτρων).• Λήψη αποφάσεων σχετικά με την ασφαλή λειτουργία της σε περιπτώσειςυπέρβασης των λειτουργικών φορτίων (π.χ ασφάλεια χρήσης μετά απόσεισμό)Οι στόχοι που καλείται να εκπληρώσει ένα σύστημα ενόργανης δομικήςπαρακολούθησης είναι και αυτοί που καθορίζουν τον σχεδιασμό του ίδιου τουσυστήματος. Η επιλογή των υπό παρακολούθηση μεγεθών (επιταχύνσεις,δυνάμεις, μετατοπίσεις κλπ), καθώς και ο τρόπος/μέθοδοςπαρακολούθησης/καταγραφής που θα επιλεγεί είναι σε άμεση σχέση με τιςφορτίσεις που αναμένεται να καταπονήσουν την κατασκευή.Ο σχεδιασμός και η λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος δεν μπορεί παρά να είναιπροϊόν μιας ανάλυσης επικινδυνότητας διαφόρων αναμενόμενων και μηφορτίσεων/καταστάσεων ώστε να εξασφαλιστεί η αποδοτικότητά του.Στον επόμενο πίνακα παρουσιάζονται συνοπτικά τα διάφορα μεγέθη πουπαρακολουθούνται στη γέφυρα “Χαρίλαος Τρικούπης”, οι παράμετροι πουεπιβάλουν την μέτρηση του συγκεκριμένου μεγέθους καθώς και εκτίμηση τουεύρους τιμών που αναμένεται.ΜέγεθοςΠαράγοντας Επιρροής/Στόχος παρακολούθησηςΑναμενόμενο εύρος τιμώνκαι λοιπά χαρακτηριστικάΤαχύτητα ανέμουΔιεύθυνση ανέμουΧαρακτηρισμόςφορτίων ανέμου0-50 m/sec (0-180 χαω)Θερμοκρασία/σχετική υγρασία αέραΧαρακτηρισμόςπεριβαλλοντικών συνθηκών50οC(25οC θερμ. αναφοράς)RH=70%ΘερμοκρασίακαταστρώματοςΑπόκριση καταστρώματος απόθερμικά φορτία1070mm (συνολικά)ΕπιτάχυνσηΚαταστρώματοςΑπόκριση σε σεισμό/ισχυρόάνεμο<2,7g Σεισμός<0,4g Ισχυρός Ανεμος0,14 έως 0,77 Ηz (40 πρώτες
  • 5. ιδιοσυχνότητες)Επιτάχυνση πυλώνων Απόκριση σε σεισμό<1,9g στην κορυφή<1,9g στην στάθμη τουκαταστώματος<1,0 g στην βάσηΕπιτάχυνση ΕδάφουςΧαρακτηρισμός ΣεισμικώνφορτίωνΜέγιστη εδαφική επιτάχυνση0,48gΕπιτάχυνση Καλωδίων Απόκριση σε ισχυρό άνεμοΘεμελειώδεις συχνότητεςκαλωδίων 0,45 έως 1,23 HzΔυνάμεις καλωδίωνΑπόκριση σεσεισμό/άνεμο/φορτίακυκλοφορίας75% Fguts-199 kNΆνοιγμα/κλείσιμοαρμών διαστολήςΑπόκριση σεσεισμό/άνεμο/θερμοκρασιακέςμεταβολές+1260/-1150 mmΔυνάμεις στις ράβδουςσύνδεσηςκαταστρώματος-πυλώνωνΑπόκριση σεσεισμό/άνεμο/τεκτονικήμετακίνησηΔύναμη απελευθέρωσηςκαταστώματος 10000 kNΘερμοκρασίαοδοστρώματοςΑσφάλεια Χρήστη έναντιπάγουΑνίχνευση νερού στηνβάση του πυλώνα
  • 6. 3. ΣΥΣΤΗΜΑ ΕΝΟΡΓΑΝΗΣ ΔΟΜΙΚΗΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣΗ επιλογή των υπό παρακολούθηση μεγεθών καθώς και η εκτίμηση του εύρουςτων τιμών είναι καθοριστικές για την επιλογή τόσο των αισθητήρων όσο και τηςσυνολικής φιλοσοφίας σχεδιασμού του συστήματος δομικής παρακολούθησης.Η βασική δομή του συστήματος ενόργανης παρακολούθησης της γέφυρας“Χαρίλαος Τρικούπης” περιλαμβάνει τα εξής επίπεδα:1. Αισθητήρες μέτρησης επιλεγόμενου μεγέθους2. Σύστημα τροφοδοσίας (παροχής απαιτούμενης ισχύος λειτουργίαςαισθητήρων) και μεταφοράς μετρούμενου σήματος.3. Ψηφιοποίηση/Πρωτογενής επεξεργασία σημάτων4. Δίκτυο επικοινωνίας και διαχείρηση ψηφιοποιημένων σημάτων.3.1 Επίπεδο 1: ΑισθητήρεςΗ ενοργάνωση της γέφυρας χρειάζεται ένα σύνολο διαφορετικών αισθητήρων ηπλειοψηφία των οποίων παράγει αναλογικό σήμα το οποίο ψηφιοποιείται στοεπίπεδο 3. Στον παρακάτω πίνακα δίνεται το είδος του αισθητήρα, ο συνολικόςαριθμός και το εύρος καταγραφής τους.Αισθητήρες Αριθμός Μέγεθος Χαρακτηριστικά3D ΜετεωρολογικοίΣταθμοί2Ταχύτητα καιδιεύθυνσηανέμου0~60 m/secΕπιταχυνσιογράφοιεδάφους2Επιτάχυνση σετρείς άξονες3D επιταχυνσιογράφοιΕύρος συχνοτήτων: 0~100HzΕύρος Επιτάχυνσης: ±3g
  • 7. (ακτές Ρίου, Αντιρρίου)Επιταχυνσιογράφοιπυλώνων12Επιτάχυνση σετρείς άξονες3D επιταχυνσιογράφοιΕύρος συχνοτήτων: 0~100HzΕύρος Επιτάχυνσης: ±3g(βάση βάθρου)Εύρος Επιτάχυνσης: ±20g(βάση πυλώνα και κορυφή)Επιταχυνσιογράφοικαταστρώματος15Επιτάχυνση σετρείς άξονες3D και 1D επιταχυνσιογράφοιΕύρος συχνοτήτων: 0~100HzΕύρος Επιτάχυνσης: ±3gΕπιταχυνσιογράφοικαλωδίων13Επιτάχυνση σετρείς άξονες3D επιταχυνσιογράφοιΕύρος συχνοτήτων: 0~100HzΕύρος Επιτάχυνσης: ±3gΠαραμορφωσιόμετραστις ράβδους σύνδεσηςπυλώνακαταστρώματος4Ανηγμένηπαραμόρφωση& υπολογισμόςδύναμηςΕύρος: ±1500μstrain±17000ΚΝΔυναμοκυψέλες στακαλώδια16 ΔύναμηΓραμμική συμπεριφοράέως 320 kNΜαγνητικάμηκηνσιόμετρα στουςαρμούς2 ΜετακίνησηΜέγιστο Εύρος3 mΑισθητήρες μέτρησηςθερμοκρασίαςοδοστρώματος4 Θερμοκρασία -50 έως +50 ºCΑισθητήρες μέτρησηςθερμοκρασίαςκαταστρώματος5 Θερμοκρασία -20 έως +80 ºCΤο σύνολο των καναλιών καταγραφής ξεπερνά τα 300.
  • 8. Μετεωρολογικός σταθμός Αισθητήρες παραμόρφωσης στιςράβδους σύνδεσηςκαταστρώματοςΔυναμοκυψέλες καλωδίων Επιταχυνσιογράφοι3.2 Επίπεδο 2: Τροφοδοσία και μεταφορά σήματοςΓια κάθε ομάδα αισθητήρων που τοποθετούνται σεσυγκεκριμένο τμήμα της γέφυρας αντιστοιχεί μία μονάδαηλεκτρικού πίνακα από το οποίο τροφοδοτούνται και στονοποίο καταλήγει το παραγόμενο αναλογικό σήμα.Ηλεκρολογικός πίνακας3.3 Επίπεδο 3: Ψηφιοποίηση και επεξεργασία σήματοςΤο αναλογικό σήμα που παράγεταιαπό κάθε αισθητήρα οδηγείται στην
  • 9. μονάδα ψηφιοποίησης που υπάρχει σε κάθε πυλώνα. Στην μονάδα αυτή το σήμαθα καταγραφεί σε διαχειρήσιμη μορφή από το λειτουργικό σύστημα και θαμεταδοθεί προς το επόμενο επίπεδο διαχείρησης.Μονάδα ψηφιοποίησης και καταγραφής δεδομένων3.4 Επίπεδο 4: Δίκτυο επικοινωνίας και διαχείρηση δεδομένωνΓια τη μεταφορά και τη διαχείρηση των πληροφοριώνπου καταγράφονται υπάρχει ένα τοπικό δίκτυο διπλώνοπτικών ινών ώστε να εξασφαλίζεται η σε πραγματικόχρόνο μετάδοση των δεδομένων.Δίκτυο διπλών οπτικών ινών
  • 10. 4. ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΧΡΗΣΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝΗ σωστή και αποτελεσματική καταγραφή δεδομένων είναι μια από τιςσημαντικότερες παραμέτρους ενός συστήματος ενόργανης δομικήςπαρακολούθησης δεδομένου ότι το σύνολο της πληροφορίας που μπορεί ναχρησιμοποιηθεί περιέχεται στα αρχεία καταγραφής.Με στόχο λοιπόν την βέλτιστη χρήση της πληροφορίας που μπορεί να αποκτηθείαπο τα μεγέθη που παρακολουθούνται, η καταγραφή των δεδομένων γίνεται στιςακόλουθες 2 μορφές:• Αρχεία ιστορίας διαφορετικής συχνότητας καταγραφής• Δυναμικά αρχείαΟ κάθε τύπος αρχείων (καταγραφής) εξυπηρετεί διαφορετικούς στόχους καιπροσφέρει συγκεκριμένο τύπο πληροφορίας.4.1 Αρχεία ιστορίαςΣτα αρχεία ιστορίας καταγράφονται αυτομάτως σε προεπιλεγμένα τακτάδιαστήματα οι μέσες τιμές (0,5 δευτ.) του συνόλου των μετρούμενων μεγεθών καιταξινομούνται ανάλογα με την συχνότητα καταγραφής δεδομένων σε:• Ετήσια αρχεία ιστορίας (καταγραφή κάθε 2 ώρες)• Μηνιαία αρχεία ιστορίας (καταγραφή κάθε 30 λεπτά)• Εβδομαδιαία αρχεία ιστορίας (καταγραφή κάθε 5 λεπτά)• Ημερήσια αρχεία ιστορίας (καταγραφή κάθε 30 δευτερόλεπτα)Ο διαχωρισμός αυτός με βάση την συχνότητα καταγραφής εξυπηρετεί τηνεπεξεργασία των τιμών προσφέροντας ευελιξία στον τρόπο διαχείρησής τους.Τα αρχεία αυτά είναι ιδιαίτερα χρήσιμα στην παρακολούθηση φαινομένων που ηεξέλιξή τους είναι σχετικά αργή όπως:• Χαρακτηρισμός περιβαντολογικών φορτίων (άνεμος, θερμοκρασία κλπ)• Επίδραση θερμοκρασιακών μεταβολών στην ένταση/παραμόρφωση τουφορέα.• Επίδραση ανέμου στην ένταση του φορέα (εξαιρείται η δυναμικήαπόκριση της κατασκευής)• Ερπυσμός και συστολή ξήρανσης του σύμμικτου καταστρώματοςΣτα επόμενα σχήματα παρουσιάζονται ενδεικτικά επεξεργασμένα αποτελέσματαπου προκύπτουν από ανάλυση αρχείων ιστορίας και αφορούν τηνκατηγοριοποίηση των περιβαντολογικών συνθηκών (άνεμος) και την επίδρασή τουστις μετρούμενες πλευρικές δυνάμεις καταστρώματος.
  • 11. 2005 M1 M22005 M3 M42006 M1 M22006 M3 M42007 M1 M22007 M3 M42008 M1 M22008 M3 M4Υπολογισμός μέσης ταχύτητας Γραφική απεικόνηση ταχύτητας ανέμουανέμου ανα διεύθυνση σε σχέση με την διεύθυνση τους0510152025-600-400-2000200400600Load on Fuse (kN)CumulativeTime(Days)M1 FuseM2 FuseM3 FuseM4 Fuse-800-600-400-200020040060080010001200-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30Wind Speed Projection (m/s)Load(kN)Average Load on M2 Fuse (kN) Average Load on M3 Fuse (kN)Υπολογισμός χρονικής εμφάνισης Υπολογισμός επιρροής ανέμου στηνπλευρικών φορτίων καταστρώματος πλευρική δύναμη καταστρώματος4.2 Δυναμικά αρχείαΣτα δυναμικά αρχεία καταγράφεται το σύνολο των μετρούμενων μεγεθών μερυθμό καταγραφής τα 100Hz. Η διάκριση των αρχείων αυτών γίνεται με βάση τηναιτία δημιουργίας τους ως εξής:• Αυτόματα (η καταγραφή τους γίνεται αδιάλειπτα κάθε 2 ώρες)• Συναργεμού (η καταγραφή τους ξεκινά από υπέρβαση ενός ορίου που έχειτεθεί ανά μετρούμενο μέγεθος και συμπεριλαμβάνει και συγκεκριμένοχρονικό διάστημα προ του συναγερμού)• Εξ απαίτησης (η καταγραφή τους μπορεί να ξεκινήσει οποιαδήποτεχρονική στιγμή από τον Χρήστη)Τα δυναμικά αρχεία είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για τον υπολογισμό της δυναμικήςαπόκρισης της κατασκευής καθώς η συχνότητα καταγραφής (100Hz) επιτρέπει τηναποτύπωση όλου του χρήσιμου φάσματος συχνοτήτων απόκρισης της κατασκευής.Μέσω αυτών των αρχείων μπορούν να μελετηθούν τα εξής φαινόμενα:• Σεισμική απόκριση της κατασκευής• Χαρακτηρισμός του επιπέδου της σεισμικής έντασης (δημιουργίαφάσματος απόκρισης)
  • 12. • Μέτρηση των δυναμικών χαρακτηριστικών της κατασκευής (π.χ.ιδιοσυχνότητες ταλάντωσης, ποσοστό κρίσιμης απόσβεσης κλπ) καιεπαλήθευση των θεωρητικών εκτιμήσεων• Δυναμική απόκριση της κατασκευής υπό άνεμοΑκολουθεί στα επόμενα σχήματα συνοπτική παρουσίαση δυναμικών καταγραφώνκαι επεξεργασμένων αποτελεσμάτων αυτών.-0.050-0.030-0.0100.0100.0300.0500 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 4 0 0 0 5 0 0 0 6 0 0 0Acceleration(g) Bankaccelerometer 35 N12 G35-Y (g)Δυναμική καταγραφή επιτάχυνσης εδάφους σε σεισμό3.19614.00004.80395.60782.41181.60780.E+005.E-051.E-042.E-042.E-043.E-043.E-044.E-044.E-040 1 2 3 4 5 6 7Frequency (Hz)Deck Vertical Vibration at C3S20W Vs Wind Speedy = 6E-05x2+ 2E-07x + 0.0006R2= 0.814600.0050.010.0150.020.0250.030.0350.040 5 10 15 20 25 30Wind Speed (m/s)AccelerationAmplitude(g)14 to 18 December 2008Αναγνώριση ιδιοσυχνοτήτων καλωδίουν Σχέση μέγιστης επιτάχυνσης καταστρώματος(Fourier) (κατακόρυφη συνιστώσα) με την ταχύτητα ανέμουΤέλος θα πρέπει να σημειωθεί ότι η τακτική καταγραφή δυναμικών αρχείων(αυτόματα) εξασφαλίζει και τον έλεγχο της ποιότητας του καταγραφόμενουδυναμικού σήματος.
  • 13. 5. ΛΟΓΙΣΜΙΚΟ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣΗ συνολική διαχείρηση και εποπτεία του συστήματος ενόργανης δομικήςπαρακολούθησης στηρίζεται σε ένα εξειδικευμένο λογισμικό το οποίο μπορεί ναδώσει με σαφήνεια τις απαιτούμενες πληροφορίες αλλά και εξασφαλίζει τον πλήρηέλεγχο όλων των παραμέτρων που απαιτούνται. Η ανάπτυξη του λογισμικού έχειγίνει σε Labview, γλώσσα που έχει αναπτυχθεί από την National Instrumentπροσανατολισμένη σε αντίστοιχες εφαρμογές.Οι βασικές λειτουργίες που εκτελούνται μέσω του συγκεκριμένου λογισμικούείναι:• Συνοπτική παρουσίαση όλων των μετρούμενων μεγεθών που υπερβαίνουντα αντίστοιχα όρια που τους έχουν τεθεί.• Παρουσίαση σε πραγματικό χρόνο των μετρούμενων τιμών• Δυνατότητα γραφικής απεικόνησης και επεξεργασίας όλων των αρχείωνκαταγραφής που δημιουργούνται.• Καταγραφή όλων των συμβάντων ώστε να μπορεί να γίνεται αξιολόγησητης λειτουργίας του συστήματος.• Δυνατότητα καθορισμού όλων των ορίων συναγερμού για κάθεμετρούμενο μέγεθος.• Δυνατότητα επιλογής όλων των παραμέτρων καταγραφής (όπωςσυχνότητα και διάρκεια καταγραφής) μέσα στα όρια που τίθενται από τονεκάστοτε αισθητήρα/επεξεργαστή.• Δυνατότητα να επαναπροσδιοριστεί η βαθμονόμηση του σήματος(συντελεστές κλίμακας (scale) και αντιστάθμισης (offset)) για κάθεκαταγραφόμενο μέγεθος.• Εξασφαλίζει την επικοινωνία με τους υπολογιστές καταγραφής ώστε ναυπάρχει δυνατότητα διαχείρησής τους από απόσταση.• Παροχή όλων των απαιτούμενων πληροφοριών στο Κέντρο Ελέγχου πουαφορά την ασφάλεια των Χρηστών.Στα επόμενα σχήματα παρουσιάζεται το γραφικό περιβάλλον του λογισμικού πουαντιστοιχεί σε διάφορες λειτουργίες του.
  • 14. Απεικόνηση της κατάστασης του συνόλου των αισθητήρων. Η χρωματική απεικόνιση μεταβάλεται σεπραγματικό χρόνο(πράσινο σε κόκκινο) ανάλογα με το εάν έχει ξεπεραστεί το εκάστοτε όριοσυναγερμού κάθε καταγραφόμενου μεγέθους.Πίνακας εισαγωγής συντελεστών προσαρμογής στο μετρούμενο σήμα
  • 15. Πίνακας εισαγωγής παραμέτρων καταγραφής δυναμικών αρχείων
  • 16. 6. ΑΥΤΟΜΑΤΟΠΟΙΗΜΕΝΗ ΔΙΑΧΕΙΡΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣΗ έως τώρα επιτυχημένη διαχείρηση του συνόλου των δεδομένων πουαποκτούνται μέσω του συστήματος ενόργανης δομικής παρακολούθησης αποτελείέναυσμα για την περαιτέρω βελτίωση και αυτοματοποίηση του συστήματος.Οι τιθέμενοι υπό ανάπτυξη στόχοι μπορούν να συνοψιστούν στα ακόλουθασημεία:• Μείωση του πλήθους των καταγραφών στις ουσιωδώς χρήσιμες γιά τηνεξαγωγή όλων των απαιτούμενων πληροφοριών.• Προσαρμογή των καταγραφών (διάρκεια/συχνότητα) στο είδος τηςεκάστοτε φόρτισης ώστε να είναι δυνατή η οποιαδήποτε ανάλυσησύμφωνα με τις προδιαγραφές εξειδικευμένων αναλυτών.• Δυνατότητα αυτοδιάγνωσης του συστήματος καταγραφής και αυτόματηενημέρωση για την ανάγκη και το επίπεδο εξωτερικής (ανθρώπινης)επέμβασης.• Αναγνώριση, κατηγοριοποίηση εξαιρετικών γεγονότων (σεισμός/ ισχυρόςάνεμος), αυτόματη παραγωγή εκθέσεων και ενημέρωση συγκεκριμένωντεχνικών ώστε να βελτιστοποιηθεί η διαδικασία λήψης αποφάσεων.Η επίτευξη των προαναφερθέντων στόχων γίνεται μεσω ενός συνόλου «έξυπνων»αποφάσεων που μπορεί αυτόματα να λαμβάνονται χωρίς την ανθρώπινημεσολάβηση.Αναλυτικότερα, η μείωση του πλήθους των καταγραφων μπορεί να επιτευχθείμέσω της επιλογής δυναμικών ορίων συναγερμού, τα οποία λαμβάνουν υπόψηντην φυσική/αναμενόμενη συμπεριφορά της κατασκευής.Στο επόμενο σχήμα παρουσιάζεται η διαφορά ανάμεσα στα σταθερά και ταδυναμικά όρια συναγερμού. Στην συγκεκριμένη περίπτωση το δυναμικό όριολαμβάνει υπόψην του την μεταβολή της πλευρικής δύναμης του καταστρώματοςσε σχέση με την ταχύτητα του ανέμου.
  • 17. Σύγκριση σταθερών και δυναμικών ορίων συναγερμούΤα κύρια χαρακτηριστηκά για την προσαρμογή του συστήματος στιςσυγκεκριμένες απαιτήσεις που θέτει ένας ισχυρός άνεμος είναι:• Αλλαγή της συχνότητας και της διάρκειας καταγραφής σύμφωνα με τιςαπαιτήσεις της ανάλυσης (η αύξηση της διάρκειας επιδρά θετικά στηνποιότητα της πληροφορίας για τις χαμηλές ιδιοσυχνότητες όπως αυτές τουκαταστρώματος)• Επαλήθευση του συμβάντος μέσω δυναμικά μεταβαλλόμενων ορίων καικανόνων που προκύπτουν από την πραγματική συμπεριφορά τηςκατασκευής• Αυτοματοποιημένη διαδικασία παρουσίασης των δεδομένων σε μορφήέκθεσης (όταν ξεπερνούνται τα προαναφερθέντα όρια) και ενημέρωσησχετικά με την διαχείρηση της κυκλοφοριας.Στο επόμενο γράφημα δίνεται ένα παράδειγμα επιβεβαίωσης της ταλάντωσης ενόςκαλωδίου (μέσω της ταυτόχρονης υπέρβασης των δυναμικών ορίων και από άλλακαλώδια). Η υπέρβαση του πρώτου ορίου οδηγεί στην δημιουργία δυναμικούαρχείου συγκεκριμένων χαρακτηριστικων ενώ η υπέρβαση του δεύτερου ορίου θασήμαινε την δημιουργία εκθέσεως με χρήσιμες και σχετικές πληροφορίες.ΣταθερόΔυναμικό
  • 18. Χρήση δυναμικών ορίων για την επιβεβαίωση του συμβάντος και την προσαρμογή τωνσχετικώνδυναμικών καταγραφώνΗ αντίστοιχη λειτουργία για την περίπτωση σεισμικού γεγονότος θα προέβλεπε ταεξής:• Αναγνώρηση του σεισμικού γεγονότος σε πραγματικό χρόνο μέσω τωνμετρήσεων των επιταχυνσιογράφων.• Κατηγοριοποίηση του γεγονότος με βάση την απόκριση της κατασκευήςόπως αυτή μετρήθηκε από προκαθορισμένους αισθητήρες (πχ δυναμη στακαλώδια, πλευρικές δυνάμεις καταστρώματος κλπ)• Σύνταξη έκθεσης με το σύνολο της πληροφορίας σχετικά με την απόκρισητης γέφυρας• Αυτόματη ενημέρωση μέσω διαφορετικών οδών (email, sms,ηχογραφημένο μήνυμα) συγκεκριμένων τεχνικών για την λήψη τωναπαραίτητων μέτρων• Ενημέρωση του Κέντρου Ελέγχου της γέφυρας και πιθανή αυτόματηπρόταση για τον περιορισμό/κλείσιμο της κυκλοφορίας.• Δημιουργία εντύπου με όλη την απαιτούμενη πληροφορία σχετικά με τηναπόκριση της κατασκευής.Limit 2Limit 1
  • 19. 7. ΔΙΑΡΚΗΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΓΙΑ ΔΙΑΣΦΑΛΙΣΗ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΩΝΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝΗ πολυπλοκότητα ενός συστήματος διαρκούς ενόργανης παρακολούθησης τοοποίο πρέπει να είναι σε θέση οποιαδήποτε στιγμή να παρέχει αξιόπιστεςμετρήσεις, επιβάλει την διαρκή και συνεπή συντήρηση και παρακολούθησή του.Οι βασικοί άξονες που ακολουθούνται στη γέφυρα “Χαρίλαος Τρικούπης” για τηνσυνεχή διασφάλιση της ποιότητας των αποτελεσμάτων είναι:• Διαρκής παρακολούθηση των καταγραφων (δυναμικών και ιστορικώναρχείων)• Καταγραφή κάθε παρατηρούμενης υποβάθμισης της ποιότητας τωνδεδομένων• Ενημέρωση εξειδικευμένων τεχνικών για την αξιολόγηση και την επίλυσηπιθανών προβλημάτων• Ετήσιος πλήρης έλεγχος του συστήματος δομικής παρακολούθησης(επίπεδα 1 έως 3)• Εξιδικευμένη συντήρηση κάθε 5 χρόνια με έλεγχο βαθμονόμησης όλωνσχεδών των αισθητήρων.8. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑΟι αυξημένες απαιτήσεις για την εξασφάλιση της δομικής υγείας μιαςεξαιρετικά σημαντικής γέφυρας όπως η γέφυρα “Χαρίλαος Τρικούπης”είναι αυτές που επιβάλλουν την υιοθέτηση τεχνολογιών αιχμής. Σε αυτή τηνκατεύθυνση η ύπαρξη ενός συστήματος διαρκούς ενόργανης δομικήςπαρακολούθησης καθίσταται αναγκαία για τον προσδιορισμό ενός πλήθουςπαραμέτρων σημαντικών για την διαχείριση της γέφυρας. Συνοψίζοντας:• Η ενόργανη δομική παρακολούθηση αποτελεί απαραίτητο εργαλείογια την εξασφάλιση συνεχούς παρακολούθησης της δομικής υγείαςτης κατασκευής παρέχοντας εξαιρετικής σπουδαιότηταςπληροφορίες που δεν μπορούν να αποκτηθούν διαφορετικά.• Είναι σημαντική η συνεισφορά του στην διαχείρηση και τηνκαθημερινή λειτουργία της γέφυρας δίνοντας λεπτομερείς καιακριβείς πληροφορίες σχετικά με την ασφάλεια έναντιπεριβαλλοντικών και άλλων φαινομένων σε πραγματικό χρόνο.

×