книги / Экология и научно-технический прогресс. Урбанистика
.pdfнеобходимо принять все возможные меры для сведения к минимуму или устранения возможных рисков [7, 9]:
–изменчивость скорости течения воды в реке;
–крайне низкая температура воды в реке;
–ограниченная видимость, загрязненность водоема;
–наличие скоплений льда и айсбергов;
–интенсивное движение судов и других средств передвижения
на реке;
–наличие находящихся вблизи дамб и плотин, влияющих на во-
доток;
–большое количество растительности и другой органики в воде;
–ведущиеся строительные работы на мосту или на других близлежащих объектах.
Подводное обследование конструкций моста осуществляется, как правило, при помощи специалистов по обследованию подводных частей мостов, выполняющих погружения и работу на глубине. За рубежом, в том числе в США, существуют строгие критерии и требования для допуска к обследованию конструкций частей мостов на глубине [7, 9]:
–прохождение специального обучения;
–наличие сертификата на выполнение подводных инспекций
мостов;
–необходимое физическое состояние, отсутствие проблем со здоровьем;
–обучение некоторым способам оказания первой медицинской помощи;
–знание методов подводных осмотров и навыки работы с оборудованием, используемым во время инспекции.
Проведение обследования
Учитывая значительные глубины рек и морских акваторий, кподводному обследованию мостов привлекают специалистов по подводному обследованию (дайверов). Наиболее эффективным способом погружений и водолазных работ является использование SCUBA – Self Contained Underwater Breathing Apparatus – автономных подводных дыха-
тельных аппаратов – аквалангов [6, 8, 10]. Во время скуба-дайвинга тре-
301
буется меньше времени на организацию работы команды, обеспечивается большая подвижность водолазов. Если необходим достаточно высокий уровень связи дайвера с находящимися на поверхности инспекторами, можно оборудовать маску водолаза регулятором и беспроводной связью. Однако при неблагоприятных условиях обследований подводных элементов моста – высокой скорости потока реки, загрязненности (мутности) воды, а также при необходимости продолжительного и детального осмотра, безопаснее и надежнее использовать такие технологии и методы дайвинга, при которых водолаз соединен специальными кабелями с оборудованиемсзапасамикислорода, находящимсянаповерхности.
При этом крайне важен вопрос охраны окружающей среды. При планировании обследования частей мостового сооружения на глубине необходимо обеспечить невмешательство специалистов по подводному обследованию в экосистему.
Время погружений дайверов нужно выбирать, опираясь на данные о местной водной среде: подводное обследование не должно негативно воздействовать на среду обитания различных растений, рыб, животных. Желательно ознакомиться с возможностью миграции или нереста каких-либо организмов во время погружений дайверов через ту зону, в которой они проводятся. В этом случае мероприятия стоит перенести на другой срок.
Специалисты по подводному обследованию могут использовать целый ряд приборов, оборудования во время осмотра элементов конструкций опор моста. Их выбор и выбор методики обследования напрямую зависит от того, из каких строительных материалов состоит интересующий элемент конструкции опор.
Обследовать стальные элементы моста и оценивать их состояние, а также найденные на них различного рода дефекты и повреждения специалист по подводному обследованию может с помощью ряда методов и приспособлений: измерительной линейки, штангенциркуля, ультразвуковых измерительных приборов и другого оборудования.
Существует несколько приборов и устройств неразрушающего контроля (НК) для углубленных осмотров бетонных конструкций [6, 10]: ультразвуковой импульсный измеритель, склерометр, локатор арматурных стержней и др. Также при обследовании бетонных элементов конструкций опор мостов возможен отбор керна с помощью гидравлического и пневматического оборудования для лабораторных ис-
302
пытаний. Важно при этом не допустить значительного загрязнения экосистемы водотока или водоема. Но нельзя не упомянуть, что при отборе керна, или частично-разрушающем контроле, полученный из водной среды образец испытывается через промежуток времени, в течение которого его свойства могут измениться.
Стоит отметить, что в перспективе необходимо искать пути совершенствования оборудования и приборов НК, предназначенных для обследования бетонных, а также стальных, каменных, деревянных
икомпозитных элементов сооружений под водой. Результаты использования данного оборудования, как правило, более точны, так как обследование происходит прямо на месте, а кроме того, не появляется масса мусора и отходов, как при отборе керна.
При обследовании подводных частей мостов специалисты по подводному обследованию нередко сталкиваются с проблемой загрязнения и обрастания участков элементов опор органическими наростами и растениями. Их влияние на материал, из которого состоят конструкции опор и их фундаменты, до сих пор недостаточно изучено, хотя существуют работы по биокоррозии и агрессивному воздействию органики на железобетон, сталь и другие материалы [11–17]. Для очистки поверхности элементов опор от растений, мусора и других загрязнений специалисты по подводному обследованию могут воспользоваться целым рядом подручных инструментов: молотками, шилами, ледорубами, скребками, топорами, пилами и др. При этом отходы следует утилизировать (для этого можно использовать разновидности подводных насосов, проводить фильтрацию водных масс от отходов
имусора, задействовать судно на поверхности, земснаряд и т.д.). При необходимости очистки значительной части поверхности конструкций опор резонно использовать пневматические и гидравлические приборы
иустройства: гидромолоты, отрезные пилы, отбойные молотки, шуруповерты и др. Важно при этом обеспечивать сохранность окружающей экосистемы. К минусам пневматических инструментов можно отнести образование вследствие их работы под водой скоплений пузырьков, мешающих дайверу ориентироваться в пространстве и которые могут воздействовать на окружающую среду.
Впоследние годы наблюдается улучшение и модификация под-
водной техники и приспособлений, в основном путем повышения качества съемки с использованием подводного фото- и видеооборудования [8, 10]. Теперь практически при любых водных условиях в реке можно
303
получить качественные данные в виде цветных фотографий и видеозаписей, поэтому при подводном обследовании мостов обязательно следует проводить фото- и видеосъемку мероприятия.
Еще одним способом подводных обследований мостов является использование ДУА – дистанционно-управляемых аппаратов (англ. Remotely Operated Vehicle – ROV). ДУА представляет собой плаваю-
щую платформу, на которой установлена видеокамера. С помощью манипулятора или джойстика приводится в действие электрогидравлическая двигательная установка этой машины. Сначала полагали, что ДУА будут использоваться при операциях на очень значительной глубине и в местах, опасных и недоступных для обычных дайверов. Но при работе с таким аппаратом остаются актуальными такие проблемы, как ограниченный обзор в загрязненной и мутной воде, а также сложность управления в условиях возросшей скорости водного потока.
На протяжении многих лет в исследованиях морских глубин и объектов использовались подводные акустические системы, или сона-
ры (Sonar – SOund Navigational And Ranging – звуковая навигация и ранжирование). Такие технологии вполне резонно использовать при подводных инспекциях мостов. В настоящее время и получаемые изображения, и общее качество сонаров улучшились. Применение методов акустоскопии может помочь при проведении водолазных работ по осмотру сооружения, позволяя заблаговременно обнаружить видимые повреждения и позволяя дайверам сэкономить время и силы. Сонарные системы могут помочь повысить безопасность процесса дайвинга путем идентификации потенциальных опасностей и угроз жизни инспектора.
При использовании ДУА и сонарных аппаратов необходимо предусмотреть возможность нахождения в зоне обследования мигрирующих организмов, прохождения нереста рыб и т.д.
Проведение ремонтных и восстановительных работ на подводных элементах мостов
По результатам подводного обследования может быть рекомендовано проведение на мосту некоторых ремонтных или восстановительных работ. В этом случае крайне важна разработка четко продуманного графика ремонтных работ. Она осуществляется на основании принятия инженерных решений по ряду вопросов и учитывает множество факторов [7, 9]:
304
–степень влияния повреждения на работоспособность конструкции моста;
–тип повреждения;
–возраст моста;
–возможность (необходимость) плановой реконструкции или полной замены сооружения; расчет и прогнозирование кинетики развития повреждений и их влияние на безопасную эксплуатацию моста;
–экономическая составляющая;
–организация движения на период ремонта, подготовка объездных дорог;
–отсутствие влияния ремонтных мероприятий на работу смежных подводных элементов моста;
–экологический фактор (проблема сохранения окружающей среды при выполнении строительных, ремонтных и каких-либо других работ четко названа во многих законодательных актах, к примеру в недавно вышедшем Федеральном законе Российской Федерации от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий
исооружений»)1.
Отметим, что зачастую ремонтные работы на мостах осуществляются как реакция на появившиеся повреждения, а не на их причины [7]. Тщательная подготовка поверхности подводного элемента моста с условием сведения к минимуму возможности повторного проявления устраняемого повреждения является необходимым условием для эффективного ремонта. При этом важно, о чем говорилось ранее, обеспечить сохранность экосистемы прилегающей местности.
Существует достаточно много разновидностей строительных материалов, которые могут использоваться во время возведения мостовых опор как в пресной, так и морской средах.
При работах, направленных на защиту от коррозии стальных подводных конструкций опор мостов, применяют различные методики и способы [7, 9]: эпоксидно-каменноугольная эмаль, оцинкование, окраска, нанесение алюминиевой пленки, устройство бетонной опалубки и др. Важно согласование применения того или иного метода с экологическими организациями. Это же касается и методик, используемых при ремонтных работах на бетонных подводных элементах конструкций опор мостов. В случае необходимости в смесь нового раствора
1 http://www.rg.ru/2009/12/31/tehreg-zdaniya-dok.html – comments
305
добавляют суперпластификаторы, воздухововлекающие добавки, замедлители схватывания бетона, ингибиторы коррозии и др. Следует убедиться в том, что данные химические добавки никак не повлияют на экосистему водотока и прилегающей местности. Также в отдельных случаях резонно усиливать железобетонные элементы армированием: стержнями с эпоксидным покрытием, оцинкованными стержнями, легированными стальными элементами, нержавеющими стальными стержнями, композитными материалами.
При проведении ремонтных работ на деревянных, каменных или композитных подводных элементах конструкций опор мостов одним из важнейших факторов при выборе той или иной методики является сохранность окружающей среды и экосистемы.
Заключение
Важно понимать, что недостаточное внимание к поднимаемым
встатье проблемам может привести к возникновению на подводных элементах мостов повреждений различной степени тяжести, которые
вдальнейшем могут привести к авариям на сооружениях. Поэтому этим и другим вопросам в сфере контроля за безопасной эксплуатаци-
ей мостов, которая невозможна без периодических обследований и мониторингов состояния их подводных частей, следует уделять повышенное внимание. Одним из таких вопросов является определение прочности бетонных и железобетонных конструкций под водой без извлечения образцов. Особенно это касается задачи определения длительных механических характеристик с целью оценки остаточной долговечности подводных частей существующих мостовых сооружений.
Список литературы
1.Особенности подводного обследования транспортных сооружений. Ч. 1. Повреждения подводной части транспортных сооружений / И.И. Овчинников, И.Г. Овчинников, А.А. Шеин, В.Г. Грацинский, К.М. Вдовин [Электронный ресурс] // Науковедение. – 2013. –
№6 (19). – URL: http://naukovedenie.ru/ PDF/ 49TVN613.pdf.
2.Особенности подводного обследования транспортных сооружений. Ч. 2. Характерные повреждения опор мостовых сооружений / И.И. Овчинников, И.Г. Овчинников, А.А. Шеин, В.Г. Грацинский,
306
К.М. Вдовин [Электронный ресурс] // Науковедение. – 2013. – № 6 (19). – URL: http://naukovedenie.ru/ PDF/ 50 TVN613.pdf.
3.Особенности подводного обследования транспортных сооружений. Ч. 3. Методика подводного обследования транспортных сооружений / И.И. Овчинников, И.Г. Овчинников, А.А. Шеин, В.Г. Грацинский, К.М. Вдовин [Электронный ресурс] // Науковедение. – 2013. – № 6 (19). – URL: http://naukovedenie.ru/ PDF/ 50 TVN613.pdf.
4.Овчинников И.Г., Шеин А.А., Пискунов А.А. Обследования, ремонт и усиление оснований и фундаментов транспортных сооружений: учеб. пособие. – Казань: Изд-во КГАСА, 2005. – 300 с.
5.Овчинников И.Г., Кисин Б.С. Опыт обследования, содержания и реконструкции автодорожных мостов в США: учеб. пособие. – Саратов: Изд-во Сарат. гос. техн. ун-та, 2003. 102 с.
6.Кокодеев А.В. Подводное обследование мостов // Транспортное пространство России и Евразийского экономического союза
вXXI веке: материалы всерос. науч.-практ. конф., посвященной 100-летию со дня рождения первого министра автомобильных дорог РСФСР А.А. Николаева, Сочи, 28–29 мая 2014 г. – Саратов: КУБиК, 2014. – С. 101–107.
7.Кокодеев А.В., Овчинников И.Г. Обследование, оценка эксплуатационного состояния подводных частей мостовых сооружений, особенности планирования и выполнения на них ремонтных работ // Безопасность регионов – основа устойчивости развития: материалы IV Междунар. науч.-практ. конф., Иркутск, 22–26 сентября 2014 г. – Иркутск, 2014.
8.Кокодеев А.В., Овчинников И.Г. Подводное обследование мостов // Инновации и исследования в транспортном комплексе: материалыII Междунар. науч.-практ. конф. – Курган, 2014. – С. 133–141.
9.Brown Underwater Bridge Repair, Rehabilitation, and Countermeasures / Terence M., Thomas J. Collins Michael J. Garlich, John E. O’Leary, Katherine C. Heringhaus // Collins Engineers, Inc., Chicago, Illinois, USA. – 2010. – P. 137.
10.Stromberg Daniel G. New advances in underwater inspection technologies for railway bridges over water // Collins Engineers, Inc., Chicago, Illinois, USA. – 2011. – P. 29.
11.Чуйко А.В. Органогенная коррозия. – Саратов: Изд-во Са-
рат. ун-та. 1978. – 232 с.
307
12.Каневская И.Г. Биологическое повреждение промышленных материалов. – Л.: Наука. 1984. – 230 с.
13.Биологическое сопротивление материалов / В.И. Соломатов, В.Т. Ерофеев, В.Ф. Смирнов [и др.]. – Саранск: Изд-во Мордов. ун-та, 2001. – 196 с.
14.Ерофеев В.Т., Морозов Е.А. Микроорганизмы – разрушители материалов и изделий // Биоповреждения и биокоррозия в строительстве. – Саранск, 2004. –С. 39–51.
15.Огарков Б.Н., Огаркова Г.Р., Самусенок Л.В. Микробная биодеструкция строительных материалов, зданий и сооружений: метод. указания. – Иркутск: Изд-во Иркут. гос. ун-та, 2007. – 56 с.
16.Микробиологическое разрушение материалов : учеб. пособие / В.Т. Ерофеев [и др.] – М.: АСВ, 2008. – 128 с.
17.Старцев С.А. Проблемы обследования строительных конструкций, имеющих признаки биоповреждения // Инженер.-строит.
журн. – 2010. – № 7. – С. 41–46.
Сведения об авторах
Овчинников Игорь Георгиевич – доктор технических наук,
профессор, Пермский национальный исследовательский политехниче-
ский университет, e-mail: bridgesar@mail.ru.
Кокодеев Артемий Витальевич – студент, Саратовский госу-
дарственный технический университет имени Ю.А. Гагарина, e-mail: artemkokodeev@gmail.com.
308
УДК 656.073.4
Н.В. Лобов, Д.В. Мальцев, Е.М. Генсон, В.М. Дмитренко
МУНИЦИПАЛЬНАЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА СБОРА И ТРАНСПОРТИРОВКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Приведено описание геоинформационной системы, позволяющей оптимизировать маршруты мусоровозов. Представлены её основные функции.
Ключевые слова: геоинформационная система, мусоровоз, оптимизация маршрута.
N.V. Lobov, D.V. Maltcev,
E.M. Genson, V.M. Dmitrenko
MUNICIPAL GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM
FOR MONITORING THE COLLECTION AND TRANSPORTATION
OF SOLID WASTE
The article describes the geographic information system, which allows to optimize routes garbage. Presented its basic functions.
Keywords: geoinformation system, garbage truck, route optimization.
В городе с миллионным населением ежедневно образуется огромное количество отходов. Эффективный контроль и управление сбором и вывозом этих отходов невозможно осуществить без применения современных компьютерных технологий. В настоящее время каждый перевозчик осуществляет вывоз твердых бытовых отходов (ТБО) с какой-то определенной, закрепленной за ним территории. При этом, как правило, маршрут движения определяет водитель, исходя из своих представлений о логистике, он же определяет, когда кузов заполнен и, соответственно, когда необходимо везти отходы на полигон. Поэтому количество рейсов на одном и том же маршруте может меняться. График движения автомобиля весьма условный, а отсутствие данных о количестве собранных отходов делает практически невоз-
309
можным осуществление контроля. Муниципальная геоинформационная система (МГИС) позволяет организовать работу всех перевозчиков мусора в городе, составить графики движения, оптимизировать маршруты и персонифицировать ответственность за недобросовестное оказание услуг.
В основе МГИС – карта города с сооружениями, зданиями, дорогами, ландшафтом (рис. 1).
Рис. 1. Карта города в МГИС
Разрабатываемая МГИС решает следующие задачи:
прогнозирование образования ТБО на контейнерных площадках города;
сбор ТБО и оптимизация загрузки кузова мусоровозов;
оптимизация маршрутов движения мусоровозов;
Для прогнозирования образования ТБО в систему необходимо внести базы данных с координатами контейнерных площадок, с указанием принадлежности (управляющей компании, ТСЖ или ЖКХ), численностью населения. Затем произвести сбор достаточного объема данных по количеству отходов для каждой площадки. На основе собранных данных система сможет прогнозировать количество образования отходов для конкретной площадки с учетом времени года, дня недели, района и т.д.
310