Автоматический геодезический мониторинг «Циклоп». Реконструкция путепровода на пересечении Варшавского шоссе с курским направлением московской Ж/Д
Используемая система - Автоматический геодезический мониторинг «Циклоп».
Основной экран ПО «Циклоп»
При реконструкции путепровода на пересечении Варшавского шоссе с Курским направлением московской железной дороги возникла задача осуществления непрерывного, круглосуточного наблюдения за деформацией железнодорожного полотна и рельсовых путей. Было предложено применить для этих целей российскую систему геодезического мониторинга «Циклоп». Работа по осуществлению данного мониторинга была поручена специализированной фирме ООО «Навигатор».
Реконструкция путепровода была разбита на два этапа: подготовительный и основной. Первый этап – подготовительный, включал в себя сооружение защитного экрана из стальных труб диаметром 630 мм пройденных методом микротоннелирования с замковым соединением между собой. Минимальное расстояние от верха труб до головки рельс составляло - 1.2 м. Прокладка труб осуществлялась в насыпном грунте. В дальнейшем трубы армировались и заполнялись бетоном. Концы труб омоноличивались железобетонным. ростверком, для увеличения жесткости всего экрана. Участок работ пересекало 4 железнодорожных пути, по которым проходили поезда с высокой интервалом. На участке возможной деформации, вдоль каждой нитки рельс было установлено по два пакета усиления. Каждый пакет состоял из трех рельс скрепленных между собой хомутами. Для наблюдения за деформацией рельсовых путей были установлены оптические мини-призмы специальной конструкции. Мини-призмы были закреплены непосредственно к верхнему строению пути - для определения деформации самих рельс в абсолютных величинах и возвышения рельс в относительных величинах, и на бетонных тумбах, размером 0.5х 0.5х 0.5 - для определения деформации земляного полотна железнодорожных путей.
Leica ТСА1101 в работе
Система геодезического мониторинга, применяемая в данном случае, включает в себя необходимое оборудование и программное обеспечение. В комплект оборудования входит: электронный тахеометр-автомат фирмы «Leica» ТСА 1201 или ТСА 1101, набор деформационных и опорных оптических мини-призм, компьютер, датчик температуры, давления и влажности, радио-модемная или проводная связь между компьютером и тахеометром. Для размещения компьютера и обслуживающего персонала использовали обычный вагон-бытовку. Тахеометр устанавливался на вышке, высотой от 4-х до 7-ми метров.
Программное обеспечение было представлено программой «Циклоп». Эта программа разработана специалистами фирмы ООО «Навигатор» на языке программирования VB6.
Схема расположения деф. призм на ж/д путях
Программа позволяет управлять максимально 4-м я тахеометрами по очереди. На каждый тахеометр (станцию) можно задать свой набор опорных и деформационных призм и свои установки (периодичность замера деформационных призм, периодичность определения координат и ориентирование станции, допуски на выбраковку грубых измерений на опорные точки, отскок координат деформационных призм выше которых они не берутся в расчет и т. д.). Периодичность замера деформационных призм была определена представителями железной дороги и составляла 10 минут. Время на замер всех призм, которые тахеометр должен был замерять каждый цикл, так же составляло 10 минут, поэтому из технических соображений уменьшить его, не уменьшая числа призм, было нельзя. Программа «Циклоп», управляющая работой тахеометров накапливает координаты измеренных деформационных призм, вычисляет разницу между фактическими координатами и исходными и заполняет этими данными таблицу программы Excel. Далее пользователь по своему усмотрению и в зависимости от требуемых результатов составляет различные диаграммы, схемы и графики для наглядного представления деформации.
Диаграмма высотных деформаций ж/д пути
В нашем случае были созданы диаграммы абсолютных отклонений деформационных призм от исходных значений в плане и по высоте, схема перекосов рельс, т. е. возвышения одного рельса над другим. В Excel была написана программка, которая контролировала деформацию автоматически. В случае превышения заданных величин деформаций издавался звуковой сигнал оповещения и оператор после просмотра результатов измерений по телефону сообщал строителям и путевым работникам о возникших деформациях. Такая оперативность была обусловлена интенсивностью движения подвижных составов. За время строительства рихтовать рельсовые пути приходилось довольно часто, но благодаря своевременному предупреждению о начале деформации верхнего строения пути немедленно приостанавливалось движение поездов по данному пути, и выполнялась его рихтовка.
По завершению сооружения защитного экрана из труб, приступили к основному этапу строительства - сооружение автодорожных тоннелей методом продавливания железобетонных секций под железнодорожными путями под защитой экрана из труб.
Деформационный геодезический мониторинг начался за сутки до начала подготовительного этапа, 6 марта 2008 года и закончился через месяц после окончания всего строительства, 30 мая 2009 года. Весь этот период производился непрерывный, круглосуточный геодезический мониторинг с цикличностью 10 минут.
Исходя из условий и требований проведения деформационных наблюдений на данном объекте, где главными критериями были - оперативность, доходчивость и полнота предоставления данных по деформациям, можно сделать заключение в правильности выбора данной системы геодезического мониторинга. Не маловажным фактором преимущества данной системы перед обычными, традиционными методами является отсутствие геодезических рабочих на действующих железнодорожных путях с высокой интенсивностью движения подвижных составов.
Наблюдательная станция
За время наблюдений было произведено примерно 4 838 400 измерений координат деформационных призм. Чтобы проделать такое количество измерений традиционным методом ручного геодезического измерения, потребовалось бы большое количество тахеометров и исполнителей. Но даже привлечение такого количества людей и инструментов не решило бы проблему оперативности получения результатов в течении 10 минут. Так что использование автоматического геодезического мониторинга является единственно правильным методом для деформационного сопровождения подобных объектов строительства.
Крепление деформационных призм на рельсах
Деформационная призма на бетонном оголовке
