Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииПубликации → АМС: проблемы проектирования, монтажа, изготовления и обслуживания
АМС: проблемы проектирования, монтажа, изготовления и обслуживания
Опубликовано в СП "Украинская мобильная связь", август-сентябрь 2004

ООО «СВЯЗЬТЕХСЕРВИС»

ОБЩАЯ ЧАСТЬ

 

Данные, которые легли в основу настоящего документа, были получены в результате детальных обследований технического состояния действующих антенно-мачтовых сооружений (АМС) ЦТУ СП «УМС» (мачты наземного и кровельного базирования, башни), а также проведения технического надзора за строящимися АМС.
Для унификации данных, и упрощения проведения анализа, все обследованные АМС были условно разбиты на три группы:
Группа I. «Мачты стальные». Сюда вошли мачты типа «сосна» (или «чинара»), типа «УНЖА» и другие решетчатые стальные конструкции, устойчивость которых обеспечивается системой оттяжек. Установлены они как на крышах зданий и сооружений, так и на земле. Конструкции выполнены из стального уголка, из круглого стального прутка или труб круглого сечения. Диапазон высот АМС колеблется от 20 до 80 м. Диапазон абсолютных высот (от уровня земли) – 35 – 80 м.
Группа II. «Мачты алюминиевые». Все конструкции данного типа установлены на крышах зданий и сооружений. Все элементы, за исключением монтажных элементов, выполнены из алюминиевого сплава. Конструкция имеет трехгранное сечение и, как правило, один ярус оттяжек Высота АМС обычно не превышает 15 м. Абсолютная высота 30 – 40 м.
Группа III. «Башни стальные». К данному типу относятся свободно стоящие стальные конструкции, устойчивость (жесткость) которых обеспечивается силовой схемой самой конструкции. Конструктивно башни более разнообразны нежели мачты - решетчатые и комбинированные; трехгранные, четырехгранные и круглые; из угловой стали и из стальных труб. Высотой, как правило: 50 – 70 м. 

Характерные дефекты, выявленные при обследованиях, были классифицированы согласно ДБН 362-92, некоторые из них совмещены и в результате сгруппированы в девять типов, представленных в следующем разделе. Совмещены и сгруппированы были дефекты схожие по своему воздействию на сооружение и имеющие общую природу. Такое допущение было сделано для удобства статистических расчетов, анализа причин возникновения дефектов. Дабы данная работа несла практический смысл, а не имела целью теоретические рассуждения, дефекты, не встречавшиеся в реальных обследованиях, упомянутых выше, либо имевшие единичный характер, в анализе не принимались во внимание. Для оценки опасности типа дефектов условно определим их как: опасные, средней опасности и незначительные.

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

В период с февраля по июль 2004г. Было обследовано 83 АМС Центрального территориального управления СП «УМС», расположенных в Киевской, Черниговской, Житомирской, Винницкой и Черкасской областях. Из них:
-          мачты стальные (наземного и кровельного базирования) - 46 шт.;
-          мачты алюминиевые (кровельного базирования) - 12 шт.;
-          башни стальные (наземного базирования) - 25 шт.
       Развернутые статистические данные о наличии дефектов представлены в Приложении №1, а итоговые (обобщенные) данные приведены ниже в таблице.

              
 
По группам АМС
Группа I
Группа II
Группа III
Общ. кол-во
НАИМЕНОВАНИЕ  ТИПА ДЕФЕКТА*
шт.
%
шт.
%
шт.
%
шт.
%

1.

Отклонение от вертикальности и искривление ствола АМС.

27
58,7
1
8,3
16
64,0
44
53,0

2.

Скручивание ствола АМС вокруг вертикальной оси.

6
13,0
-
-
8
32,0
14
19,7

3.

Нарушения регулировок оттяжек.
32
69,6
10
83,3
-
-
42
72,4

4.

Отсутствие или замена сечения элементов конструкции.

39
84,8
12
100
20
80,0
71
85,5

5.

Нарушение и дефекты лакокрасочного или защитного покрытия.

42
91,3
-
-
19
76,0
61
85,9

6.

Коррозия элементов конструкции.**
41
89,1
9
75,0
16
64,0
66
79,5

7.

Коррозия элементов системы оттяжек.
36
78,3
8
66,7
-
-
44
75,9

8. 

Недостаточная гидроизоляция и коррозия анкеров (шпилек, гаек), опорных плит.

13
28,3
1
8,3
3
12,0
17
20,5

9.

Разрушение и дефекты гидроизоляции и бетонных конструкций фундаментов.

19
41,3
-
-
18
72,0
37
52,1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
Примечание.*Представлены только характерные типовые дефекты, поддающиеся классификации (обнаруженные при обследовании).
**В алюминиевых конструкциях имеется в виду контактная коррозия алюминий-сталь.
 
АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ

1.    Отклонение от вертикальности и искривление ствола АМС.
Данные дефекты характерны для стальных мачт и башен. На алюминиевых конструкциях, ввиду их незначительной высоты и достаточно большого поперечного размера, отсутствуют.
Наличие данных дефектов может привести к потере несущей способности и отказу АМС. Поэтому, дефекты данного типа  должны быть признаны опасными.
Нарушение вертикальности или прямолинейности вновь возводимых АМС является, как правило, следствием производственного брака, не устраненного при монтаже, а увеличение отклонения со временем может свидетельствовать о просадке фундаментов (естественной просадке  в течение первых лет эксплуатации, или ненормированной просадке – в результате, например, вымывания грунта). В мачтах, деформации возникают вследствие изменения (по каким-либо причинам) натяжения оттяжек в процессе эксплуатации, либо задания изначально неверного натяжения – недостаточного, избыточного или неравномерного.
Устранение дефекта в процессе проведения ремонтных работ (в полевых условиях) может быть проведено стандартной процедурой - подкладывание регулировочных шайб, регулировка натяжения оттяжек и т.д., но, может вылиться в целый комплекс мероприятий, включающих применение специальной оснастки и приспособлений, или, даже, изготовление таковых под конкретный объект, в виду, практически, уникальности каждого. В результате устранение дефекта может быть не возможно без демонтажа, или частичного демонтажа сооружения.

 2.    Скручивание ствола АМС вокруг вертикальной оси.

Данный дефект, встречается не часто. Обычно присутствует в комплексе с Типом 1.
Наличие дефекта непосредственной угрозы потере устойчивости или работоспособности АМС не несет. Однако создается не проектное перераспределение нагрузок и усилий в конструкции. Данное обстоятельство требует наблюдения за развитием деформации, так как прогрессирование может привести к разрушению некоторых силовых элементов конструкции, что в свою очередь, может вызвать отказ АМС. В начальной стадии дефект можно отнести к дефектам средней опасности, но способным к развитию и провокации других отклонений.
В основном возникает вследствие не соблюдения требований проекта в процессе изготовления и/или монтажа конструкций АМС. Гипотетически может образоваться в процессе эксплуатации конструкций, не обладающих достаточной жесткостью на скручивание, в результате касательных (скручивающих) ветровых нагрузок на технологическое оборудование большой парусности.
Устранение дефекта без демонтажа конструкции практически невозможно. Необходим контроль на стадии производства конструкции и монтажа. 

3.    Нарушения регулировок оттяжек.

Один из самых распространенных дефектов, встречающийся у мачт.
Непосредственно влияет на устойчивость АМС, может привести к нарушению вертикальности, искривлению и скручиванию ствола АМС, и, как результат – к потере несущей способности и отказу АМС. Относится к категории опасных.
Причин возникновения достаточно много. Основная причина в несоблюдении правильной технологии монтажа: монтаж канатов без предварительной их вытяжки; использование канатов, не соответствующих требованиям прочности; погрешности (неточности, неверная методика) расчета проектного усилия натяжения; игнорирование температурного режима работы оттяжек; отсутствие контроля натяжения оттяжек при монтаже, или измерение натяжения приборами недостаточной точности, и пр. В процессе эксплуатации АМС нарушение может появиться в результате естественного растяжения оттяжек (что мало вероятно, если оттяжки правильно подготовлены), или в результате несанкционированного доступа к системе регулировок.
Устранение данного дефекта, при всей кажущейся простоте, сопряжено с рядом существенных проблем. На сегодняшний день в Украине отсутствует единая методика расчета усилий натяжения. Результаты, получаемые расчетом по различным методикам, существенно разнятся. Для соблюдения проектных требований при монтаже требуется наличие комплекта специального измерительного оборудования и квалифицированного персонала. А так как регулировка натяжения оттяжек напрямую связана и с регулировкой вертикальности ствола мачты, то требования к Подрядчику сильно ужесточаются.
Для избежания подобных дефектов, очень важно точно соблюдать технологию и требования норм при работе с канатами и выполнять всю последовательность подготовительных и завершающих мероприятий. Обязательно неоднократно контролировать натяжение в процессе выполнения монтажных работ и по их завершении. Использовать только штатные системы регулировок и монтажные приспособления.

4.    Отсутствие или замена сечения элементов конструкции.

Здесь можно отметить отсутствие или несоответствие требованиям таких элементов: молниеприемник, ледозащита отвода фидеров, кабельрост, зажимы оттяжек, талрепы, анкера, петли, и пр. Реже встречается отсутствие или несоответствие размеров силовых элементов конструкции.
Подобные дефекты не могут возникать в процессе эксплуатации. Причины возникновения - некачественное исполнение монтажных работ, несоблюдение проектных требований при монтаже, иногда – несоблюдение норм и правил в процессе выполнения проекта.

5.    Нарушение лакокрасочного и/или защитного покрытия.

Данный дефект непосредственно на работоспособность АМС не влияет, однако, являясь причиной развития коррозии, вследствие которой происходит уменьшение площади сечения элементов конструкции и, как следствие, ухудшение их прочностных характеристик, приводит к потере несущей способности всей конструкции АМС и ее разрушению. Поэтому дефект должен быть признан весьма существенным при оценке технического состояния АМС, особенно вновь построенных.
Основной причиной возникновения дефекта является изначально некачественная антикоррозионная обработка металлоконструкций в процессе их изготовления. Это происходит вследствие применения в проектах устаревших материалов, или использования некачественных антикоррозионных и лакокрасочных защитных материалов, не способных противостоять агрессии окружающей среды должным образом; недостаточная (некачественная) подготовка поверхности в процессе изготовления металлоконструкций; несоблюдение технологии монтажа (несоблюдение требований транспортировки и складирования металлоконструкций, проведения стропальных и подъемно-крановых работ).
Второй причиной возникновения данного дефекта может служить нарушение периодичности проведения регламентных работ и текущих ремонтов.
Устранение связано с работой в полевых условиях, поэтому - это довольно трудоемкая работа, требующая тщательного соблюдения всех технологических требований нанесения защитного покрытия, так как нарушение технологии не позволит добиться нужного результата.
Ввиду своеобразности данного дефекта, главное - его профилактика: предупреждение и устранение его на стадии проектирования, изготовления и монтажа металлоконструкций. А обнаружение данного дефекта в процессе эксплуатации должно служить сигналом к проведению очередного текущего ремонта, если даже срок проведения такового не настал. 

6.    Коррозия элементов конструкции.

Данный дефект характерен практически для всех АМС.
Наличие данного дефекта в течение достаточно короткого времени (по сравнению с расчетным временем эксплуатации АМС) способно привести к потере работоспособности АМС и его отказу. Поэтому этот тип в зависимости от степени его развития можно отнести как к опасным дефектам, так и к дефектам средней опасности.
Возникновение дефекта является следствием развития дефекта Типа 5 и его логическим завершением.
Исключение составляют алюминиевые конструкции, где данный дефект был классифицирован как «контактная коррозия» в местах расположения крепежных (монтажных) элементов.
Основная проблема состоит в исключении контакта алюминия со стальными крепежными элементами (болтовые соединения), так как контактная коррозия алюминий – сталь развивается намного интенсивнее, чем коррозия от агрессии окружающей среды и, как раз в самых напряженных местах конструкции. Для решения этой проблемы можно применять болты и гайки из алюминиевых сплавов, однако, это приведет не только к дополнительному удорожанию и так не дешевого изделия, но и к потере прочностных характеристик. Применение оцинкованных метизов тоже не является достаточной мерой защиты от контактной коррозии. Таким образом одно преимущество алюминия вылилось во множество недостатков, не говоря уже о стоимости изделия.
Устранение дефекта требует проведения мероприятий в зависимости от степени, глубины, места, площади поверхности, пораженной коррозией, и других причин. 

7.    Коррозия элементов системы оттяжек.

Данный дефект встречается только у мачт. В большей мере коррозии подвержены элементы крепления и натяжения системы оттяжек, нежели сами канаты. Данное обстоятельство обусловлено применением для производства канатов специальных легированных сталей (более стойких к коррозии), применением на многих мачтах оцинкованных канатов и пространственным положением самих оттяжек.
Дефект непосредственно не влияет на устойчивость конструкции. Однако, прогрессируя, может привести к потере работоспособности и отказу АМС, в связи с чем, должен быть поставлен в категорию средней опасности.
Причины возникновения дефекта аналогичны Типу 6 – недостаточная антикоррозионная защита, несоблюдение технологии монтажа.

 8.    Недостаточная гидроизоляция и коррозия анкерных элементов (шпилек, гаек), опорных плит.

Данный дефект аналогичен дефекту Типа 6, однако, относясь к более ответственным элементам конструкции, вынесен в отдельный тип.
По степени важности он вполне может быть признан опасным на стадиях его прогрессирования.
Причины возникновения, - как и у коррозии других элементов конструкции. Но из-за позиционного расположения данных элементов конструкции, действие факторов, вызывающих коррозию в значительной степени усиливается. Находясь в самом низу конструкции (на уровне 0-й отметки) в контакте с плоскими горизонтальными элементами кроме высоких механических нагрузок они испытывают усиленное воздействие химических (гидратационных) от дождевых и талых вод, стекающих по конструкции, снежного покрова, обледенения, (парниковый эффект).
Профилактика данного типа дефектов – соблюдение технологии монтажа, применение качественных защитных материалов.
Влияние данного дефекта на работоспособность АМС аналогично Типу 6, но более существенно ввиду ответственности элементов конструкции
.

9.    Разрушение и дефекты гидроизоляции в бетонных конструкциях фундаментов.

Довольно часто встречающийся дефект всех конструкций наземного базирования.
В начальной стадии данный дефект угрозы не представляет, однако в процессе развития способен привести к разрушению бетонных конструкций фундамента и, как следствие, к отказу АМС, особенно при пиковых нагрузках. В зависимости от обширности поражения (стадии развития), дефекты подобного типа могут быть классифицированы в интервале от незначительных до опасных.
В качестве профилактики достаточно выполнять все проектные требования, соблюдать технологию монтажа, а в процессе эксплуатации - следить за целостностью гидроизоляции и отмостки и своевременно ее восстанавливать. 

 ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

В результате проведения анализа данных, полученных в результате обследований,  изучения типовых дефектов, причин их возникновения и методов их устранения, можно с полной уверенностью сказать, что подавляющее большинство дефектов заложено изначально в процессе проектирования, изготовления и монтажа.

По нашему мнению обязательно необходим единый подход к вопросам проектирования, изготовления и монтажа АМС по всем ТУ СП «УМС». Для этого необходимо:

1.    Отказаться от применения быстроразвертываемых конструкций временного базирования (алюминиевые мачты, стальные мачты типа «сосна», «чинара», УНЖА и т.д.).
2.    Унифицировать конструкции. Определиться с типами и номенклатурой наиболее надежных конструкций АМС (3, 4, 5 типов, предпочтительно стальных конструкций).
3.    Унифицировать проектирование. С привлечением специалистов «НИИ ПСК им. Шимановского» и «Укринвестэкспертизы» организовать экспертизу проектов повторного применения.
4.    Унифицировать технологию монтажа. Из лучших проектов производства работ (ППР) создать рекомендованные технологические карты (ТК) для повторного применения всеми Подрядчиками. В состав ТК включить перечень обязательных приборов контроля выполнения СМР.
5.    Уделять должное внимание антикоррозионной защите всех элементов конструкций АМС:
-       применять в проектах новые современные антикоррозионные и лакокрасочные материалы;
-       контролировать наличие у субподрядчика - изготовителя металлоконструкций, возможности соблюдения технологии нанесения ЛКП;
-       обязательно производить гидроизоляцию оголовков фундаментов;
-       во избежание подтапливания фундаментов, площадку под АМС (вокруг фундаментов) покрывать асфальтом или бетоном.

 Выполнение вышеперечисленных мероприятий потребует некоторых затрат, но экономия (в результате унифицированного подхода к проектированию, изготовлению и монтажу) даст неизмеримо большую экономию сил и средств, в процессе эксплуатации, ремонта и поддержания работоспособности АМС.
 



Фото-4
Печи
Фото-4


Сейчас 63 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page