Russian (CIS)English (United Kingdom)
ГлавнаяКонференцииВторая часть 1-й Международной конференции МГС → Опыт обследования и технического обслуживания АМС Центрального и Восточного ТУ ЗАО "УМС"
Опыт обследования и технического обслуживания АМС Центрального и Восточного ТУ ЗАО "УМС"

Автор: Пурцеладзе А. Р.

 

Сегодня Вашему вниманию представлена новая конструкция – антенно-мачтовое сооружение на базе многогранной гнутой стойки (МГС). Предыдущие (и следующие) докладчики изложили (или еще изложат) основные характеристики этого изделия с точки зрения производства, монтажа, прочностных качеств и пр.

Я хочу остановиться на эксплуатационных характеристиках данной конструкции, других существующих конструкций и вопросах обеспечения надежности (безотказности работы) высотных сооружений вообще. Поскольку опыта эксплуатации МГС, по крайней мере, в нашей стране, нет, то попробуем провести оценку методом сравнения, сопоставления с существующими сооружениями, выполняющими те же функции с таким же результатом.

В нашем случае для оценки МГС мы имеем достаточное количество примеров для сравнения – это конструкции аналогичного целевого назначения: стальные решетчатые мачты и башни уголковые и трубчатые, алюминиевые мачты, также с различным сечением элементов, башни на базе железобетонной стойки СК-26. По всем этим сооружениям мы имеем достаточный опыт строительства и эксплуатации (обследования, обслуживания, ремонтов), то есть, имеем статистические данные по режимам работы, характерным дефектам, причинам их возникновения и методам их устранения. Данный опыт специалисты нашей компании приобрели за время работы в области энергетики и связи, проводя обследования технического состоянии воздушных линий электропередач (ВЛ) и антенно-мачтовых сооружений связи различных конструкций.

 

Наша компания много лет работает в области проектирования, обследования, строительства и ремонтов воздушных линий электропередачи (высотных объектов энергетики). С операторами мобильной связи начала сотрудничать с 2004 г. Сотрудничество началось с приглашения от технического директора  ЗАО «УМС». Нас как специалистов, имеющих достаточный опыт в энергетике, пригласили заниматься обследованием и обслуживанием существующих антенно-мачтовых сооружений. Для начала были предложены объекты Центрального территориального управления ЗАО «УМС». Был заключен соответствующий договор, и мы приступили к работе. Вначале был разработан документ «Правила обследования, ремонта и технического обслуживания АМС» (далее – «Правила»), выпущенный нами совместно с ЦТУ ЗАО «УМС» и ООО «ДИСКОМ». При разработке  «Правил» были учтены требования действующих нормативных документов Украины, собственный опыт работ с высотными сооружениями энергетики и данные, полученные при консультациях со специалистами основных операторов мобильной связи России: «БиЛайн», «МТС», «SMARTS GSM», ведущих отечественных и зарубежных научных и проектных институтов (с которыми мы тесно сотрудничаем): Сев-Зап НТЦ» (Санкт-Петербург), ОРГРЭС (Москва), «Укрсельэнергопроект» (Киев), «УкрНИИ ПСК» (Киев), ELPEC (Таллинн), опыт работы специализированных строительно-монтажных и ремонтных организаций: «Севзапэлектросетьстрой» (Санкт-Петербург), ГП «Энергобуд» (Киев), AS BALTROS GEM GRUPP (Таллинн), а также большой объем документарного материала фирм NOKIA (Финляндия), А. В. CHANS (США).

 

В «Правилах» заостряется внимание на повышении надежности (безотказности) работы АМС. Средствами достижения  этой цели являются исключение ошибок на стадии разработки и расчетов на прочность конструкции и обязательное регламентное обслуживание АМС после его ввода в эксплуатацию. То есть, необходимо предотвращать возникновение дефектов и отказов, а не бороться с ними по факту их появления.

 

В процессе работ по обследованию и обслуживанию АМС ЦТУ ЗАО «УМС», специалистами нашей компании был разработан ряд программных продуктов, таких как:

- программы «MAST» и «MAST-1», выполняющие совместно с программным комплексом «Лира» расчет несущей способности высотного сооружения любой конфигурации и расчет усилий в оттяжках сооружений мачтового типа. Расчет производится в 28-ми рабочих режимах. Результаты расчетов были подтверждены – получили полную сходимость – расчетами в программе «SUDM» «УкрНИИ ПСК» (Киев) в ходе проведения экспертизы наших рабочих проектов на строительство базовых станций сотовой связи;

- база данных «Обслуживание АМС», работающая в среде «Microsoft Access», позволяющая хранить полную информацию по эксплуатации (обслуживанию) парка АМС и вести статистические данные по результатам обследования и ремонтным работам каждого АМС.

 

За 2004 год нами было обследовано и принято на обслуживание 83 АМС Центрального территориального управления ЗАО «УМС», расположенных в Киевской, Черниговской, Житомирской, Винницкой и Черкасской областях, 24 из них были отремонтированы. В конце 2004 года наша компания выпустила работу «АМС: ПРОБЛЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ, МОНТАЖА, ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЯ. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ И СТРОЯЩИХСЯ АМС», ООО «Связьтехсервис», Киев, 2004г., где были представлены статистика и аналитика дефектов, возникающих на стадиях производства, монтажа и эксплуатации высотных конструкций.

За следующих несколько лет наша компания спроектировала и построила «под ключ» более 150 базовых станций для компаний «Киевстар», «УМС», «Велтон», «Астелит» в Киевском, Днепропетровском, Донецком и Львовском регионах. Это весь спектр существующих конструкций (башни и мачты различных типов на кровле и на земле). За этот же период более чем на 100 объектах были проведены предпроектные работы по выбору площадок, аренде и согласованиям, а также обследования существующих АМС.

В текущем году было проведено обследование порядка 50-ти АМС Восточного территориального управления ЗАО «УМС».

 

Проведя анализ состояния АМС, статистики возникновения дефектов и отказов,  наши специалисты пришли к выводу о необходимости повышения надежности работы высотных сооружений и сокращении времени восстановления работоспособности в случаях аварий и отказов. Как одно из средств решения задачи в начале текущего года мы предложили руководству ВТУ ЗАО «УМС» организовать аварийные бригады. Это предполагает создание на базе обслуживающей АМС организации 1-й – 2-х мобильных бригад в каждом регионе, в зависимости от площади его территории. В составе бригад 3 – 5 человек, оснащенные транспортом, необходимым оборудованием и инструментом, аварийным резервом конструкций, комплектующих и принадлежностей. Задача бригады – восстановление в кратчайшие сроки работоспособности базовых станций в случае их аварийного отказа в результате воздействия стихийных бедствий, актов вандализма и пр. В результате был предложен на рассмотрение проект документа: «ПОЛОЖЕНИЕ ОБ ОПЕРАТИВНОЙ АВАРИЙНОЙ СЛУЖБЕ ВТУ ЗАО «УМС», где в итоге должен быть отражен весь регламент работы службы.

 

Таким образом, за период с 2004 года по текущий год, специалисты нашей компании, столкнувшись с антенно-мачтовыми сооружениями, к опыту работы с высотными объектами энергетики добавили существенный опыт работы с высотными объектами связи.

 

Теперь проведем анализ эксплуатационных качеств, особенностей и проблем, возникающих при эксплуатации высотных сооружений вообще.

 

Для начала определим наши требования к высотному сооружению, помимо выполнения им технологических задач. Главное – это надежная бесперебойная работа, максимально длительная и с минимальными эксплуатационными затратами. То есть, в идеале – это необслуживаемая конструкция, рассчитанная минимум лет на 50.

 

Чтобы добиться этого результата, необходимо понять проблемы, связанные с эксплуатацией  существующих сооружений. Глобальная проблема одна – периодические поломки или отказы, вызванные воздействием различных факторов. Данный вопрос более подробно освещен в упомянутой выше работе. («МАС: ПРОБЛЕМЫ ПРОЕТКИРОВАНИЯ,,,»)

Сейчас я хочу изложить сжато ряд фактов – это причины и динамика возникновения отказов – по опыту эксплуатации воздушных линий электропередачи.

 

Классификация причин отказов включает три основных раздела, представленных в таблице 1

 

Таблица 1

Наименование причины

Полное разрушение, %

Частичное разрушение, %

Всего, %

Превышение расчетных нагрузок и воздействий:

- ветер выше расчетного

- гололед выше расчетного

- одновременное воздействие ветра и гололеда

- просадки фундаментов и пучение грунтов

- температурные воздействия

ИТОГО

 

 

28,87

2,28

2,80

0,59

0,20

49,74

 

 

6,06

2,21

1,04

1,89

0,06

11,06

 

 

49,93

4,49

3,84

2,48

0,26

61,00

Низкое качество:

- проектирования

- материала

- изготовления

- монтажа

- эксплуатации

ИТОГО

 

2,08

0,85

2,02

6,91

3,31

15,5

 

0,91

0,20

0,39

0,53

0,53

2,56

 

2,99

1,05

2,41

7,44

3,87

17,76

Непредвиденные причины:

16,42

4,82

21,24

грузок, что является следствием недоучета этих нагрузок на стадии проектирования, а также естественного изменения климатических условий.

(Для справки: сейчас в Украине вводятся новые нормативы по климатическому районированию)

 

Анализ динамики возникновения отказов дает эмпирическую зависимость частоты возникновения отказов от времени эксплуатации сооружения, что представлено на графике – рис. 1.

alt

Эту зависимость можно охарактеризовать следующим образом:

- первые 4 года – период приработки, когда проявляют себя почти все возможные дефекты проектирования, изготовления, монтажа и пр. По мере устранения этих дефектов в процессе эксплуатации идет интенсивное уменьшение отказов;

- от 4 до 25 – 27 лет – период стабильной работы

- после 25 – 27 лет – увеличение отказов за счет накопления дефектов, вызванных агрессией окружающей среды, усталостью металла, «моральным износом»

 

Наиболее часто отказывают в работе элементы ствола и узлы крепления ствола к фундаменту – табл. 2.

Таблица 2

Конструктивный элемент, в котором произошел отказ

Полное разрушение, %

Частичное разрушение, %

Всего, %

Ствол

Траверса

Тросостойка

Узел крепления ствола к фундаменту

Узел крепления секции ствола

Узел крепления траверсы к стволу

Узел крепления гирлянды изоляторов к траверсе

Узел крепления троса к тросостойке

Оттяжка

Анкерное закрепление оттяжек

59,06

1,09

1,07

9,90

4,43

0,26

3,26

0,52

0,52

0,52

11,21

2,74

0,26

3,00

0,91

0,00

0,13

0,26

0,26

0,00

70,27

4,43

1,33

12,90

2,34

0,26

3,39

0,78

0,78

0,52


Большая частота отказов происходит в нижней части ствола и узле его крепления к фундаменту. Объясняется это значительными коррозионными поражениями именно нижних частей конструкций и большими величинами усилий, возникающих в них.

 

Теперь, имея статистические данные обследований АМС, перенесем опыт энергетиков на высотные объекты связи и проведем анализ работы этих сооружений.

 

Для унификации данных и упрощения проведения анализа сделаем ряд допущений:

 

1. Все АМС условно разобьем на четыре 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».

Конструктивная схема фирмы «NOKIA», разработка 1973 года для газопроводов и нефтепроводов. Все конструкции данного типа установлены на крышах зданий и сооружений. Все элементы, за исключением монтажных, 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.

Группа IV. «Башни железобетонные».

К данному типу относятся свободно стоящие железобетонные конструкции на основе стойки СК-26 (СК-22) с наращиванием, при необходимости, высоты металлоконструкциями. Устойчивость (жесткость) сооружения обеспечивается силовой схемой самой конструкции. Высота до 30м.

 

2. Характерные дефекты, выявленные при обследованиях и классифицированные согласно ДБН 362-92, совместим и сгруппируем в десять типов, представленных ниже. Совмещены и сгруппированы дефекты, схожие по своему воздействию на сооружение и имеющие общую природу. Такое допущение сделаем для удобства статистических расчетов, анализа причин возникновения дефектов. Дефекты, не встречавшиеся в реальных обследованиях, либо имевшие единичный характер, в анализе не принимаем во внимание. (Для более яркой демонстрации дефектов некоторые фотоматериалы были взяты из обследований опор ВЛ)

 

3. Для оценки опасности типа дефектов условно определим их как: опасные, средней опасности и незначительные.

 

 
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, они 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 об усадке фундаментов (естественной просадке  в течение первых лет эксплуатации, или ненормированной просадке – в результате, например, вымывания грунта). Искривление ствола может быть вызвано сверхнормативными ветровыми и/или гололедными нагрузками, в комплексе с погнутостями отдельных элементов конструкции (об этом будет сказано ниже). В мачтах деформации возникают вследствие изменения (по каким-либо причинам) натяжения оттяжек в процессе эксплуатации, либо по причине изначально неверно заданного при монтаже натяжения – недостаточного, избыточного или неравномерного, или нарушения геометрии секций в процессе их изготовления.

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 результате устранение дефекта может быть не возможно без демонтажа или частичного демонтажа сооружения.

Фото 1-4

 

2.    Скручивание ствола АМС вокруг вертикальной оси.

Данный дефект встречается не часто.

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. Для предотвращения необходим контроль на стадии производства конструкции и ее монтажа.

Фото 5

 

3.    Нарушения регулировок оттяжек.

Один из самых распространенных дефектов, встречающийся у мачт.

Непосредственно влияет на устойчивость АМС, может привести к нарушению вертикальности и искривлению 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 избегания 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.

Фото 6 – 8

 

4.    Отсутствие, замена сечения, видов соединений и погнутость элементов конструкции.

Здесь можно отметить отсутствие или несоответствие требованиям таких элементов: молниеприемник, ледозащита отвода фидеров, кабельрост, зажимы оттяжек, талрепы, анкера, петли, и пр. Замена болтового соединения элементов сварным швом. Ослабление болтового соединения – раскручивание. Реже встречается отсутствие или несоответствие размеров, а также погнутости силовых элементов конструкции.

В зависимости от элемента конструкции, к которой дефект применим, он может быть отнесен к каждой из трех категорий. 

Замены сечений и видов соединений не могут возникать в процессе эксплуатации. Причины возникновения - некачественное исполнение монтажных работ, несоблюдение проектных требований при изготовлении конструкций и несоблюдение норм и правил в процессе выполнения проекта.

Отсутствие элемента конструкции в принципе может быть результатом акта вандализма. Однако часто это происходит и при монтаже: контргайки, молниеприемник, ледозащита, коуши, зажимы оттяжек и пр.

Погнутость элементов может возникать в результате монтажных нагрузок – низкое качество выполнения строительных работ – а также в результате воздействия пиковых нагрузок на конструкцию – недоучет нагрузок и воздействий на стадии проектирования.

alt
При таких нагрузках в отдельных элементах конструкции могут возникать усилия, вызывающие пластические деформации метала, после чего элемент не способен вернуться в исходное состояние,  что и представлено на графике – рис. 2, где Н – нагрузка, L – удлинение элемента конструкции.

Фото 9 - 22

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.

Дефект в начальной стадии можно классифицировать как несущественный, но имеющий тенденцию быстрого развития в более опасные категории и провоцирующий дефекты других видов.

Основной причиной возникновения дефекта является изначально некачественная антикоррозионная обработка металлоконструкций в процессе их изготовления. Это происходит вследствие применения устаревших материалов еще на стадии проектирования, 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 погрузочных и подъемно-крановых работ).

Второй причиной возникновения данного дефекта может служить нарушение периодичности проведения регламентных работ и текущих ремонтов.

Устранение дефекта связано с работой в полевых условиях – довольно трудоемкая работа, требующая тщательного соблюдения всех технологических требований нанесения лакокрасочного или защитного покрытия, так как нарушение технологии не позволит добиться нужного результата.

Ввиду своеобразности данного дефекта, главное – его профилактика: предупреждение 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.

Фото 23-26

 

 

6.    Коррозия элементов конструкции.

Данный дефект характерен практически для всех АМС.

Развитие дефекта начинается с местной, поверхностной, точечной или язвенной коррозии, которые приводят к уменьшению поперечного сечения элементов, следовательно, к ослаблению его несущей способности. Следующая стадия – это внедрение коррозии в тело металла. Это так называемые межкристаллическая, подповерхностная коррозии и коррозионное растрескивание, которые практически разрушает элементы конструкции. Подобное воздействие происходит от щелевой коррозии, развивающейся в местах сопряжения элементов конструкции, которая приводит к разрыву соединений элементов, особенно сварных (соединений).

Воздействие коррозии, особенно в агрессивных климатических условиях, 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, так как контактная коррозия алюминий–сталь развивается намного интенсивнее, чем коррозия от агрессии окружающей среды и, как раз в самых напряженных местах конструкции (в болтовых соединениях). 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 антикоррозионных работ различного характера и объема, а может быть, и работ по усилению или замене элементов конструкции, в зависимости от степени, глубины, места, площади поверхности, пораженной коррозией, и других причин.

Фото 27-37

 

 

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, может быть признан как опасным, так и средней опасности в зависимости от степени развития.

Причины возникновения дефекта аналогичны Типу 6 – недостаточная антикоррозионная защита или нарушение покрытия  в процессе монтажа.

Фото 38-43

 

8.    Недостаточная гидроизоляция и коррозия анкерных элементов (болтов, 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 коррозии такие же, как и у других элементов конструкции. Но из-за позиционного расположения данных элементов конструкции, действие факторов, вызывающих коррозию, в значительной степени усиливается. Находясь в самом низу конструкции (почти на уровне 0-й отметки) в контакте с плоскими горизонтальными элементами, кроме воздействия высоких механических нагрузок, эти элементы конструкции испытывают усиленное воздействие химических нагрузок (коррозионных, гидродинамических) 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.

Фото 44-45

 

9.    Разрушение и дефекты гидроизоляции и бетонных конструкций 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. Возникает в результате агрессии окружающей среды и механических (особенно вибрационных) нагрузок, передаваемых от металлоконструкции. При нарушении гидроизоляционного или защитного покрытия оголовков фундаментов, начинается растрескивание поверхности железобетонных конструкций в результате попадания влаги в микротрещины бетонной поверхности и оледенения ее в зимний период. Со временем трещины увеличиваются, разрушение доходит до армирующих элементов, начинается коррозия и разрушение этих элементов. В результате – потеря несущей способности и отказ конструкции. Динамика развития дефекта сильно зависит от климатических условий района дислокации объекта и агрессии окружающей среды.

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 состоянием гидроизоляции (или защитного покрытия) фундаментов и своевременно ее восстанавливать.

Фото 46-53

 

10.     Разрушение поверхности железобетонных несущих конструкций стоек АМС (трещины, сколы, выбоины и пр.)

Данному дефекту подвержены практически все ж/б конструкции старше 10-ти лет и некоторые новые конструкции. Так как АМС на базе ж/б стоек СК-26 стали применяться, по нашим данным, не более 3-х – 5-ти лет назад, данные были взяты из материалов обследований воздушных линий. Применительно к АМС – это то, что можно ожидать через 5 лет.

По характеру образования и профилактике предотвращения данный дефект аналогичен предыдущему Типу 9. Также может образоваться в процессе производства стойки, ее транспортировки и выгрузки.

Аналогично Типу 9, дефект может быть классифицирован в интервале от незначительных до опасных.

В настоящий момент нет практики обработки защитными составами поверхности ж/б стоек, что приводит с течением времени к образованию трещин, выбоин, вспучиваний и прочим разрушениям поверхности вплоть до оголения арматурного каркаса практически на всех конструкциях данного типа.

Устранение такого рода дефектов малоэффективно и недолговечно. Для предотвращения появления дефекта подобные конструкции следует покрывать защитными составами, которых в настоящее время достаточное количество.

Фото 55-65

 

СТАТИСТИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

 

Для статистического расчета были использованы материалы обследования АМС Центрального территориального управления ЗАО «УМС» за 2004 год и материалы обследования ж/б стоек воздушных линий электропередачи 110 – 220 кВ за 2005 год. Количественный состав конструкций, принятых для расчета следующий:

- мачты стальные наземного и кровельного базирования - 46 шт.;

- мачты алюминиевые кровельного базирования - 12 шт.;

- башни стальные наземного базирования - 25 шт.

- стойки железобетонные СК-22 и СК-26 (на примере ВЛ) – 100 шт.

Срок эксплуатации первых трех типов конструкций до 10 лет, последних – более 10 лет.

 

Таблица 3

НАИМЕНОВАНИЕ 

ТИПА ДЕФЕКТА*

По группам АМС

Группа I

Группа II

Группа III

Группа IV

Общ. кол-во

 

 

шт.

%

шт.

%

шт.

%

шт.

%

шт.

%

1.       

Отклонение от вертикальности и искривление ствола АМС

27

58,7

1

8,3

16

64,0

12

12

56

30,0

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, замена сечения или погнутость элементов конструкции

39

84,8

12

100

20

80,0

-

-

71

85,5

5.       

Нарушение лакокрасочного или защитного покрытия

42

91,3

-

-

19

76,0

-

-

61

85,9

6.       

Коррозия элементов несущей 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 анкерных элементов (шпилек, гаек), опорных плит

13

28,3

1

8,3

3

12,0

-

-

17

20,5

9.       

Разрушение и дефекты гидроизоляции и бетонных конструкций оголовков фундаментов

19

41,3

-

-

18

72,0

-

-

37

52,1

10.   

Разрушение поверхности железобетонных несущих конструкций стоек АМС (трещины, сколы, выбоины и пр.)

 


 

 

 


91

91

91

91

Из таблицы 3 видно, что наиболее распространенные дефекты п.п. 3 – 7, касающиеся только металлических решетчатых конструкций, и п. 10, касающийся только железобетонных стоек.
Дефекты металлических решетчатых конструкций обусловлены их достаточно сложной конструкционной схемой, большой суммарной площадью поверхности элементов, высокими требованиями к регламентному обслуживанию (вернее, фактическим отсутствием такового).
Причины возникновения всех этих дефектов – перегрузка в элементах конструкций, агрессия окружающей среды и отсутствие регламентного обслуживания.
Железобетонные стойки в силу простоты конструкции не имеют такого широкого спектра типов  дефектов, которые присущи другим конструкциям. Однако следует отметить, ж/б стойки практически безотказно работают первые 5 – 10 лет, в зависимости от условий их эксплуатации, при отсутствии у них изначально заложенных при производстве, перевозке и монтаже дефектов. Конструкции, взятые нами для расчета – старше 10 лет – имеют высокий процент дефектности.
 

 
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

 

В результате анализа данных, полученных при обследованиях, изучении 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.

 

Для предотвращения таких дефектов, по нашему мнению, необходим единый унифицированный подход к вопросам проектирования, изготовления и монтажа АМС по всем регионам и для всех операторов мобильной связи. Для этого необходимо:

 

1.    Отказаться от применения быстро-развертываемых 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 типа, 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 (или покрытие защитным составом) железобетонных конструкций, в том числе оголовков фундаментов.

 

Выполнение вышеперечисленных мероприятий потребует некоторых затрат, но в результате мы получим несоизмеримо большую экономию сил и средств в процессе эксплуатации АМС.

 

 

Мы провели, экспресс-анализ эксплуатационных качеств  и рассмотрели типовые дефекты почти всех основных видов существующих конструкций.

Теперь оценим степень вероятности возникновения подобных дефектов в МГС.

Конструктивно МГС более всего похожи на железобетонные стойки. У них априори отсутствует проблемы с погнутостями элементов решетки, скручиваниями и отсутствием силовых и крепежных элементов, с системой оттяжек (в силу отсутствия таковых), что уже исключает необходимость постоянного регламентного (по крайней мере - 2 раза в год) обслуживания. При закреплении МГС непосредственно в грунт (аналогично СК-26) отсутствую какие-либо проблемы с фундаментами (также, ввиду их отсутствия).

МГС – это простая «некапризная», практически цельнометаллическая, достаточно жесткая, упругая и стойкая к поперечным изгибающим (ветровым) нагрузкам конструкция. В отличие от Ж/Б стоек, МГС при наличии нормального антикоррозионного покрытия поверхности, исключает растрескивание и выветривание поверхности, более стойка к агрессии окружающей среды.

На этом следует остановиться поподробнее, так как может возникнуть противоречие.

И МГС и решетчатые конструкции изготавливаются в принципе из одного и того же металла, и при равном антикоррозионном покрытии должны реагировать на агрессию среды одинаково. Правильно. Но решетчатые конструкции в большинстве своем производят из горячекатаной угловой стали в основном рядовых марок, а МГС – из листовой и зачастую хотя бы низколегированной. В процессе производства лист приобретает несколько другие свойства (из-за изменений в кристаллической решетке за счет прокатки), нежели угловая сталь. Поверхность листовой стали менее шероховатая, чем угловой. Общая суммарная площадь поверхности всех элементов решетчатой конструкции может превышать общую площадь поверхности МГС. В МГС практически 100% конструкции представляют собой почти вертикальные поверхности, а решетчатые – почти на 30% состоят из горизонтальных или наклонных плоскостей. И, наконец, решетчатая конструкция имеет множество сварных и болтовых соединений –  а это потенциальный очаг развития щелевой коррозии.

Все перечисленные факты говорят о том, что при равных условиях эксплуатации и равной антикоррозионной защите, развитие коррозионных процессов в МГС будет иметь более медленный характер и меньшую область поражения.

То есть, МГС достаточно один раз качественно изготовить и смонтировать и один раз в 5 – 7 лет обновлять антикоррозионное покрытие. А если изначально нанести на стойку цинковое покрытие, то конструкция становится практически необслуживаемая вообще (по меньшей мере – лет на 30 – 50).

 

Таким образом, мы видим неоспоримые преимущества МГС в эксплуатационном плане перед другими конструкциями (табл. 4).

 

Таблица 4

НАИМЕНОВАНИЕ ТИПА ДЕФЕКТА

ВЕРОЯТНОСТЬ ВОЗНИКНОВЕНИЯ В МГС

1.       

Отклонение от вертикальности и искривление ствола АМС

Маловероятно

2.       

Скручивание ствола АМС вокруг вертикальной оси

Невозможно

3.       

Нарушения регулировок оттяжек

Отсутствует

4.       

Отсутствие или замена сечения элементов конструкции

Маловероятно

5.       

Нарушение лакокрасочного или защитного покрытия

Маловероятно

6.       

Коррозия элементов несущей конструкции

Маловероятно

7.       

Коррозия элементов системы оттяжек

Отсутствует

8.       

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

Маловероятно

9.       

Разрушение и дефекты гидроизоляции и бетонных конструкций оголовков фундаментов

Отсутствует

10.   

Разрушение поверхности железобетонных несущих конструкций стоек АМС (трещины, сколы, выбоины и пр.)

Отсутствует

alt alt alt alt
 





Сейчас 20 гостей онлайн
Применение полимерных стоек, как опор ВЛ, в ближайшие 10 лет:
 
Locations of visitors to this page