Крытый стадион ОАО “Спорткомплекс Олимпийский”

Одним из важных путей решения проблем надежности и безопасности, минимизации риска возникновения чрезвычайных ситуаций техногенного характера эксплуатирующихся зданий и сложных инженерных сооружений является контроль технического состояния конструкций особо сложных и больших уникальных объектов с большепролетными конструкциями, обычный мониторинг которых затруднен в связи с большой трудоемкостью и длительностью его проведения во времени. На таких объектах целесообразна установка специальных стационарных автоматизированных систем мониторинга, позволяющих обеспечивать раннюю диагностику несущих конструкций с учетом немоделируемых переменных технологических и климатических нагрузок.

К таким уникальным сооружениям относится ОАО "Спорткомплекс Олимпийский" в городе Москва на проспекте Мира, который был построен в 1980 г. к Олимпийским играм. Крытый стадион представляет собой прямой эллиптический цилиндр с размерами по главным осям 224 и 183 м и высотой 33 м. Он перекрыт мембранной висячей оболочкой гауссовой кривизны, подкрепленной системой радиальных ферм и кольцевых ребер, закрепленной на наружном опорном контуре из монолитного железобетона. Отличием комплекса является наличие технологического процесса трансформации арены стадиона путем сборки и разборки перегородки из звукоизолирующих панелей (каждая весом до 24 тонн и высотой 23 м), перемещаемых с помощью специальных транспортных машин в двух компланарных направлениях по специальным подвесным путям, закрепленным на рамной конструкции длиной около 170 м с шарнирными креплениями в центре и опорами по краям стадиона. Эти особенности существенно усложняет систему мониторинга, поскольку в обследования нуждаются три компонента – мембранное покрытие, рама трансформации и пол арены, которые хотя и имеют независимые конструкции, но их взаимное расположение определяют условия эксплуатации.

Конструкция стадиона представлена ниже на рисунке.

В результате сезонных изменений погодных условий и влияния высоких технологических нагрузок происходит деформация металлоконструкций. Внутри стадиона к металлоконструкциям мембранного покрытия и рамы трансформации крепятся осветительные, видео- и звуковые приборы. В зависимости от вида мероприятия эти приборы могут устанавливаться в различных объемах и комбинациях. Суммарный вес приборов может достигать 100 - 150 тонн, что создает внушительную дополнительную нагрузку на металлоконструкции, особенно в сочетании с климатическими внешними нагрузками.

Пример проведения подготовительных работ для проведения концертных мероприятий (вид с плафона) показан ниже.

В случае превышения допустимых отклонений параметров подвесных металлоконструкций эксплуатация стадиона становится невозможной, поскольку может привести к возникновению аварийной ситуации, вплоть до разрушения конструкций стадиона. Интересы устроителей представлений и служб эксплуатации стадиона при этом находятся в прямом противоречии. Разрешение конфликта может быть найдено в получении объективных данных о величине фактических технологических нагрузок и их соответствии проектным расчетам с учетом внешних факторов.

Разработанная ЗАО «ИНКОММЕТ» информационно-вычислительная система мониторинга решает задачу проведения долговременного системного контроля перемещений и деформаций ответственных элементов металлоконструкций под действием климатических и технологических нагрузок с целью установления соответствия фактического напряжённо-деформированного состояния конструкций расчетным данным и упреждающего обнаружения критических и предаварийных состояний металлоконструкций перекрытия и подвесных путей.

Система мониторинга предоставляет персоналу данные, характеризующие состояние металлоконструкций подвесного перекрытия, рамы трансформации и подвесных путей. Разработаны видеограммы (web-страницы) системы мониторинга (с использованием html-кода и php-скриптов), предоставляемые пользователям посредством Интернет-доступа при помощи любого современного браузера. Из репозитория на сервере могут быть представлены графики для анализа.

Система мониторинга обеспечивает предоставление оперативных данных и архивирование, а также предоставление информации для последующего анализа и сравнения за различные периоды. Основным элементов управляющих устройств этой системы является программно-технический комплекс ПТК УМИКОН разработки ЗАО «ИНКОММЕТ». В качестве датчиков положения элементов конструкций используются: инклинометры, инкрементные преобразователи угловых перемещений (энкодеры), лазерные дальномеры. Сигналы от датчиков на управляющие микропроцессорные контроллеры (МК) внутри стадионы передаются по радиоканалам с помощью специализированных модулей в нелицензируемом диапазоне частот. Данные с этих МК по оптоволоконной линии собираются на промежуточном сервере, расположенном на территории стадиона, и по каналам Интернет передаются на сервер, расположенный на территории ЗАО ИНКОММЕТ, где производится обработка данных, необходимые расчеты и предоставлением видеограмм (Web-страниц) с текущими и архивными данными, а также долговременное архивирование. Таким образом, доступ к данным МК, находящимся в локальной сети, осуществляется посредством шлюзов как из частного облака предприятия (радиоканал, Интернет-каналы), так и из внешнего облака поставщика услуг через сеть Интернет.

Система мониторинга эксплуатируется в «СК Олимпийский» и стабильно функционирует в проектном режиме, архивы замеров ведутся, начиная с 2009 года.