Способ непрерывного подъема и выравнивания зданий

 

Изобретение относится к области строительства и в частности к восстановлению эксплуатационной надежности зданий при их ремонте, осуществляемом путем подъема и выравнивания с последующим усилением строительных конструкций. Способ непрерывного подъема и выравнивания зданий включает их исследование, изготовление и монтирование силовых поясов, изготовление домкратных ниш и установку домкратной системы, состоящей из плоских домкратов и насосных станций, также внутренней системы контроля, состоящей из датчиков малых перемещений, формирование внешней системы контроля. Новым является то, что систему внешнего контроля выполняют в виде светоотражающих марок, которые устанавливают в характерных точках вертикальных сечений фасадов здания и в базовых точках, расположенных в районе размещения здания и закрепленных геодезическими центрами, на базовых точках устанавливают электронные координатоизмеряющие средства, которые подключают к компьютеру, а компьютер подключают к системе автоматизированного управления домкратной системы, затем ориентируют координатоизмеряющие средства измерений в системе координат здания, далее последовательно определяют координаты x_о, y_о, z_o светоотражающих марок и формируют программу подъема, включающую N циклов подъема зданий. Техническим результатом изобретения является полная автоматизация процесса подъема и выравнивания зданий с обеспечением большего уровня безопасности подъема. 1ил.

Изобретение относится к области строительства и, в частности, к восстановлению эксплуатационной надежности зданий при их ремонте, осуществляемом путем подъема и выравнивания с последующим усилением строительных конструкций.

Известно техническое решение способа выравнивания зданий, заключающегося в том, что удаляют грунт из скважин в напряженной зоне основания здания, перераспределяют нагрузки дополнительным нагружением фундамента со стороны, противоположной крену, для этой цели используют тяжи, лебедки и анкерные устройства (Гильман Я.Д., Гильман Е.Д. Усиление и восстановление зданий на лессовых просадочных грунтах. - М.: Стройиздат, 1989, с. 82 и 83, рис.3.14).

Наиболее близким к заявляемому является способ непрерывного подъема и выравнивания зданий (Патент №2090703 РФ, Е 02 D 35/00, 1997 г.), включающий их исследование, на основе результатов которых разрабатывают проект, далее выполняют подготовку здания, в том числе изготавливают и монтируют силовые пояса, изготавливают домкратные ниши и устанавливают домкратную систему, состоящую из плоских домкратов и насосной станции, также внутреннюю систему контроля, состоящую из резисторных датчиков малых перемещений, формируют внешнюю систему контроля, затем выполняют отрыв здания от фундаментов и далее осуществляют его выравнивание.

Недостатком известного способа является то, что процесс управления подъема здания осуществляется оператором, который пошагово принимает решения, основываясь на получаемой информации от резисторных датчиков внутренней системы контроля и от внешней системы, подробный и адекватный анализ всей информации оперативно выполнить оператору невозможно, поэтому большинство решений принимается, исходя из опыта и навыка оператора, то есть приближенно, а это, как правило, связано с дополнительными деформациями выравниваемых зданий, следствием чего являются сверхнормативные напряжения в строительных конструкциях, что приводит к формированию трещин и разломов. Кроме этого, оператор испытывает психологический стресс, вызванный большой ответственностью, связанной с тем, что жильцы здания не отселяются и в процессе выравнивания некоторая их часть находится в здании, а это негативно сказывается на принимаемые оператором решения.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе непрерывного подъема и выравнивания зданий, включающем их исследование, изготовление и монтирование силовых поясов, изготовление домкратных ниш и установку домкратной системы, состоящей из плоских домкратов и насосных станций, также внутренней системы контроля, состоящей из датчиков малых перемещений, формирование внешней системы контроля, выполненной в виде светоотражающих марок, установленных в характерных точках вертикальных сечений фасадов здания, и базовых точек, расположенных в районе размещения здания и закрепленных геодезическими центрами, на базовых точках устанавливают электронные координатоизмеряющие средства, которые подключают к компьютеру, а компьютер подключают к системе автоматизированного управления домкратной системы, затем ориентируют координатоизмеряющие средства измерений в системе координат здания, далее последовательно определяют координаты x_о, y_o, z_o светоотражающих марок и формируют программу подъема, включающую N циклов подъема зданий

N≥(h_max/K_пp)

где N принимают ближайшее большее целое число, полученное как частное от деления максимально необходимого вертикального перемещения здания h_max для полного его выравнивания и величины перемещения одной домкратной ниши К_пр в одном цикле подъема,

таким образом, в каждом цикле подъема здания имеют измеренные начальные x_о, у_о, z_о и вычисленные конечные координаты x_k, у_k, z_k светоотражающих марок, затем формируют команду на включение насосных станций и последовательно координатоизмеряющими средствами определяют текущие координаты светоотражающих марок, при этом для каждых двух по времени смежных измерений определяют скорость изменения координат светоотражающих марок

прогнозируют положение марок на заданном интервале времени Δt

сравнивают спрогнозированные координаты с конечными координатами в данном цикле подъема здания

где ε - технический допуск,

в случае если модуль разности конечных и спрогнозированных координат больше технического допуска хотя бы по одной из координат, то повторяют измерения координат светоотражающих марок и продолжают подъем, если все разности меньше технического допуска ε, то через интервал времени Δt, отсчитанного от момента времени T_i+1, формируют команду на выключение насосных станций и процесс подъема в цикле останавливают.

Таким образом достигается полная автоматизация процесса подъема и выравнивания здания, при этом оператор не принимает решений, а все решения, основанные на получаемой информации от резисторных датчиков внутренней системы контроля и от внешней системы, после оперативного, подробного и адекватного анализа всей информации принимаются программно-вычислительным комплексом (ПЭВМ) в режиме реального времени, что обеспечивает выравнивание зданий без дополнительных разрушений. Кроме этого, оператор не испытывает психологический стресс, а его роль сводится к контролю работы всей системы, основываясь на графическом отображении процесса подъема на дисплее ПЭВМ.

Изобретение поясняется чертежом, где показана общая схема оборудования при выравнивании зданий.

Для осуществления способа используют гидравлическую систему, включающую плоские домкраты 1 и насосные станции 2, внутреннюю систему контроля, состоящую из резисторных датчиков 3 малых перемещений, внешнюю систему контроля, состоящую из светоотражающих марок 4, базовых точек 5 и электронных координатоизмеряющих средств 6, а так же компьютера 7 и системы автоматизированного управления 8.

Способ непрерывного подъема и выравнивания зданий, включающий их исследование, при осуществлении которых выполняют определение напряженно-деформированного состояния строительных конструкций здания, его общую пространственную и внутреннюю геометрию, определяют вид и степень геометрической деформированности здания, на основе результатов исследований разрабатывают проект, включающий разработку силовых поясов, расположение и конструктивное усиление домкратных ниш, далее выполняют подготовку здания, в том числе изготавливают и монтируют силовые пояса, изготавливают домкратные ниши и устанавливают домкратную систему, состоящую из плоских домкратов 1 и насосных станций 2, так же внутреннюю систему контроля, состоящую из, например, резисторных датчиков 3 малых перемещений, формируют внешнюю систему контроля, выполненную в виде светоотражающих марок 4, установленных в характерных точках вертикальных сечений фасадов здания, и базовых точек 5, расположенных в районе размещения здания и закрепленных геодезическими центрами, на базовых точках устанавливают электронные координатоизмеряющие средства 6, например электронные тахеометры Elta S-10, которые подключают к компьютеру 7, например Pentium IV, а компьютер подключают к системе автоматизированного управления 8 домкратной системы. Затем ориентируют координатоизмеряющие средства 6 измерений в системе координат здания, для этого на одном из фасадов здания две светоотражающие марки 4 принимают за базовые, задающие систему координат и в этой системе координат определяют положение электронных тахеометров 6. Далее последовательно определяют координаты x_о, y_о, z_o светоотражающих марок и формируют программу подъема, включающую N циклов подъема зданий

N≥(h_max/K_пp)

где N принимают ближайшее большее целое число, полученное как частное от деления максимально необходимого вертикального перемещения здания h_max. для полного его выравнивания и величины перемещения одной домкратной ниши К_пр в одном цикле подъема.

Таким образом, в каждом цикле подъема здания имеют измеренные начальные x_о, y_о, z_o и вычисленные конечные координаты x_k, y_k, z_k светоотражающих марок. И кроме этого, вычисляют величины перемещения каждой домкратной ниши в цикле. Затем формируют команду на включение насосных станций 2 и последовательно координатоизмеряющими средствами 6 определяют текущие координаты светоотражающих марок 4 и в режиме реального времени транслируют их в операционную память компьютера 7. При этом для каждых двух по времени смежных измерений определяют скорость изменения координат светоотражающих марок 4

Прогнозируют положение марок 4 на заданном интервале времени Δt (интервал времени принимают априорно, примерно равным промежутку времени между двумя смежными измерениями координат одной и той же светоотражающей марки)

Сравнивают спрогнозированные координаты с конечными координатами в данном цикле подъема здания

где ε - технический допуск, который может быть вычислен согласно формул ε_x=ϑ_x·Δt; ε_y=ϑ_y·Δt; ε_z=ϑ_z·Δt.

В случае если модуль разности конечных и спрогнозированных координат больше технического допуска хотя бы по одной из координат, то повторяют измерения координат светоотражающих марок 4 и продолжают подъем, если все разности меньше технического допуска ξ, то через интервал времени Δt, отсчитанного от момента времени T_i+1, формируют команду на выключение насосных станций 2 и процесс подъема в цикле останавливают. Обработку информации и вычисления выполняет компьютер 7. Программно вычислительный комплекс контролирует изменение пространственной и внутренней геометрии здания в режиме реального времени и все отклонения от программы подъема выдаются в цифровом и графическом виде на дисплей монитора ПЭВМ 7 и предлагаются решения. Оператор анализирует данную информацию и в конечном счете принимает решение. В случае если оператор не принимает решение на выключение системы, происходит дальнейшее выравнивание здания в данном цикле подъема. Система автоматически прекращает подъем при достижении требуемых параметров пространственной геометрии здания.

Таким образом достигается полная автоматизация процесса подъема и выравнивания здания, при этом оператор не принимает решений, а все решения, основанные на получаемой информации от резисторных датчиков внутренней системы контроля и от внешней системы, после оперативного, подробного и адекватного анализа всей информации принимаются программно-вычислительным комплексом (ПЭВМ) в режиме реального времени, что обеспечивает выравнивание зданий без дополнительных разрушений. Кроме этого, оператор не испытывает психологический стресс, а его роль сводится к контролю работы всей системы, основываясь на графическом отображении процесса подъема на дисплее ПЭВМ.

Формула изобретения

Способ непрерывного подъема и выравнивания зданий, включающий их исследование, изготовление и монтирование силовых поясов, изготовление домкратных ниш и установку домкратной системы, состоящей из плоских домкратов и насосных станций, также внутренней системы контроля, состоящей из датчиков малых перемещений, формирование внешней системы контроля, отличающийся тем, что систему внешнего контроля выполняют в виде светоотражающих марок, которые устанавливают в характерных точках вертикальных сечений фасадов здания и в базовых точках, расположенных в районе размещения здания и закрепленных геодезическими центрами, на базовых точках устанавливают электронные координатно-измеряющие средства, которые подключают к компьютеру, а компьютер подключают к системе автоматизированного управления домкратной системы, затем ориентируют координатно-измеряющие средства измерений в системе координат здания, далее последовательно определяют координаты x_о, y_о, z_o светоотражающих марок и формируют программу подъема, включающую N циклов подъема зданий

N≥(h_max/K_пp),

где N принимают ближайшее большее целое число, полученное как частное от деления максимально необходимого вертикального перемещения здания h_max для полного его выравнивания и величины перемещения одной домкратной ниши К_пр в одном цикле подъема, с получением, таким образом, в каждом цикле подъема здания измеренных начальных x_о, y_о, z_o и вычисленных конечных координат x_k, y_k, z_k светоотражающих марок, затем формируют команду на включение насосных станций и последовательно координатно-измеряющими средствами определяют текущие координаты светоотражающих марок, при этом для каждых двух по времени T_i и T_i+1 смежных измерений определяют скорость изменения координат светоотражающих марок

прогнозируют положение марок на заданном интервале времени Dt

сравнивают спрогнозированные координаты с конечными координатами в данном цикле подъема здания

где ε - технический допуск,

в случае, если модуль разности конечных и спрогнозированных координат больше технического допуска хотя бы по одной из координат, то повторяют измерения координат светоотражающих марок и продолжают подъем, если все разности меньше технического допуска ε, то через интервал времени Δt, отсчитанного от момента времени T_i+1, формируют команду на выключение насосных станций и процесс подъема в цикле останавливают.

РИСУНКИ

Рисунок 1