क्या पुलों की संरचनात्मक अखंडता को सुरक्षा के लिए वास्तविक समय में मापा जा सकता है?


8

इस प्रश्न के अनुवर्ती के रूप में , मुझे आश्चर्य है कि यदि संरचनात्मक अखंडता निगरानी सूचना को वास्तविक समय और एक पर्याप्त डिग्री तक प्रदान किया जा सकता है कि सुरक्षा निर्णय वास्तविक रूप से जानकारी से किए जा सकते हैं।

चीजों को संदर्भ में रखने के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका और दुनिया के अन्य हिस्सों में संघीय, राज्य और स्थानीय सरकारें नियमित रूप से बुनियादी ढांचे पर संरचनात्मक अखंडता रिपोर्ट प्राप्त करती हैं, जिसमें पुल भी शामिल हैं। ये रिपोर्ट एक निर्धारित आधार पर किए गए आकलन के परिणाम हैं, और यह आकलन के बीच कई महीनों या संभवतः वर्षों तक हो सकता है।

पुल संघीय, राज्य और स्थानीय सरकारी अर्थव्यवस्था का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं क्योंकि वे महत्वपूर्ण बुनियादी ढाँचा प्रदान करते हैं। गोल्डन गेट ब्रिज जैसे ऐतिहासिक भूमि के निशान की रक्षा करना भी महत्वपूर्ण है।

गोल्डन गेट ब्रिज चित्र 1
गोल्डन गेट ब्रिज, संयुक्त राज्य अमेरिका में एक प्रतिष्ठित पुल

और अपर्याप्त जानकारी के परिणाम काफी गंभीर हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, 2007 के अगस्त में I-35W मिसिसिपी नदी का पुल ढह गया, जिससे कई लोगों की जान चली गई।

पुल का गिरना 2007
पतन के बाद I-35W


सवाल:

  • क्या ऐसी प्रौद्योगिकियां हैं जो वास्तविक समय की स्थिति प्रदान कर सकती हैं जैसे कि वे संघीय, राज्य और आसन्न पुल विफलताओं की स्थानीय सरकारों की मदद करेंगी? उदाहरण के लिए, क्या ऐसा कुछ है जो I-35 पतन की भविष्यवाणी कर सकता है और जीवन के नुकसान से बचने के लिए जनता को सूचित कर सकता है? ऐसा लगता है कि पुलों की संरचनात्मक अखंडता पर नजर रखने के लिए यह वायरलेस सेंसर काम करेगा, लेकिन मैं निश्चित नहीं हूं क्योंकि डोमेन मेरे अनुभव से बाहर है।

न केवल शामिल सेंसर को जानना दिलचस्प होगा, बल्कि पूरे ढांचे में उन्हें कैसे वितरित किया जाए। असफलता कई कारणों से और कई अलग-अलग जगहों पर हो सकती है। यह जानना कि कहां मापना उतना ही महत्वपूर्ण हो सकता है जितना कि मापना।
पॉल

जवाबों:


6

कई अलग-अलग सेंसर हैं जो इसकी स्थिति की निगरानी में मदद करने के लिए एक पुल पर रखे जा सकते हैं । I-35 पुल गिरने के बाद, इस क्षेत्र ने बहुत प्रचार किया है । इनमें से अधिकांश सेंसर पहले उपलब्ध थे, लेकिन आवश्यकता जनता के लिए स्पष्ट नहीं थी।

सेंसर

  • accelerometers
  • स्ट्रेन गेजेस
  • विस्थापन ट्रांसड्यूसर
  • लेवल सेंसिंग स्टेशन (झुकाव मॉनिटर्स)
  • एनिमोमीटर
  • तापमान सेंसर
  • डायनेमिक वेट-इन-मोशन सेंसर
  • संक्षारण मॉनिटर्स
  • ध्वनिक क्रैक मॉनिटर्स
  • ध्वनिक केबल मॉनिटर

ये सेंसर वायर्ड या वायरलेस हो सकते हैं। कुछ भी गुजरने वाले वाहनों के कंपन से संचालित होते हैं ।

लागत

पुल निगरानी प्रणाली पर विचार करने में लागत एक प्रमुख कारक है। भले ही प्रारंभिक लागत उचित लगे :

वे कहते हैं कि सेंसर छोटे, वायरलेस, बीहड़ हैं और व्यावहारिक रूप से रखरखाव की आवश्यकता नहीं है। वे एक दशक से अधिक समय तक चलने की उम्मीद कर रहे हैं, प्रत्येक की लागत लगभग $ 20 है। एक औसत आकार के राजमार्ग पुल को लगभग $ 10,000 की लागत के लिए लगभग 500 सेंसर की आवश्यकता होगी ।

यह सेंसर की निरंतर निगरानी की लागत के लिए जिम्मेदार नहीं है। वास्तविक समय की निगरानी महंगी है और यहां तक ​​कि वास्तविक समय की निगरानी से भी कम परिवहन विभाग के बजट पर एक निरंतर नाली लगाती है जो पहले से बहुत पतली हैं। अगर बजट में ज्यादा पैसा होता तो पुल बेहतर स्थिति में होते।

इन पुलों को पहले से ही प्रशिक्षित निरीक्षकों द्वारा नियमित रूप से निरीक्षण किया जाता है जो सभी संरचना पर चढ़ते हैं। यह I-35 पुल पर किया गया था और यह अभी भी ढह गया है।

सिस्टम की लागत और जटिलता का मतलब है कि केवल कुछ बहुत बड़ी संरचनाओं की पूरी निगरानी की जाएगी। इन प्रणालियों की लागत ऊपर सूचीबद्ध राशि से अधिक होने की संभावना है। उपरोक्त मूल्य भी केवल व्यक्तिगत सेंसर की लागत है। पुल का पूरा अध्ययन यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाएगा कि सेंसर उन स्थानों पर लगाए जाएं जहां वे सबसे उपयोगी होंगे।

स्थान

प्रत्येक सेंसर केवल एक डेटा बिंदु को मापता है। यह निर्धारित करने के लिए बहुत सारे विचार और शोध करने होंगे कि कौन से सेंसर सबसे ज्यादा फायदेमंद हैं।

सेंसर लगाए जाने के बाद भी, एक व्यापक मानदंड जगह में होना चाहिए ताकि सेंसर के परिणामों की निगरानी करने वाले लोगों को पता चले कि एक चेतावनी का गठन क्या होता है । कई गलत सकारात्मक और शायद गलत नकारात्मक भी हो सकते हैं।

एक लेख के रूप में बताते हैं:

अंततः, फू कहते हैं, वास्तविक समय के रिमोट सेंसिंग एक मूल्यवान पूरक के रूप में काम करेंगे, लेकिन मानव निरीक्षणों को पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं करेंगे। "आप हर जगह सेंसर नहीं लगा सकते," वे कहते हैं।

अंतिम परिणाम

यहां तक ​​कि अगर ये सभी सेंसर I-35 पुल पर जगह में थे और वास्तविक समय में निगरानी की गई थी, तो वास्तविक पतन इतनी तेजी से हुआ कि समय पर यातायात को रोका नहीं जा सका। फर्क सिर्फ इतना होगा कि जांचकर्ताओं के पास जाने के लिए और भी बहुत सारी जानकारी होगी।

एक विमान के ब्लैक बॉक्स के बारे में सोचो , लेकिन एक पुल के लिए।


4

वास्तविक समय की निगरानी की जा सकती है और पहले ही की जा चुकी है। प्रौद्योगिकी वहाँ है और जैसा कि हौज़े द्वारा बताया गया है, इसमें शामिल जोखिम बनाम लागत का मामला है।

एक अभियन्ता के रूप में, मैं दो अलग-अलग देशों में दो गहरी उत्खनन परियोजनाओं में शामिल था / हूँ जहाँ एक मुख्य राजमार्ग पुल के नीचे एक कट-एंड-कवर सुरंग है / जिसका निर्माण किया गया था। दोनों ही मामलों में, यातायात बंद करना या डायवर्सन करना कोई विकल्प नहीं है। एक दुर्घटना के परिणाम के रूप में वास्तविक समय संरचनात्मक स्वास्थ्य निगरानी के लिए अनुरोध किए गए दोनों परियोजनाओं में भवन प्राधिकारियों को भयावह हो सकता है।

दोनों परियोजनाओं में, पुल घाट आंदोलनों की निगरानी के लिए रोबोटिक कुल स्टेशनों के साथ ऑप्टिकल प्रिज्म की एक सरणी तैनात की जाती है। कुल स्टेशनों को एक सर्वर पर नेटवर्क किया जाता है जहां डेटा लगातार अपलोड किया जा रहा है। सर्वर स्वयं इंटरनेट से जुड़ा है, जहां शामिल पार्टियां डेटा डाउनलोड कर सकती हैं और जानकारी को संसाधित कर सकती हैं। इसके अलावा, कुछ सिस्टम एसएमएस अलर्ट उत्पन्न कर सकते हैं यदि कोई पूर्व निर्धारित स्तर भंग हो जाता है।

इससे पहले कि कोई निगरानी की जाए, यह निर्धारित करने के लिए एक प्रभाव / क्षति का आकलन किया जाना चाहिए:

  • निर्माण विधि के आधार पर पुल की नींव में मिट्टी की गति (क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर) की भविष्यवाणी की
  • बवासीर पर प्रेरित किया जाएगा कि बलों की तरह
  • मौजूदा बवासीर की संरचनात्मक क्षमता के रूप में निर्मित चित्र से निर्धारित किया गया है
  • सेवा के दौरान बवासीर पर मौजूदा लोड
  • बवासीर की आरक्षित क्षमता
  • स्वीकार्य पार्श्व आंदोलन और पुल नींव का निपटान

इसके बाद पुल के स्वास्थ्य की वर्तमान स्थिति का आकलन करने के लिए एक शर्त सर्वेक्षण किया जाता है। इसमें आमतौर पर पुल असर आंदोलनों पर दरारें और माप के लिए दृश्य निरीक्षण शामिल है।

सामान्य परिस्थितियों में प्रबलित कंक्रीट और स्टील पुल को वास्तविक समय की निगरानी की आवश्यकता नहीं है क्योंकि वे अचानक विफल नहीं होते हैं। जिन पुलों को ठीक से डिज़ाइन किया गया है, वे संरचनात्मक रूप से विफल होने से पहले, उन्हें गिरने से पहले पर्याप्त चेतावनी देते हुए सेवाक्षमता में विफल हो जाते हैं। इसके अलावा, पुलों के नियमित निरीक्षण और रखरखाव से यह सुनिश्चित करने में मदद मिलती है कि पुलों की सेवा संभव है।

पर्याप्त डेटा के साथ, वास्तविक समय की निगरानी दीर्घकालिक आंदोलन की प्रवृत्ति को पकड़ सकती है और पढ़ने की त्रुटियों को सुचारू कर सकती है। घातक डिजाइन के मामलों में, सर्वेक्षण रिकॉर्ड की व्याख्या करने में मानवीय त्रुटि, या पुल संरचनात्मक क्षमता के मूल्यांकन में मानवीय त्रुटि, वास्तविक समय की निगरानी एक आपदा को रोकने के लिए ज्यादा मदद नहीं करेगी।


3

सेंसर के साथ संरचनात्मक निगरानी वास्तव में संभव है। मुद्दे निगरानी की लागत हैं, और किन हिस्सों की वास्तव में निगरानी की जा सकती है।

एक पुल जितना महत्वपूर्ण होता है, उतनी ही अधिक निगरानी की लागत का भुगतान करने की संभावना होती है (मुख्य रूप से प्रति दिन क्रॉसिंग वाहनों की संख्या के कारण महत्वपूर्णता होती है, लेकिन वैकल्पिक मार्गों की उपलब्धता और इसकी लंबाई भी होती है (यानी वाहनों की संख्या) जो पतन के दौरान उस पर हो सकता है) एक भाग खेलते हैं)। इन दिनों निर्मित एक प्रमुख पुल में कुछ प्रकार की निगरानी होने की संभावना है, जैसा कि आपके द्वारा जुड़े लेख में नोट किया गया है, और जिसका एक उदाहरण फोर्थ रिप्लेसमेंट क्रॉसिंग (जिसे अब क्वींसफेर्री क्रॉसिंग कहा जाता है) है। कुछ पुलों में सिस्टम को रेट्रोफिटेड किया गया है, जैसे कि मौजूदा फोर्थ रोड ब्रिज , जिसमें केबल स्नैपिंग को सुनने के लिए ध्वनिक निगरानी है।

मौजूदा पुलों को निगरानी के साथ फिट किए जाने की सबसे अधिक संभावना है यदि कोई आकलन दिखाता है कि चिंता का कारण है। यदि एक पुल मूल्यांकन से पता चलता है कि पुल का हिस्सा बिगड़ रहा है, तो यह अधिक लगातार निरीक्षण, या निगरानी की स्थापना की सिफारिश कर सकता है। निगरानी की लागत के कारण, यह केवल प्रमुख पुलों पर होने की संभावना है।

तो, क्या निगरानी ने I35-W को रोका जा सकता है?

सबसे पहले: I35-W, हालांकि एक छोटा पुल नहीं था, गोल्डन गेट ब्रिज या फोर्थ ब्रिज के समान पैमाने पर नहीं था। मॉनिटरिंग इसलिए स्थापित होने की संभावना थी कि पुल की कमी के रूप में पहचान की गई थी। और ऐसा नहीं हुआ था क्योंकि नियमित पुल निरीक्षण और मूल्यांकन यह ध्यान देने में विफल रहे थे कि एक छोटी कनेक्टिंग प्लेट को अंडरस्क्राइब किया गया था। आपके सेंसर के लिंक से लगता है कि अब नए सस्ते सेंसर उपलब्ध हो सकते हैं। मैं अभी भी लागत को देख नहीं सकता क्योंकि सस्ती होने के कारण पुलों की संख्या जो प्रत्येक प्राधिकरण पर नियंत्रण है, लेकिन शायद एक लंबी अवधि में (50 वर्ष कहो क्योंकि बजट प्रति वर्ष प्राधिकरण के पुलों के 2% तक बढ़ सकता है - संख्या मेरे द्वारा पूरी तरह से हवा से बाहर निकाल दिया गया) ऐसा हो सकता है।

दूसरी बात: मेरा मानना ​​है कि अधिकांश निगरानी वास्तविक समय है। हालांकि मुझे यकीन है कि निगरानी प्रणालियों में स्वचालित अलार्म होते हैं जो महत्वपूर्ण आंदोलन होने पर बंद हो जाते हैं, मैं यह विश्वास करने के लिए संघर्ष करता हूं कि किसी को इसके लिए विशेष रूप से तीव्र प्रतिक्रिया होगी। संभावना से अधिक, एक सिस्टम अलार्म के परिणामस्वरूप किसी पर एक नज़र होगी, शायद उसी दिन शायद नहीं। मुख्य रूप से सिस्टम दीर्घकालिक मुद्दों को देखने के लिए हैं। एक उदाहरण के रूप में फोर्थ रोड ब्रिज को लेना - एक केबल स्ट्रैंड तड़क से "पिंग" रिकॉर्ड करने के लिए ध्वनिक निगरानी है। निलंबन केबलों को बनाने वाले कुछ हज़ार व्यक्तिगत स्ट्रैंड हैं। ध्वनिक निगरानी वहाँ है ताकि कोई व्यक्ति परिणामों को देख सके और कह सके "ऐसा लग रहा है कि पिछले छह महीनों में 63 तड़क गए हैं, शायद हमें भार कम करने के लिए कुछ करने के बारे में सोचना चाहिए"। मैं डॉन' टी लगता है कि यह वास्तव में इस उम्मीद के साथ है कि यह एक दिन में 100 तड़क रिकॉर्ड करेगा, जिसके परिणामस्वरूप पुल तुरंत बंद हो जाएगा। (फोर्थ रोड ब्रिज साल में कई बार तेज हवा के कारण बंद हो जाता है - उनके पास इसे बंद करने के लिए उचित व्यवस्था है)।

तीसरा: पतन में आधिकारिक रिपोर्ट बताती है कि विफलता बहुत अचानक थी: शायद 10 सेकंड की चेतावनी थी। रीयलटाइम मॉनिटरिंग के साथ भी, आपको परिणाम प्राप्त करने की आवश्यकता है, ख) यह निर्धारित करें कि वे भयावह रूप से खराब हैं (आसान है यदि आपके पास मेरे फोर्थ उदाहरण में 100 पिंग्स हैं, तो मुश्किल है कि आपके लिंक के अनुसार एक्सेलेरोमीटर है, जो आपको बता रहा है। पुल को 0.05 डिग्री स्थानांतरित किया गया) और ग) पुल को बंद करने के लिए पुलिस को वहां से बाहर निकाला। कुल समय का अनुमान: यदि आप बहुत भाग्यशाली हैं तो 10 मिनट। 10 सेकंड नहीं। (और शायद 3 महीने की तरह यदि आप दीर्घकालिक प्रभावों के लिए निगरानी सेट करते हैं और यह सुनिश्चित नहीं करते कि 0.05 डिग्री महत्वपूर्ण था या नहीं, क्योंकि सिस्टम उसके लिए सेट नहीं किया गया था।)

डिस्क्लेमर - मैंने तथ्यों और संदर्भों में डालने की कोशिश की है, जहां मैं कर सकता हूं, लेकिन मैं जो वास्तविक निष्कर्ष आया हूं, वह मेरी राय के आधार पर भारी हैं और सीधे तथ्य नहीं हैं।


2
विकिपीडिया की पुल विफलताओं की सूची पर एक त्वरित नज़र डालने से पता चलता है कि ज्यादातर समय, पुल स्पष्ट रूप से असफल होने से पहले कुछ क्षणों तक बरकरार रहता है। एक निगरानी सेंसर आपको प्रभावी रूप से केवल यह बताएगा कि "आपका पुल अभी ढह गया है"। रेलवे लाइन की तरह कुछ के लिए उपयोगी है जहाँ ट्रैफ़िक दुर्लभ है और एक स्वचालित प्रतिक्रिया संभव है, लेकिन एक सड़क पुल के लिए इतना नहीं।
मार्क
हमारी साइट का प्रयोग करके, आप स्वीकार करते हैं कि आपने हमारी Cookie Policy और निजता नीति को पढ़ और समझा लिया है।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.