11_Wichtowski_B_i_inni_Skrecenie_trzonu_wiez_antenowych_w_swietle_pomiarow_geodezyjnych.pdf

(155 KB) Pobierz
0 ksiazka1
XXIV
awariebudowlane
Dr hab. inŜ. B ERNARD W ICHTOWSKI , prof. PS
Politechnika Szczecińska
Mgr inŜ. B OGUSŁAWA F IŁONIUK
Politechnika Szczecińska
SKR Ę CENIE TRZONU WIE ś ANTENOWYCH W Ś WIETLE
POMIARÓW GEODEZYJNYCH
TORSIONAL DEFLEXION OF THE AERIAL TOWERS IN THE LIGHT OF THEIR SURVEY
Streszczenie Wymagania dotyczące terminów i zakresu badań diagnostycznych wieŜ telekomunikacyjnych
podaje „Instrukcja ER-01. Eksploatacja wieŜ i masztów”. W referacie na przykładzie 10 wieŜ antenowych, które
były przedmiotem rektyfikacji, przedstawiono wyniki pomiarów geometrii ich konstrukcji. Dokładnej analizie
poddano ustalenie skręcenia trzonów trójściennych wieŜ. Uzyskane wyniki zinterpretowano zgodnie z zalece-
niami obowiązujących przepisów i norm. Podane wnioski mogą być przydatne przy projektowaniu tych
konstrukcji i przy badaniach diagnostycznych.
Abstract Requirements concerning the scope and time-limits of the telecommunication towers inspection are
given in the “Instruction ER-01. Operational use of towers and masts. Results of geometry measurements of ten
aerial towers at the stage and after their adjustment have been presented in this paper. The detailed analysis of
determination of the triangular towers shafts torsional deflexion was carried out. The results were interpreted in
accordance with up-to date obligatory codes and standards. Conclusions described in the paper can be useful in
the process of designing and/or inspecting such structures.
1. Wprowadzenie
Odchyłki wymiarów rzeczywistych od wymiarów nominalnych powstają na wszystkich etapach
wytwarzania konstrukcji oraz na placu budowy w czasie montaŜu i eksploatacji. Dopuszczalny
zakres zmienności poszczególnych wymiarów, określonych mianem tolerancji, jest podany
w odpowiednich aktach normatywnych. W odniesieniu do stalowych konstrukcji wieŜ i masztów
wymagania w tym zakresie regulują normy PN-B-06200-2002 [1] i PN-B-03204:2002 [2] oraz
„Instrukcja ER-01” [3]. Wymagania w zakresie ustawienia trzonu wieŜy dotyczą:
– odchylenia osi trzonu od pionu,
– skręcenia trzonu.
PowyŜsze czynniki mają istotne znaczenie w wieŜach antenowych z uwagi na zachowanie
niezakłóconej łączności telekomunikacyjnej. Ugięcie wierzchołka tych wieŜ nie moŜe przekra-
czać 0,001 jej wysokości nad poziomem zamocowania, a skręcenie przekroju trzonu nie powin-
no przekraczać wartości
= 0,5
°
– na odcinku 3 m i
e
= 5
°
XXIVKonferencjaNaukowoTechniczna
SzczecinMiędzyzdroje,2629maja2009
na całej wysokości [2]. Dotychcza-
sowa norma [4] i przepisy [3, 5] za dopuszczalne skręcenie przekroju trzonu wieŜy w stosunku
do połoŜenia w miejscu odległym o L zalecały przyjmować wartość kąta obliczonego przy
średnim przemieszczeniu, na danym poziomie, prętów krawęŜnikowych d = L /2000.
e
339385897.034.png
Konstrukcje stalowe
W referacie na przykładzie 10 wieŜ telekomunikacyjnych, które były przedmiotem
inspekcji okresowych, przedstawiono wyniki pomiarów ich geometrii, które wymagały
przeprowadzenia rektyfikacji trzonów. Szczegółowej analizie poddano skręcenie przekroju
ich trzonów, które jak juŜ zaznaczono ma istotne znaczenie w wieŜach antenowych. Niekiedy
w załoŜeniach technologicznych podaje się graniczną wartość kąta obrotu przekroju poziome-
go w zaleŜności od typu anten. Zwykle wynosi on 0,5
°
, ale niektóre typy anten wymagają kąta
[6]. Podane uwagi i wnioski mogą być przydatne przy interpre-
tacji wyników z prowadzonych badań podobnych konstrukcji.
°
2. K ą t skr ę cenia trzonów wie Ŝ
, o wartości
określonej ze wzorów (1, 2) podanych w [3], które współautorka referatu wyprowadziła we
wcześniejszych pracach [7, 8]. Wzory (1c i 2c) dla skręconego i przemieszczonego trzonu
wieŜy trójściennej i czterościennej wyznaczamy według rys. 1 i 2.
e
d
=
D
1
+
D
2
+
D
3
(a)
3
e
=
d
3
(b)
A
e
= arcsin ( e ) (c)
(
D
2 D
-
)
3
(1)
x
=
3
(d)
3
y
=
(
2
D
1
-
D
2
-
D
3
)
(e)
3
w
=
( ) ( )
x
2
+
y
2
(f)
Rys. 1. Skręcenie trzonu wieŜy trójściennej
Dla wieŜy trójściennej przemieszczenie d wynosi:
d
=
D
1
-
y
, a po podstawieniu wyraŜe-
nia (1e) i uporządkowaniu otrzymujemy:
d
=
D
+
D
+
D
3
3
Po obrocie trójkąta EFG o kąt
e
, uzyskujemy trójkąt prostokątny OKF’ o kącie wierzchołko-
R = (promień okręgu opisanego na trójkącie EFG) oraz
przyprostokątnej d . Z trójkąta OKF’ obliczamy:
A
/
3
892
obrotu nie większego niŜ 0,2
Nie zawsze w literaturze jednoznacznie jest interpretowane skręcenie trzonu wieŜy – patrz [3,
4, 5]. Niekiedy wartość d (rys. 1 i 2) przyjmowana jest jako kąt skręcenia
1
2
wym e i przeciwprostokątnej
339385897.035.png
Wichtowski B. i inni: Skr ę cenie trzonu wie Ŝ antenowych w ś wietle pomiarów geodezyjnych
e
=
sin
e
=
d
=
d
3
(1b)
R
A
i ostatecznie kąt skręcenia
e
= arcsin ( e )
(1c)
d
=
D
1
+
D
2
+
D
3
+
D
4
(a)
4
e
=
d
2
(b)
A
e
= arcsin ( e ) (c)
D
2 D
-
4
(2)
x
=
(d)
2
y
=
D
1 D
-
3
(e)
2
w
=
( ) ( )
x
2
+
y
2
(f)
Rys. 2. Skręcenie trzonu wieŜy czterościennej
Wzór na kąt skręcenia trzonu wieŜy o przekroju kwadratowym wyznaczamy w sposób analo-
giczny, jak dla wieŜy trójściennej. Zgodnie z rysunkiem 2, przeciwprostokątna trójkąta prosto-
kątnego OKF’ (promień okręgu opisanego na kwadracie EFGH)
R
=
A
/
2
.
Stąd:
e
=
sin
e
=
d
=
d
2
(2b)
R
A
i ostatecznie
e = arcsin ( e )
(2c)
3. Charakterystyka badanych wie Ŝ i wyniki pomiarów geodezyjnych
W trakcie inspekcji okresowych przeprowadzono pomiary odkształceń konstrukcji dziesięciu
wieŜ przedstawionych na rys. 3, których dane techniczne zamieszczono w tabl. 1.
Pomiary geodezyjne miały na celu określić: odchyłki trzonu wieŜy od pionu i skręcanie
konstrukcji trzonu. Pomiaru powyŜszych parametrów dokonano w punktach charakterystycz-
nych danej wieŜy, którymi dla omawianych konstrukcji były styki poszczególnych segmentów
montaŜowych oraz wierzchołek wieŜy. Mierzono wartości przemieszczeń poszczególnych
krawęŜników wieŜ trójściennych z 3 stanowisk ustawianych w punktach 1, 2, 3 (rys. 1).
893
339385897.036.png 339385897.037.png
Konstrukcje stalowe
Rys. 3. Konstrukcja badanych wieŜ trójściennych
Tablica 1. Dane techniczne konstrukcji wieŜ
WieŜa
(rys. 3)
Wysokość
m
Bok trójkąta A
mm
Elementy konstrukcyjne, mm
KrawęŜniki Wykratowanie (rozstaw węzłów) Słupki
a-1
a-2
59,10
6200
¸
1800
139,7/16
¸f
f
114,3/5
¸f
88,9/5
L120
´
12
88,9/5
+L80
´
80
´
6 (2000
¸
2200)
¸
L60
´
6
b-1
b-2
b-3
b-4
b-5
39,00
3800
¸
1800
114,3/8
¸f
L 100
´
8
¸
L 80
´
6 (2000
¸
2500)
L80
´
6
88,9/5
¸
L60
´
6
c
33,50
2600
¸
1200
L 120
´
12
L 60
´
5
¸
L 50
´
4 (1750
¸
1250)
–
¸
L 80
´
8
d
33,00
2080
¸
880
65
¸
f
40
f
35
¸
f
16 (795
¸
495)
f
45
¸f
16
e
29,00
4200
¸
1800
114,3/10
¸f
L 90
´
6
¸
L 80
´
6 (2250
¸
2000)
L90
´
6
88,9/5
¸
L60
´
6
Wykorzystując wartości pomierzonych przemieszczeń poszczególnych krawęŜników D 1, D 2,
D 3 na poziomach pomiarowych, obliczono kąty skręcenia trzonu wieŜy e wg (1c) oraz wychyle-
nia wypadkowe osi wieŜy wg (1f). W referacie przedstawiono jedynie analizę odchylenia osi
trzonu od pionu oraz jego skręcenie na trzech poziomach (tabl. 2), usytuowanych raczej w rów-
nych odstępach po wysokości. Pomierzone wychylenia na poszczególnych poziomach wieŜy
i obliczone wychylenia wypadkowe w oraz kąty skręcenia
e
zamieszczono w tabl. 2.
894
f
f
f
f
339385897.001.png 339385897.002.png 339385897.003.png 339385897.004.png 339385897.005.png 339385897.006.png
Wichtowski B. i inni: Skr ę cenie trzonu wie Ŝ antenowych w ś wietle pomiarów geodezyjnych
W kolumnie 8 tablicy 2 określono takŜe dopuszczalne wartości średniego przemieszczenia,
d d = h /2000, krawęŜników na danym poziomie pomiarowym, które pozwala obliczyć dopusz-
czalny kąt skręcenia trzonu wieŜy, podany w kol. 10, zgodnie z zaleceniami poz. [3, 4, 5].
Jednocześnie w kolumnie 10 podano dopuszczalny kąt skręcenia trzonu wieŜy o wartości 5°
zalecanej przez normę PN-B-03204:2002 [2].
Tablica 2. Wychylenia krawęŜników i trzonu oraz kąty skręcenia wieŜy przed rektyfikacją
WieŜa
(rys. 3)
Poz.
pom.
Wychylenia [mm] i skręcenia [
°
]
pomierzone 1)
obliczone 2), 3)
D 1 D 2 D 3
w
d
d d [3, 4]
e
e
d [4, 2]
a-1
59,1
36,5
16,5
43
7
-5
-118
-57
-31
-80
-29
5
98
37
22
-52
-26
-10
30
18
8
2,87
0,99
0,22
1,65
0,69
0,17
(5,0)
a-2
59,1
36,5
16,5
-135
-157
-160
88
-40
-74
-12
-76
-158
129
69
57
-20
-91
-131
30
18
8
1,10
3,48
2,83
1,65
0,69
0,17
(5,0)
b-1
39,0
28,5
12,5
66
32
8
62
55
15
92
74
30
18
25
13
73
54
18
20
14
6
4,03
2,98
0,69
1,10
0,77
0,23
(5,0)
39,0
28,5
12,5
-75
-70
-42
79
51
5
-30
-21
18
91
71
37
-9
-13
-6
20
14
6
0,50
0,72
0,23
1,10
0,77
0,23
b-2
(5,0)
39,0
28,5
12,5
-84
-70
-10
55
62
3
-5
-17
-5
75
84
9
-11
-8
-4
20
14
6
0,61
0,44
0,15
1,10
0,77
0,23
b-3
(5,0)
39,0
28,5
12,5
-122
-100
-38
-70
-50
-2
89
96
54
127
117
54
-34
-18
5
20
14
6
1,87
0,99
0,19
1,10
0,77
0,23
b-4
(5,0)
39,0
28,5
12,5
90
82
5
-18
-15
0
92
74
2
73
62
3
55
47
2
20
14
6
3,03
2,59
0,08
1,10
0,77
0,23
b-5
(5,0)
33,5
23,4
13,4
24
34
22
-31
2
-10
-106
-40
-15
52
26
7
-38
-1
-1
17
12
7
3,14
0,08
0,08
1,41
0,99
0,58
c
(5,0)
32,5
24,0
12,0
290
230
135
-221
-186
-121
-71
-53
-19
303
245
149
-1
-3
-2
16
12
6
0,11
0,25
0,12
1,80
0,99
0,36
d
(5,0)
e
29,0
20,5
12,5
67
33
19
36
29
25
55
23
2
18
6
14
53
28
15
15
10
6
2,92
1,54
0,57
0,83
0,55
0,23
(5,0)
1) – wartości dodatnie to wychylenie w prawo, a ujemne to wychylenie w lewo
2) – wartość średniego wychylenia dopuszczalnego d d = h /2000
3) – wartość w nawiasie 5
to tolerancja skręcenia przekroju trzonu na całej wysokości
wg PN-B-03204:2002 [2]
°
Z porównania obliczonych wartości d z wartościami dopuszczalnymi d d (kol. 7 i 8) wynika,
Ŝe w górnych antenowych odcinkach siedmiu wieŜ przekroczona jest wartość graniczna od-
chyłek montaŜu podanych w normie BN-69/2940-01 [4] i „Instrukcji ER-01” [3]. W sześciu
895
339385897.007.png 339385897.008.png 339385897.009.png 339385897.010.png 339385897.011.png 339385897.012.png 339385897.013.png 339385897.014.png 339385897.015.png 339385897.016.png 339385897.017.png 339385897.018.png 339385897.019.png 339385897.020.png 339385897.021.png 339385897.022.png 339385897.023.png 339385897.024.png 339385897.025.png 339385897.026.png 339385897.027.png 339385897.028.png 339385897.029.png 339385897.030.png 339385897.031.png 339385897.032.png 339385897.033.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin