Demiryolu Köprüsü İzlemede Yeni Yaklaşımlar
Almanya genelinde 25.000`den fazla köprü, DB InfraGO AG`nin köprü izleme departmanında çalışan 13 personelin sorumluluğundadır.
Demiryolu Köprüsü Ä°zlemede Yeni Yaklaşımlar
Almanya genelinde 25.000'den fazla köprü, DB InfraGO AG'nin köprü izleme departmanında çalışan 13 personelin sorumluluÄŸundadır. YoÄŸun görev ve yüksek derece sorumluluk. ASC Sensors uzmanlığının desteÄŸiyle, DB köprü uzmanları, halihazırda kritik demiryolu köprülerinin izlenmesini ve proaktif bakımını uzun vadede daha basit, daha güvenli ve daha uygun maliyetli hale getirmek için yenilikçi bir pilot proje üzerinde çalışmaktadır.
Spontane ölçüm genellikle demiryolu ve karayolu trafiÄŸini kesintiye uÄŸratır
DB InfraGO ölçüm biriminin takım lideri mühendis Peter Krempels: "Sahadaki bir sistem operatörü veya köprü denetçisi, bir yapıda olaÄŸandışı bir deÄŸiÅŸiklik fark ettiÄŸinde veya sadece birinden ÅŸüphelendiÄŸinde, bize anında bildirir."
Böylece ölçüm ekibi gerekli ekipmanla etkilenen yapıya doÄŸru hareket eder. Konvansiyonel lazer izlemenin ilgili ölçüm noktalarında gerçekleÅŸtirilebilmesi için bazen ağır bitki örtüsü, nehir yatakları veya kayalık daÄŸ yamaçları gibi bölgesel zorlukların üstesinden gelinmesi gerekir.
Operasyonel kesintileri en aza indirir veya önler
Köprü ölçümü her zaman karmaşıktır. Zaman, kalifiye personel, kapsamlı malzeme ve genellikle yaygın olarak döÅŸenmiÅŸ kablolar gerektirir. Ölçüm uzmanı, "Yaptığımız her ÅŸeyin düzenli operasyonlar üzerinde bir etkisi var" diyor. "Demiryolu köprüleri söz konusu olduÄŸunda, alttaki geçiÅŸ ortağının tüm trafiÄŸinin genellikle alttan ölçüm yapmak için engellenmesi gerekir."
Bu sadece gerçek ölçüm çalışması sırasında geçerli deÄŸildir: Bir yapının stabilitesi ve/veya operasyonel güvenliÄŸi için akut risk durumunda, ÅŸüphe ölçüm tabanlı bir yeniden hesaplama ile giderilene veya uygun onarım tamamlanana kadar köprü derhal kapatılmalıdır.
Krempels, "Ä°ncelemenin ardından operatör, köprünün güvenli bir ÅŸekilde çalışmaya devam etmesi için teknik tavsiyeleri içeren ayrıntılı bir rapor alır" diye açıklıyor. OlaÄŸan dışı durumlarda, bu durum stabil olmayan bir yapının yıkılmasına ve yeniden inÅŸa edilmesine yol açabilir. "Özellikle eski köprülerde, bu durum operasyonlarda pahalı ve uzun süreli kesintilere yol açabilir. Åžu anda ASC ile bir pilot projede test ettiÄŸimiz akıllı sensör teknolojisini kullanarak yenilikçi yeni bir ölçüm konseptiyle bunları en aza indirmek veya önlemek istiyoruz.”
Akıllı ve esnek sensör teknolojisi sürekli izleme saÄŸlar
ASC AiSys ® ECO serisinin akıllı sensör sistemleri, bu amaçla geniÅŸ kapsamlı köprü yapılarının çeÅŸitli koÅŸullarına özel olarak uyarlanmıştır. Kullanılan malzemelerin yanı sıra, yapım türü, uzunluÄŸu ve birçok farklı faktör rol oynamaktadır. "Hiçbir sensör modeli tüm gereksinimleri karşılamaz. Bu nedenle sensör sistemlerinin esnek yapılandırması bir avantajdır."
ASC geliÅŸtirme mühendisi Esey Gebreyesus, "ASC'nin yenilikçi MEMS tabanlı ivmeölçer sistemi, geleneksel referans tabanlı izleme yöntemlerine tamamlayıcı bir yaklaşım sunuyor" diyor. “Sistemimiz; doÄŸru, gerçek zamanlı dinamik yer deÄŸiÅŸtirme ölçümleri saÄŸlayarak sabit referans noktalarına ihtiyaç duymadan izleme araç kitini geliÅŸtirmektedir. Bu özellik kurulumu basitleÅŸtirir ve ölçüm esnekliÄŸini artırarak mevcut metodolojilere deÄŸerli bir katkı saÄŸlar."
Bir demiryolu köprüsünün durumunun önemli göstergelerinden biri, sapmasıdır. Sapma, yük taşıma kapasitesinin yapısal hesaplamasının temelini oluÅŸturur. Krempels, "Onlarca yıllık kullanımın ardından aynı tren setinin aynı hızdaki standart sapmasının 1,5 'ten 1,7 milimetreye çıkmasının nedenini bulmanız gerekir" diyor. "Bu deÄŸiÅŸiklik dış sıcaklıkların veya tren yükünün bir sonucu olabilir; ama aynı zamanda malzeme yorgunluÄŸunun baÅŸlangıcı da olabilir."
Geleneksel lazer ölçüm yöntemleri, statik ve dinamik sapmayı kaydetmek için doÄŸrudan ancak çok karmaşık bir yöntem sunar. Ek olarak, öncelikle ölçümlerin ne zaman ve nerede gerekli olduÄŸunu tahmin etmek gerekir. ASC ve DB InfraGO ekipleri, söz konusu yapıları ileriye dönük olarak sürekli izlemek için bir alternatif üzerinde iÅŸbirliÄŸi yapmaktadır.
Farklı sensör özellikleri ve otomatik veri entegrasyonu
Dinamik yer deÄŸiÅŸtirme izleme, saÄŸlığın deÄŸerlendirilmesinde ve köprü yapılarının güvenliÄŸinde kritik bir rol oynar. Konumdaki deÄŸiÅŸiklikleri sabit yükler veya koÅŸullar altında ölçen statik yer deÄŸiÅŸtirmenin aksine dinamik yer deÄŸiÅŸtirme, bir köprünün trafik, rüzgar, sismik aktivite veya sıcaklık deÄŸiÅŸiklikleri gibi deÄŸiÅŸken kuvvetlere nasıl tepki verdiÄŸini yakalar.
Tanımlı ölçüm noktalarına kurulan sensör sistemleri, ilgili tüm parametreleri kalıcı olarak izlemek ve bunları çok aÅŸamalı bir süreçte sürekli olarak analiz etmek için tasarlanmıştır. Gebreyesus, "ASC'nin akıllı sensör teknolojisi, köprü izleme için özel olarak tasarlanmış özelliklerinden dolayı, özellikle dinamik yer deÄŸiÅŸtirme izlemenin karmaşık gereksinimleri için uygundur" diyor. Bu özellikler ÅŸunları içerir:
-Yüksek frekanslı veri örneklemesi
-Uyarlanabilir gerçek zamanlı DC ofset kaldırma
-GeliÅŸmiÅŸ filtreleme ve yok etme
-Çift entegrasyon ve sapma düzeltmesi
-Faz düzeltme ve yapı kaldırma
Entegre iÅŸleme ve veri çıkışı
Gelecekte, tren geçiÅŸi sırasında malzeme geniÅŸlemesi ve diÄŸer faktörler algoritmik olarak hesaplanacak ve yapıda meydana gelen tüm deÄŸiÅŸikliklerin eksiksiz bir resmi elde edilecektir. Bu özellik, yapının maddesindeki en küçük deÄŸiÅŸiklik belirtilerini bile tespit etmeyi ve bunları anlık olarak bildirmeyi saÄŸlar.
ASC'nin akıllı sensör sistemlerinin otomatik veri entegrasyonu, bu özelliÄŸin iÅŸe yaraması için çok önemlidir. Krempels, "Bu sadece sonuçları gerçek zamanlı olarak almamızı saÄŸlamakla kalmamalı, aynı zamanda anında uygun uyarılar ve eylemler almamızı da saÄŸlamalı" diyor. Bu özellik -geleneksel lazer yöntemleriyle- sonuçları analiz etmek, kazanılan içgörüleri tartışmak ve eylem önerileri geliÅŸtirmek amacıyla toplantı yapmak için fazla zaman harcamak durumunda kalacak mühendisler için büyük bir avantajdır.
Demiryolu mühendisleri için erken uyarı sistemi
Krempels, "Sorun raporlarını beklemek ve bireysel olarak tepki vermek yerine – 'kendi' köprülerini düzenli olarak görsel olarak denetleyen yerel meslektaşımızın uyarısında – kritik yapıları kalıcı olarak izlemek ve akut hasar operasyonları sonlandırılmadan önce proaktif olarak korumak istiyoruz" diyor.
“Gerekli bakım çalışmalarının planlanamaması, altyapı ve demiryolu iÅŸletmecileri için her zaman zordur.” Bu nedenle, öngörülü uzun vadeli izleme, özellikle bir süredir kullanımda olan köprüler için büyük bir deÄŸer olacaktır. "Bu yaklaşım sadece mevcut bakım gereksinimlerinin zamanında belirlenmesine yardımcı olmakla kalmayacak. Aynı zamanda onları daha uygun maliyetli hale getirecek ve böylece birçok köprüyü iyi durumda tutacak, daha uzun süre güvenli ve ekonomik bir ÅŸekilde çalışacaktır."
Bununla birlikte, tüm ÅŸekil, malzeme, boyut ve yüklerden oluÅŸan binlerce köprüyü bu en son izleme teknolojisiyle tam olarak donatmak mantıklı olmayacaktır. Bunun nedeni, yeni yapıların genellikle 80-100 yıllık bir hizmet ömrü için tasarlanıyor olmasıdır. Deneyimli mühendis, "Ä°lk 50 yılda sürekli ölçüm yapmanıza gerek yok" diyor. Ä°statistikler bunu doÄŸrulamaktadır. Bununla birlikte, mevcut eski köprülerde istenmeyen deÄŸiÅŸiklikler ve hatta kritik koÅŸullar meydana gelebilir. Krempels, "Åžu anda yaklaşık 50 yıllık bir hizmet ömrüne sahip köprüleri kalıcı izleme ile donatmanın faydasını deÄŸerlendiriyoruz" diyor.
Bununla birlikte, onay sertifikasının bir parçası olarak sürekli izleme gerekebilir. Özellikle, onlarca yıllık deneyim ve teknik kılavuzların henüz mevcut olmadığı yerleÅŸik standartların dışındaki yeni ve yenilikçi köprü tasarımları için durum böyledir.
Gerçek zamanlı izleme, güvenliÄŸi ve hizmet ömrünü artırır
Bir binanın güvenilir, ekonomik ve uzun vadeli izlenmesinin bir koÅŸulu olarak, öncelikle mevcut durumun tam bir genel resmi gereklidir. Bu iÅŸlem, çok sayıda ölçüm noktasına sahip bir sistem ölçümü gerektirir. Ancak o zaman gelecekte kalıcı izleme için bir referans temeli olarak hizmet edebilecek anlamlı ölçüm noktaları belirlenebilir.
Krempels, "KoÅŸullar her bir köprü için farklıdır. Bu nedenle, daha geniÅŸ bir uygulamaya geçmeden önce tüm faktörleri doÄŸru bir ÅŸekilde deÄŸerlendirmeyi öÄŸrenmek için ASC ile ortak test pilotumuz kritik bir öneme sahip" diyor. Bu nedenle, etkilenen bir yapının sürekli izlenmesi için hazırlık çalışması bir yıl sürebilir ve yüksek bir baÅŸlangıç harcaması gerektirir, ancak bu harcama kısa sürede önemli ölçüde daha düÅŸük iÅŸletme maliyetleri ile telafi edilir ve her ÅŸeyden önce önemli bir risk azalmasına neden olmalıdır.
Zorluklardan biri; tren ağırlığı, hızı, merkezkaç kuvvetleri, iklim deÄŸiÅŸiklikleri vb. ne olursa olsun, çok çeÅŸitli hızla deÄŸiÅŸen yüklere raÄŸmen ölçümleri sabit tutmaktır. Krempels, "Maksimum hassasiyet ve uzun vadeli istikrar için güvenilir sensörlere ihtiyaç duymamızın bir baÅŸka nedeni de budur" diyor.
Esnek ortaklık
DB InfraGO'nun köprü izleme ekibi, yaklaşık iki yıldır ASC'nin sensör uzmanları ile temas halindedir. Çok çeÅŸitli yapı, koÅŸul ve gerilmelerden oluÅŸan 25.000 'den fazla köprünün izlenmesi karmaşık bir görevdir. Krempels, "Ekonomik uzun vadeli izleme için 'doÄŸru' köprüleri seçmek ve ardından geleneksel spontane ölçümlerden geçiÅŸ yapmak için, bir süredir ASC AiSys Eco ivmeölçerlerle yoÄŸun testler yapmaktayız" diye açıklıyor. "Bu test serileri son zamanlarda çok baÅŸarılı oldu, böylece ÅŸimdiden sonraki adımlara karar verebiliriz."
Krempels, "Demiryolu köprüsü izlemedeki bu yenilik için, yalnızca esnek bir yüksek kaliteli dijital ve akıllı atalet sensörü çözümleri yelpazesine sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda bizimle bu yeni yola girmeye istekli olan yetkin bir ortak aramaktaydık" diyor. ÖrneÄŸin, diÄŸer tedarikçiler standart sensörlerini özellikle pilot projemiz için uygun hale getirmeye, yazılımı bireysel ihtiyaçlara uyarlamaya veya test serilerimiz için küçük miktarlar üretmeye hazır deÄŸildi. "ASC tüm taleplerimize cevap verebildi, esnek bir ortak olduÄŸunu kanıtladı ve küçük miktarlara raÄŸmen gereksinimlerimizi anlamak ve bunları ortaklaÅŸa uygulamak için çok zaman harcadı."
ASC GmbH - German Sensor Engineering
Ledererstrasse 10 | 85276 Pfaffenhofen a.d. Ilm | Almanya
E-posta: service@asc-sensors.de
