Οι γέφυρες και γενικότερα τα τεχνικά έργα υποδομής αποτελούν σημαντικό μέρος του εθνικού μας πλούτου, και είναι ιδιαίτερα σημαντική η διατήρηση ασφαλών συνθηκών λειτουργίας στα έργα αυτά. Προς την κατεύθυνση αυτή έχουμε σημειώσει σημαντικά βήματα προόδου ως τώρα, με κυριότερο τη θεσμοθέτηση της Διοικητικής Αρχής Γεφυρών από το κράτος.
Των κ. Ι. Σιγάλα και Ι. Σπινάσα*
Η συγκεκριμένη Αρχή έχει την εποπτεία και την ευθύνη να διασφαλίζει την τήρηση και καταγραφή στο Εθνικό Μητρώο Γεφυρών όλων των εργασιών επιθεώρησης, αξιολόγησης, συντήρησης και ασφαλείας των γεφυρών, καθώς και να λαμβάνει όλα τα μέτρα που απαιτούνται για τη συμμόρφωση προς τις διατάξεις του Κανονισμού Επιθεώρησης και Συντήρησης Γεφυρών.
Για τη διασφάλιση της ομαλής λειτουργίας και της μακροζωίας των γεφυρών, είναι απαραίτητο να ακολουθείται συστηματικά μια δέσμη απαιτητικών διαδικασιών και ενεργειών επιθεωρήσεων και μετρήσεων, καθώς οι γέφυρες και γενικότερα τα έργα συγκοινωνιακής υποδομής υπόκεινται σε ακραίες περιβαλλοντικές καταπονήσεις, όπως είναι π.χ. καταιγίδες και καύσωνες. Παράλληλα, οι υδραυλικές υποσκαφές και οι σεισμοί επιταχύνουν την υποβάθμιση των φυσικών χαρακτηριστικών και μηχανικών ιδιοτήτων των υλικών κατασκευής.
Οι παραπάνω παράγοντες, συνδυαζόμενοι μάλιστα και με τις καταπονήσεις λόγω των φορτίων λειτουργίας, είναι δυνατό να αυξήσουν τις διαδικασίες γήρανσης, με αποτέλεσμα την αδυναμία ικανοποίησης των απαιτήσεων αντοχής, λειτουργικότητας και αισθητικής των γεφυρών.
Στις περιπτώσεις αυτές είναι επιτακτικό να γίνουν οι κατάλληλες κατά περίπτωση επεμβάσεις αποκατάστασης οι οποίες συχνά είναι χρονοβόρες και κοστοβόρες, ιδιαίτερα όταν απαιτείται να συνδυάζονται και με άλλες –ομοίως χρονοβόρες και κοστοβόρες– ενέργειες όπως είναι π.χ. ο περιορισμός ή ο αποκλεισμός της κυκλοφορίας, με ταυτόχρονη εκτροπή μέσω εναλλακτικών διαδρομών.
Για τη διατήρηση των επιθυμητών –για την ασφάλεια της γέφυρας– επιπέδων λειτουργικότητας, είναι επιπλέον απαραίτητο να εφαρμόζεται ένα συνεχές πρόγραμμα επιθεώρησης και ελέγχων, ώστε να αντιμετωπίζονται έγκαιρα οι αναπόφευκτες φθορές.
Δίκτυο ενόργανης παρακολούθησης
Μέχρι πρόσφατα, οι επιθεωρήσεις των γεφυρών είχαν έναν περιοδικό χαρακτήρα και βασίζονται κυρίως σε οπτικές παρατηρήσεις και σε καθιερωμένες μεθόδους δοκιμών και μετρήσεων.
Σήμερα όμως, με την αύξηση των απαιτήσεων μακράς λειτουργικής ζωής και την αύξηση των φορτίων κυκλοφορίας των γεφυρών, διαπιστώθηκε ότι απαιτούνται νέες και σύγχρονες μέθοδοι που να είναι ικανές να αντιμετωπίσουν τις αδυναμίες των προηγούμενων μεθόδων (π.χ. ειδικές κατά περιπτώσεις διαμορφώσεις για την πρόσβαση δυσπρόσιτων θέσεων επιθεώρησης).
Πράγματι, προς την κατεύθυνση αυτή, η αλματώδης ανάπτυξη της τεχνολογίας των αισθητήρων, καθώς επίσης η δυνατότητα αποθήκευσης και επεξεργασίας μεγάλου όγκου δεδομένων, αλλά και η ασύρματη επικοινωνία και μεταφορά αυτών των δεδομένων, προσφέρουν σήμερα τη δυνατότητα να εγκαταστήσουμε στις γέφυρες ένα εκτεταμένο δίκτυο διαρκούς ενόργανης παρακολούθησης.
Η αξιοποίηση αυτού του δικτύου, σε συνδυασμό με τις σημερινές μεθόδους, αναμένεται πως θα εξασφαλίσει την πολυπόθητη μακροζωία των γεφυρών (βλ. εικόνα 1).
Ενδεικτική διάταξη θέσεων ενόργανων μετρήσεων.
Στόχος
Τα δίκτυα ενόργανης παρακολούθησης χρησιμοποιούνται για την απόκτηση των αναγκαίων πληροφοριών όσον αφορά ένα πλήθος δομοστατικών παραμέτρων του εκάστοτε επιτηρούμενου φορέα. Με την περαιτέρω επεξεργασία των παραμέτρων αυτών προσδιορίζονται ενδεχόμενες θέσεις τρωτότητας ή υποβάθμισης και προγραμματίζονται επεμβάσεις συντήρησης ή και επισκευών. Αναλυτικότερα, με την εγκατάσταση και λειτουργία δικτύου παρακολούθησης επιτυγχάνεται:
- Επαλήθευση των παραμέτρων και παραδοχών της αρχικής μελέτης.
- Ανίχνευση αποκλίσεων από τις παραδοχές της μελέτης σχετικά με το μέγεθος των κυκλοφορούντων φορτίων και την απόκριση σε αυτά.
- Απόκτηση σε παρόντα χρόνο δεδομένων για την άμεση εκτίμηση του επιπέδου ασφαλείας.
- Απόκτηση δεδομένων για τον προγραμματισμό και την ιεράρχηση των εργασιών επιθεώρησης, συντήρησης, επισκευών και αποκατάστασης.
- Επιτήρηση της εκτέλεσης των εργασιών επισκευής και εκτίμηση της αποτελεσματικότητάς τους.
- Συλλογή στοιχείων για χρήση τους σε νέες έρευνες.
- Βελτίωση των αρχών σχεδιασμού.
Παραγωγή, συλλογή, μεταφορά, επεξεργασία, διάγνωση και λήψη αποφάσεων.
Συλλεγόμενα στοιχεία
Με την ενόργανη παρακολούθηση είναι δυνατό να εντοπισθούν φθορές υπό τη μορφή αλλοιώσεων των υλικών ή αλλαγή της γεωμετρίας. Κατά γενικό κανόνα, η συνολική διαδικασία εντοπισμού και περαιτέρω επεξεργασία των φθορών περιλαμβάνει τα παρακάτω επιμέρους στάδια (βλ. εικόνα 3):
- Ανίχνευση ανάπτυξης.
- Εντοπισμός των πιθανών θέσεων φθοράς.
- Εκτίμηση του είδους και της έκτασης των φθορών.
- Κατάταξη των φθορών ανά είδος και βαθμό.
- Πρόβλεψη του βαθμού επικινδυνότητας για το κοινό.
- Πρόγνωση του εναπομένοντος χρόνου λειτουργικότητας.
Διάγραμμα που αποδίδει τη ροή των δεδομένων από τη θέση καταγραφής έως την αποθήκευση
Κύρια μέρη και εξοπλισμός δικτύων
Οι διαδικασίες και τα μέρη που απαρτίζουν ένα τυπικό δίκτυο ενόργανης παρακολούθησης είναι τα εξής:
- Ελεγχόμενος φορέας.
- Αισθητήρες επαφής ή άλλου τύπου.
- Σύστημα απόκτησης πληροφοριών.
- Διατάξεις επεξεργασίας σημάτων.
- Λογισμικό τυποποίησης μορφών σε συνδυασμό με αλγόριθμους αντιστοίχων ανιχνεύσεων.
- Συσκευές μεταφοράς και αποθήκευσης δεδομένων.
- Επεξεργασία και διαχείριση δεδομένων.
Αξίζει να σημειωθεί ότι το σύστημα της ενόργανης παρακολούθησης των τεχνικών έργων έχει εντυπωσιακές αναλογίες με το ανθρώπινο νευρικό σύστημα.
O κύκλος της έγκαιρης προειδοποίησης για την ανάπτυξη αποτελεσματικότερων στρατηγικών διαχείρισης των γεφυρών.
Πλεονεκτήματα
Με την παράλληλη εφαρμογή των ενόργανων μεθόδων παρακολούθησης γεφυρών προκύπτουν τα εξής:
- Πληρέστερη κατανόηση της πραγματικής συμπεριφοράς των γεφυρών υπό τα φορτία λειτουργίας και την επίδραση των περιβαλλοντικών δράσεων.
- Εντοπισμός φθορών σε εναρκτήριο ή προχωρημένο στάδιο.
- Μείωση του χρόνου και του κόστους των επιθεωρήσεων και των επισκευών.
- Άμεση αξιολόγηση των μετρήσεων, έγκαιρη προειδοποίηση και υποβοήθηση στην ανάπτυξη αποτελεσματικότερων στρατηγικών διαχείρισης των γεφυρών.
Παρά τη σχετική ωριμότητα των συστημάτων ενόργανης παρακολούθησης που διαθέτουμε σήμερα, η κατ’ αποκλειστικότητα χρήση τους δεν είναι επί του παρόντος επιτρεπτή, για λόγους που σχετίζονται τόσο με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των γεφυρών (με την ανομοιομορφία υλικών και τις απαιτήσεις μεγάλης λειτουργικής ζωής), όσο και με τις τρέχουσες αδυναμίες των ίδιων των συστημάτων. Για το λόγο αυτό ενδείκνυται η συνδυασμένη εφαρμογή τους με τις κλασικές μεθόδους παρακολούθησης.
*Ο Ιωάννης Ν. Σιγάλας είναι πρόεδρος και ο κ. Ιωάννης Γ. Σπινάσας γενικός γραμματέας του Ελληνικού Τμήματος της Διεθνούς Ένωσης Επιχειρηματικής Εκπαίδευσης (International Association for Business Education [IASBE])
