Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Measurement point density and measurement methods in determining the geometric imperfections of shell surfaces

Kocierz R., Rębisz M., Ortyl Ł.

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2018

|

Vol. 105

19--28

EN

In geodetic measurements of deformations in shell cooling towers, an important factor is to optimize the number of points representing the exterior surface of the shell. The conducted analyses of damage to such structures proved that cooling towers exhibited shell deformation consisting of irregular vertical waves (three concavities and two convexities), as well as seven horizontal waves. On this basis, it is claimed that, in accordance with the Shannon theorem, the correct representation of the generated waves requires the measurement of the cooling tower shell in a minimum of 12 vertical and 14 horizontal sections. Such density of the points may not be sufficient to represent local imperfections of the shell. The article presents the results of test measurements and their analysis, which were conducted to verify the assumptions as to the optimal number of measurement points for the shell of a cooling tower. The evaluation was based on a comparative analysis of the data obtained by the Terrestrial Laser Scanning (TLS) method, creating a very detailed model of geometric imperfections in an actual cooling tower with a height of 100 m. Based on the data obtained by the TLS method, point grids of various density were generated. An additional measurement of the cooling tower shell deformation was performed using a precise electronic total station with reflectorless measurement option. Therefore, it was possible to assess the accuracy of measurements by laser scanning in relation to measurements obtained by reflectorless total stations.

2

Geodetic monitoring of earth-filled flood embankment subjected to variable loads

Kuras P., Ortyl Ł., Owerko T., Borecka A.

Reports on Geodesy and Geoinformatics

|

2018

|

Vol. 106

9--18

EN

The article presents an example of supplementing geotechnical monitoring with geodetic observations. The experimental flood embankment built within the ISMOP project (Information Technology System of Levee Monitoring) was subjected to continuous monitoring based on built-in measuring sensors. The results of geodetic monitoring used for observation of earth-filled flood embankment subjected to external loads are presented in the paper. The tests were carried out on an experimental flood embankment forming a closed artificial water reservoir. The observations were carried out for two purposes. The first was long-term monitoring, which was aimed to determine the behaviour of the newly built embankment. The second purpose was to check the reaction of the levee to the simulated flood wave, caused by filling and draining the reservoir. In order to monitor the displacements of the earth-filled embankment, it was necessary to develop the proper methodology. For the needs of research works, an appropriate network of 5 reference points and 48 survey markers has been designed and established. The periodic measurements were carried out using precise robotic total station. The stability of the reference frame was each time checked and displacements of survey markers were determined based on it. The final results allow to reveal the reaction of levee to external loads. The displacement values were referred to the course of the filling and draining experiment to indicate the relationship between them. In the field of long-term monitoring the results clearly imply the dominance of displacements outside the reservoir for points located on the embankment, in contrast to points on the crest and foreground, which do not show significant movements. On the other hand, in the field of testing the embankment reaction to the flood wave, obtaining reliable results was possible thanks to high-accuracy geodetic measurements. Small displacement values, often at the level of their determination errors, were averaged for groups of points with the same height of foundation. A sizable number of points allows to perceive some tendencies and the relation between embankment soaking and its movement directions can be noticed. During periods when the levee was still saturated with water, slight movements outside the reservoir were revealed. On the other hand, the following period of drying caused movement in the opposite direction.

3

Nowy rynek dla geodetów

Piechota A., Majer E., Ortyl Ł.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2018

|

nr 12

16--19

4

Ocena wpływu wybranych parametrów profilowań georadarowych w badaniach podłoża gruntowego na potrzeby budownictwa na przykładzie zrębu Zakrzówka

Karczewski J., Ortyl Ł., Mazurkiewicz E.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 10/2

796--802

EN

The identification of bedrock for construction purposes in areas threatened by discontinuous deformations can be accomplished using various geophysical methods. The paper presents the results of studies conducted using the GPR method in the Zakrzówek horst area in Cracow as a site rich in karst structures (caves, cavities, sinkholes). A number of tests were carried out on the field using GPR equipment: ProEx System and RAMAC/GPR CU II of the Swedish company Mala Geoscience. During measurements 250 MHz shielded antennas were used. The following measurement parameters were changed during tests: sampling frequency, number ofstacks and distance between traces. The influence of the above parameters on the quality ofrecorded GPR images was analyzed.

5

Poprawa bezpieczeństwa i niezawodności kominów stalowych poprzez modernizację systemów tłumienia drgań

Kędzierski M., Podstolak P., Ortyl Ł., Kuras P.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 5

38--39

PL

Artykuł przybliża znaczenie urządzeń tłumiących drgania dla bezpieczeństwa stalowych kominów przemysłowych. Rozważania przeprowadzono na przykładzie dwóch kominów H =120 m, dla których autorzy wykonali modernizację systemu tłumienia drgań. Awaria urządzenia tłumiącego zabudowanego na jednym z kominów spowodowała bezpośrednie zagrożenie katastrofą budowlaną. W artykule przedstawiono opis dosyć unikatowej konstrukcji omawianych kominów oraz szczególne cechy ich charakterystyki dynamicznej. Na podstawie badań dynamicznych porównano skuteczność działania urządzeń tłumiących starego i nowego typu.

EN

The article presents the importance of the vibration damping devices for the safety of steel industrial chimneys. Considerations will be conducted on the example of two chimneys H = 120 m for which the authors have recently done a modernization of the system of dampers. The failure of one of the dampers resulted in direct danger of construction disaster. The paper presents a quite unique design of the chimneys and their specific dynamic characteristics, as well as both dampers used before and after modernization. The effectiveness of both old and new type of damping devices will be compared based on dynamic tests.

6

Geodezyjne metody pomiarowe w diagnostyce obiektów budownictwa energetycznego

Kocierz R., Ortyl Ł., Kuras P., Owerko T., Kędzierski M.

Materiały Budowlane

|

2016

|

nr 5

95--96

PL

Wiele obiektów budowlanych i instalacji występujących w zakładach przemysłowych wymaga kontroli geometrycznej. Dzięki rozwijanej od ponad 10 lat technologii skanowania laserowego możliwe jest stworzenie quasi-ciągłego modelu obiektu z zarejestrowanymi lokalnymi zmianami kształtu, które nie były możliwe do uchwycenia w przypadku pomiarów prowadzonych metodami klasycznymi lub byłyby bardzo kosztowne. Jednak technika skanowania laserowego obarczona jest również błędami pomiarowymi, które mogą mieć wpływ na produkt końcowy oraz jego interpretację. Istotnym problemem jest dokładność pomiaru, na którą składają się wpływy instrumentalne, powierzchnia skanowanego obiektu oraz środowisko pomiaru. Zwłaszcza te dwa ostatnie czynniki nabierają znaczenia w przypadku skanowania obiektów przemysłowych. Na przykładzie pomiarów chłodni kominowych, kominów przemysłowych i stalowych kotłów zaprezentowano zalety skanowania laserowego.

EN

Many buildings and installations located in industrial plants require the geometric control. Any deviations of shape and dimensions are analyzed by the appropriate maintenance services. Thanks to the laser scanning technology, which has been developed for more than 10 years, it is possible to create a quasi-continuous model of the structure with recording the local shape changes, which were impossible to find basing on the measurements carried out with conventional methods, or would be burden with considerable expense. Despite such advantages laser scanning technique has also measurement errors, which may affect the final product and its interpretation. An important problem is the accuracy of the measurement, which is influenced by instrumental effects, the surface of the scanned structure and the measurement environment. Especially the last two factors become important for scanning industrial facilities. Basing on the examples of measurements carried out on cooling towers, industrial chimneys and steel boilers, the advantages and capabilities of the laser scanning method will be presented.

7

Identification of concrete voids in an untypical railway bridge pillar by Ground Penetrating Radar Method

Owerko P., Ortyl Ł., Salamak M.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 3

76--80

EN

The article presents the results of non-destructive testing, which was carried out on the concrete pillar with an unusual, trapezoidal shape and densely spaced reinforcement. After stripping the formwork, some surface voids became visible, which suggested that the existence of subsurface voids was also probable. The Ground Penetrating Radar method (GPR) was used to state whether these voids are formed and possibly to determine their approximate location. This paper discusses the adopted methodology of measurements, analysis and the GPR data processing. The interpretation of the echograms was based on a comparison of recorded GPR data with the modelling results MRS (FD) of electromagnetic wave propagation with the known geometry of the tested pillar. The results of detection are shown mainly in the form of the echograms (B-SCAN) and are collected as a cumulative sketch (C-SCAN). In order to assess the impact of the identified voids on the bearing capacity of the structure, the shell model of the pillar was built with the use of FEM. It shows stress distribution differences in the pillar with a continuous internal structure and in the pillar with the modelled voids. The obtained results were used for checking the bearing capacity of damaged pillar and during the preparation of the effective repair program.

8

Assessing of the effect of selected parameters of GPR surveying in diagnosis of the condition of road pavement structure

Ortyl Ł.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 5

140--147

EN

One of the significant fields of civil engineering is road construction. The GPR method is mentioned as one of the many research methods which enables to diagnose the road pavement structure. The article presents the results of tests, which were performed using RAMAC/GPR, CU II and ProEx control units, on the newly built section of a road with highway parameters. Their goal was a qualitative and quantitative assessment of the relationship between the detection, determining of thicknesses of the layers of road pavement structure by the above-mentioned method, and the selected parameters of GPR soundings, using a variety of GPR units and antennas with varied frequencies. The results presented in this article are the case studies, which may occur during diagnostic research works. The summarized results of the study are important to find a compromise between the appropriate selection of measurement parameters in terms of acquiring the best quality of the GPR data and the economic performance of this task involving surveying and research work.

9

Metody pomiaru częstotliwości drgań własnych i logarytmicznego dekrementu tłumienia kominów stalowych w sytuacjach wymaganych przez Eurokody

Ortyl Ł., Kuras P., Kędzierski M., Podstolak P.

Materiały Budowlane

|

2015

|

nr 9

107--109

PL

Artykuł porusza problem wyznaczania rzeczywistych charakterystyk dynamicznych stalowych kominów przemysłowych wyposażonych w tłumiki drgań. Dokonano przeglądu metod pomiarowych oraz omówiono ich wady i zalety pod kątem zastosowania w diagnostyce dynamicznej budowli wysokich. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów charakterystyk dynamicznych wykonanych podczas regulacji tłumików drgań na rzeczywistym obiekcie. Trzy instrumenty pomiarowe typu naziemny radar interferometryczny, tachymetr zrobotyzowany oraz akcelerometr typu MEMS zostały poddane ocenie w zakresie stopnia zgodności otrzymanych wyników pomiaru charakterystyk dynamicznych.

EN

The article focuses on determination of the actual dynamic characteristics of steel chimneys equipped with vibration dampers. A review of measurement methods was made, together with a discussion of their advantages and disadvantages for use in the dynamic diagnosis of high structures. Examples of dynamic measurements, performed while adjusting the dampers on the real object, were presented. Three measuring instruments were assessed in terms of compliance of dynamic characteristics obtained as a result of measurement. They are: ground-based interferometric radar, robotic total station and MEMS accelerometer.

10

Vibration measurements of steel chimneys equipped with mass dampers, using interferometric radar, robotic total station and accelerometer

Kuras P., Ortyl Ł., Kędzierski M., Podstolak P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 12

1090--1095

EN

The article presents the results of the test measurements performed on the steel chimney during the installation and tuning of two mass dampers. Three surveying devices were used: an interferometric radar, a robotic total station and an accelerometer. The methodology of data processing, the evaluation of the effectiveness of the applied measurement tools for determining vibration frequencies and the logarithmic decrement of damping both without damping and with active dampers were presented.

PL

W artykule przedstawiono metody pomiaru drgań stalowych kominów przemysłowych (rys. 1), które są coraz częściej stosowane w przemyśle do odprowadzania spalin. Opisano zjawiska powstawania drgań i ich tłumienia (rys. 2), na jakie narażone są tego typu obiekty [1, 8], oraz popularne techniki stosowane do ich pomiaru [3, 5, 7]. Drgania badanego komina, który został wyposażony w dwa tłumiki masowe [2], były mierzone przy użyciu radaru interferometrycznego [6, 9, 10, 11] i tachymetru zrobotyzowanego (rys. 4) oraz przyspieszeniomierza [4]. Wyniki pomiarów były wykorzystywane w trakcie prac terenowych do wykonania poprawnego strojenia tłumików zainstalowanych na szczycie komina (rys. 3). Ponadto posłużyły do określenia przydatności poszczególnych instrumentów do pomiaru drgań. Wyniki opracowano w sposób graficzny (rys. 5 i 6) oraz analityczny, poprzez obliczenie dokładności wpasowania funkcji matematycznej w zbiór obserwacji (tab. 1) oraz częstotliwości drgań (tab. 2) i logarytmicznego dekrementu tłumienia (tab. 3) podczas wykonywanych wzbudzeń. Wszystkie użyte instrumenty wyznaczają poprawne wartości analizowanych charakterystyk dynamicznych komina i w większości przypadków spełniają wymagania normy ISO 4866:2010 w tym zakresie. Wykonane pomiary świadczą o poprawności działania zastosowanych tłumików masowych.

11

Selected Geometric Aspects of Planning and Analysis of Measurement Results of Tall Building Structures Using Interferometric Radar

Kuras P., Ortyl Ł.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2014

|

Vol. 8, no. 3

77--91

EN

Ground-based radar interferometry is a technique which has been used for several years to measure displacements. The IBIS-S system, which is the result of the practical implementation of this technique, allows us to measure position changes of the observed points, for example, on tall building structures. This article presents practical issues associated with planning displacement measurements of tall building structures. The influence of the SNR coefficient on the efficiency and accuracy of the measurements has been discussed. A lot of attention was paid to the geometric parameters of the measurement, i.e. the range resolution, the projection factor and the characteristics of antennas, as well as to a need to take them into account at the observation planning stage. Also, interdependencies between the parameters of the radar operation in a dynamic mode were determined. The authors also highlight a necessity of converting radial displacements into the real ones, which are often occurring during the observation of tall structures, and the resulting problems.

PL

Naziemna interferometria radarowa jest techniką stosowaną od kilkunastu lat do pomiarów przemieszczeń. System IBIS-S, który jest efektem praktycznego wdrożenia tej metody, pozwala mierzyć zmiany położenia punktów obserwowanych m.in. na wysokich obiektach budowlanych. W artykule przedstawiono zagadnienia praktyczne związane z planowaniem pomiaru przemieszczeń budowli wysokich. Omówiono wpływ współczynnika SNR na efektywność i dokładność pomiaru. Wiele uwagi poświęcono geometrycznym parametrom pomiaru, tj. rozdzielczości odległościowej, współczynnikowi projectionfactor i charakterystyce anten, oraz konieczności ich uwzględniania na etapie planowania obserwacji. Określono również zależności między parametrami pracy radaru w trybie dynamicznym. Autorzy zwracają również uwagę na konieczność przeliczania przemieszczeń radialnych na rzeczywiste, która często występuje podczas obserwacji obiektów wysokich, i wynikające z niego problemy.

12

Wykorzystanie skaningu laserowego do wyznaczania deformacji stalowych wież telekomunikacyjnych

Owerko T., Kuras P., Ortyl Ł., Kocierz R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 12

1087-1090

PL

W artykule przedstawiono zastosowanie techniki skaningu laserowego do pomiaru deformacji obiektów wieżowych. Kontrola warunków geometrycznych stalowych wież telekomunikacyjnych zapewnia ich poprawne funkcjonowanie. Technika skaningu lasero-wego daje nowe możliwości pomiarowe w odniesieniu do dotychczas stosowanych metod. Jej użyteczność została wykazana na przykładzie wybranego pomiaru.

EN

The paper presents use of laser scanning technique for measuring the deformation of tower structures. This technique provides new possibilities of structure measurement in relation to the existing methods. The correct operation of steel telecommunication towers is ensured by controlling their geometric conditions. The standards and instructions specifying the permissible deformation of structures [1, 2] are referenced in the paper. On this basis, the ability of using a laser scanner for measuring the telecommunication tower shape is discussed. Due to the high resolution, the measurement is made in a global manner, and not only in a few selected cross-sections [3, 4]. In addition, the principle of the laser scanner operation is briefly described. Its usefulness is demonstrated on the example of a trihedral tower measurement (Fig. 1). The measured object is represented by a point cloud (Fig. 2), which can be shown using horizontal cross-sections (Fig. 3). In order to calculate the tower core inclination (Tab. 2), the location of steel angles of the core was determined. It was determined at all considered levels as intersections of the lines approximating the external planes of angles (Fig. 4). Whereas the tower core torsion was calculated based on the directions of three core sides at all the analyzed levels (Tabs. 3, 4).

13

Using reflectorless total stations in surveying of industrial chimney inclinations

Kocierz R., Ortyl Ł.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2010

|

Vol. 4, no. 1/1

43-55

EN

The surveying of inclinations and shape of the axis of industrial chimney structure is one of the most frequently carried out surveys in industrial plants. For this purpose, a trigonometric method is commonly applied. However, to ensure high reliability of the final product, the surveying should be carried out from more than two positions. Thanks to the development of reflectorless distancemeters (increasingly greater range as well as increasing accuracy), it is possible to develop methods which will fulfil all the accuracy requirements, while being competitive in terms of workload. In this article the author intends to present methods which could be used in measuring the inclination of the axis of industrial chimney structure. The results of conducted experimental studies were presented, showing consistency of the results which were obtained from the proposed methods with the results obtained from the classical method.

PL

Pomiar wychyleń i kształtu osi trzonu kominów przemysłowych jest jednym z najczęściej wykonywanych pomiarów w zakładach przemysłowych. W tym celu powszechnie stosuje się metodę trygonometryczną. Jednak chcąc zapewnić wysoką niezawodność produktu końcowego, pomiar należy wykonać z większej aniżeli dwa liczby stanowisk. Dzięki rozwojowi dalmierzy bezzwierciadlanych (coraz większemu zasięgowi, a także rosnącej dokładności) możliwe jest opracowanie metod, które będą spełniały wszystkie wymagania dokładnościowe, a jednocześnie będą konkurencyjne pod względem pracochłonności. W artykule autor omawia metody, które mogą być wykorzystane podczas pomiarów wychyleń osi trzonu kominów przemysłowych. Prezentowane są również wyniki przeprowadzanych badań doświadczalnych z wykorzystaniem proponowanych metod wykazujące zgodność z rezultatami otrzymanymi metodą klasyczną.

14

Accuracy of determining the volume of road salt storage based on surveying with reflectorless total stations

Kocierz R., Ortyl Ł., Mołoń R.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2010

|

Vol. 4, no. 1/1

57-70

EN

This article presents the possibility of using reflectorless total station in the process of determining the volume of road salt. Salt of this type is stored in warehouses intended for storage of loose materials that are a part of the road infrastructure of the country. In order to perform this task, the test of three different Leica reflectorless distancemeters was conducted by carrying out surveys for a specially prepared sample of salt. The possibilities of surveying the distance for various sight line lengths and different angles of incidence of the beam on the surveyed object were examined. After the conducted test, one of the reflectorless total stations was used as an alternative tool for the hitherto surveying the inventory of road salt volume carried out using the measure to prism method. The comparative works were carried out in a warehouse located at the town of Rudno near the A-4 motorway, which was owned by the company STALEXPORT Transroute Autostrada S.A. The surveys of station poles at the salt dump were conducted on the same day, for the two instruments independently, using the polar method. The first survey was performed with the use of the ELTA R55 instrument, with the measure to prism method, and the second one with TCR407Power total station in a reflectorless mode. As a result of this test, data were obtained, which became grounds for determining the volume of the salt mass using two models reflecting the measured surface in three different computational programs. The values of the volume determined from both surveys for different models and programs were compared in order to verify the compatibility of the results with a criterion provided in the form of the values of the relative error of determining the volume, which were specified in the Survey Manual of Ministry of Heavy Industry. Additionally, a survey of the volumetric weight of road salt was carried out, which allowed the calculation of the total mass of road salt stored in the warehouse. The obtained result was compared with the inventory present in the records.

PL

Artykuł prezentuje ocenę możliwości użycia tachymetru bezreflektorowego w procesie wyznaczenia objętości soli drogowej. Sól tego typu gromadzona jest w magazynach do składowania materiałów sypkich stanowiących element infrastruktury drogowej kraju. W celu realizacji tego zadania przeprowadzono test trzech różnych dalmierzy bezzwierciadlanych firmy Leica, wykonując pomiary do specjalnie przygotowanej próbki soli. Sprawdzono możliwości pomiaru odległości przy różnych długościach celowych i różnych kątach padania wiązki na mierzony obiekt. Po przeprowadzonym teście jeden z tachymetrów bezzwierciadlanych został wykorzystany jako narzędzie alternatywne wobec instrumentów stosowanych dotychczas w pomiarach objętości soli drogowej prowadzonych na lustro. Prace porównawcze wykonano w magazynie znajdującym się w miejscowości Rudno przy autostradzie A-4, należącym do STALEXPORT Transroute Autostrada S.A. Pomiar pikiet na hałdzie solnej odbył się tego samego dnia, niezależnie przy uzyciu dwóch instrumentów z zastosowaniem metody biegunowej. Pierwszy pomiar wykonano instrumentem ELTA R55 na lustro, a drugi tachymetrem TCR407Power w trybie bezreflektorowym. W wyniku tego testu otrzymano dane, na podstawie których wyznaczono objętość masy soli z użyciem dwóch modeli odzwierciedlających mierzoną powierzchnię w trzech różnych programach obliczeniowych. Wartości objętości wyznaczone na podstawie obu pomiarów dla różnych modeli i programów porównano w celu sprawdzenia zgodności wyników z kryterium podanym w Instrukcji geodezyjnej Resortu Przemysłu Ciężkiego w formie wartości błędu względnego wyznaczenia objętosci. Dodatkowo przeprowadzono pomiar ciężaru objętościowego soli drogowej, co umożliwiło obliczenie całkowitej masy soli drogowej zgromadzonej w magazynie. Uzyskany wynik porównano ze stanem widniejącym w ewidencji.

15

Kamera termograficzna jako narzędzie do ilościowego określania gęstości strumienia ciepła

Wróbel A., Wróbel A., Kwartnik-Pruc A., Ortyl Ł.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 11

938-941

PL

Przeprowadzono badania doświadczalne mające na celu wykazanie równoważności określania gęstości strumienia ciepła przy pomocy ciepłomierza i techniki termografii. Pomiary doświadczalne przeprowadzono w komorze klimatycznej. Badano korelacje pomiędzy wartością gęstości strumienia ciepła pomierzoną ciepłomierzem i obliczoną na podstawie pomiarów termograficznych. Wartość współczynnika korelacji dla badanych przegród wynosi 0.95÷0.99. Wynika stąd, że dokładność pomiaru kamerą termograficzną jest wystarczająca do pomiarów ilościowych w budownictwie.

EN

Determination of thermal properties of building partitions is becoming more important as the requirement for building certification is becoming obligatory. Data for energetic qualification of buildings is taken from their projects. This is a problem in case of old buildings, where there is usually no documentation. Thermography can be used for determination of the actual heat transfer coefficient, which can be useful for thermal assessment of such buildings. The existing norms say that thermography may be used for qualitative evaluation of building partitions. For the quantitative analysis, heat flow is measured with heat flow meters. Conducted investigations show that heat flow measurement with a thermographic camera is equivalent to a measurement taken with a heat flow meter. The investigations were performed in a climate chamber for four real-life partitions. The analyzed partitions were made with use of typical technologies. They differ in ability of heat accumulation. The measurements of the heat flow density were made with use of a heat flow meter. Thermographic cameras were used to record the surface temperature image and air temperature (Fig. 1). The heat flow density determined with the thermographic method had been calculated from formula (2). The correlation between the heat flow density measured by the heat flow meter and that calculated from the thermographic measurements was analyzed. The value of the determination coefficient R2 for the analyzed partition was between 0.91 and 0.99; while the correlation coefficient R between 0.95 and 0.99 (Tab. 1). The conclusion drawn from the investigations is that the accuracy of temperature difference measurements with use of a thermographic camera is good enough to be used for quantitative measurements.

16

Precyzyjne pomiary drgań budowli przy użyciu naziemnego radaru interferometrycznego

Gocał J., Bałut A., Kocierz R., Kuras P., Ortyl Ł., Owerko T., Rączka A., Strach M., Szpyra R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 19

123--142

PL

Monitoring długotrwałych przemieszczeń i odkształceń obiektów inżynierskich jest jednym z podstawowych zagadnień geodezji inżynieryjnej. Jednakże obiekty o wydłużonym kształcie są dodatkowo narażone na występowanie ruchów szybkozmiennych, powodowanych czynnikami atmosferycznymi, sejsmicznymi i wynikającymi z eksploatacji. Szczególnie podatne na drgania są kominy, maszty i wieże oraz przęsła i pylony mostów, zwłaszcza wiszących. Specyfika pomiaru wibracji polega na zapewnieniu odpowiedniej częstotliwości rejestracji danych, dlatego klasyczne techniki geodezyjne, wykorzystywane do pomiaru powolnych ruchów, nie znajdują zastosowania w pomiarze drgań. Ponadto, badanie kinematyki obiektu powinno cechować się wysoką dokładnością oraz możliwością uzyskania obrazu zjawiska dla całego obiektu. Rozwój nowych technologii pozwala coraz lepiej prowadzić badania dynamiki konstrukcji inżynierskich. Duże możliwości posiada naziemny radar interferometryczny, innowacyjne urządzenie, działające w oparciu o technikę skokowej modulacji częstotliwości fali oraz interferometrii mikrofalowej. Dokładność pomiaru przemieszczeń względnych przy użyciu radaru osiąga niespotykane dotychczas wartości. Dodatkowo wysoka częstotliwość rejestracji oraz duży zasięg pomiaru pozwalają zaliczyć to urządzenie do najlepszych narzędzi monitorujących drgania. Artykuł przedstawia wyniki pierwszych w Polsce pomiarów drgań, wykonanych przy użyciu naziemnego radaru interferometrycznego IBIS, będącego własnością Wydziału Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska AGH w Krakowie. Uzyskane rezultaty potwierdzają efektywność omawianej technologii w monitoringu drgań. Testy wykonano na kilku obiektach mostowych oraz wieżowych.

EN

Monitoring of long-term displacements and deformations of engineering objects is one of the main problems of engineering surveying. However, objects of a slender shape are additionally exposed to fast-variable movements, caused by atmospheric, seismic and operation factors. Particularly susceptible to vibration are chimneys, masts and towers, and also spans and pylons of bridges, especially of suspension bridges. The specificity of vibration measurement is to ensure the appropriate frequency of recording data. Hence, classical surveying techniques used to measure slow movements are not applied to vibration measurement. In addition, the kinematics tests should be performed with a high accuracy and should enable obtaining the whole object deformation image. The development of new technologies makes it possible to better investigate engineering structures dynamics. It is the ground-based interferometric radar, an innovative device, operating on the basis of the stepped-frequency continuous wave modulation technique and the microwave interferometry that has a great potential as regards that investigation. The measurement accuracy of relative movements with the use of the radar amounts to unprecedented values. Moreover, high frequency of recording and a large range of measurement allow classifying this device among the best vibration monitoring tools. The article presents results of the first vibration measurements made in Poland using the IBIS ground-based interferometric radar, owned by the Faculty of Mining Surveying and Environmental Engineering of AGH University of Science and Technology. The effectiveness of the discussed technology in vibration monitoring is confirmed by the obtained results. Tests were performed on several bridge and tower structures.

17

Ilościowa ocena możliwości i dokładności wyznaczania grubości warstw konstrukcji nawierzchni dróg z zastosowaniem aparatury georadarowej RAMAC/GPR

Ortyl Ł.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 19

323--339

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac testowych, które wykonano georadarem RAMAC/GPR na nowobudowanym odcinku trasy drogowej o parametrach drogi ekspresowej. Ich celem była ilościowa ocena możliwości i dokładności wyznaczania grubości warstw konstrukcji nawierzchni drogowych w sposób bezinwazyjny tj. z wykorzystaniem metody georadarowej. Pomiary georadarowe realizowano każdorazowo w trakcie formowania poszczególnych warstw konstrukcyjnych drogi dzięki czemu pozyskano unikalny i wysoce wiarygodny materiału badawczego. W procesie obliczeniowo-porównawczym wykorzystano informacje z częściowych odwiertów kalibracyjnych realizowanych przez wykonawcę drogi oraz z pomiarów geodezyjne (niwelacja) prowadzonych przez autora. W artykule położono również istotny nacisk na zagadnienie właściwego przetwarzania pozyskanych danych georadarowych w celu wyznaczenia grubości poszczególnych warstw konstrukcji nawierzchni drogowych. Jest to związane z tym, iż pomiar grubości warstw na radargramie nie może odbywać się w sposób bezpośredni ponieważ konstrukcję nawierzchni tworzą warstwy o różnych prędkościach fali czego nie można uwzględnić w bezpośrednim przetworzeniu obrazu georadarowego i uzyskany wynik będzie błędny. Proces prawidłowego zeskalowania wyników georadarowych możliwy jest jedynie w oparciu o wektoryzację i kalibrację poszczególnych rozpoznanych warstw konstrukcji nawierzchni drogi. Takie przekształcenie wymaga użycia odpowiednich zaawansowanych funkcji programów do postprocessingu danych radarowych a wtedy uzyskany wynik jest w pełni wiarygodny.

EN

The article presents results of an experimental work on the evaluation of the possibility of road structure layers detection with RAMAC/GPR equipment. Test work was carried out on the section of the road with the high-speed road parameters, which was under construction. The goal of the experimental work was the quantitative evaluation of the possibility and accuracy of determination of road structure layers thickness. The GPR measurements, carried out during the forming process of individual construction layers, gave a unique and reliable research material, which – because of the way of getting it – provided a basis for the work during the road operation. In the analytical and comparative process, information from partial calibration boreholes made by the road contractor and from geodetic measurement (levelling) made by author was used. Special emphasis was put in the paper on proper processing of GPR data. Measurement of the layer thickness cannot be carried in a direct way on radargrams because the roadway structure consists of layers of various wave velocities, which cannot be taken into account in direct processing of the GPR image. The process of correct scaling of GPR results is possible only trough the vectorization and calibration of particular road structure layers. That conversion requires employing suitable advanced functions of GPR post-processing software, and then the obtained result can be fully reliable.

18

Korekta wpływu deniwelacji terenu oraz częstotliwości wyznaczenia pozycji przez system GNSS lub tachymetry TCA w procesie przestrzennej lokalizacji obiektów wykrywanych georadarem

Ortyl Ł., Owerko T.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2007

|

z. 278

335-352

PL

Niniejszy artykuł przedstawia zagadnienie uwzględniania odpowiednich korekt, które podnoszą dokładność pozycjonowania obiektów podpowierzchniowych wykrywanych georadarem pozycjonowanym systemem GPS lub tachymetrem typu TCA. Korekty te wynikaj z konieczności uwzględniania prędkości prowadzenia pomiarów, częstotliwości wyznaczenia pozycji przez system geodezyjny oraz deniwelacji terenu wzdłuż linii profilowej w procesie wyznaczenia współrzędnych obiektów podpowierzchniowych. Omówiono metodykę badań i zaprezentowano wyniki prac doświadczalnych, które pozwoliły ustalić rzeczywisty wpływ i dokładność lokalizacji pozycji obiektów podpowierzchniowych z uwzględnieniem tych korekt w przypadku typowej prędkości przesuwu anten georadarowych. Zaprezentowano również zagadnienie dostosowania instrumentów typu TCA do prowadzenia ruchu anteny GPR i wymiany informacji z systemem GAMAC/GPR firmy Mala Geoscience.

EN

The article present the issue of taking into account certain corrections which icrease the precision while positioning undersurface objects detedted by the GPS or total station, type TCRA. Those corrections stem from the crucial need of considering the speed of measurements, the frequency of determining a position by the geodetic system and the area's drop along the profile line in the process of fixing the undersurface objects coordinates. Not only has the surveing methodology been discussed but the results of the expermintal research has been presented as well.

19

The georadar method: an assessment of efficiency of subsurface conduits position determination on selected test fields

Ortyl Ł., Sołtys M.

Reports on Geodesy

|

2007

|

z. 1/82

225-232

EN

The paper presents results of georadar positioning of a set of subsurface conduits, together with an assessment of efficiency of their detection. The measurements on test fields were performed with the RAMAC/GPR georadar, produced in Sweden by the Mala GeoScience Company. Numerous radargrams were properly processed with an optimal filtering sequence, aimed at production of a readable image of the detected conduits. The results were assessed also from the efficiency point of view of the subsurface structure detection method. The phenomenon of signal polarization, which helps to distinguish metallic and plastic conduits, is also discussed. Elements of surveying and computational procedures, leading to completion of content of digital thematic maps by the georadar sensing integrated with GPS positioning, are also given.

20

Georadarowa i termowizyjna metoda pozyskiwania geodanych o pustkach podpowierzchniowych

Wróbel A., Ortyl Ł.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17b

821--830

PL

W artykule przedstawiono metodykę i ocenę przydatności metody georadarowej i termowizyjnej w rozpoznawaniu pustek podpowierzchniowych. Pomiary doświadczalne opisane w niniejszej publikacji wykonano na terenie zasypanego szybu starej kopalni. Prace pomiarowe przeprowadzono trzykrotnie w różnych porach roku, przy różnych temperaturach i różnym zawilgoceniu gruntu. Pozwoliło to na uzyskanie informacji o wpływie tych parametrów na efektywność metody georadarowej i termowizyjnej w rozwiązaniu postawionego problemu. Realizowane prace badawcze służyły równocześnie testowaniu zestawu pomiarowego GPR-TCR i GPR – GPS pod katem pozycjonowania pomiarów georadarowych.

EN

In the article, the authors are presenting the georadar and thermographic methods, and an evaluation of their suitability for detection of underground voids. Trial measurements have been made in an old, buried miners' shaft. The measurements were made three times, in different seasons of the year, in different temperatures and in different air humidity. This enabled the authors to get information about the impact of the environmental conditions on the effectiveness of the georadar and thermographic methods in detection of such voids. Another aim of the trial measurements was to test the measurement sets of GPR-TCR and GPR-GPS in the area of positioning the georadar measurements.