CC BY
26
1/2П11 ВЕСТНИК
j/2012_мгсу
ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРЕНОВ СТЕН БОРИСОГЛЕСКГО МОНАСТЫРЯ
EXPRESS ESTIMATION DETECTION OF THE BORISOGLEBSKY MONASTERY WALLS SLANTS
B.B. Симонян, А.И. Кузнецов, Э.С. Черненко, Т.А. Пятницкая V.V. Simonyan, A.I. Kuznetsov, E.S. Chernenko, T.A. Pyatnitskaya
ГОУ ВПО МГСУ
На основе геодезических наблюдений, выполненных с помощью электронного тахеометра, проводится экспресс-оценка состояния стен Борисоглебского монастыря.
On the basis of geodetic supervision executed by means of electronic tachometer, analysis of condition of walls of the Borisoglebsky monastery is carried out.
Геодезический мониторинг деформаций инженерных сооружений - одна из актуальных задач прикладной геодезии. Решению этой задачи посвящена данная статья. Объектом исследований является памятник древнерусской архитектуры, входящий в сокровищницу русского культурного наследия, - Борисоглебский мужской монастырь (Ярославская область, пос. Борисоглебский, основан в 1363 г.). Историческое предание гласит, что место для строительства нового монастыря выбрал Сергий Радонежский [1].
Первые строения в монастыре были деревянными. Строительство каменных зданий началось в 1522 г. и продолжалось до конца XVII в.
Территория монастыря весьма обширна. Общая протяженность крепостных стен составляет 1,5 км, высота стен до 12 м, толщина - до 3 м (рис.1, 2).
Сегодня Борисоглебский монастырь представляет собой действующий монастырь. Часть жилых помещений на территории монастыря занимает музей.
С течением времени кирпичные стены и строения стали отклоняться от вертикального положения. От неравномерных осадок появились трещины и крены.
Для получения линейных характеристик крена были проведены геодезические наблюдения за пятью участками крепостных стен с использованием безотражательной функции электронного тахеометра «Sokkia SET 630 RK» [2] (Схема обследованных участков стен приведена на рис.3).
По априорным данным внутренняя и внешняя поверхности стен были приняты параллельными (толщина постоянна). Для контроля этого условия одна из стен наблюдалась с двух станций, расположенных изнутри и снаружи монастыря. Остальные стены наблюдались с одной стороны. Наблюдения за стенами осуществлялась в трех-координатном режиме. На каждой измерительной станции использовалась своя условная система координат.
Обработка результатов измерений проводилась в программном комплексе CREDO [3]. После импорта координат точек из текстового файла измерений в программу
ВЕСТНИК 1/2011
Сгеёо_Ба1 3.1 было проведено их преобразование (разворот системы координат и смена расположения осей). Целью преобразования было получение проекции стен на вертикальную плоскость, расположенную параллельно линии, проходящей через крайние точки в основании снимаемого участка стен. Отклонения измеренных точек от этой плоскости выступало в качестве третьей координаты преобразованной системы
РН1'. 1 . Ф[1Л| 1|Ш I С Г ГНЫ 1 1|>ГЕШ|Н<| Легкий!
Рис, 2. ДгфирМИШИ Срс кжкоИ ьил)рл нши Исрк&и
1/2011
ВЕСТНИК _МГСУ
Далее координаты точек экспортировались в программу СКЕБО_Топоплан 1.0, где строился план стен с изолиниями отклонений положения точек от вертикали с шагом через 0,1 м (см. рис. 4).
Представление данных в виде планов с изолиниями деформаций позволяет оценить абсолютный крен в любом месте сооружения путем построения вертикальных разрезов, определения по изолиниям значение деформаций верха и низа стены, нахождения их разности. Зная высоту стен можно получить относительный крен в любом месте сооружения.
Анализ построенных планов показывает, что все обследованные крепостные стены кренятся наружу. Направление крена показано на рис.3 стрелками.
Возможно, что причиной этой закономерности является конструкция стен с нишами, расположенными изнутри крепости (см. рис. 1). С внешней стороны монастыря стены ровные. Можно предположить, что центр тяжести оказывается смещенным к внешней стороне стены, что определяет неравномерную нагрузку на фундамент и провоцирует односторонние крены.
В большинстве случаев максимальные значения кренов наблюдаются в середине стен (на равном удалении от башен). Абсолютные крены находится в пределах от 0,4 до 0,9 м. Относительный крен стены 1 достигает 1:10, что в 1,5 раза больше крена Пи-занской башни!
Таким образом, визуальные и инструментальные наблюдения указывают на аварийное состояние стен Борисоглебского монастыря. Если деформация конструкций стен продолжится, то возможно разрушение памятника архитектуры.
ВЕСТНИК 1/2011
\л\мма ж*11?' ,?гТ
г/у
■ *|?{Г
ч«
А). Стена 1 (внутренняя)
■Л.Й
'йй
Б). Стена 2 (внешняя)
к v ^
\
•4»
В). Стена 3 (внешняя)
■41
41
-I* чч
Г). Стена 4 (внешняя)
« ¡И"
¡и -ш
ад □»ПлЛ
№ ас
Д). Стена 5 (внутренняя) Рис. 4. План стен с изолиниями отклонений положения точек от вертикали
1/2011 ВЕСТНИК
_1/2012_мгсу
Одним их способов определения динамики развития деформации является организация геодезического мониторинга. Для этого необходимо: создать опорную планово-высотную сеть по периметру стен; создать деформационную сеть на стенах;
проводить регулярные геодезические наблюдения с целью получения параметров деформации стен; по характеру деформации строить прогноз развития негативных процессов.
Для полной оценки состояния сооружения кроме геодезических работ необходимо провести инженерно-геологические изыскания, выполнить обследование стен и их фундаментов, разработать проект реконструкции стен Борисоглебского монастыря, позволяющий сохранить уникальный исторический памятник для будущих поколений.
Литература:
1. Кривоносов В.Т. «Борисоглебский монастырь. Архитектурный ансамбль» /М.- Северный паломник, 2007 г.
2. Руководство по эксплуатации «SOKЮA» серия 30КХ / Геодезические инструменты. 3. Инструкция по применению программного комплекса Credo_Dat 3.1 / СП «КРЕДО-ДИАЛОГ», республика Беларусь, г. Минск, 2006г.
Preferences:
1. Krivonosov V.T. «The Borisoglebsky monastery. Architectural ensemble» /М.- Severny palom-nik, 2007
2. «SOKKIA» operating manual. Series 30RK / Geodetic instrument.
3. Software complex Credo_Dat 3.1 application instructions/ SP «Credo-dialog», republic of Belarus, Minsk, 2006.
Ключевые слова: деформация, крен, монастырь, мониторинг, план, электронный тахеометр.
Key words: deformation, a list, a monastery, monitoring, the plan, electronic tachometer.
E-mail авторов: geodesy@mgsu.ru, simonyan@korolev-net.ru Рецензент: Г.Е.Рязанцев доктор технических наук, ГСПИ, лауреат Госпремии РФ
