![]() |
Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | |
|
Как показано в работах [2, 3], основными факторами, влияющими на в бор методов и средств измерений геометрических параметров технических объектов, являются:
- характеристика объекта и вид контролируемых геометрических параметр
- требуемая точность контроля параметров;
- методы контроля по полноте охвата, временной характеристике и управляющему воздействию;
- характеристика условий измерений; продолжительность процесса измерений;
- стоимость средств измерений и контроля в целом;
- наличие средств измерений и специалистов.
Основным методом контроля осадок объектов промышленных предприятий является метод геометрического нивелирования короткими лучами. Этотметод позволяет охватить очень широкий диапазон точностей измерений превышений (от 0,05 до 5 мм на одну станцию), позволяет вести измерения в широком диапазоне внешних и внутренних воздействий природной и производственной среды, имеет более высокую производительность по сравнению с другими методами и более низкую стоимость работ.
В настоящее время при контроле осадок инженерных объектов используют следующие виды классификаций и методик геометрического нивелирования:
- государственное нивелирование I, II, III и IV классов [18];
- разрядное нивелирование для измерения осадок гидротехнических сооружений [14];
- разрядное нивелирование для измерения деформаций оснований зданий сооружений [13];
- нивелирование специальных классов для инженерно-геодезических работ
Основные технические характеристики названных видов классификаций геометрического нивелирования приведены в табл. 7.9 - 7.12.
Таблица 7.9
Технические характеристики государственного нивелирования I, II, III и IV классов (выписка из [6, 18])
№ п/п | Наименование характеристик | Классы нивелирования | |||
I | II | III | IV | ||
Предельная длина визирного луча, м | |||||
Неравенство длин визирных лучей на станции, м (не более) | 0,5 | 1,0 | |||
Накопление неравенств длин в ходе, м (не более) | 1,0 | 2,0 | |||
Число горизонтов | |||||
Число линий | |||||
Число ходов | |||||
Допустимая невязка (1 мм на км хода) | |||||
Средняя квадратическая погрешность определения (окончательного превышения на станции, мм (не более) | 0,16 | 0,30 | 0,65 | 3,0 | |
Примечания: 1) нивелирование I и II классов выполняют штриховыми рейками, III и IV классов – шашечными; 2) типы нивелиров и технология нивелирования устанавливаются согласно [18] |
Таблица 7.10
Технические характеристики разрядного нивелирования для
измерения осадок гидротехнических сооружений (выписка из [14])
№ п/п | Наименование характеристик | Разряд нивелирования | ||
I | II | III | ||
Средняя длина визирного луча, м | ||||
Неравенство длин визирных лучей на станции, м (не более) | 0,5 | 0,5 | 1,0 | |
Накопление неравенств длин в ходе, м | 1,0 | 1,0 | 2,0 | |
Высота визирного луча над препятствием, м (не более) | 0,8 | 0,8 | 0,3 | |
Число горизонтов | ||||
Число направлений | ||||
Средняя квадратическая погрешность определения окончательного превышения на станции, мм (не более) | ![]() | 0,13 | 0,40 | |
Предельное расхождение прямого и обратного ходов (для III – невязка), мм | ![]() | ![]() | ![]() | |
Примечания: 1) нивелирование всех разрядов выполняют одними и теми же нивелирами с цилиндрическим контактным уровнем или самоустанавливающейся линией визирования; 2) нивелирование всех разрядов выполняют стандартными штриховыми рейками с инварной полосой, разрешается применение специальных реек того же класса |
Таблица 7.11
Технические характеристики разрядного геометрического нивелирования для измерения деформаций основания зданий и сооружений (выписка из ГОСТ 24846-81 [13])
№ п/п | Наименование характеристик | Классы нивелирования | |||
I | II | III | IV | ||
Предельная длина визирного луча, м | |||||
Неравенство плеч на станции, м (не более) | 0,2 | 0,4 | 1,0 | 3,0 | |
Накопление неравенств плеч в замкнутом ходе, м (не более) | 1,0 | 2,0 | 5,0 | 10,0 | |
Высота визирного луча над препятствием, м | 1,0 | 0,8 | 0,5 | 0,3 | |
Число горизонтов | |||||
Число направлений | |||||
Допускаемая невязка (n – число станций) | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | |
Средняя квадратическая погрешность определения окончательного превышения на станции, мм (не более) | 0,08 | 0,25 | 0,75 | 2,5 | |
Примечания: 1) нивелирование I и II классов выполняют нивелиром типа Н-05 и равноточными ему, III и IV классов – нивелирами типа Н-3 и равноточными ему; 2) нивелирование I и II классов выполняют штриховыми рейками, III и IV классов – шашечными рейками. |
Таблица 7.12
Технические характеристики геометрического нивелирования специальных классов (выписка из [2,3,7])
№ п/п | Наименование характеристик | Классы нивелирования | |||
ГН-005 | ГН-010 | ГН-025 | ГН-050 | ||
Предельная длина визирного луча, м | |||||
Оптимальная длина визирного луча, м | 5-7 | 10-15 | 15-25 | 25-35 | |
Неравенство длин визирных лучей на станции, м (не более) | 0,05 | 0,10 | 0,20*-0,30 | 0,30*-0,50 | |
Высота визирного луча над препятствием, м (не менее) | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | |
Число горизонтов | |||||
Число направлений | |||||
Точность отсчитывания по барабану плоскопараллельной пластинки, деления | 0,1 | 0,1 | |||
Средняя квадратическая погрешность определения (окончательного) превышения на станции, мм (не более) | 0,05 | 0,10 | 0,25 | 0,50 | |
Примечания: 1)* - первый показатель применяют при нивелировании по осадочным маркам, второй – по костылям; нивелирование ГН-005и ГН-010 выполняют одной рейкой, а ГН-025 и ГН-050 – двумя рейками. |
Каждая из приведенных видов классификаций и методик нивелирования имеет свои положительные и отрицательные стороны в зависимости от объектов и условий контроля.
Классификация и методика государственного нивелирования хорошо приспособлены для ведения геодезических работ на больших территориях, когда реперы расположены на большом удалении друг от друга и необходимо получить их отметки с наименьшими затратами средств и времени при заданной точности измерений на километр хода. В этих случаях стараются работать на предельных длинах визирных лучей, пользоваться для ускорения работ двумя рейками, а измерения вести по башмакам или костылям. Так как ходы большой протяженности, то методика измерений направлена в значительной мере на уменьшение систематических погрешностей, влияние которых на точность возрастает по мере увеличения длин ходов. Для наблюдений за осадками зданий, сооружений и оборудования промышленных предприятий этот вид классификации и методики измерений мало пригоден из-за недостаточной точности измерения превышений по контролю оборудования, где часто требуются точности первого класса, необходимости применения различных по точности приборов, реек и приспособлений при смене классов нивелирования, что создает ряд неудобств при производстве работ в производственных цехах.
Классификация и методика для измерения осадок гидротехнических сооружений хорошо приспособлены для ведения геодезических работ на специфических (как правило, построенных по индивидуальным проектам) сооружениях - протяженных плотинах, каналах, шлюзах. Осадочные марки расположены на бетонных сооружениях через 20 — 40 м, а на земляных сооружениях через 100 - 200 м. Точность измерений превышений в ходах на бетонных и земляных плотинах существенно различается, что и проявляется в разработанных для этой цели классификации и методике нивелирования. Для контроля осадок и деформаций зданий, сооружений и оборудования в других отраслях промышленности этот вид классификации и методики измерений применяется редко.
Классификация и методика нивелирования для измерения деформаций оснований зданий и сооружений [13] по своим характеристикам близки к государственному нивелированию. Это связано с основной целью наблюдений - определением параметра «абсолютная осадка» фундамента, в то время как контроль параметров, характеризующих деформации взаимосвязанных конструкций объектов, находится на втором плане. Поэтому, из-за точности измерений превышений на станции, длин визирных лучей и их неравенства и других характеристик, данный вид - нивелирования не получил широкого распространения для контроля технического состояния конструкций сооружений и оборудования промышленных предприятий.
Классификация и методика геометрического нивелирования специальных классов [2, 3, 7] разработаны для контроля осадок и деформаций сооружений и оборудования промышленных предприятий. Точность измерений превышений на станциях, а также все другие основные характеристики нивелирования позволяют контролировать наиболее распространенные виды деформаций сооружений и оборудования многочисленных промышленных предприятий. При этом измерения во всех классах нивелирования выполняются нивелирами и рейками одной точности, что создает удобство и возможность быстрого выполнения работ при большом количестве марок на объектах предприятия и разной точности измерений превышений в ступенях.
Методы гидростатического и гидродинамического нивелирования [1, 2, 4, 5 и др.] являются менее распространенными при изучении осадок сооружений и оснований, чем метод геометрического нивелирования, но для ряда объектов и условий контроля являются предпочтительными. Наибольшее применение они находят благодаря своим достоинствам:
- обращение с оборудованием и производство измерений не требуют высокой квалификации исполнителей;
-возможность определения осадок точек, доступ к которым затруднен и в некоторых случаях вообще отсутствует;
- при использовании гидростатических стационарных систем время и трудозатраты на непосредственное измерение осадок значительно меньше, чем при геометрическом нивелировании;
- возможность автоматизации процессов измерений;
-в благоприятных условиях точность гидростатического нивелирования может быть более высокой, чем при геометрическом нивелировании.
В то же время гидростатические приборы и системы имеют и ряд серьезных недостатков, не позволяющих использовать их широко в практике контроля деформаций многих объектов промышленных предприятий. К ним относятся:
- колебание температуры, которое приводит к изменению плотности жидкости, а следовательно, и высот столбов жидкости, что не позволяет применять повсеместно гидростатический метод в производственных цехах, особенно это проявляется в системах с перераспределением жидкости;
- влияние вибрационных нагрузок от работающего оборудования на точность отсчитывания, что не позволяет применять этот метод на сооружениях оборудовании со значительными динамическими нагрузками;
- малый диапазон измеряемых превышений, что затрудняет работы по установке КИА и использование метода при больших осадках и деформациях;
- большие затраты на установку, проверку и обслуживание автоматизированных систем контроля, что делает выгодным его использование только при непрерывном контроле или периодическом контроле с высокой частотой замеров;
- отсутствие общепринятых классов и методик гидростатического, гидродинамического нивелирования и приборов с перераспределением жидкости, что затрудняет метрологическое обеспечение геодезических работ на контролируемых объектах.
Исходя из перечисленных выше преимуществ и недостатков, переносные приборы гидростатического нивелирования целесообразно применять при измерении осадок объектов с летучим или периодическим контролем, где требуются точности измерения превышений выше, чем это может обеспечить геометрическое нивелирование, при этом отсутствуют большие перепады температуры окружающей среды и действуют незначительные вибрационные нагрузки, а измерения приходится производить в стесненных для других методов условиях. (Примечание. Технические характеристики гидростатического нивелирования приведены в [3].)
Стационарные гидростатические и гидродинамические системы целесообразно применять при измерении осадок объектов с непрерывным или частым периодическим контролем и требуемой высокой точностью измерений. При этом температурные и вибрационные нагрузки на систему должны быть незначительными. Автоматизированные стационарные системы, дополнительно к сказанному, целесообразно создавать и при контроле деформаций сооружений на разных уровнях и в разных помещениях, что позволит значительно ускорить и удешевить съем информации.
Метод тригонометрического нивелирования [1, 2, 4, 5 и др.] для контроля осадок применяется значительно реже по сравнению с методами геометрического и гидростатического нивелирования. Это связано с относительно низкой точностью измерений превышений и значительными затратами, связанными с точными измерениями не только вертикальных углов, но и линий (Примечание. Технические характеристики тригонометрического нивелирования приведены в [3]). Однако, в настоящее время, в связи с созданием высокоточных электронных тахеометров, роль его значительно возрастает. Свое место он находит там, где методы геометрического и гидростатического нивелирования неприемлемы по причине значительных перепадов высот или недоступности КИА - определение осадок арочных плотин, земляных плотин и насыпей, глубоких котлованов. Особенно хорошие результаты можно получить при контроле объектов, где одновременно необходимо контролировать как вертикальные так и горизонтальные перемещения - оползания откосов земляных плотин, бортов водохранилищ и др.
Проектирование методов и средств измерений студенту следует выполнить согласно расчетам измерения превышений в ходах 1, 2 ступеней и в ходе связи и характеристик нивелирования, приведенных в табл.7.9-7.12. При проектировании назначают класс нивелирования, рекомендуют средства измерений и дают краткое описание методики измерений на станции и ходах или ссылку на литературный источник.
Пример. Пусть требуется назначить класс и средства нивелирования по результатам расчета точности измерения превышений в каждой ступени схемы нивелирования и в ходе связи, изображенных на рисунке прил. 4.
Согласно расчету точности по формулам (7.21, 7.24, 7.25), получены следующие СКП измерения превышений: в первой ступени - 0,84 мм, во второй ступени — 0,37 мм, в ходе связи — 0,74 мм.
На основании полученных погрешностей и характеристик нивелирования, приведенных в табл. 7.9 - 7.12, назначаем следующие классы нивелирования:
- в первой ступени — ГН-050, выполняемого по методике [2, 3, 7]; или III класс государственного нивелирования, выполняемого по методике [6, 18]; или III разряд (для гидросооружений), выполняемого по методике [14]; или III класс (по измерению деформаций оснований), выполняемого по методике [13];
- во второй ступени - ГН-025, выполняемого по методике [2, 3, 7], или II класс государственного нивелирования, выполняемого по методике [6, 18]; или II разряд (для гидросооружений), выполняемого по методике [14]; или II класс (по измерению деформаций оснований), выполняемого по методике [13];
- в ходе связи между ступенями - ГН-050, выполняемого по методике [2, 3, 7], или III класс государственного нивелирования, выполняемого по методике [6, 18]; или III разряд (для гидросооружений), выполняемого по методике [14]; или III класс (по измерению деформаций оснований), выполняемого
по методике [13].
Выбор средств измерений производят по классу нивелирования. Для этого следует воспользоваться нормативными документами [3, 13, 14, 18], либо литературными источниками [1, 2, 4 - 9 и др.], либо краткими справочными характеристиками средств измерений, приведенными в прил. 3 работы [3].
Дата публикования: 2014-11-04; Прочитано: 824 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!