Геодезические работы при эксплуатации подкрановых путей

Методы геодезического контроля кранов. Для проверки соответствия геометрии ходовой части мостовых кранов и под­крановых путей нормативным требованиям, предусмотрен систематический геодезический контроль планово-высотного положения рельсов, пе­рекоса моста и ходовых колес крана. Этот контроль заключается в производстве специальных геодезических измерений, которые выполняются в специфических условиях, присущих действую­щим цехам. Эти условия характеризуются насыщенностью произ­водственных помещений технологическим оборудованием, плохой освещенностью, вибрацией механизмов, высокой температурой, на­личием конвекционных потоков воздуха, расположением путей на высоте, наличием токопроводов вблизи рельсов и др.

По информативности все методы геодезического контроля над­земных подкрановых путей подразделяют на три группы:

1. Методы контроля планового положения подкрановых путей;

2. Методы контроля подкрановых путей по высоте;

3. Методы комплексного (одновременного) контроля подкрано­вых путей в плане и по высоте.

Технология контроля планового положения подкрановых путей обеспечивает определение параметров их прямолинейности и ширину колеи.

Методы определения ширины колеи. Ширина колеи может быть определена методами непосредственного и косвенного измерений. Каждый из них применяют в зависимости от конструктивных особенностей подкрановых путей условий, в которых производятся измерения.

Метод косвенного измерения. Сущность этого метода состоит в том, что ширина колеи определяется по положению точек рельсовых осей, координируемых относительно пунктов вспомогательной опорной сети, создаваемых в цехе. Этот метод разделяется на ряд способов, которые различаются, как по видам опорных сетей, так и по способам определения положения рельсовых осей относительно пунктов их сети.

Метод непосредственного измерения. Этот метод включает в себя два способа: способ электронных линейных измерений и механический способ.

Способ электронных линейных измерений состоит в том, что ширина колеи определяется по результатам непосредственного измерения электронными средствами рас­стояний между осями рельсов в определяемых точках пути, доступных для непосредственных измерений (имеющих прямую видимость).

На точность измерения ширины колеи способом электронных линейных измерения влияют следующие факторы: эталонирование, флуктуация (оптические свойства атмосферы в период измерений), не перпендикулярность оси прибора к оси пути, вибрация.

Механический способ. Ширину колеи измеряют различными штриховыми мерными механическими приспособлениями.

Метод непосредственного измерения с учетом влияния неблагоприятных факторов может обеспечить необходимую точность измерения, вполне достаточную для объективной оценки состоя­ния ширины колеи. Однако, несмотря на простоту, применение этого метода весьма ограниченно, особенно при определении ши­рины колеи надземных путей. Это ограничение обусловлено недо­ступностью надземных путей, наличием токопроводов вблизи од­ной из рельсовых ниток, повышенной опасностью работ и т. п.

Методы определения непрямолинейности рельсовых осей. Для определения боковых смещений рельсовых осей применяется ряд способов непосредственного и косвенного измерений. Выбор любого из них обусловливается главным образом усло­виями измерений и конструктивными особенностями подкрановых путей.

По методу косвенного измерения, применяемому для определе­ния ширины колеи, прямолинейность рельсов определяется по координатам точек рельсовых осей.

Метод непосредственного измерения основан на реализации створных измерений. Наиболее приемлемой программой является применение общего створа. При ее использовании створ может быть задан либо струной, натянутой между двумя точками, либо оптическим лучом, проходящим через эти точки. В соответствии с этим данные измере­ния получили название «способ струны» и «способ оптического створа».

Способ «струны». На верхней поверхности головки рельса в характерных точках определяют и маркируют положение оси симметрии. Затем вблизи рельса на уровне верхней его грани вдоль рельса натягивают струну из тонкой стальной проволоки или капроновой нити. Расстояния между струной и точками рельсовой оси измеряют линейкой с миллиметровыми делениями шкалы.

Точность способа «струны» обусловлена в основном ошибками фиксации точек рельсовых осей и измерения расстоя­ний от оси рельса до струны. Основной фактор, снижающий точность способа «струны» — колебание струны, амплитуда и частота которого зависят от ее длины.

Способ оптического створа. Этот способ отличается от способа «струны» тем, что в качест­ве створной линии используется оптический луч, в частности ви­зирный, совпадающий с коллимационной плоскостью трубы теодолита. Преимущества этого способа состоят в том, что теодолит устанавливают в любом месте. Отсчет по измерительной рейке, устанавливаемой в определяемых точках, производят дистанционно. Если теодолит устанавливают на полу, для перемещения рейки используют кран. Измерительную рейку в горизонтальном положении крепят на раме крана и пружиной ее пятка, соединенная с контактирующим роликом, постоянно прижимается к одной из боковых граней рельса.

Точность оптического створа характеризуется точ­ностью фиксации оси рельса, определения положения створа и измерения уклонений определяемых точек от створа [12].

Плановая съемка подкрановых конструкций. При техническом освидетельст­вовании зданий и сооружений с наличием подкрановых путей опре­деляют их планово-высотное положение.

Плановой съемкой определяют прямолинейность рельсов, рас­стояние между их осями, смещение рельсовых осей относительно осей подкрановых балок, а также зазоры между стыками рельсов, между колоннами и рельсами. Кроме того, определяют строитель­ный подъем стропильных ферм.

Рассмотрим один из методов плановой съемки подкрановых путей мостового крана. В зависимости от условий теодолит уста­навливают на полу или на подкрановой плоскости в створе осевых креплений. Ось рельсов привязывают к этому створу, визируя теодолитом на специальную рейку-шаблон (рис.9.1,а). Рейку накладывают на головку рельсов, её нуль-пункт совмещают с их осью. Отсчеты по рейке вертикальной нитью сетки нитей теодолита берут через каждые 6 м длины пути и определяют смещение рельса от осевого створа. По данным отсчетов составляют график смещений оси рельса (рис.9.1,б) в масштабах 1:500 по горизонтали и 1:1 по вертикали.

При использовании вилкообразной рейки (рис. 9.1, в) одно­временно измеряют боковые смещения рельсов и балок от створа. По разности смещений в одноименной точке вычисляют эксцентри­ситет. Вилкообразная рейка состоит из обычной рейки 3, на кото­рой при помощи хомута 4 закреплена подвижная Г-образная штан­га 2. На хомуте, свободно перемещающемся по рейке, неподвижно закреплена другая рейка 1. Её устанавливают в горизонтальное положение с помощью цилиндрического уровня 5.

При измерениях рейку ставят перпендикулярно балке, совме­щают пятку с осью рельса и приводят в горизонтальное положение. Затем перемещают хомут до упора штанги со стенкой балки и по рейкам берут отсчеты, соответствующие расстояниям от оси рельса и балки (с учетом толщины стенки балки) до оптического створа.

Рис.9.1. Определение планового положения подкрановых рельсов:

а - рейка-шаблон; б - график смещений оси рельса по горизонтали;

в - вилкообразная рейка; г - схема последовательных частных створов;

д - график планового положения рельсов

Если подкрановые пути имеют большую длину, то строят несколько частных створов с дальнейшим совмещением частей предыдущего и последующего створов по принципу продолженных хорд. Каждый последующий створ начинается не в конце преды­дущего, а посередине или на участке в 1/3 длины предыдущего створа. Поперечные отклонения точек на этом участке измеряют одновременно от двух створов и по их разности на совмещенных участках створов (на 1/2 или 1/3 длины) вычисляют угол между створами.

Пусть створ CD (рис.9.1,г) на участке l совмещен со ство­ром АВ, но отклоняется от него на угол . По измеренным попе­речным отклонениям Y_P и Y_B точек от створа АВ и по отклонениям Y_C и Y_D тех же точек от створа CD угол вычисляют по формуле

, (9.1)

где l - длина участка совмещенных створов.

Отклонения Y_i всех точек от створа CD, приведенные к створу АВ, вычисляют по формуле

. (9.2)

Аналогично строят следующий створ, вычисляют угол пере­сечения его с предыдущим створом и определяют отклонения Y_i, приведенные к створу АВ, по формуле

, (9.3)

где S _i и S_j - расстояния от определяемых точек i и j до начала створов.

Для контроля точности определения угла пересечения створов, его вычисляют на двух-трех участках.

Недостатком метода является ограниченная длина частных створов и систематическое накопление ошибок в определении углов пересечения створов при большом количестве частных створов.

Наряду с определением, отклонений оси рельса от прямо­линейности измеряют расстояния между осями рельсов через каж­дые 20-40 м по длине пути контактным или механическим спо­собами. Результаты отражают на графике планового положения рельсов (рис.9.1, д).

При контактном способе расстояние между осями рельсов измеряется стальной рулеткой. С учетом поправок за температуру, натяжение, перекос рулетки расстояние между осями рельсов на участке до 40 м может быть измерено со средней квадратической погрешностью до 2,5 мм.

При механическом способе на мостовом кране закрепляют различные механические приборы и с их помощью измеряют откло­нения между мостом крана и рельсами.

При комплексном обследовании используют косвенный метод измерения. Для этого на полу цеха или на уровне подкранового пути строят внутреннюю геодезическую сеть здания. От пунктов сети створными промерами, линейными или угловыми засечками определяют координаты характерных точек, по которым вычисляют расстояния между осями рельсов и их отклонения от прямолиней­ности [7].