Контрольные вопросы:

1. Для чего служат высотные знаки.

2. Чем являются вспомогательные знаки в схеме измерений и для чего используются

3.На какие группы делятся знаки, применяемые при наблюдении за деформациями сооружений.

4. Для чего служат опорные знаки.

5. Какие требования предъявляются к размещению опорных и деформационных знаков.

Лекция 5. Линейно-угловые построения

Виды специальных сетей и особенности их построения

Линейно-угловые построения применяют для определения горизонтальных смещений сооружений или отдельных их ча­стей, когда величины смещений необходимо знать по двум координатам.

Линейно-угловые построения для этих целей могут разви­ваться в виде специальных сетей триангуляции и трилатерации, комбинированных сетей, угловых и линейных засечек, ходов полигонометрии. Применение того или иного вида построения зависит от характера сооружения, его геометрической формы, требуемой точности и условий измерений, организационных и других факторов. Так, например, угловую или линейную засеч­ку применяют для определения смещений недоступных точек сооружений, а триангуляцию и полигонометрию — для протя­женных сооружений криволинейной формы. Во многих случаях применяют комбинированные схемы, в которых триангуляция или трилатерация используются для определения устойчивости исходных пунктов и временных координат вспомогательных то­чек, с которых методом засечек или полигонометрии опреде­ляются смещения точек на сооружении. Пример такой схемы показан на рисунке 3.

Рисунок 3 -Комбинированная схема сети

Применительно к измерениям деформаций каждый из видов линейно-угловых построений обладает рядом специфических особенностей. Однако для всех видов характерным является постоянство схемы измерений и необходимость получения в конечном итоге не самих координат деформационных точек, а их изменений во времени, т. е. разностей координат в m-ом и к - ом циклах.

Для специальной триангуляции характерна высокая точ­ность измерения углов (0,5- 2") при коротких сторонах. Длины сторон сети в зависимости от протяженности сооружения и других условий могут колебаться от 0,2 до 2,0 км. Связующие углы должны быть не меньше 30°.

Рисунок 4 - Сложная схема сети для наблю­дений за смещениями бетонной и земляной плотин

Исходя из конкретных условий, триангуляцию строят в ви­де геодезических четырехугольников, центральных систем и сложных сетей с большим количеством измеренных направле­ний между пунктами. Пример сложной схемы сети для наблю­дений за смещениями бетонной и земляной плотин Цимлян­ского гидроузла показан на рисунке 4.

Для контроля масштаба сети в начальном цикле измеряют две базисные стороны. В последующих циклах, если длины ба­зисных сторон не изменяются в известных пределах, то используют их значения из начального цикла. Допустимое относитель­ное изменение длины базисов в этом случае может быть под­считано по приближенной формуле:

(13)

где - наибольшая ожидаемая величина смещения;

- соответствующая часть средней квадратической ошибки определения смещения.

Уравнивание специальных сетей триангуляции производят строгими способами. При сохранении схемы измерений неизменной во всех циклах для уменьшения вычислений уравнивание выполняют по дифференциальным формулам. Координаты пунктов вычисляют в условной системе.

Сети трилатерации, в которых измеряются только длины сторон, для определения смещений сооружений применяются сравнительно редко. Причин здесь несколько, главной из которых является отсутствие до настоящего времени малогабаритного светодальномера, позволяющего измерять короткие расстояния с точностью менее одного миллиметра. По-видимому, с по­явлением серийных приборов подобного типа возмож­ность использования трилатерационных сетей значи­тельно расширится. Это же относится и к специальным линейно-угловым сетям, в которых в той или иной ком­бинации измеряются углы и длины сторон.

Для определения смещений сооружений могут быть исполь­зованы специальные сети из вытянутых треугольников. В этих сетях, наряду с длинами сторон , измеряются высоты (рис.5) треугольников.

Рисунок 5 - Специальные линейно-угловые сети из вытянутых треугольников

Сети из вытянутых треугольников с измеренными высотами могут быть построены или вытянутыми как на рисунке 5, или кольцевой формы как на рисунке 6.

Сети первого вида применяют для прямолинейных сооружений большой протяженности, второго - для сооружений кольцевой формы. Тех­нически наиболее совершенны сети из примерно равных по форме и размерам вытянутых треугольников. В отдельных случаях, когда смещения требуется определить по заданным направлениям, в повторных циклах можно ограничиться измерением лишь одних высот треугольников.

Рисунок 6- Специальные сети кольцевой формы

Полигонометрия при измерении смещений сооружений применяется в основном в виде одиночных ходов, опирающихся на твердые пункты. Особенностью ходов является невозможность в ряде случаев осуществить азимутальную привязку, т. е. измерить примычные углы на опорных пунктах. Поэтому исполь­зуют лишь координатную привязку. Порядок уравнивания и вычисления таких ходов известен. Для упрощения измере­ний и вычислений длины сторон полигонометрии делают оди­наковыми. В отдельных случаях, когда смещения требуется определить лишь в направлении, перпендикулярном к направ­лению вытянутого хода, измеряют только поворотные углы на определяемых пунктах. Длины сторон берут графически с пла­на или определяют в начальном цикле приближенно и в даль­нейшем считают неизменными.

Осн.: [1], [25-28]

Доп.: [3], [262-265]