книги из ГПНТБ / Мозжухин, О. А. Геодезические методы в строительстве учебное пособие

рис. 87. Дальномер ДВ20

§ 32. Светодальномеры

Принцип измерения расстояний свею-"и радиодальномерами состоит в измерении времени т , потребного для прохождения электромагнитными колебаниями (световыми волнами или ра диоволнами) двойного расстояния между пунктами местности, на которых установлена светоили радиодальномерная аппара­ тура. Искомое расстояние D находят в функции переменного т по формуле

нитных колебаний—предполагается на момент измерений извест­ ной.

В современных физических дальномерах используется фазо­ вый метод измерения расстояний, основанный на определении числа N волн известной длины X , «укладывающихся» вдоль измеряемой линии в прямом и обратном направлениях. В этом случае

D

\ N

2

В комплект радиодальномера входят ведущая и ведомая станции. Первая—излучает, принимает и сравнивает радиосигналы, несущие информацию о пройденном расстоянии. Вторая— принимает, усиливает и ретранслирует сигналы обратно, т. е. выступает в роли «активного» отражателя,

100

Светодальномер имеет назначение, аналогичное ведущей станции радиодальномера. На противоположной стороне изме­ ряемой линии устанавливают «пассивный» отражатель, пред­ ставляющий собой в простейшем виде зеркало.

Светодальномеры более перспективны по сравнению с радио­ дальномерами для использования в инженерно-строительной практике (в основном применительно к инженерно-геодезичес­ ким изысканиям). Рассмотрим их основные типы.

Государственным стандартом предполагается изготовлять серийно четыре типа отечественных светодальномеров, имею­ щих шифры: СБ-1, СМ-2, СК-02, С/С-5. Первая буква шифра оз­ начает светодальномер, а вторая характеризует дальность дей­ ствия прибора: Б—большие расстояния, М—малые и К—корот­ кие. Цифрами указана инструментальная погрешность прибора в см. Длина больших расстояний, на которые рассчитан дально­ мер, составляет примерно 50 км. Малых не менее 2 км, а корот­ ких—около полукилометра. «Светодальномер СБ-1 предназначен для использования на основных геодезических работах высокой точности. Имеет лазерный источник излучения. Изготовлялся , под названием «Кварц».

Сведодальномер СМ-2 является усовершенствованной конст­ рукцией дальномера КДГ-3 (квантовый дальномер геодезичес­ кий), изображенного на рис. 88. Последний имет дальность дей­ ствия до 2 км с точностью измерений ± 1—2 см.

Светодальномеры для измерения коротких расстояний СК-02 и СК-5 имеют дальность действия соответственно не менее 300 и

■«'-г-гЗ

рис. 88. Светодальномер КДГЗ

101

500 м с точностью измерения±2 мм в одном случае и ±5 см—‘в другом. Светодальномер СК-02 предполагается изготовлять на базе маркшейдерского светодальномера МСД-l, а СК-5 на ос­ нове светодальномерной насадки ДНК-02 к теодолиту.

В соответствии с ГОСТом светодальномеры, кроме СБ-1, до­ пускается изготовлять в виде насадок к теодолиту. Тогда к шиф ру добавляется буква Н. Например, СКН-5.

Многими иностранными фирмами созданы оригинальные кон­ струкции светодальномеров и радиодальномеров. Особые успехи в разработке светодальномеров («Геодиметров») различного на­ значения имеет шведская фирма АГА. Начиная с 1947 по 1971

рис. 89. Светодальномер Per. Эльта (ФРГ)

102

год фирмой выпущено 8 моделей светодальномеров с последо­ вательно улучшаемыми эксплуатационным характеристиками.

На рис. 89 изображен светодальномер фирмы «Оптоп» (ФРГ), предназначенный для использования в области прик­ ладной геодезии и топографических съемок. Прибор представ­ ляет собой сочетание светодальномера с теодолитом. Результа­ ты измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов могут быть зафиксированы на перфорированную ленту и обра­ ботаны на электронно-вычислительной машине.

Дальность действия светодальномера 2 км. Точность измерепия±1 см. Точность измерения углов±3". Вертикальный круг снабжен компенсатором наклона. Результаты измерений рас­ стояний и углов можно прочесть на цифровом табло.

§ 33. Приборы для непосредственного измерения расстояний

п Реимущественное использование как в практике строитель­ ных изысканий, так и в процессе производства строительно-мон­ тажных работ имеют стальные мерные ленты и рулетки.

Стальные рулетки в соответствии с ГОСТом изготавливают длиной 10, 20, 30, 50, 75 и 100 м с делениями нанесенными через 1 см. В пределах первого дециметра деления указаны через 1мм.

Стандартом предусмотрено изготовление мерных стальных лент длиной 20, 24 и 50 ми шириной 10— 15 мм. Они бывают двух типов: ЛЗ—ленты землемерные и ЛЗШ —ленты землемер­ ные штриховые. На концах лент ЛЗШ нанесены миллиметровые шкалы длиной 1 дм. Метровые деления ленты обозначены циф­ рами, указанными на приклепанных к ленте пластинах. Полу­ метровые—металлическими шайбами, а дециметровые деления обозначены круглыми отверстиями. При хранении и транспорти­ ровке ленты наматывают на кольцо с тремя ограничителями. Для фиксации концов ленты при измерениях в комплект входит б или 11 стальных шпилек.

Точность измерения расстояний при откладывании ленты по земле характеризуется относительной ошибкой 1:2000 при бла­ гоприятных условиях местности (ровная гладкая поверхность, например, асфальт). В случае неблагоприятных условий точ­ ность снижается до 1:1000 (например, при измерениях по пашне, в лесу и т. д.).

103

Для повышения точности расстояния измеряют проволоками, находящимися в подвешенном состоянии и при постоянном на­ тяжении (рис. 90). Над точками, обозначающими концы линии, устанавливают штативы, между которыми натягивают проволо ку. Длина проволоки может быть заранее известна или измере­ на специальным прибором—длинномером. Последний состоит из

рис. 90. Измерение расстояний проволоками

шкива, который прокатывают по проволоке вручную, и счетчика, фиксирующего по числу оборотов пройденный путь. Точность измерения расстояний длинномером составляет 1:10000. В ком­ плект прибора входит, наматываемая на барабан, тонкая прово­ лока диаметром до 0,5 мм и длиной до 500 м.

Для непосредственного определения расстояния путем после­ довательного отложения выпускают стальные и инварные прово­ локи длиной 24 м. Точность измерения расстояний проволоками колеблется от 1:25000 до 1:1000000.

Основными источниками ошибок при непосредственном изме­ рении расстояний являются следующие причины:

1. Отклонение фактической длины мерного прибора от своего номинала.

В процессе измерений лента должна сохранять номинальной свою длину (например, 20, 24 или 50 м). В случае укорочения или некоторого удлинения полученные такой лентой результаты будут содержать систематическую ошибку. Для ее устранения в измеренные неверной лентой результаты вводят поправку, опре­ деляемую по формуле

где D—длина измеренной линии, А I—разность между фактиче­ ской длиной ленты и номинальной ее длиной /о. Поправку нахо­ дят путем сравнения (компарирования) рабочей ленты с лен­ той-эталоном. В качестве последней может быть использована новая лента, не бывшая в употреблении.

Следует заметить, что завод, выпускающий мерные приборы, гарантирует уклонение длины лент от номинала не более ± 2 мм

,104

для 20 и 24-метровых лент и ± 3 мм для 50-метровых лент при температуре окружающего воздуха -f- 20°С. Если измерения про­ изводят при другой температуре, то лента может несколько из­ менить свои размеры. Зная коэффициент линейного расширении стали am l‘2-10—6 , эти изменения легко учесть и ввести поправ­ ку в результат измерения D пользуясь формулой:

2. Наклон линии к горизонту, который приходится учитывать как при измерении, так и отложении длин линий на местности.

При составлении планов по измеренным по земле наклонным раестояпям D (рис. 91) находят горизонтальные проложенин А Указанные на плане расстояния d выносят на местность при пе­ ренесении проекта в натуру путем отложения наклонных рас­ стояний D. В том и другом случае требуется знать поправку на наклон

AD^ — D— d=-D—D Cosp = D (1 —Cosfi) —2 D Sin2 —^— , (46)

которое можно получить из следующих соображений. Согласно

из измеренного расстоянияБ. При отложении длины линии па местности ее прибавляют к проектному значению расстояния. При измерении и отложении линий мерный прибор должен рас­ полагаться как можно точнее вдоль направления, обозначенного закрепленными на местности двумя пунктами. Ориентируясь на эти пункты и производят измерение длины по кратчайшему на­ правлению. При трассировании инженерных сооружений линей­ ного типа прямолинейные участки могут достигать несколько ки­ лометров. Поэтому перед началом измерения их провешивают,

105

рис. 91. К определению по­ правки за иаклон линий

то есть через каждые 150—200 м устанавливают вехи на линии соединяющей по кратчайшей прямой конечные Пункты. Выстав­ ленные вехи позволяют надежно укладывать мерный прибор в створе измеряемой линии.

§ 34Способы разбивки зданий и сооружений

Различают основные (главные) и вспомогательные (проме­ жуточные) оси здания, которые выносят из проекта в натуру и пользуются ими в процессе возведения здания. На рис. 92 пока­ зан контур здания ограниченный по периметру осями А-А, Б-В, Ы, II-II. Эти оси называются основными осями в отличие от

рис. 92. Основные и вспомогательные оси здания

промежуточных осей Ы , 2-2, и т. д., служащих для обозначения внутренних деталей сооружения, установки строительных кон­ струкций, оборудования и т. п. Пересечение двух взаимно пер­ пендикулярных осей определяет положение той или иной точки конструкции на строительно-монтажной площадке. Чтобы ука­ занными осями удобно было пользоваться, их выносят на обнос­ ку. Последнюю изготовляют из досок, прибиваемых горизон­ тально к столбам (рис. 93), врытым в землю на расстоянии око­

106

ло 3 м от контура здания и ‘параллельно его осям. Внешний кон­ тур на рис. 92 обозначает положение обноски. В случае надоб­ ности между соответствующими обозначениями осей на обноске натягивают две проволоки и с помощью отвесов проектируют точку пересечения осей на землю (рйс. 93).

рис. 93. Обноска

Разбивку здания начинают с выноса на местность главных точек (A-I, А-П, Б-И, Б-1 рис. 92) контура здания. Для этого пользуются существующими на местности пунктами геодезичес­ кого обоснования или предметами местности, относительно ко­ торых путем промеров находят положение главных точек. За­ тем, установив теодолит, например, в точке A-I, визируют трубу по направлению А-П, после чего проектируют пересечение сетки нитей на обноске. Положение оси на обноске закрепляют вы­ резкой на доске; куда забивают гвоздь. Краской подписывают на­ именование оси. С остальными направлениями основных осей поступают аналогичным образом.

Положение промежуточных осей находят путем отложения расстояний на обноске относительно точек, закрепляющих глав­ ные оси. Если, например, точки I и II основных осей (рис. 92) на обноске обозначены, то рулеткой откладывают расстояния М, 1-2 и т. д., после чего находят и закрепляют положение п р о м е ­ жуточных осей.

Строительная обноска позволяет относительно легко и с дос­ таточно высокой точностью выносить проектные расстояния, так как создает черезвычайно благоприятные условия для измере­ ний. Прямолинейность направления, горизонтальность и ровная поверхность доски позволяют нейтрализовать многие источники ошибок, сопутствующие линейным измерениям.

Однако использование обноски имеет и некоторые недостат­ ки, ограничивающие ее применение. Наличие обноски мешаег работе механизмов, проходу транспорта, вследствие чего целост­ ность ее нарушается, а значит не сохраняется неизменным поло­ жение осей. Поэтому главные оси рекомендуется закреплять створами—металлическими штырями, деревянными столбами и др.—установленными на достаточном расстоянии от контура строящегося сооружения, обеспечивающем их сохранность. Вмес­

107

то деревянной, .получила распространение съемная металличес­ кая. так называемая, инвентарная обноска. Она состоит из за­ биваемых в землю до глубины 0,7 м полых якорей, куда встав­ ляют вертикальные трубчатые стойки, на которых в свою оче­ редь крепятся горизонтальные штанги. Положение осей фикси­ руют передвижением находящихся на штанге специальных муфг.

Деревянная обноска может быть сплошная, как показано на рис. 93» или местная. Последняя состоит из двух-трех столбов, установленных на расстоянии 3—4 м один от другого, с при­ крепленной горизонтально доской. Такие обноски устанавлива­ ют попарно для закрепления противоположных концов осей.

Вынос главных 4очек заданий и сооружений из проекта в на­ туру, выполняемый относительно расположенных на местности пунктов опорной геодезической сети, производят методами пря­ моугольных и полярных координат, линейных и углов-ых засечек. Указанные методы разбивки имеют аналогичные черты с одно­ именными способами съемки контуров, рассмотренными нами в

§ 4.

Пусть главные точки здания A-I, Б-I, Б-П, А-П (рис94) за­ проектированы в некоторой системе координат с осями х и у,

рис. 94. Разбивка точек методом прямоугольных координат

положение которых определяется закрепленными на местности пунктами. Для вынесения на местность точки A-I, например, достаточно в этом случае сначала отложить вдоль оси у прира­ щение ординаты Л г/, а затем из найденной точки I под прямым углом к указанной оси отложить (второе приращение А х. Угол должен быть отложен теодолитом, а расстояния А у и Л х мерной лентой по правилам изложенным выше с принятием мер для уменьшения влияния возникающих при этом ошибок.

108

Точность вынесения точки методом прямоугольных коорди­ нат зависит в основном от ошибок, 'возникающих при отложении расстояний и построении прямого угла

На практике для предвычисления точности разбивки формулу приводят к виду

50 м каждое. Пользовались при этом стальной лентой, относительная ошибка измерения расстояний которой при благоприятных условиях местности состав­

рис. 95. Разбивка точки методом полярных координат

109