Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Мовчан С.Ф. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций учеб. пособие для проф.-техн. учеб. заведений

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
8.55 Mб
Скачать

вянные или дюралюминиевые в е х и . Над пунктами же опорной геодезической сети, находящимися друг от дру­ га на расстояниях, как правило, нескольких километров,

сооружают п р о с т ы е п и р а м и д ы (рис. 3)

либо выш­

ки более сложной конструкции — с и г н а л ы,

имеющие

приспособление для установки угломерного инструмен­

та, платформу для наблюдателя и визирное устройство.

При

производстве

раз-

бивочных

работ

основные

оси

сооружения,

 

найденные

на

местности,

 

закрепляют

на обноске. О б н о с к а

мо­

жет быть сплошной — в ви­

де

сплошного

а)

ограждения

(см.

рис. 41,

 

— и

не­

сплошной — в виде «скаме­

ек»

по

углам

здания.

Сплошная обноска

наибо­

лее

удобна

при

 

детальной

разбивке

и

при

сложных

разбивках

необходима;

не­

достаток

же ее

в

том,

что

она

затрудняет

транспорт­

ную

связь

со

 

строящимся

зданием.

 

 

 

 

 

 

Оси промышленных

объ­

ектов

часто

 

закрепляют

с т в о р н ы м и

 

з н а к а м и,

отмечающими

направление,

начало и конец оси. В качестве таких знаков

используют

деревянные или бетонные столбы, отрезки

рельса,

ме­

таллические трубы, закапываемые

в землю

на 1,5—2

м

и выступающие из нее на 20—30

см. В

верхней части

такого знака риской, керном или гвоздем

(если знак де­

ревянный) отмечают положение оси. Эти знаки исполь­ зуют при выносе осей сооружения на фундаменты по мере их готовности.

При необходимости беи и проектные горизонты воз­ водимых сооружений на период строительства закреп­

ляют

дополнительными знаками

в

виде

м а р о к

(рис. 4,а), различной формы с к о б

(рис. 4,6, в, г), ме­

т а л л и ч е с к и х

з а е р ш е н н ы х с т е р ж н е й

(рис. 4,

д, в),

прочно заделываемых в бетон,

кирпичную

кладку

или

деревянные

части сооружений.

Эти

знаки

исполь-

10

г)

д)

е)

Рис. 4. Знаки закрепления разбивочных осей и проектных гори-

~зонтов:

а — марка, б, в, г — скобы, д — вертикальный репер, е — горизонталь­ ный репер

зуют для контрольных выверок конструкций, для вос­ становления осевых рисок на фундаментах, а также для контроля за возможными горизонтальными смещениями фундаментов.

Г Л А В А II

ЛИНЕЙНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

§ 3. Приборы для измерения линий

Линейные измерения, т. е. измерения длин линий на местности, широко используют в строительстве при ре­ шении различных инженерно-геодезических задач. Эти измерения выполняют одним из двух методов •— непо­ средственным или косвенным.

 

При косвенных измерениях длину линии

определяют

с

помощью различных дальномеров: оптических, свето-

и

радиодальномеров. Простейшим

оптическим дально­

мером является нитяной (см. § 7),

которым

снабжены

все нивелиры и теодолиты. Однако в условиях строи­ тельной площадки измерение линий оптическими даль-

11

номерами пока не нашло широкого применения, а свето- и радиодалыюмсрпые измерения совсем не приме­ няются.

В настоящее

время в

практике

геодезических

работ

в строительстве

основным

является

метод непосредст­

венного измерения, сущность которого состоит в

после­

довательном откладывании длины мерного прибора между начальной и конечной точками измеряемой ли­ нии. В качестве такого прибора применяют мерные про­

волоки, ленты и

рулетки. П р о в о л о к и

используют

при высокоточных

измерениях. Обычно

при геодези­

ческих работах в массовом строительстве и при съемках

используют

стальные

л е н т ы

и рулетки.

Р у л е т к и (рис.

5)

изготовляют из полосовой ста­

ли длиной

10; 20; 30;

50

и 100

м, шириной 10 мм и тол­

 

а)

 

 

Ö)

 

 

Рис.

5. Мерные приборы:

 

 

а — с т а л ь н а я

рулетка,

б — рулетка

на станке

щиной 0,14-0,15 мм.

Промышленность

выпускает рулет­

ки с делениями через

1; 5 и

10 мм. Наиболее удобна ру­

летка, укрепленная на станке с рукояткой.

 

Для

измерений

с

повышенной

точностыо.

следует

применять мерные

приборы

из

специального

сплава

— инвара, имеющего

ничтожный

температурный

коэффициент линейного расширения. При строительномонтажных работах вспомогательного назначения (уст-

12 ,

ройство ограждений, подмостей, лесов и т. п.) молено использовать тесьмяпые рулетки.

§ 4. Производство линейных измерений

Известно, что поверхность Земли сферична. Однако при разбивочных и съемочных работах, проводимых на относительно небольших участках поверхности, сферич­ ность не учитывают, принимая за кратчайшее рассто­ яние между двумя точками прямую линию.

Установив на концах измеряемой линии вехи, поверхность вдоль линии очищают от кустарника, высо­

кой

травы,

строительного

м у с о р а

и

т.

п. Ес­

ли

длина измеряемой линии

более 150

м,

последнюю

провешивают.

Пр о в е ш и т ь

л и н и ю — значит

выста­

вить по ней ряд промежуточных вех, обозначающих ее створ, т. е. вертикальную плоскость, проходящую че­ рез начальную и конечную точки линии. Вешение вы­ полняют на глаз, а для получения повышенной точно­ сти — с помощью теодолита.

Линию измеряют два человека. Задний мерщик при­ кладывает нулевой штрих ленты (рулетки) к начальной точке линии, а передний — по указаниям заднего — укладывает мерный прибор в створ линии и натягивает. Если линию измеряют по грунту, то положения концов мерного прибора фиксируют специальными шпильками. При измерениях же по твердой поверхности (по бетону или доскам обноски) положения конечных штрихов мер­ ного прибора отмечают на этой поверхности остро отто­ ченным цветным карандашом.

Для контроля, оценки и повышения точности измере­ ний каждую линию измеряют дважды — в прямом и об­ ратном направлениях. Если произведенная оценка точ­ ности подтверждает удовлетворительное качество измерений, то за окончательный результат принимают среднее арифметическое из двух значений длины линии.

Оценка качества линейных измерений. Оценкой ка­ чества измерений служит сходимость значений, получен­

ных из прямого (Аір)

и обратного (о0 бр) измерений.

Разность AD=Dnp—Ь0бр

этих значений еще не дает воз­

можности судить о точности линейных измерений, так как одна и та же величина До для линий разной длины характеризует различные точности. Например, величина AD=4 см для линии в 20 м великана для линии длиной

13

100 м характеризует удовлетворительную точность. Поэтому точность линейных измерений оценивают от-

носитвльными ошибками

, в которых

D

к

D=*DapœDo6p.

Относительную ошибку выражают простой дробью с числителем, равным 1. Используя приведенные выше значения AD и D и деля числитель и знаменатель каж­ дой дроби на ее числитель, получим относительные ошибки:

 

ДР

4_£-«„ _ _ L

 

 

D

~ 2000 см ~~ 500 '

 

 

ДО

4 см

1

 

 

D

10 000 см

2500

 

В

большинстве

случаев

допустимой

относительной

а

Д£>

1

допуская на каж-

ошибкой можно считать

=

 

 

D

 

2000 '

J

дые 20 м измеряемой длины разность AD —1 см. Следо­ вательно, в первом случае линия измерена недоброка­ чественно и ее следует измерить заново, а во втором — удовлетворительно.

Поправки, учитываемые при линейных измерениях.

При геодезических работах в строительстве значения длин линий, измеренных по наклонной поверхности, приводят к горизонту, вычисляя горизонтальное прило­ жение, — проекцию длины линии на горизонтальную плоскость. Фактическая длина используемого при из­ мерениях мерного прибора (рабочей меры) по разным причинам может отличаться от ее номинального значе­ ния. Указанные два обстоятельства вынуждают при вычислении горизонтального проложения d в получен­ ный результат измерений D вводить поправки. В общем случае

 

d = D + ADK + AD, f ADlu

(1)

где Дою ADt,

ADh— поправки

за

компарирование, за

 

температуру

и за

превышение од­

 

ного конца линии над другим.

Поправку

за компарирование

вычисляют по формуле

 

A D K = - 5 - ( / _ / o ) t

(2)

 

 

 

 

14

где /о — номинальная

длина

рабочей

меры;

I — фактическая

длина

рабочей

меры.

Поправка за компарирование обусловлена тем, что в процессе измерений от случайных ударов, резких пе­ регибов мерный прибор может деформироваться, изме­

няя свою длину. Не менее

одного

раза

в

три месяца

рабочую меру сравнивают с нормальной

(образцовой)

мерой; это сравнение

называется

компарированием.

На

мерный

прибор,

прошедший

компарирование, вы­

дают

документ,

в котором

записывают

так

называемое

уравнение мерного прибора. В нем указывают, при ка­ кой температуре и с каким натяжением производилось сравнение мер, на какую величину и с каким знаком фактическая длина / рабочей меры отличается от номи­ нальной /о-

Температурную

поправку

вычисляют

по формуле

 

àD, = D-a(tmH

— temm)°,

 

 

 

(3)

где

а — температурный

коэффициент

линейного

рас­

 

ширения материала

мерного

прибора

(для

 

стали а=0,000012);

 

 

 

 

 

 

Амм температура

мерного

прибора

при

измере­

 

ниях;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^комп температура

мерного

прибора

при

компари-

 

ровании.

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимость

этой

поправки

вызывается

тем,

что

мерный

прибор, как и

всякое

физическое

тело, меняет

свою длину с изменением температуры. Например, при

изменении температуры

на 1°С каждый метр стальной

ленты изменяет свою длину на 0,000012 м.

Обычно мерный прибор компарируют при темпера­

туре, близкой +20° С,

измерения же

выполняют при

разных температурах, в

том числе и

отрицательных.

Если температура при измерениях выше, чем она была при компарировании, поправка получает знак плюс, ес­ ли ниже •— минус.

-В большинстве случаев поправкой за разность

тем­

ператур (4зм — ^комп) < 8 °

можно пренебречь, так

как

последняя практически не изменяет длины ленты.

 

Поправка за наклон линии к горизонту, т. е. за

пре­

вышение h одного конца линии над другим,

 

ADf c =

(4)

11

2D

 

15

может быть найдена после нивелирования (см. гл. III) конечных точек линии. Она всегда имеет знак минус, поскольку горизонтальная проекция короче наклонного отрезка.

Пример. Измеряя линию стальной 20-метровоіі лентой при тем­

пературе

Лізм = — 2 5 ° С ,

получили

результат

D =

150,00

м.

Превыше­

ние одного конца

линии над другим /і=3,0

м.

Уравнение

мерного

прибора: 1 + 2 о ° = 2 0 , 0 0 0

м—0,015

м= 19,985 м. Вычислить

правильное

значение

горизонтального проложеипя d.

 

 

 

 

 

 

В

формулу (1) подставляют

значения

поправок

AD;„

ADi и

ДОл,

вычисленных

соответственно

по формулам

(2, 3, 4) . В

нашем

случае в формуле

(2) значение

/=19,985 . Получим

 

 

 

 

d=

150,00—

'

(19,985 — 20,000) -|- 150,00 • 0,000012х

 

X ( - 2 5 °

 

 

 

150,00 ж —0,113 м —

 

 

 

 

 

 

149,776

м.

 

 

 

 

Г Л А В А

III

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НИВЕЛИРОВАНИЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 5. Вводные

сведения

 

 

 

 

 

 

 

 

Строителям

в их работе

часто

приходится

опреде­

лять

взаимное

превышение

точек

земной

поверхности

или

зданий, сооружений. Для того

чтобы

можно

было

сравнивать высоты различных точек, их определяют от какой-либо одной общей уровенной поверхности, при­ нимаемой за начало счета высот. Высотой И точки на­ зывается вертикальное расстояние (считаемое по отвес­ ной линии) от этой уровенной поверхности до точки, вы­ соту которой определяют. На рис. 6 высотами точек А и В будут отрезки АА0 и ВВ0. Числовое выражение вы­ соты точки называют ее отметкой.

Началом исчисления высот точек для территории

СССР принято считать средний уровень воды в Фин­ ском заливе Балтийского моря, установленный из мно­ голетних наблюдений. Этот средний уровень обозначен чертой на медной пластине, вмурованной в гранитный устой одного из мостов в Кронштадте, и называется

нулем Кронштадтского футштока. От этого нуля и ве­ дется счет высот на всей территории нашей страны.

16

Представим себе уровенную поверхность, проходя­ щую через нуль Кронштадтского футштока и мысленно продолженную под материком (см. рис. 6). Отметки, выражающие высоты точек А я В (НА и Нв) относи­ тельно нуля Кронштадтского футштока, называются

Рис. 6. Счет высот точек земной поверхности

абсолютными. Для большей части территории СССР

абсолютные отметки являются положительными вели­ чинами, так как точки земной поверхности лежат выше уровня воды в Балтийском море. Исключение составля­ ют некоторые районы, например, территория Прикас­

пийской низменности, где точки земной

поверхности

имеют отрицательные

отметки.

 

 

 

условной

Счет высот может

вестись и от какой-либо

уровенной

поверхности;

отметки, исчисляемые

в этом

случае, называются

условными.

 

 

 

 

Проекты на строительство

зданий

часто

выполняют

в условных

отметках.

В

этом

случае

условной

уровен­

ной поверхностью, от которой ведут счет высот монти­ руемых элементов здания, служит поверхность чистого пола первого этажа. Отметку этой поверхности прини­ мают .равной нулю, поэтому конструкции, собираемые

выше пола первого этажа, имеют положительные

ус­

ловные отметки, а ниже пола первого этажа — отри­

цательные.

 

В практике геодезических работ на строительстве ча­

сто ПрИХОДИТСЯ ПереВОДИТЬ а^лтлтнма-дтлртѵи тз

уг

Гсс.публичная

НГ.учис? - Т6ХНИ М-кпя

Си5;.:-іСтѳна

С С С Р

ЧііТАЛ!,ЧОГГі Я Д RA

ловные и наоборот; перевод выполняют путем неслож­ ных вычислений.

Пример. Абсолютная отметка чистого пола первого

этажа зда­

ния равна 162,600 м, а репер имеет абсолютную отметку

163,310 м.

Чтобы упростить вычисления, в которых в дальнейшем будет часто использоваться отметка репера, отметку поверхности чистого пола примем за 0,000 м и абсолютную отметку репера переведем в услов­ ную. С этой целью из абсолютной отметки репера вычтем абсолютное значение нуля чистого пола и получим высоту полочки репера над поверхностью пола:

163,310 м — 162,600 м = + 0,710 м.

Следовательно, условная отметка репера, исчисленная от уровенной поверхности чистого пола, составляет +0,710 м.

Высота подкрановой балки над полом 4,900 м; поскольку за условную уроненную поверхность принята поверхность чистого пола, условная отметка балки составляет +4,900 м. Зная, что условные отметки меньше абсолютных на 162,600 м, при необходимости легко получим абсолютную отметку подкрановой балки:

+ 4,900 м + 162,600 м = 167,500 м.

Разности высот точек называют превышениями. На рис. 6 превышением точки В над точкой А следует счи­ тать величину h, т. е. вертикальное расстояние между уровенными поверхностями, проходящими через эти точки.

Н и в е л и р о в а н и е — это совокупность инструмен­ тальных измерений на местности и вычислительных действий, в результате которых находят значения пре­ вышений между точками и высоты (отметки) точек зем­ ной поверхности или сооружений. Производя измерения на местности, непосредственно определяют превышения между точками; в дальнейшем по этим превышениям и по отметке исходной точки вычисляют отметки всех пронивелированных точек.

В зависимости от метода измерений и применяемых

инструментов различают

следующие

виды

нивелиро­

вания:

 

 

 

 

 

 

1. Геометрическое

(превышение между точками оп­

ределяют

с помощью

горизонтальной

линии визиро­

вания).

 

 

 

 

 

 

2. Тригонометрическое

(превышение

вычисляют по

формулам

тригонометрии,

используя измеренные на ме­

стности угол наклона и расстояние между точками).

3. Физическое,

к которому относят:

 

 

а) барометрическое

(превышение между

точками вы­

числяют по разности показаний барометра,

измеряюще­

го атмосферное

давление

в данных точках) ;

18

б)

гидростатическое

(превышение

определяют с

по­

мощью уровня жидкости в сообщающихся сосудах) ;

 

в)

гидромеханическое

(превышение находят по

по­

казаниям маиовакуумметра, измеряющего

давление

столба

жидкости в

гидростатической

системе).

 

4. Автоматическое

(при работе на

местности

автома­

тически вычерчивается профиль пути, проходимого ни­ велиром-автоматом, устанавливаемым обычно на вело­ сипеде или автомобиле).

5. Стереофотограмметрическое (превышение находят по фотоснимкам путем измерений на специальных стереоприборах).

Самыми точными из перечисленных видов нивелиро­ вания являются геометрическое и гидростатическое. В строительной практике наиболее широко применяют

геометрическое нивелирование;

однако, в некоторых

случаях целесообразнее

применять гидростатическое

или гидромеханическое нивелирование.

 

 

§ 6. Сущность геометрического нивелирования

 

 

Геометрическое нивелирование

выполняют

с

по­

мощью нивелира и нивелирных реек. Нивелир

гео­

дезический инструмент,

который

представляет

собой

зрительную трубу, снабженную цилиндрическим уров­ нем (либо компенсирующим устройством), обеспечива­ ющим при работе горизонтальное положение ее линии визирования. Визируя в трубу, делают отсчеты по ни­ велирным рейкам, устанавливаемым отвесно в тех точ­ ках местности, превышение между которыми нужно оп­ ределить.

Нивелирные рейки, обычно применяемые в строи­ тельстве, — это деревянные бруски, на которых нанесе­ ны сантиметровые деления с началом счета от нижнего торца (пятки) рейки.

В зависимости от положения нивелира относительно нивелируемых точек принято различать два способа

геометрического

нивелирования:

нивелирование

«впе­

ред» и нивелирование «из середины».

 

 

 

Схема

н и в е л и р о в а н и я

« в п е р е д »

показана

на

рис. 7,а. Превышение h точки В

над точкой А равно вы­

соте инструмента

і

(расстоянию

от верха

колышка

А

до центра

окуляра

зрительной

трубы нивелира)

минус

отсчет Ь

(расстояние от верха

 

колышка,

на котором

19

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ