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