10650

111

При съемке подкрановых путей большой протяженности следует применять способ последовательных створов с перекрытием не менее двух точек предыдущего и последующего створов.

• Способ фотограмметрических створов, описанный в работе (Лященко Ю.К. Исследование точности последовательных фотограмметрических створов // Инженерная геодезия. – 1984, – №27. – С.65-68) заключается в том, что общий створ 1-n (рис. 86, а) длиной до 500 м разбивается на примерно равные части. Фотографирование производится с моста крана так, чтобы последняя измеряемая точка на снимке предыдущего частного створа являлась начальной точкой для последующего створа. При этом оптическая ось фотокамеры при съемке всякий раз ориентируется на последнюю точку n общего створа. Метод не требует предварительной маркировки оси рельса и дает наилучшие результаты при длине частного створа около 40 м.

2. Определение ширины колеи подкранового пути

Расстояние между подкрановыми рельсами мостовых кранов (ширину колеи) можно определять непосредственным или косвенным способами. Способы непосредственного измерения ширины колеи подразделяются на контактные и механические. Контактный способ заключается в измерении расстояния между осями рельсов с помощью обычной рулетки или проволоки. Механический способ основан на использовании различных приспособлений и устройств. Сущность косвенного способа заключается в том, что из различных линейно-угловых геодезических построений определяют плановые координаты осевых точек рельсов, по которым вычисляют ширину колеи. Заметим, что эти координаты служат также для определения непрямолинейности рельсовых осей. Если в процессе съемки получают пространственные координаты осевых точек, то можно осуществить комплексный контроль подкрановых путей в плане и по высоте. В работе [33] детально описаны различные непосредственные и косвенные способы измерения ширины колеи мостовых кранов. Здесь и далее остановимся на способах, основанных на использовании лазерной рулетки, лазерно-зеркального устройства и электронного тахеометра.

• Измерения лазерной рулеткой расстояний L между осями рельсов мостовых кранов может осуществлялось по трем схемам [38]. В первой схеме (рис. 88, а) рулетка прикладывается к внутренней грани правого рельса и измеряется расстояние до экрана–отражателя, приложенного к внешней грани левого рельса. Однако здесь на точность измерений может оказывать влияние односторонний износ боковых граней подкрановых рельсов. Избежать этого влияния можно (рис. 88, б), измеряя расстояние между упором для рулетки и экраном, установленных на оси рельсов с помощью специальных центрирующих устройств, например, вилки.

Другой способ измерения расстояний L непосредственно между осями подкрановых рельсов предусматривает использование упора и экрана, закреп-

112

ленных на основаниях с двумя вертикальными щеками (рис. 88, в, г). Расстояние между щеками основания упора и основания экрана одинаковы и превышают ширину головки рельса q на величину . Вначале измеряют расстояние L1, когда щеки оснований упора и экрана прилегают соответственно к внутренней грани правого рельса и к внешней грани левого рельса (рис. 88, в). Затем измеряют расстояние L2, когда щеки прилегают соответственно к внешней грани правого рельса и к внутренней грани левого рельса (рис. 88, г).

экран упор

Рис. 88. Схемы измерения расстояний между осями подкрановых рельсов лазерной рулеткой

арифметическое из двух результатов измерений даст результат, приведенный к оси рельсов. Закрепление упора и экрана на головках рельсов может осуществляется с помощью струбцин или магнитных фиксаторов.

Наконец, измерение расстояний между рельсами может осуществлять один человек, используя в качестве упора шейку одного рельса, а в качестве

113

экрана шейку противоположного рельса, вводя в результаты измерений необходимые поправки.

Основным недостатком непосредственных измерений ширины колеи кранового пути с помощью лазерной рулетки является необходимость выхода наблюдателя на подкрановый путь. Исключить этот недостаток можно, используя способ дистанционных измерений с тормозных площадок крана с помощью лазерно-зеркального устройства ЛЗУ (рис. 89).

• Измерения с помощью ЛЗУ. Для этого удлинительные штанги ЛЗУ и экрана-отражателя имеют на своих концах вилки, позволяющие устанавливать ЛЗУ и экран на осях подкрановых рельсов, контролируя вертикальность каждой штанги по круглому уровню.

Установив ЛЗУ на оси , например, левого рельса, а экран-отражатель на оси правого рельса, включают лазерную рулетку, направляют лазерный пучок на экран и, вычтя из её показаний постоянное слагаемое ЛЗУ, получают ширину колеи L . Аналогичным образом можно измерить ширину колеи в любом месте без выхода персонала на подкрановый путь.

Если расположить ЛЗУ примерно в середине моста крана и измерить два расстояния до экранов-отражателей, установленных на осях левого и правого рельсов, то сумма этих расстояний будет равна ширине колеи. Такая методика в сочетании со створными измерениями позволяет решать сразу несколько задач (см. ниже).

115

координаты средних точек 5 и 5′. Фактическую ширину колеи Li вычисляют по формуле

иопределяют её отклонения от проектного значения L0 как разности Li – L0 .

Вработе [54] приведены формулы оценки точности получаемых результатов. Так, ошибку определения ширины колеи описанным методом можно вычислить по формуле

где S – горизонтальное проложение наименьшего измеряемого расстояния; mS – средняя квадратическая ошибка измерения расстояний; mα – средняя квадратическая ошибка измерения полярного угла α .

Применение описанного однобазисного способа зависит от длины рельсового пути, ширины его колеи и относительной высоты подкрановых рельсов. Так, например [54] , при величине зенитного угла 810 (90 гон, гон – это 1:100 часть градуса, то же, что и радиан) точность определения ширины колеи и относительных высот головок рельсов mL = mH = 2,5 мм может быть достигнута: при ширине колеи 10 м – если длина пути не менее 25 м, а относительная высота рельсов не более 1,5 м; при ширине колеи 20 м – соответственно 60 м и 4,7 м; при ширине колеи 30 м – 80 м и 6,3 м; при ширине колеи 40 м – 100 м и 7,9 м. По мнению автора цитируемой работы наилучший результат достигается при величине зенитного угла 90 – 110 гон.

Поскольку линия АВ выбирается параллельно подкрановым рельсам, то их отклонение l от прямой вычисляют следующим образом:

соответственно для правого и левого рельсов, причем положительные значения l говорят о том, , что рельсы отклонены вправо, отрицательные – влево .

Точность определения относительных высот Н точек 1…10 и 1′…10′ можно определить по формуле

где δ΄ – зенитный угол, ошибка измерения которого равна mδ΄ .

116

В том случае, когда линия АВ не параллельна подкрановым рельсам (рис. 91), обработку результатов измерений можно производить следующим образом.

Х

У

Рис. 91. Схема определения отклонений от референтных линий

где ∆х1,n = x1 – xn , ∆х1’,n’ = x1’ – xn’ , ∆y1,n = y1 – yn , ∆y1’,n’ = y1’ – yn’ .

В формулах (93) ∆х всегда величина положительная, в то время как ∆y может быть как положительным, так и отрицательным. Следовательно углы β и β′ могут иметь знак «плюс», что говорит об отклонении точки n(n′) влево от линии параллельной АВ , и знак «минус», соответствующий отклонению точки n(n′) вправо от этой линии.

Нестворность li и li’ (i, i’= 2, 3,…,n-1) правого и левого рельсов относительно референтных линий 1- n и 1′- n′ находят из выражений:

Из других однобазисных способов следует сказать об определении траектории движения крана и отклонении подкранового пути [61]. Для этого двумя электронными тахеометрами, установленными вблизи рельсов, определяют координаты их осевых точек и одновременно координаты двух точек крана над осями рельсов.

Вообще говоря, методика использования электронного тахеометра предусматривает в конечном итоге определение координат x, y, z осевых точек подкрановых рельсов методом полярной пространственной засечки. Зная условный дирекционный угол α , угол наклона δ и наклонное расстояние S на

118

и найти матрицу N коэффициентов системы нормальных уравнений:

Для этого вначале найдем матрицы Nуг и Nлин , относящиеся соответственно только к угловым и только к линейным измерениям.

Матрицу N можно получить следующим образом:

N = Nлин + рα,δ Nуг , (при рs = 1) ,

Что касается выбора весов, то если принять вес линейных измерений рs = 1, то вес угловых измерений рα,δ = μ2/m2α,δ , где μ средняя квадратическая ошибка единицы веса; mα,δ – средняя квадратическая ошибка измерения α и δ . Если принять рα,δ = 1, тогда рs = μ2/m2s , где ms – средняя квадратическая ошибка линейных измерений. При этом размерности μ и mα,δ,s должны в обязательном порядке соответствовать размерности градиентов g в формулах (95). Так, если эти градиенты имеют размерность с/см , то и μ , mα,δ (при рα,δ = 1) должны быть выражены в секундах, а ms – в сантиметрах. При рs = 1 размерно-

сти μ и ms в сантиметрах, а mα,δ – в секундах.

Путем обращения матрицы N получают матрицу Q весовых коэффициентов, умножив компоненты которой на μ2 , получают ковариационную матрицу К :

где σxy , σy , σz – средние квадратические ошибки съемочной точки по осям координат.

Ковариационные матрицы К не только дают исчерпывающую информацию о погрешности положения съёмочных точек, но и позволяют определить погрешность взаимного расположения любых двух съёмочных точек [32].

• Косвенные измерения способом четырехугольника, схема которого приведена на рис. 92. Его сущность заключается в том, что по произвольным оптическим створам АА’ и ББ’ определяют непрямолинейность обоих рельсов методом бокового нивелирования. В начале и конце контролируемого участка измеряют расстояния а и в или ширину колеи L1 и Ln.

119

колонны ряда А

колонны ряда Б

Рис. 92. Схема контроля планового положения подкрановых рельсов по «способу четырехугольника»

Если стороны АА’ и ББ’ четырехугольника параллельны между собой, то есть а = в , то ширину колеи вычисляют по формуле

принимая li и l’i со знаком минус, если они направлены внутрь четырехугольника, и со знаком плюс – при противоположном направлении.

Если створы АА’ и ББ’ не параллельны между собой, то есть а ≠ в, предыдущая формула примет следующий вид:

В работе [40] предлагается способ, лишенный этих недостатков, который позволяет за один проход крана произвести выверку прямолинейности и параллельности обоих крановых рельсов, определить ширину рельсовой колеи и траекторию движения самого крана. Сравнение траектории движения крана с конфигурацией кранового пути позволит специалистам выявлять места возможных в дальнейшем сверхнормативных смещений рельсов в плане, влияющих на износ ходовых колес и выбирать наиболее оптимальный проект рихтовки пути.

Способ основан на применении лазерно-зеркального устройства в сочетании со створными измерениями с помощью теодолита. В этом способе ЛЗУ предназначено для производства линейных измерений дистанционно на уровне подкрановых рельсов.

Процесс измерений заключается в следующем (рис. 93). На мосту крана примерно на уровне подкрановых рельсов закрепляют горизонтально рейку с делениями. Перемещают кран в один конец цеха так, чтобы рейка расположилась между колоннами и находят на полу цеха проекцию нулевого отсчета по рейке О .