10669
.pdf181
Сечение |
Точки |
Направления |
Углы β |
D, м |
R, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Верхнее |
ЛВ |
357°04 ʹ01" |
5"51ʹ58" |
23,842 |
1,285 |
|
ПВ |
2°55 ʹ59" |
|||||
|
|
|
|
|||
Нижнее |
ЛН |
339°58 ʹ04" |
39°56 ʹ38" |
3,864 |
2,004 |
|
|
|
|||||
ПН |
19°54 ʹ42" |
|||||
|
|
|
|
Затем тахеометр был установлен в точке Т2 и измерены направления на точки ЛН и ПН образующей трубы её нижнего сечения, а с использованием клавиши SDh было измерено горизонтальное проложение DН = Т2-2. Результаты измерений представлены в табл. 60 (графы 3, 5).
По приведенным в работе [148] формулам были вычислены углы β (графа 4) , радиусы трубы R каждого сечения (графа 6), найдены частные
крены х = – 0,033 м, у = – 0,027 |
м и общий крен К = 0,043 м. Направление |
крена К было определено как arc tg |
у/ х = 39,3° ( юго-запад). |
Полученные координатным и линейно-угловым способами практически одинаковые результаты подтверждают состоятельность предложенного двухэтапного способа определения крена сооружений башенного типа в сложных для геодезических измерений условиях промышленных площадок.
2.3.5. Определения крена способом вертикального проектирования
Такие приборы предназначены для формирования в пространстве отвесной визирной оси (приборы типа Зенит-ОЦП, ПОВП, ПВП-Т, ПВП-В, PZL) или отвесного лазерного луча (лазерные ОЦП типа ЛЗЦ-1, LL-132, AP- LO-KP3). К ним также можно отнести различные, в том числе и ротационные лазерные системы.
При благоприятных условиях наблюдений оптические приборы вертикального проектирования обеспечивают точность 1-2 мм на 100 м. Точность лазерных приборов составляет в среднем 15 мм на 300 м, а дальность проектирования может достигать 600 м и более.
Из современных приборов вертикального проектирования назовём оптический прибор FG-L100 и лазерный прибор LV1.
Рассмотрим методику контроля вертикальности сооружения башенного типа в процессе его монтажа и в период эксплуатации на примере стандартной башни высотой 72,5 м, имеющей в плане форму равностороннего треугольника со стороной 10,5 м понизу и 2,5 м поверху [48,135].
186
Тогда величину крена ОО' и румб r, характеризующий направление крена можно вычислить по формулам:
|
|
|
|
|
|
OO'= |
|
|
, |
ˆ = ‡ˆ‰tg 24 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
X 2 + Y 2 |
|
(142) |
|||||||||
В формулы (142) в качестве X и |
Y следует подставлять их значения, |
|||||||||||||||||
которые вычисляются следующим образом: |
|
2 , β |
Ï3 |
|
||||||||||||||
X = |
2 |
+ |
2 3 |
− P3 , |
Y = Pccosβ − |
2 |
|
OP − |
. (143) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ‡ˆ‰sin Ïc |
|
|
OP |
|
aв |
|
|
|
|
|
3 |
|
aв |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По формуле (142) определяют величину румба r , а знаки координат X и Y укажут направление крена относительно оси ОВ, принятой за ось X.
Следует сказать, что все предыдущие выкладки основывались на предположении, что скручивание верхней части сооружения относительно его основания отсутствует.
В
ϕ2 |
в1 |
|
|
|
|
в2 |
22 |
|
|
|
|
11 |
ϕ1 |
с2 |
|
||
|
21 |
|
12 Рʹ |
О |
О2 |
|
|
|
|
О1 |
|
А |
|
32 |
а1 |
|
С |
31
с1
а2
Рис. 135. Влияние угла скручивания на крен башни
На самом деле, равенство расстояний P'1, P'2, P'3 или P'а, P'в, P'с (рис. 134) их проектным значениям не гарантирует отсутствия скручивания и крена башни. Это подтверждается рис. 135, где показаны два положения треугольника монтажного горизонта а1в1с1 и а2в2с2 с одинаковыми расстояниями Р'11 = Р'12 , Р'21 = Р'22, Р'31 = Р'32, равными таковым на рис. 134,
187
но претерпевшие скручивание соответственно на угол ϕ1 и ϕ2. В результате скручивания будет иметь место крен башни ОО1 или ОО2.
Таким образом, если для сооружений высотой до 100 м с небольшим поперечным сечением круглой формы можно ограничиться одной опорной точкой, то для башен треугольной формы одной опорной точки будет достаточно лишь при условии отсутствия скручивания сооружения в процессе его монтажа. По окончании монтажа башни следует на верхнем горизонте закрепить визирной маркой проекцию Р' опорной точки Р. В дальнейшем мониторинг изменений крена башни может осуществляться наведением зенитприбора на эту визирную марку путем перемещения его в горизонтальной плоскости. По изменению проекции Р' визирной оси прибора на горизонтальной плоскости относительно опорной точки Р можно судить о величине и направлении крена между циклами наблюдений.
Для одновременного определения величины крена башни, его направления и угла скручивания необходимо иметь, как минимум, две опорных точки Р1 и Р2 (рис. 136). Для удобства их следует располагать на линии перпендикулярной оси ОС на одинаковом расстоянии от этой оси. В этом случае, спроектировав опорные точки на монтажный горизонт, измеряют от их
проекций P1' и P2' |
расстояния до точек 1, а, 4 и 2, в, 3. Равенство расстояний |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
P'1 = P'2 говорит об отсутствии скручивания сооружения, а равенство всех |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расстояний их проектным значениям означает отсутствие крена башни. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Проектные расстояния для отдельного монтажного горизонта можно |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
вычислить по формулам: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aв− P'P' |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
' |
' |
|
|
aв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
P 1= P = |
|
|
|
|
|
|
−OP |
a1 = в2 = |
|
|
|
|
|
|
1 2 |
|
, |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
2 3 |
|
|
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P'P' |
|
|
||||
|
' |
' |
aв |
|
1 |
|
|
3 |
|
|
' ' |
|
|
|
|
|
|
|
aв |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
P |
4 = P 3 = |
|
|
+ |
|
OP− |
|
|
|
|
|
P P |
|
|
a4 = |
в3 = |
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
OP− |
1 2 |
, |
(144) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
1 |
2 |
2 3 |
2 |
|
4 |
|
|
|
1 2 , |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
4 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
aв |
|
|
P'P' 2 |
|
aв |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
P'a = P'в = |
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
1 2 |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
−OP |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Если измеряемые расстояния отличаются от их проектных значений, то |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
имеет место скручивание и крен башни (рис. 137). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
В этом случае угол скручивания ϕ равен: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
φ |
|
= ‡ˆ‰sin |
Ï1ʹ 1−Ïʹ ʹ |
2ʹ 2 |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
(145) |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ï1Ï2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
188
а соотношение отрезков P1'1 и P2'2 укажет направление скручивания: влево или
В
в
3
2
P’1
Р
1
P’2 О(О’)
а 4 с
А |
С |
|
|
|
Рис. 136. Схема контроля вертикальности башни |
|
с помощью двух опорных точек Р1 и Р2 |
вправо относительно оси ОВ.
Величину крена и его направление можно определить по формулам (142), в которых в качестве X и Y фигурируют значения, вычисляемые следующим образом:
X = |
OP |
+ |
a |
в |
|
cos(600 −ϕ) − |
3 |
P'P' − P'4cosϕ − c4sinϕ |
, |
|
|
|
|
|
|||||
2 |
3 |
|
4 |
1 2 1 |
|||||
|
|
|
|||||||
Y = c4cosϕ − |
aв |
−ϕ) − P'4sinϕ − |
3 |
OP− |
P'P' |
|
|
|||
|
|
|
sin(600 |
|
1 2 |
, |
(146) |
|||
|
|
|
|
|
||||||
|
3 |
|
1 |
2 |
|
4 |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
c4 = aв− (P'a)2 |
−(P'4)2 |
. |
|
1 |
1 |
||
Таким образом, наличие двух опорных точек позволяет получать полную информацию о пространственном положении башни. Причем методика измерений может предусматривать закрепление нескольких пар опорных точек с возможно большим расстоянием между ними для нижних ярусов, уменьшаясь до 1,5 м на верхней отметке башни.
Следует добавить, что точность выноса опорных точек на монтажные горизонты зависит не только от точности применяемых приборов вертикального проектирования. Здесь необходимо учитывать влияние солнечного на-
189
грева и ветровой нагрузки и, при необходимости, вводить соответствующие поправки. В ряде работ, например, [75, 76] приведены формулы для примерного расчёта величин этих поправок.
В
в
ϕ 2 |
3 |
|
Р'2 |
1 Р
О
Р'1 О'
а4
|
с |
А |
С |
|
Рис. 137. Схема к определению угла скручивания, величины и направления крена
При проверке вертикальности сооружений высотой более 100 м может возникнуть вопрос о выборе способа вертикального проектирования – сквозного на всю высоту Н сооружения или ступенчатого.
При непосредственном проектировании точки на высоту Н средняя квадратическая ошибка определится из выражения:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= [N |
|
|
P + |
|
|
h |
„+B |
k |
|
|
|||
|
+ |
Н |
|
Y2 |
2 |
, |
(147) |
||||||
|
|
Ц |
Ф |
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где mц – ошибка центрирования зенит-прибора; mф – ошибка фиксации проектируемой точки; mH – ошибка приведения оси зенит-прибора в вертикальное положение; mВ – ошибка визирования.
При ступенчатом проектировании (при количестве ступеней проекти-
рования n) среднюю квадратическую ошибку можно выразить формулой: |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= [N |
|
|
P |
+ |
„ |
2 |
h |
„+B |
k |
|
|
|||
|
+ |
|
Y2 |
2 |
. |
(148) |
||||||||
|
|
Ц |
Ф |
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||