- •Глава 1. Общие принципы разбивочных работ
- •§ 1. Виды разбивочных работ
- •§ 2. Основные элементы
- •§ 3. Нормирование и принципы расчета точности
- •§ 4. Общие принципы геодезической подготовки проекта
- •Глава 2. Способы разбивки сооружений
- •§ 5. Основные источники ошибок при разбивочных работах
- •§ 6. Способы полярных координат и проектного полигона
- •§ 7. Способ прямоугольных координат
- •§ 8. Способы прямой и обратной угловых засечек
- •§ 9. Способ линейной засечки
- •§ 10. Способы створной и створно-линейной засечек
- •§ 11. Способ бокового нивелирования
- •Глава 3. Разбивочные инженерно-геодезические сети
- •§ 14. Общие принципы построения
- •§ 15. Общие принципы оценки проекта
- •§ 18. Приближенные способы вычисления обратного веса функции при оценке проекта
- •§ 19. Оценка проекта триангуляции
- •§ 20. Оценка проекта трилатерации
- •§ 21. Оценка проекта линейно-угловой сети
- •§ 22. Оценка проекта полигонометрии
- •§ 23. Оценка проектов высотной сети
- •§ 24. Общие принципы
- •§ 25. Требования к точности
- •§ 26. Технологические схемы исполнительных съемок
- •Глава 5. Выверка конструкций и оборудования в плане
- •§ 27. Способы выверки
- •§ 28. Струнно-оптический метод
- •§ 29. Дифракционный способ
- •Глава 6. Выверка конструкций и оборудования по высоте и вертикали
- •§ 31. Способ геометрического нивелирования коротким лучом
- •§ 32. Способ гидростатического нивелирования
- •§ 33. Способ микронивелирования
- •§ 34. Выверка конструкций и сооружений по вертикали
- •Глава 7. Особенности изучения осадок и горизонтальных смещений сооружений
- •§ 35. Общие сведения
- •§ 36. Расчет необходимой точности измерения
- •§ 37. Периодичность наблюдений
- •§ 38. Прогнозирование
- •§ 39. Исследование устойчивости реперов исходной геодезической основы
- •§ 40. Высокоточные створные измерения и анализ их ошибок
- •§ 41. Статистический анализ результатов геодезических измерений при наблюдениях
- •Глава 8. Программа и методы наблюдений за деформациями сооружений
- •§ 42. Последовательность разработки программы наблюдений
- •§ 43. Краткое описание объекта наблюдений
- •§ 44. Виды определяемых деформаций и причины их появления
- •§ 45. Выбор основного метода инженерно-геодезических измерений
- •§ 46. Общие формулы для предвычисления главных характеристик методики инженерно-геодезических измерений
- •§ 48. Проектирование схемы инженерно-геодезических измерений
- •§ 49. Проектирование схемы высокоточного геометрического нивелирования
- •§ 50. Пример оценки проекта схемы нивелирных ходов
- •§ 51. Проектирование схемы высокоточной триангуляции
- •§ 52. Выбор единицы веса угловых инженерно-геодезических измерений
- •§ 53. Пример оценки проекта схемы высокоточной триангуляции параметрическим способом
- •§ 55. Проектирование схемы створных измерений
- •§ 56. Разработка методики инженерно-геодезических измерений
- •§ 57. Обоснование методики высокоточного геометрического нивелирования
- •§ 59. Особенности обоснования методики створных угловых измерений
- •§ 62. Аналитическая подготовка для выноса на местность проекта здания сложной конфигурации
- •Глава 10. Промышленное строительство
- •§ 63. Проектирование и оценка проекта плановой геодезической основы для изысканий промышленного комплекса
- •§ 64. Плановая геодезическая основа для переноса проекта промышленного комплекса на местность
- •§ 65. Съемка подземных коммуникаций
- •Глава 11. Дорожно-транспортное строительство
- •§ 66. Расчет элементов поперечного профиля дороги
- •§ 68. Разбивочная сеть мостового перехода
- •Глава 12. Тоннели и подземные сооружения
- •§ 69. Расчет геодезического обоснования для обеспечения сбойки тоннелей
- •§ 70. Аналитический расчет трассы тоннеля
- •§ 71. Способы ориентирования подземной основы и их точность
- •§ 73. Ориентирование методом двух шахт
- •§ 75. Передача отметок с поверхности в подземные выработки
- •§ 78. Оценка проекта сети трилатерации методом математического моделирования
Раздел второй ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ МОНТАЖЕ И ВЫВЕРКЕ
КОНСТРУКЦИЙ И ОБОРУДОВАНИЯ
Глава 4
ГЕОД ЕЗИЧЕСК ОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МОНТАЖ НЫХ РАБОТ
§ 24. Общие принципы
Производство монтажных работ при возведении гражданских и промышленных сооружений, а также установка технологического оборудования связаны с выполнением разнообразных геодезических измерений. Многообразие видов сооружений и условий их возведения приводит к необходимости выполнения геодезических измерений различными методами и средствами. Однако принципиальная схема производства геодезических измерений подчинена общему геодезичес кому правилу последовательного выполнения работ на отдельных этапах монтажа.
Вподготовительный период строится исходная разбивочная основа, проверяется соответствие положения опорных плоскостей и закладных деталей проектным требованиям. В случае необходимости их доводят до проектных размеров и уровней.
Монтаж строительных конструкций предусматривает последова тельную установку в проектное положение несущих элементов зданий
исооружений, а монтаж технологического оборудования— его уста новку на соответствующее место и выверку проектного положения.
На каждом этапе работ и выполнении отдельных технологических операций проводится исполнительная геодезическая съемка, которая должна не только отображать фактическое положение смонтированных элементов, но и регулировать процесс монтажа с точки зрения достижения требуемой точности.
Впроцессе монтажа могут проводиться наблюдения за дефор мациями конструкций и оборудования для корректирования их положения в процессе работ.
Для монтажа строительных конструкций и технологического
оборудования пользуются, как правило, не проектными осями, а линиями, параллельными осям и плоскостям расположения конст рукций и оборудования. При этом руководствуются соображениями использования их не только при монтаже, но и при периодических выверках и наблюдениях за деформациями. Кроме того, параллели должны располагаться так, чтобы была видимость в процессе
измерений, приборы располагались на удобных местах, имелась возможность пользоваться установочными шаблонами и приспособ лениями.
Положение параллелей выбирают после тщательного изучения соответствующих чертежей. Для геодезических работ при монтаже используют, главным образом, технологические чертежи проекта: планы расположения разбивочных осей, планы и размеры по сооруже нию, монтажные схемы и карты, чертежи узлов и блоков оборудования.
Несмотря на различие видов сооружений, условий и точностных требований общие принципы геодезического обеспечения монтажа конструкций и оборудования состоят в следующем:
установка и выверка конструкций и оборудования проводится от закрепленных на местности разбивочных и технологических осей или их параллелей;
условия монтажа (загруженность площадки, удобство подходов, метеоусловия, видимость и т. п.) должны обеспечивать применение различных способов измерений с заданной точностью;
используемые способы измерений должны соответствовать реша емой задаче и заданной точности;
для объекта монтажа должны быть определены его геометрические или технологические оси, а обработка его поверхности должна соответствовать требованиям точности монтажа;
при точных, а особенно высокоточных работах лучше всего установку и выверку проводить в два этапа: предварительно (с приближенной точностью) и окончательно (с заданной проектной точностью). Это позволяет уменьшить диапазон работы приборов на окончательном этапе и тем самым увеличить их точность, а также значительно улучшить организацию работ;
для выполнения геодезических работ следует, по возможности, применять серийные приборы и оборудование; в случае необходимости могут быть использованы или разработаны специальные приборы, основанные на современных достижениях науки и техники.
Исходную разбивочную основу при выполнении монтажных работ закрепляют специальными знаками. К этим знакам предъявляют повышенные требования. Они должны быть устойчивы и сохранять свое положение в пределах меньших заданных допусков на монтажные работы; долговечны, чтобы служить опорой не только на период монтажа, но и для периодических контрольных измерений в эксп луатационный период. Конструкции знаков должны обеспечивать центрирование приборов с высокой точностью. В зависимости от необходимой точности монтажа оси закрепляют фундаментальными знаками с глубинной закладки до коренных пород, грунтовыми центрами, облегченными металлическими марками, забетонирован ными в строительных конструкциях. Для закрепления осей стро ительных конструкций применяют откраски.
Геометрические и технологические оси на конструкциях и обо рудовании маркируют откраской или закреплением специальными
знаками. Знаки, как правило, закрепляют на технологическом обо рудовании, которое необходимо установить с высокой точностью.
Все существующие способы геодезических измерений, используемые при монтаже конструкций и оборудования, можно свести к четырем основным группам: для плановой установки, для выверки прямолиней ности, для высотной установки и для установки по вертикали.
§ 25. Требования к точности
Требования к точности геодезических работ при монтаже стро ительных конструкций и технологического оборудования определяются проектными и нормативными документами.
Нормы точности на монтаж строительных конструкций опреде ляются в основном общесоюзными нормативными документами (СНиП и ГОСТ) и характеризуются допусками на совмещение осей конструкций и разбивочных осей, а также допусками симмет ричности установки элементов. В первом случае имеется в виду совмещение маркировок геометрических или технологических осей на конструкциях, подлежащих монтажу, и ориентирных рисок, опре деляющих положение разбивочных осей в месте установки конст рукции; во втором — симметричность установки конструкции от носительно опорных или ранее установленных элементов. Такие допуски по шести классам точности приведены в ГОСТ 21779— 82 «Технологические допуски».
Нормативные характеристики точности монтажа железобетонных, каменных, металлических, деревянных и других видов конструктивных элементов с описанием метода контроля и вида исполнительной
документации приводятся в СНиП 3.03.01— 87 «Несущие |
и огражда |
||
ющие конструкции» (табл. 23). |
|
||
Т а б л и ц а |
23. Предельные отклонения для монтажа железобетонных строитель |
||
ных |
конструкций |
|
|
|
|
Показатель |
5, мм |
Смешение установочных ориентиров фундаментальных блоков и |
12 |
||
стаканов фундаментов относительно разбивочных осей |
|
||
Отклонение отметок дна стаканов фундаментов от проектных |
5 |
||
Отклонение от совмещения геометрических осей колонн, панелей, |
8 |
||
крупных блоков несущих стен, объемных блоков, ригелей, прого |
|
||
нов, балок, подкрановых балок и рельсов, подстропильных ферм, |
|
||
строительных балок и ферм с разбивочными осями |
|
||
Отклонение осей колонн одноэтажных зданий в верхнем сечении |
|
||
от |
вертикали при длине колонн, м: |
|
|
|
до |
4 |
20 |
|
4— 8 |
25 |
|
|
8 |
16 |
30 |
|
16— 25 |
40 |
|
Показатель |
|
|
5, мм |
Отклонение от совмещения геометрических осей в верхнем сече |
|
|||
нии колонн многоэтажных зданий с разбивочными осями при |
|
|||
длине колонн, м: |
|
|
|
|
до |
4 |
|
|
12 |
4— 8 |
|
|
15 |
|
8— 16 |
|
|
20 |
|
16— 25 |
|
|
25 |
|
Разность отметок верха колонн или их опорных площадок (крон |
|
|||
штейнов, |
консолей) одноэтажных зданий |
при |
длине колонн, |
|
м: |
|
|
|
|
до |
4 |
|
|
14 |
4— 8 |
|
|
16 |
|
8— 16 |
|
|
20 |
|
16— 25 |
|
|
24 |
|
Разность отметок верха колонн каждого |
яруса |
многоэтажных |
12+2/1 |
|
зданий в пределах выверяемого участка |
|
|
|
|
Отклонение плоскостей панелей стен, перегородок и объемных |
10 |
|||
блоков в верхнем сечении от вертикали |
|
|
|
|
Разность отметок лицевых поверхностей двух смежных панелей |
|
|||
(плит) перекрытий вдоль шва при длине |
плит, |
м: |
|
|
до |
4 |
|
|
5 |
4 - 8 |
|
|
6 |
|
8-16 |
|
|
8 |
|
Отклонение по высоте порога дверного проема объемного элемен |
10 |
|||
та шахты |
лифта относительно посадочной |
площадки |
|
Примечание. Величина п — порядковый номер яруса колонн.
Точностные характеристики на монтаж и выверку технологического оборудования в основном определяются требованиями эксплуатации данного вида сооружения и в большинстве случаев указываются в проектных документах или чертежах заводов изготовителей. Для технологически устоявшихся (повторных) решений нормы точности могут быть указаны в ведомственных нормативных документах. В табл. 24 приведены диапазоны нормативных требований по раз мерам и проектному положению для наиболее распространенных видов технологического оборудования, объединенных по точности монтажа агрегатов в три условные группы.
Нормы точности на геодезические работы (особенно в части
отдельных |
измерительных операций), как правило, не приводятся |
в явном |
виде и могут быть получены лишь расчетным путем, |
исходя из норм точности на монтаж.
Расчет точности заключается в |
определении значений результиру |
||||
ющих |
параметров |
путем |
решения |
уравнений точности |
и сравнения |
их со |
значениями |
этих |
параметров, установленными |
на основе |
114
Т а б л и ц а 24. Предельные отклонения 5 (в мм) для монтажа технологическом)
оборудования
Вид оборудования |
От размера |
В плане |
По высоте |
От верти |
|
(формы) |
кальности |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 группа |
|
|
Бумагоделательные |
маши |
0,05— 0,7 |
0,25— 1,00 |
0,03— 0,05 |
0,03 |
||||
ны; газотурбинные установ |
|
|
на 1 м |
на 1 м |
|||||
ки; |
оборудование |
текстиль |
|
|
|
|
|||
ной |
промышленности |
|
2 группа |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сталеплавильные печи; про |
0,5— 5,0 |
0,5— 3,0 |
0,1-0,5 |
0,3-1,0 |
|||||
катные |
и |
трубопрокатные |
на 1 м |
|
на 1 м |
на 1 м |
|||
станы; доменное оборудова |
|
|
|
|
|||||
ние; вращающиеся агрегаты; |
|
|
|
|
|||||
дробильное, сортировочное |
|
|
|
|
|||||
и обогатительное |
оборудо |
|
|
|
|
||||
вание; |
оборудование |
цвет |
|
|
|
|
|||
ной |
металлургии |
|
|
|
3 группа |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аппараты |
высокого |
давле |
1— 5 |
10 — 20 |
10 — 80 |
10— 90 |
|||
ния; крупногабаритные и |
на 1 м |
|
|
|
|||||
горизонтальные |
сосуды; |
|
|
|
|
||||
гидравлические и пневмати |
|
|
|
|
|||||
ческие |
системы |
общепро |
|
|
|
|
|||
мышленного назначения |
|
|
|
|
функциональных требований. В качестве результирующих параметров рассматриваются размеры в узлах сопряжений элементов, а также размеры, которыми при данной последовательности сборки конст рукций завершается цикл технологических операций. Так, например, для строительных конструкций ГОСТ 21780— 83 устанавливает пять основных видов результирующих параметров: зазор между элемен тами, глубину опирания элемента, нееоосность элементов, несовпаде ние поверхностей элементов, невертикальность. В качестве составля ющих параметров рассматриваются размеры элементов, размеры, определяющие расстояния между осями, высотными отметками и дру гими ориентирами, а также другие параметры, получаемые в резуль тате технологических операций и влияющие на точность резуль тирующего параметра. Как правило, на стадии проектных решений по установленному или нормированному функциональному допуску определяются технологические допуски.
Исходными данными для расчета точности служит уравнение, выражающее зависимость между результирующими л; и состав
ляющими х { параметрами, входящими |
в расчетную схему: |
л |
|
,x= Clx i + C2 x 2+ ...+Спхп= £ С{х„ |
(226) |
i= 1 |
|
где С,— коэффициент, характеризующий геометрическую зависимость результирующего параметра х от составляющих л,; п — число со ставляющих параметров.
Точность рассчитывается по формуле
(227)
или
(228)
Переход от допусков А к средним квадратическим отклонениям (ошибкам) а осуществляется по формулам (12).
Исходя из опыта монтажа строительных конструкций и тех нологического оборудования, принято считать, что в основном ошибка а х замыкающего параметра зависит от ошибок изготовления конст
рукций |
а*и, |
ошибок |
геодезических |
построений и измерений a Yr, |
|||
ошибок |
монтажных операций |
а Лм |
и |
ошибок, обусловленных дефор |
|||
мационными |
воздействиями |
о Лд |
(осадки, изменения |
температуры, |
|||
сварка и т. п.), возникающих в процессе монтажа. |
|
||||||
Тогда, считая все |
ошибки |
независимыми, можно |
написать: |
||||
|
|
|
|
|
|
|
(229) |
В выражении (229) каждый из источников ошибок состоит, в свою очередь, из К ошибок отдельных элементарных операций и может быть описан своим уравнением точности вида
(230)
Из решения уравнения (229) находят суммарное влияние всех геодезических работ для данной расчетной схемы. При этом необ ходимо принять решение о соотношении величин суммарных ошибок каждого технологического процесса. Пути решения могут быть различны (см. § 3) и зависят они от технических возможностей и экономической целесообразности. Заканчивается расчет определением точности отдельных геодезических операций по формуле (230). На основе расчета определяются методы и средства измерений.
Рассмотрим пример расчета необходимой точности геодезических измерений для плановой установки технологического оборудования заводского типа. Пусть согласно проекту требуется установить
оборудование в створе |
технологической |
оси |
/ — II |
(рис. 48) с |
до |
|
пустимым отклонением от проектного положения равным |
5 мм. При |
|||||
этом возможности измерений по створу |
оси |
I— II |
нет. |
|
|
|
Исходя из условий монтажа, схема |
геодезических |
измерений |
||||
может быть представлена в следующем виде. Создается створ Г |
7/\ |
|||||
параллельный створу I- |
II. На боковой поверхности каждой единицы |
iГ
Рис. 48. Схема плановой установки технологического оборудования
оборудования устанавливаются по два специальных геодезических знака / и 2, привязанных к технологической (или геометрической) оси оборудования. Установка оборудования осуществляется путем
отложения разбивочных расстояний / и г , |
прямых углов |
р. |
Для расчета необходимой точности |
геодезических |
измерений |
прежде всего определяют долю их суммарной ошибки из общей допустимой ошибки на отклонение от проектного положения. С этой целью, анализируя технологию и условия монтажа, можно принять решение по поводу существования основных источников ошибок, влияющих на общую ошибку установки оборудования. В данном случае есть основание считать, что все вышеуказанные источники
существуют. |
Тогда по |
аналогии |
с уравнением |
(229) |
|
|
|
2 |
|
|
(231) |
|
|
Д |
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(232) |
Принимая |
принцип |
равных |
влияний всех |
источников |
ошибок |
и учитывая, |
что а = 5/3, будем |
иметь а г = 5общ/6 = 0,82 мм. |
Далее, |
ориентируясь на принятую технологию геодезических измерений, можно выявлять ошибки отдельных измерительных операций:
построения параллельного створа а х; привязки геодезических знаков к технологической оси оборудования
отложения разбивочного |
расстояния |
/ по створу а 3; |
||
за счет неточного отложения |
прямого |
угла а 4; |
||
отложения разбивочного |
расстояния |
г |
о 5. |
|
На основании уравнения |
(230) |
запишем |
||
a r = y f a \ + cri + <7^+0 4 + ст|. |
|
|
(233) |
Дальнейший расчет можно проводить, применяя, по-прежнему, принцип равных влияний всех источников ошибок. Однако, следуя технологии производства работ, можно утверждать, что построение параллельного створа и привязка знаков — процесс комплексный, включающий несколько операций. В то же время отложение раз бивочных элементов — процесс менее сложный. Поэтому можно по ставить условие, чтобы ошибки последних двух источников были вдвое меньше ошибок двух первых, т. е.
а ^ : а 4= а 5 = 2 а 1= 2 а 2= а. |
(234) |