- •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
Т а б л и ц а 30. Журнал |
наблюдений МО |
|
|
|
||||
Стан |
Репер |
3 |
Репер |
П |
П-3 |
(П-3)ср |
|
МО |
ция |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
|
46,56(1) |
|
61,17(2) |
12,61(3) |
|
|
|
|
1 |
46,58(4) |
2 |
61,20(5) |
12,62(6) |
12,61(10) |
|
|
|
А |
Б |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
46,58(7) |
|
61,19(8) |
12,61(9) |
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
12,81(22) |
-0,20(21) |
|
|
49,01(11) |
|
62,06(12) |
13,04(13) |
|
|
|
|
1 |
49,05(14) |
2 |
62,05(15) |
13,00(16) |
13,01(20) |
|
|
|
Б |
А |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
49,00(17) |
|
62,00(18) |
13,00(19) |
|
|
|
Так как у большинства приборов МО не равно нулю, то окончательное превышение на станции вычисляется по формуле
/zcp.=(n - 3 )cPi+ (n - 3 )cP2 /2. |
(255) |
Контроль результатов наблюдений выполняется в графах 6 и 9; максимальные расхождения между тремя превышениями не должны превышать 0,07 мм. В графе 9 контролируется постоянство места нуля прибора:
М О = dx— й2= (П - 3) СР 1 - (П - 3) С Р 2 /2, |
(256) |
где dx и d2— расстояния от нулей шкал пьезометров до точек их подвеса на реперах. Колебания в значениях МО не должны превышать 0,15 мм.
При нивелировании гидростатическим уровнем превышения и МО определяются следующими формулами:
/* = (П —3) с Р 1 +(П - 3)сРг/2; М О = (П —3)ср- (П —3)сРг/2.
§ 33. Способ микронивелирования
Микронивелирование применяется для высотной выверки обору дования, строительных конструкций, направляющих и т. д., т. е. там, где решается задача определения горизонтальности поверхностей.
Микронивелир (рис. 60) представляет собой прибор, состоящий из жесткого основания 7, вдоль которого установлен цилиндрический уровень 2 с ценой деления 5". Он имеет по краям две опоры: подвижную 3 и неподвижную 4. Расстояние между опорами называется шагом или базой микронивелира.
Подвижная опора жестко связана с индикатором часового типа 5, который позволяет определить превышение непосредственно в мил лиметрах.
Порядок наблюдений. Прежде чем приступить к работе с мик ронивелиром, необходимо на выверяемой поверхности размечать места постановки его опор, откладывая и фиксируя расстояния, равные базе микронивелира. Фиксированные точки отмечают круж ками диаметром 6 — 8 мм на ровной поверхности. При работе опоры микронивелира ставят в центр размеченных кружков.
Наблюдения начинают с установки подвижной опоры на точку /, а неподвижной опоры — на точку 2 .
Подъемным винтом приводят пузырек уровня в нуль-пункт и берут отсчет по индикатору (это будет соответствовать отсчету 3). Затем
переставляют нивелир |
на 180°, |
снова приводят пузырек уровня |
в нуль-пункт и берут второй отсчет по индикатору П. |
||
Превышение между |
точками |
определяют по формуле |
/ 2 = 3 - П/2. |
|
(257) |
Одновременно с определением превышения на каждой станции находят место нуля прибора. Это отсчет по индикатору, при котором ось уровня параллельна линии, соединяющей опоры микронивелира. Его значение может быть вычислено по формуле
МО = 3+П/2. |
(258) |
|
Равенство (257) с учетом (258) можно записать следующим |
||
образом: |
|
|
й =- (3-М О). |
(259) |
|
Место |
нуля |
прибора должно быть постоянным, колебаться |
в пределах |
±0,05 |
мм. |
Если же колебание МО превышает указанное значение, то это свидетельствует о том, что прибор необходимо отъюстировать либо
устранить |
неровности |
выверяемой поверхности. |
|
|
|||||||
|
Работу |
выполняют |
в ходах |
«прямо» и |
«обратно» (табл. |
31). |
|||||
Т а б л и ц а 31. Журнал |
обработки микронивелирования |
|
|
||||||||
|
Прямой ход, |
мм |
Обратный ход, мм |
h0бр, мм |
|
dy мм |
|||||
Точка |
|
|
|
|
|
|
|
Аср, мм |
|||
|
3 |
П |
МО |
Лнр |
3 |
П |
МО |
|
|
|
|
1 |
5,34 |
5,43 |
5,38 |
+0,04 |
5,40 |
5,34 |
5,37 |
-0,03 |
+ 0,04 |
+ 0,01 |
|
2 |
4,45 |
6,39 |
5,42 |
+0,97 |
6,38 |
4,39 |
5,38 |
-1,00 |
+0,98 |
-0,03 |
|
3 |
4,74 |
7,04 |
5,39 |
+0,65 |
6,10 |
4,70 |
5,40 |
-0,70 |
+0,68 |
-0,05 |
|
4 |
6,56 |
4,24 |
5,40 |
-1,16 |
6,54 |
4,30 |
5,42 |
-1,12 |
-1,14 |
+ 0,04 |
Поскольку превышения измеряются в прямом и обратном направ лениях, точность результатов можно оценить по разностям двойных измерений, т. е.
В этом случае средняя квадратическая ошибка т i превышения, измеренного на одной станции в прямом или обратном ходе, может быть вычислена по формуле
(260)
где п — число разностей (или станций в ходе).
Средняя квадратическая ошибка тСТ превышения на станции,
рассчитанного |
по формуле |
||
^ср |
2(^ПР |
^обр)> |
(261) |
будет |
равна |
|
|
|
|
= 0,019 |
мм. |
Средняя квадратическая ошибка передачи отметки в микронивелирном ходе
(262)
§ 34. Выверка конструкций и сооружений по вертикали
Способ наклонного визирования. Наиболее часто установку и вывер ку осей конструкций по вертикали выполняют с помощью теодолита. При этом теодолит устанавливают над знаком, закрепляющим ось или параллельно смещенную ей линию, ориентируют визирную ось по направлению разбивочной оси и переносят ее вверх наклонным визированием. Для такого способа переноса осей теодолит удаляется от выверяемых конструкций на расстояние S не менее высоты конструкции h (рис. 61).
Средняя квадратическая ошибка построения вертикали наклонным визированием
mnoc - y / m ^ + m ln + m h + m ly + ml, |
(263) |
||
где т нак — средняя |
квадратическая ошибка, |
обусловленная наклоном |
|
вертикальной оси |
вращения теодолита; т виз— средняя квадратическая |
||
ошибка визирования; |
— влияние нестворности установки теодолита; |
т в у— влияние внешних условий; тф— средняя квадратическая ошибка фиксирования осевых меток.
Влияние наклона вертикальной оси теодолита определяется по следующей формуле:
Рис. 61. Схема выверки вертикальности спо |
Рис. 62. Схема влияния не- |
собом наклонного визирования |
створности установки теодо |
|
лита при монтаже колонн |
где т— цена деления цилиндрического уровня; h — высота конструкции. При заданной ошибке тпос и известной высоте конструкций, применяя принцип равных влияний, можно определять необходимую
цену деления цилиндрического уровня теодолита (в с).
При h = 50 м; тпос = 5 мм и /янак = ——
т. е. необходимо применять |
теодолит типа 2Т2. |
|
||||
Средняя квадратическая ошибка визирования в линейной мере |
||||||
рассчитывается по |
формуле |
|
|
|
||
где |
S — наклонное |
расстояние от теодолита |
до верхней точки |
|||
конструкции; |
Г — увеличение |
зрительной |
трубы. |
|
||
В |
способе |
наклонного |
визирования |
следует |
также учитывать |
ошибки фиксирования осевых меток. Величина этих ошибок обычно не превышает 1 — 2 мм.
Влияние нестворности Дц (рис. 62) установки теодолита в точке С' вместо С на точность вертикального проектирования зависит от плана расположения осевых точек. Если нижняя осевая точка А и верхняя выверяемая точка О находятся на разных вертикалях, например, первая на срезе цоколя фундамента, а вторая на продольной
148
оси |
конструкции, то отклонение теодолита |
от створа |
этих точек |
||
Дц |
приведет |
к отклонению 0 0 ' = А1. Можно |
записать, |
что |
|
|
А/ |
/ |
/ |
|
|
|
- |
= - или |
т Л|= т ц-, |
|
|
где / -проекция на горизонтальную плоскость отрезка АО между закрепленной и выверяемой L точками; 5.— расстояние от конструкции до теодолита.
Следует заметить, что если |
= |
= 2,2 мм, то средняя |
|
|
N/5 |
квадратическая ошибка центрирования теодолита в створе АО не
должна превышать |
при |
1=5; тпос = 5 мм; S= 50 м |
|
m^S |
5-50 |
__ |
мм. |
т ц = --- = -—— = 2 2 |
|||
' |
s/5'5 |
|
|
Такую точность центрирования можно легко получить, если в выверя емой конструкции верхняя и нижняя осевые точки лежат на одной отвесной линии (А/=0). В этом случае теодолит следует устанавливать приближенно, но в створе выверяемых вертикалей.
При использовании теодолита 2Т2 (т= 20"; Г = 30х) при h= l= 50 м,
благоприятных условиях |
и m$ = 2 мм получим тпос = 3,2 |
мм. |
Приборы оптического |
вертикального проектирования. |
Приборы |
П О В П (СССР) и PZL (б. ГДР) предназначены для выноса вертикальных |
осей сооружений. Они применяются при строительстве высотных сооружений башенного типа, зданий и т. п. Прибор ПОВП (рис. 63) может быть использован и для определения небольших смещений установленных вверху и внизу марок. Он состоит из зрительной
трубы /, закрепленной на кронштейне 2 , пентапризмы в оправе 3 , расположенной под кожухом, столика 4, посадочной оси 5 . На кронштейне закреплена горизонтальная ось 6 , которая может вращать ся. На одном конце оси крепится пентапризма в оправе; второй конец заканчивается головкой 7, с помощью которой пентапризма поворачивается на 180°.
Столик перемещается с помощью микрометренного винта 8. Величина перемещения отсчитывается по шкале часового индикатора 9 с точностью 0,01 мм. Поворот вокруг вертикальной оси на 360 осуществляется от руки, а точный поворот — микрометренным винтом. В горизонтальное положение прибор устанавливается при помощи цилиндрического уровня.
К ПОВП предъявляются высокие требования по установке линии визирования в вертикальное положение. Однако из-за ошибок Р в из
готовлении |
пентапризмы и |
в |
определении |
и |
исправлении угла |
||
/ прибора |
линия |
визирования |
отклоняется от |
вертикали на угол |
а, |
||
т. е. а = Р±/. При |
значительной |
величине угла |
а |
(порядка 1— 2') |
не |
используется наводящий винт прибора, а изменяется с высотой выносимой точки значение места нуля (МО) прибора
МО = Ь0 + Ь1В0«12, |
(266) |
где Ь0— отсчет по отсчетному устройству (часовому индикатору) при наведении горизонтального штриха сетки зрительной трубы на штрих наблюдаемой марки; Ь180°— отсчет на тот же штрих по отсчетному устройству после поворота трубы прибора на 180°.
Угол а определяется следующим образом. Прибор устанавливается на штативе и на двух разных высотах hx и h2 крепятся марки.
Определяются М О х |
и М 0 2. Если угол а не равен 0°, то |
М 0 т *М 0 2- |
||
Угол |
а |
(в с) вычисляется по формуле |
|
|
М 0 2 |
—М О г |
|
|
|
а = |
. 2 |
, - р. |
|
(267) |
|
h1- h 2 |
|
|
|
При |
положительных значениях а М 0 2> М 0 х; при |
отрицатель |
||
ных— М 0 2< М 0 г |
Отсчет, при котором линия визирования после |
преломления в пентапризме будет занимать вертикальное положение,
МО = М О ! —а —= М 0 2 |
—а — . |
(268) |
Р |
Р |
|
Угол а прибора исправляют следующим образом. Устанавливают отсчет MOj и совмещают биссектор зрительной трубы со штрихом наблюдаемой марки посредством перемещения прибора. Затем на водящим винтом устанавливают отсчет М Оверт. В этот момент биссектор сетки нитей сместится со штриха наблюдаемой марки на
величину а — (для |
высоты |
hx). |
Далее исправительными винтами |
Р |
|
|
|
сетки нитей трубы |
прибора |
снова |
совмещают горизонтальный бис- |
150
сектор со штрихом наблюдаемой марки. Тем самым, «наклонив» визирную линию трубы прибора на угол а, можно добиться такого положения, когда линия визирования после преломления в пентап
ризме займет вертикальное |
положение. |
При работе прибором |
ПОВП исправить угол а можно только |
для одного направления. |
|
Для переноса осей на монтажные горизонты по вертикали над опорным знаком, фиксирующим пересечение осей, на штативе устанав ливают ПОВП и проектируют точку на монтажный горизонт, где устанавливается специальная марка или закрепляется специальная палетка. При установке марки на монтажном горизонте визируют только горизонтальным биссектором сетки нитей зрительной трубы прибора. Наблюдения ведутся в следующей последовательности.
Взрительную трубу ПОВП наблюдают марку и с помощью
наводящего винта (см. рис. 63) вводят изображение штриха марки
вгоризонтальный биссектор сетки нитей и берут отсчет а0 по
отсчетному |
устройству |
(табл. 32), поворачивают |
зрительную |
трубу |
|||||
на 180°, вводят |
изображение того |
же штриха в |
биссектор |
и |
снова |
||||
берут отсчет |
6 |
180° |
по |
отсчетному |
устройству. |
Из двух |
отсчетов |
||
вычисляют |
среднее: |
|
|
|
|
|
|
||
М О = а0 |
+/?1 8 0 ./2. |
|
|
|
|
|
|
||
Т а б л и ц а 32. |
Журнал |
обработки наблюдений прибором |
ПОВП, мм |
|
|
Наблюдаемая
точка
Зенит А
Надир Б
Примечание.
|
Ось |
X |
|
|
Ось |
Y |
|
«0 |
^180 |
МО |
ч |
а90* |
/>270 |
МО |
Я |
6,70 |
3,61 |
|
|
8,40 |
1,96 |
|
|
6,74 |
3,69 |
5,18 |
+ 1,53 |
8,46 |
1,94 |
5,18 |
+ 3,24 |
(6,72) |
(3,65) |
|
|
(8,43) |
(1,95) |
|
|
4,18 |
7,50 |
|
|
9,93 |
1.92 |
|
|
4,21 |
7,60 |
5,90 |
-1,70 |
9,89 |
1.93 |
5,92 |
+ 3,99 |
(4,20) |
(7,60) |
|
|
(9,91) |
(1,92) |
|
|
В скобках приведены средние отсчеты.
Затем М О устанавливают на шкале отсчетного устройства прибора и закрепленную на монтажном горизонте марку перемещают до совпадения штриха с биссектором зрительной трубы прибора. После этого поворачивают зрительную трубу на 90° и соответствующим перемещением марки совмещают второй штрих марки с горизон
тальным биссектором зрительной трубы |
прибора. |
С помощью прибора ПОВП можно определить и небольшие |
|
смещения q выносимых по вертикали точек. |
|
Прибор PZL (рис. 64) сконструирован на базе нивелира с само- |
|
устанавливающейся линией визирования |
Ni 007. Вертикальность |
Рис. 64. Прибор вертикального проек тирования PZL:
/ — зрительная труба; |
2— объектив; 3- |
|
винт |
фокусирования; |
4— закрепительный |
винт; |
5— микрометренный винт; б— круь |
лый уровень; 7— подставка с подъемными винтами и оптическим отвесом; 8 — цилинд рический уровень; 9 — окуляр отсчетиого микроскопа; 10— окуляр зрительной трубы
положения линии визирования обеспечивается призменным компен сатором, укрепленным на маятнике. Маятник с компенсатором
работает |
в диапазоне |
углов наклона ±10'. Оптический ц ентрир |
|
позволяет центрировать |
прибор с ошибкой 0,5 мм. |
|
|
Для |
переноса осей |
по вертикали приборами PZL |
или П ОВП |
может быть применена |
специальная палетка (рис. 65), |
закрепляемая |
на монтажных горизонтах в специально остановленных в перекры тиях отверстиях. В этом случае проектирование также ведется при четы рех положениях прибора (0, 180, 90, 270°) с соответствующими отсчетами по координатной сетке палетки. По этим отсчетам вычисляют координаты проектируемой точки и за окончательное значение берут среднее для всех вычислений.
Порядок работы прибором PZL следующий. Прибор устанавливают на штативе и центрируют над центром знака. Затем, как описано выше, при четырех положениях берут отсчеты по палетке (табл. 33). Это составляет один прием. Во втором приеме открепляют подставку прибора и вместе с подставкой поворачивают прибор на штативе на 1 2 0 °, центрируют и выполняют программу наблюдений. В третьем приеме прибор еще раз поворачивают на штативе на 1 2 0 °, центрируют и снова выполняют наблюдения при четырех положениях зрительной трубы.
Т а б л и ц а 33. |
Журнал |
обработки |
наблюдений, |
мм |
|
|
||
Прием |
|
|
Ось X |
|
|
Ось Y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ао |
^180* |
Сх |
я90, |
^270" |
с , |
|
I |
|
6,7 |
|
6,6 |
6,65 |
17,1 |
17,0 |
17,05 |
II |
|
7,2 |
|
7,1 |
7,15 |
16,8 |
16,7 |
16,75 |
III |
|
6,0 |
|
6,9 |
5,95 |
17,4 |
17,3 |
17,35 |
Средние |
значения |
Сх у |
по |
осям |
X и |
У 6,54 и |
17,05 мм |
будут |
соответствовать центру знака, над которым и установлен прибор. Перечислим основные ошибки вертикального проектирования. Ошибка установки линии визирования в вертикальное положение
у приборов с самоустанавливающейся линией визирования зависит от конструкции и качества работы компенсатора и от точности приведения оси вращения прибора в отвесное положение по уровню. Эта ошибка может быть принята равной 0,5— 1,0".
Ошибка центрирования при установке прибора над знаком с по мощью оптического центрира равна т ц = 0,5 мм. Эта ошибка может быть уменьшена принудительным центрированием.
Ошибка визирования зависит от увеличения зрительной трубы, конфигурации наблюдаемой цели, видимого соотношения сетки нитей зрительной трубы и наблюдаемой цели, освещенности цели и др.
Ошибка фиксирования вынесенного направления на монтажный горизонт зависит от конструкции наблюдаемой марки и может быть принята т ф = 0,5 мм.
Влияние внешней среды на точность выноса вертикальных осей сооружений может оказаться существенным, если визирный луч проходит вдоль обогреваемых солнцем или нагревательными при борами стен и конструкций. Для ослабления влияния внешней среды необходимо (особенно при работе на высоких сооружениях) выбирать благоприятное для наблюдения время (пасмурная погода, утро, вечер или ночь).