Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Багратуни Г.В. и др. - Инженерная геодезия - М., Недра - 1969.pdf
Скачиваний:
229
Добавлен:
18.03.2016
Размер:
15.36 Mб
Скачать

Уровень с электромагнитным контактом (рис. ХХУН.И). При помощи этого уровня производится установка различных базовых поверхностей, взаимодействующих с магнитным полем, в отвесное положение.

Ось цилиндрического уровня 1 перпендикулярна плоскости, проходящей через опорную поверхность 2 прибора. Если приложить опорную поверхность прибора к базовой поверхности устанавливаемого оборудования, то он притянется к ней после подключения обмотки 3 к источнику тока.

Наклоном устанавливаемого агрегата приводят пузырек уровня в нульпункт. В результате базовая поверхность займет отвесное положение.

Самоустанавливающаяся рейка (рис. XXVII.12). Рейка применяется для установки и контроля по высоте оборудования и определения наклона их боковых поверхностей путем геометрического нивелирования. Рейка устанавливается в отвесное положение под действием силы тяжести.

Длина рейки 200 мм, цена деления шкалы 2,5 лии.

§ 152. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ НАБЛЮДЕНИЯХ ЗА ДЕФОРМАЦИЯМИ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Гидростатический прибор ЭНИМС (рис. XXVII. 13). Прибор предназначен для установки направляющих оборудования в горизонтальное положение и измерения осадок зданий и сооружений.

Для измерения высоты уровня жидкости в сосудах в центре их крышек имеются игольчатые приспособления с микрометренными винтами, снабженными отсчетными барабанами 2. Воздушный шланг 3 изолирует гидростатическую систему от возможного перепада барометрического давления. Сосуды основанием 9 устанавливают на исследуемые точки. Точность определения превышения прибором ±30 мк.

Инясенерный.нивелир конструкции В. А, Белицына (рис. XXVII.14). Применяется для измерения горизонтальных смещений отдельных точек сооружений (створных наблюдений). Особенностью инструмента является отсутствие сетки нитей в зрительной трубе. Визирование осуществляется при помощи контактирования прямого и перевернутого изображения наблюдаемого объекта, даваемого инверт-призмой, помещенной перед объективом трубы. Труба может вращаться вокруг оптической оси на 90°.

Величина отклонения точки от створа определяется при помощи оптического микрометра после совмещения прямого и перевернутого изо-

бражений визирной цели. Увеличение трубы 24х. Цена деления уровня 10 ". При длине визирного луча от 10 до 100 м ошибка визирования инже-

нерным инструментом составляет ±0,9 мм.

Алпннометр Денсса (рис. ХХУН.15). Применяется для той же цели, что и инженерный нивелир. Благодаря большому увеличению зрительной трубы (45х) и насадки с плоскопараллельной пластинкой уклонение визирной оси от створа определяется с ошибкой 1 мм на расстоянии до 600 м.

Пендаметр Ю. Гайда п Ю. Больфа (рис. XXVII.16). Это оптпкомеханический прибор, позволяющпй определять положение проволоки отвеса (при определении крена гидротехнических сооружений) в прямоугольной системе координат одновременно с двух взаимно перпендикулярных направлений.

Оптическая система прибора позволяет изображение проволоки 2, наблюдаемое через два микроскопа 6У свести к одной фокальной плоскости и рассматривать в один окуляр. Оба изображения проволоки при помощи винтов 7 совмещаются с центром сетки нитей и по шкалам микроскоповмикрометров производится отсчет координат х и у.

Стационарный микрокренометр Н. Г. Видуева и В. П. Гржибовского (рис. XXVII.17). Прибор применяется для периодического определения крена сооружения. Микрокренометр наглухо заделывается в стену сооружения. Перед началом наблюдений при помощи винтов 3 приводят пузырьки всех трех уровней в нульпункты. Величина крена сооружения в плоскости оси каждого уровня характеризуется величиной смещения его пузырька с середины.

Цена деления уровней 5" на 2 мм. Точность определения отклонения точек сооружения от вертикали ±0,08 мм на высоте 20 м и ±0,4 мм на высоте 100 м.

ГЛАВА XXVIII

ПРИМЕНЕНИЕ В ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ ЛУЧЕВЫХ ПРИБОРОВ

§ 153. ЛУЧЕВЫЕ ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Успехи квантовой радиофизики и светотехники позволили применять в инженерно-геодезических работах приборы, получившие название лучевых, которые по принципу использования световой энергии можно разделить на лучевые геометрические и лучевые интерференционные, а по способу индикации светового потока — на фотоэлектрические и визуальные.

В этих приборах в качестве источников света применяются газовые лазеры (оптические квантовые генераторы ОКГ) или обычные электрические лампы накаливания. Достоинством газовых лазеров является большая, чем у ламп накаливания, плотность энергии в луче, монохроматичность, пространственная и временная когерентность, поляризация света. Все это облегчает выделение полезного сигнала на фоне дневной освещенности и помех.

Действие лучевых геометрических приборов основано на прямолинейности распространения света, возможности сведения светового потока в узконаправленный тонкий «шнурок», который можно использовать как опорную линию при разбивке створа, контроле ровности, прямолинейности, вертикальности, ориентировании, заданного уклона и т. д. Луч света можно использовать одновременно как канал для передачи телеметрической информации и автоматического управления механизмами на расстоянии.

В общем случае лучевой прибор состоит из передатчика и приемника. Передатчик служит для формирования в среде опорной световой линии (или плоскости) и передачи информации. Он включает: источник света, оптическую систему для посылки светового потока и устройство для

кодирования. Передатчик устанавливается на исходной точке и с помощью угломерных приспособлений ориентируется в заданном направлении.

Приемник служит для обнаружения светового сигнала и расшифровки передаваемой информации. Он устанавливается на объекте, положение которого должно быть определено или проконтролировано. Для инструментальной индпкации сигнала приемник изготавливается в виде одиночного фотоэлемента или экрана с мозаикой из светочувствительных элементов. Фотоэлектрический прием сигнала применяется главным образом для дистанционного управления механизмами.

При визуальной индикации светового сигнала пользуются видимым изображением луча на экране, изображением луча в слегка запыленном воздухе или просто «вхождением оператора в луч». Применение лучевых приборов в визуальном варианте наблюдений позволяет в ряде случаев отказаться от кольев, обносок, шнуров и других приспособлений, которыми обычно пользуются строители, особенно в случае, когда ось сооружения невозможно закрепить в натуре.

Дальность действия при передаче телеметрической информации составляет 0,5—0,7 км. Визуальный контроль с экраном возможен на расстоянии до 0,5 км, а контроль «вхождением в луч» — на расстоянии 10 кл* и более.

Достоинством лучевых геометрических приборов является быстрота, непрерывность и наглядность геодезического контроля, проведение его в большем объеме и менее квалифицированным персоналом.

К настоящему времени в СССР и за рубежом создано несколько типов лучевых приборов и выполнен значительный по объему комплекс опыт- но-производственных геодезических работ.

Прибор управления лучом ПУЛ предназначен для обеспечения заданного уклона мелиоративных канав при выполнении их механическим способом. При обычных методах работы после каждого прохода канавокопателя производится геометрическое нивелирование и заданный уклон канавы достигается за несколько проходов машины. ПУЛ-3 дает возможность непрерывно вести рабочий орган канавокопателя по заданному уклону и таким образом автоматизировать геодезический контроль.

ПУЛ-3 состоит из направляющей и приемной станций (рис. XXVIII.1). Направляющая станция — прожектор с лампой накаливания, модулятором и светофильтром — устанавливается на земле. С ее помощью формируется узконаправленный луч, оптически разделенный на верхнюю и нижнюю симметричные части, каждая из которых модулирована собственной частотой. Граница раздела лучей носит название равносигнальной зоны (РСЗ); ей придается проектный уклон канавы.

Приемная станция — фотоэлектрический приемник — устанавливается на рабочем органе землеройной машины. Ее задачей является прием информации, посылаемой направляющей станцией, и выработка команд

для управления вертикальным перемещением рабочего органа

машины

с целью удержания установленного на нем фотоэлемента на

оси РСЗ.

В этом случае рабочий орган будет повторять уклоны, задаваемые световым лучом. Наиболее эффективно применение ПУЛ-3 на землеройном агрегате, имеющем гидравлическую подвеску рабочего органа. При автоматическом ведении рабочего органа отступление рабочей поверхностЕ

от проектной (средняя

квадратическая ошибка) составляет около

2 см

при расстоянии

до 0,7

км. ПУЛ-3 довольно широко применяется

при

мелиоративных

работах

в степных районах.

 

Лазерный визир «Линейка-2» (ЛВ-2) предназначен для управления движением проходческого щита при прокладке туннелей *. Проходческий щит представляет собой металлический цилиндр с внешним диаметром, равным диаметру туннеля (2—10 м). Головная часть щита снабжена ножевым кольцом, которое под давлением гидравлических домкратов врезается в грунт забоя. Из-за изменения твердости, неравномерности выработки породы и других причин щит отклоняется от заданного направления. Применяемые проходчиками обычные методы геодезического контроля просты, но требуют остановкп щита, что снижает производительность

 

Поперечное сеченое луча

 

. Частота мооуляции 1500гц

 

-РСЗ

 

- Частота модуляции900ги

Прожектор

Фотоприемник

Рис. XXVIII.1. Схема действия прибора управления лучом ПУЛ-3

труда. ЛВ-2 обеспечивает непрерывность геодезического контроля, который может выполняться в автоматическом и полуавтоматическом режимах.

«Линейка-2» состоит из направляющей (рис. XXVIII.2, а) и приемной (рис. XXVIII.2, б и в) станций. Прожектором направляющей станции является газовый лазер, генерирующий на длине волны 6328 А, луч которого сведен в тонкий «шнурок» с помощью коллиматора и направлен по оси (или параллельно ей) туннеля.

Приемная станция представляет собой фотоприемник, экран которого выполнен в виде мозаики ** из фотоэлементов. Фотоприемник монтируется на проходческом щите. В исходном положении фотоприемник настраивается так, чтобы луч лазера падал на центральный фотоэлемент. В процессе движения щита при отклонении его от заданного направления луч света попадает на боковые фотоэлементы. Информация об этом поступает на индикаторное устройство, и оператор включением соответствующих механизмов выводит щит на проектное направление. Эту же информацию,

нение

* А.

С. Ф е д о р о в , В. М.

М а р т ы н о в . Лазерные приборы и их приме-

в

строительстве, ЦИНИС,

НТИ, «Межотраслевые вопросы строительства»,

1 9 6 8,

2 .

 

** Применена быстро вращающаяся линейка с расположенными на ней фотосоаротивлениями.