- •§ 1. Задачи геодезии
- •§ 3. Краткие сведения об истории геодезии
- •§ 4. Организационные формы геодезической службы СССР
- •§ 5. Сведения о фигуре Земли
- •§ 6. Системы координат, применяемые в геодезии
- •§ 7. Учет кривизны земной поверхности при измерении горизонтальных расстояний и высот
- •§ 9. Истинные азимуты и дирекционные углы
- •§ 10. Магнитные азимуты
- •§ 12. Масштабы
- •§ 13. Номенклатура топографических планов и карт
- •§ 14. Рельеф местности и его изображение на топографических картах и планах
- •§ 15. Определение крутизны скатов. Масштаб заложений
- •§ 16. Условные знаки топографических карт
- •§ 19. Краткие сведения о перечерчивании карт и планов
- •§ 20. Классификация ошибок измерений. Свойства случайных ошибок
- •§ 21. Принцип арифметической средины
- •§ 22. Средняя квадратическая и предельная ошибки одного измерения. Средняя квадратическая ошибка арифметической средины
- •§ 23. Формула Бесселя для средней квадратической ошибки
- •§ 24. Средняя квадратическая ошибка функций измеренных величин
- •§ 25. Понятие о двойных измерениях
- •§ 26. Неравноточные измерения
- •§ 28. Вводные сведения
- •§ 29. Методы построения геодезических сетей
- •§ 30. Основные положения и принципы развития геодезических сетей
- •§ 31. Общие сведения о точности геодезических измерений
- •§ 32. Формулы для вычислений основных геодезических задач. Прямая и обратная геодезические задачи
- •§ 33. Оценка точности геодезических построений
- •§ 34. Общие сведения. Схема измерения горизонтального угла
- •§ 35. Зрительная труба
- •§ 36. Уровни, их устройство
- •§ 37. Отсчетные приспособления
- •§ 38. Типы теодолитов
- •§ 39. Инструментальные погрешности
- •§ 40. Поверки и юстировка теодолита
- •§ 41. О влиянии неправильной установки вертикальной оси инструмента на измеряемые направления и углы
- •§ 43. Измерение горизонтальных углов
- •§ 44. Точность измерения горизонтальных углов
- •§ 45. Измерение вертикальных углов
- •§ 46. Общие сведения. Подготовка линий к измерению
- •§ 47. Приборы для непосредственного измерения линий; компарирование мерных приборов
- •§ 48. Измерение линий стальной штриховой лентой. Эклиметр
- •§ 49. Вычисление длины линий
- •§ 50. Точность измерения расстояний стальной лентой
- •§ 51. Оптические дальномеры. Общие сведения
- •§ 54. Способы геометрического нивелирования
- •§ 55. Нивелирные знаки
- •§ 57. Поверки и юстировка нивелиров
- •§ 58. Основные источники ошибок нивелирования
- •§ 59. Нивелирование IV класса
- •§ 60. Техническое нивелирование
- •§ 61. Основные сведения о нивелировании III класса
- •§ 62. Влияние кривизны Земли и рефракции на результаты нивелирования
- •§ 63. Тригонометрическое нивелирование
- •§ 65. Общие сведения
- •§ 66. Схема построения государственной плановой геодезической сети в СССР
- •§ 67. Схема построения государственной высотной (нивелирной) геодезической сети
- •§ 71. Общие сведения
- •§ 72. Теодолитные ходы
- •§ 73. Аналитические сети
- •§ 74. Ходы высотного съемочного обоснования
- •§ 75. Виды съемок и некоторые сведения об их выполнении
- •§ 77. Способы съемки ситуации. Съемка рельефа
- •§ 79. Журнал измерений. Абрис
- •§ 80. Вспомогательные инструменты, применяемые при производстве съемки
- •§ 81. Вычисление координат вершин полигона, построение координатной сетки и накладка точек
- •§ 82. Построение на плане ситуации. Оформление плана
- •§ 83. Особенности съемки застроенной территории
- •§ 84. Сущность тахеометрической съемки. Инструменты
- •§ 87. Производство тахеометрической съемки
- •§ 88. Кроки. Тахеометрический журнал
- •§ 90. О точности плана тахеометрической съемки
- •§ 91. Нивелирование поверхности
- •§ 92. Сущность мензульной съемки. Инструменты
- •§ 93. Поверки мензульного комплекта
- •§ 94. Подготовка планшета
- •§ 95. Установка мензулы на станции
- •§ 96. Прямая и обратная мензульные засечки
- •§ 97. Плановое и высотное обоснование мензульной съемки
- •§ 98. Съемка ситуации и рельефа
- •§ 99. Общие сведения
- •§ 100. Аэрофототопографическая съемка
- •§ 102. Основные сведения о применении фотограмметрических методов при изысканиях, строительстве и эксплуатации инженерных сооружений
- •§ 103. Общие сведения. Виды и задачи инженерно-геодезических изысканий
- •§ 104. О масштабах и видах топографических съемок, выполняемых при изысканиях
- •§ 105. Геодезические работы при изысканиях сооружений линейного типа
- •§ 106. Проектирование оси сооружения линейного типа
- •§ 107. Расчет и разбивка горизонтальных кривых
- •§ 108. Расчет вертикальных кривых
- •§ 109. Некоторые сведения о вертикальной планировке
- •§ 110. Подготовка к перенесению объектов генерального плана на местность
- •§ 111. Оси инженерных сооружений и их привязка к опорным пунктам
- •§ 112. Строительные допуски и геодезическая основа разбивочных работ
- •§ 113. Строительная координатная сетка
- •§ 114. Основные элементы разбивочных работ
- •§ 115. Разбивка основных точек сооружений
- •§ 117. Передача осей и отметок по вертикали
- •§ 118. Разбивки при устройстве сборных фундаментов
- •§ 119. Геодезические разбивки при монтаже колонн
- •§ 120. Разбивочные работы при монтаже балок
- •§ 121. Особенности подготовки фундаментов под стальные колонны
- •§ 122. Разбивочные работы при монтаже технологического оборудования
- •§ 123. Исполнительные съемки
- •§ 124. Съемка инженерных подземных коммуникаций индукционными методами
- •§ 126. Виды и причины смещений и деформаций сооружений
- •§ 127. Цель и содержание работы по наблюдению за смещением и деформациями сооружений
- •§ 128. Наблюдения за осадками сооружений
- •§ 129. Наблюдение за креном сооружений
- •§ 130. Изучение деформаций сооружений
- •§ 131. Общие сведения. Элементарная теория гироскопа
- •§ 132. Суточное вращение Земли и определение «полезной составляющей» этого вращения
- •§ 134. Общие сведения
- •§ 135. Элементы теории подвесных мерных приборов
- •§ 137. Принципиальная схема светодальномера с синхронной демодуляцией светового потока
- •§ 141. Методы точных угловых измерений
- •§ 142. Особенности точных угловых измерений при инженерно-геодезических работах
- •§ 143. Общие сведения
- •§ 145. Рейки для точного нивелирования
- •§ 146. Источники ошибок и методика точного нивелирования
- •§ 147. Элементы теории геометрического нивелирования
- •§ 151. Специальные геодезические устройства и инструменты, применяемые при монтаже оборудования
- •§ 152. Специальные геодезические приборы, применяемые при наблюдениях за деформациями инженерных сооружений
- •§ 153. Лучевые геометрические приборы и их применение
- •§ 154. Лучевые интерференционные приборы и их применение
- •§ 155. Общие сведения. Масштабы топографических съемок для строительства ГЭС
- •§ 157. Геодезические работы при гидрологических изысканиях
- •§ 158. Назначение продольного профиля реки и его точность
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.