4. Наблюдения за креном сооружений

Крен сооружения (дымовой трубы, колонны, опоры и т.п.) в основном определяют проектированием при помощи теодолита верхней точки оси на уровень нижней точки с последующим измерением линейной величины крена между ними. Определяют при двух взаимно перпендикулярных направлений, рис.11.5, а.

Рис.11.5. Определение крена сооружения

а – схема измерений; б – определение высоты сооружения

В точке 1 на расстоянии примерно полуторной высоты предмета устанавливают теодолит. Наводят вертикальную нить сетки на верхнюю точку оси и проектируют ее вниз. Миллиметровой линейкой измеряют l₁. Измерение повторяют при другом положении круга. Если расхождение не превышает двойной ширины биссектора, вычисляют среднее значение. Аналогично определяют составляющую крена l₂ со станции 2. Линейная величина крена будет равна:

l= l₁² + l₂² . (11.8)

По направлениям l₁ и l₂ можно определить направление общего крена, например, относительно продольной оси ряда колонн или для отдельных сооружений (дымовых труб, башен и т. п.) румб относительно меридиана .

Строительные нормы преимущественно нормируют относительную величину крена = l / H, где Н – высота предмета. Например, допустимый относительный крен колонны, дымовой трубы высотой Н до 100 м = 1/500. Если Н неизвестно, то ее определяют тригонометрическим нивелированием, рис.11.5, б. Измеряют углы наклона при наведении на верхнюю и нижнюю точки предмета. Выполняется одновременно с проектированием верхней точки вниз. Расстояние d от теодолита до предмета определяется приближенно по нитяному дальномеру. Высота Н будет равна:

Н = d (tg_в - tg_н ). (11.9)

Формула (11.9) является общей для углов наклона на нижнюю точку как положительных, так и отрицательных.

При небольших размерах поперечного сечения (колонны, столбы, углы зданий) ось симметрии вверху намечается на глаз в поле зрения трубы. Внизу – делением поперечного сечения пополам. При больших размерах поперечных сечений (дымовые трубы, водонапорные и силосные башни, металлические опоры высоковольтных линий и т.п.) ось симметрии определяется как полу сумма отсчетов по горизонтальному кругу при визировании на левые и правые наружные грани, рис.11.6.

Устанавливают теодолит в точке 1 на расстоянии S₁ от оси сооружения ( в пределах полуторной высоты сооружения для удобства наведения на верхние точки и взятия отсчетов по лимбу). Наводят вертикальную нить сетки на левую нижнюю грань и берут отсчет по горизонтальному кругу н_л . Не меняя трубу по высоте, наводят на правую грань и берут отсчет н_п. Вычисляют средний отсчет н_о = ( н_л + н_п ) / 2 . Аналогично визируют на верхние левую и правую грани и берут отсчеты в_л и в_п , по которым вычисляют средний отсчет в_о = (в_л + в_п ) / 2. l₁ , составляющую линейную величину крена, вычисляют по формуле:

l₁ = S₁  /  , (11.9)

где  = в_о - н_о ,  = 206265. Определяют l₁ два раза, при КЛ и КП, и за окончательный результат берут среднее.

Определяют l₂ – вторую составляющую крена – с направления, перпендикулярного первому. По формуле (11.8) вычисляют общую линейную величину крена. По значениям l₁ и l₂ , их знаками и направлению ст.1 – предмет, определенному по буссоли, можно вычислить румб направления крена.

При определении крена дымовых труб возникают случаи, когда нет подхода к основанию трубы или закрывают видимость на основание трубы строения, конструкции и т.п. В этих случаях визируют на отчетливо видимые нижнее и верхнее сечения и одновременно берут отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам.

Рис.11.6. Схема определения крена дымовых труб

По формуле (11.9) вычисляют превышения h между сечениями. Причем со второй станции могут быть выбраны другие сечения при другом значении h . Линейные элементы крена редуцируют на высоту Н сооружения, взятую из паспорта данного сооружения, по формулам:

l₁ = l₁ H / h₁ , l₂ = l₂ H / h₂ . (11.10)

По данным l₁ и l₂ вычисляют линейную величину крена (11.8) и сравнивают с допустимыми строительными нормами значениями.

Если есть подход к основанию сооружения и небольшие расстояния от теодолита до него, то можно поступить следующим образом. Вычислить средний отсчет н_о , вращением алидады устанавливают его на лимбе. На фундаменте отмечают карандашом центр сетки нитей. Таким же образом поступают и с верхней точкой. Установив на лимбе отсчет в_о , наклоняют трубу вниз и на уровне риски н_о отмечают карандашом центр сетки нитей. На рис.11.6 эти положения отмечены точками на вешней поверхности трубы. Миллиметровой линейкой непосредственно измеряют l₁ . Измерения выполняют при КЛ и КП. Аналогично измеряют l₂ с другой станции.

При невозможности выполнить измерения с двух взаимно перпендикулярных направлений можно применить способ угловых засечек, рис.11.7.

Устанавливают опорные пункты А , В, С вокруг сооружения. Длины линий измеряют светодальномером, углы - теодолитом Т2. Вычисляют координаты пунктов в произвольной системе координат, например, точки А. С пунктов измеряют углы при КЛ и КП на точки оси сооружения, н_о и в_о , в нижнем и верхнем сечениях. Как и в предыдущем случае, наводят на левые и правые грани и вычисляют средние значения. Вычисляют расстояния от пунктов до точек н_о и в_о как при определении неприступных расстояний. По расстояниям и углам вычисляют координаты точек н_о и в_о дважды, от опорных линий АВ и АС. Вычисляют приращения координат х = Х_Во – Х_Но, у = У_Во – У_Но, которые являются составляющими линейной величины крена формулы (11.8).

Рис.11.7. Схема определения крена способом угловых засечек

При больших высотах дымовых труб определяют линейные величины кренов в нескольких сечениях, в основном на уровнях смотровых площадок. По кренам в разных сечениях строят график оси сооружения.

Определение кренов наклонным проектированием лучше выполнять теодолитом Т2. При этом следует обратить внимание на тщательную юстировку уровня. При невыполнении условия перпендикулярности оси уровня к оси вращения прибора возможны грубые ошибки.