22.5. Способи установки й вивірки конструкцій й устаткування по вертикалі
Установку конструкцій й устаткування у вертикальне положення роблять різними способами залежно від необхідної точності: за допомогою схилу; проектуванням похилим променем; використовуючи оптичну вертикаль, бічне нівелювання й автоколімацію.
Спосіб схилів застосовується в основному для попередньої установки й при роботах порівняно невисокої точності. Звичайно використовують важкі схили, занурені в рідину (у воду або в масло) для зменшення їхніх коливань. Помилка цього способу характеризується величиною 0,001h, де h- висота конструкції.
Для автоматизації й підвищення точності вимірів використовують електронний центрир, у якому вертикаль задається сталевою струною, а відхилення від її вивіряємої конструкції виміряється за допомогою індуктивного датчика, жорстко пов'язаного із цією конструкцією.
Спосіб проектування похилим променем застосовують при улаштуванні будівельних конструкцій. Виконують його за допомогою теодоліта. Розглянемо його на прикладі найпоширенішого випадку вертикальної установки колон будинку. Нехай колону установлену в проектне положення в нижньому перетині (см. рис 20.21), необхідно встановити по вертикалі. Перед установкою колони виконана її розмітка, що визначає положення геометричної осі. По напрямку, перпендикулярному однієї із плоскостей колони, установлюють і нівелюють теодоліт. Вертикальний штрих сітки ниток теодоліта сполучають із рискою у нижньому перетині колони. Трубу теодоліта піднімають до рівня верхньої мітки. Нахиляючи колону, домагаються сполучення верхньої риски з вертикальним штрихом сітки. Сполучення верхньої й нижньої міток із цим штрихом свідчить про вертикальність колони. Аналогічні дії виконують по іншому напрямку, перпендикулярному першому.
До числа основних джерел помилок способу можна віднести нахил вертикальної осі обертання теодоліта; вплив помилки візування й нестворність установки теодоліта.
Нахил вертикальної осі обертання теодоліта - найбільш істотне джерело помилок, не усуваєме візуванням при двох положеннях вертикального кола. У лінійній мірі помилка за нахил m, визначається з вираження
(22.16)
де — ціна розподілу рівня на алідаді горизонтальне колу теодоліта;
h— висота конструкції. Прийнявши h=10 м, = 20", для теодоліта 2Т2 одержимо m=0,5 мм, що для монтажу будівельних конструкцій цілком припустимо. Однак ця помилка зростає зі збільшенням висоти.
Помилка візування підраховується так само, як й у створних побудовах.
Вплив нестворності установки теодоліта залежить від плану розташування осьових міток. Якщо вони перебувають на одній вертикалі, то нестворність установки теодоліта не має істотного значення. У противному випадку припустима нестворність ∆H установки теодоліта, що залежить від розбіжності проекцій верхніх і нижньої осьових міток r і відстані S від теодоліта до конструкції, може бути обчислена за формулою
(22.17)
де ∆r, - припустима величина помилки не вертикальності конструкції. Прийнявши ∆r=1 мм, S=20 м и r=50 мм, одержимо ∆H =0,4 м. Отримана величина вказує на необхідність досить точної установки теодоліта в створі.
Спосіб оптичної вертикалі передбачає застосування різного роду оптичних приладів, що проектують, з рівнем або компенсатором.
Основними помилками способу оптичної вертикалі є: центрування приладу над вихідним пунктом; приведення лінії візування у вертикальне положення; візування на марку або відліку по штрихах палетки; фіксування точки; вплив зовнішніх умов.
З досвіду встановлено, що інструментальна точність приладів вертикального проектування з компенсатором характеризується середньої квадратичною помилкою 0,5...1мм на 100м висоти.
Спосіб бічного нівелювання для розмітки колон був описаний раніше (см. § 16.7). Для установки колони по вертикалі рейка встановлюється ще й у верхньому перетині (см. Рис. 16.7). Колону можна вважати встановленої по вертикалі у випадку збігу відліків по рейках у нижньому й верхньому перетинах. Очевидно, що для установки колони в напрямку, перпендикулярному створу осі АВ, необхідно переставити теодоліти на 90° і виконати аналогічні дії.
Точність установки колони по вертикалі способом бічного нівелювання буде в основному залежати від помилки не перпендикулярності рейки до напрямку візування теодолітом, помилки відліку по рейці й помилки за нахил вертикальної осі теодоліта.
Перша з помилок може бути підрахована за формулою
(22.18)
де l — відлік по рейці; υ — кут відхилення рейки від перпендикулярного напрямку. Прийнявши l= = 1500 мм й υ =2°, одержимо mн=0,8 мм.
Помилку відліку по рейці можна обчислити за формулою
(22.19)
де t- ціна розподілу рейки, S - відстань від теодоліта до рейки, м. При t = 10 мм, S=50 м і Г=25х будемо мати mо=0,7 мм.
Рис. 22.9. Схема установки конструкції по вертикалі автоколімаційним способом
Помилка за нахил вертикальної осі теодоліта підраховується за формулою (22.16). Прийнявши h=10 м и = 20", одержимо m=0,5 мм.
Для наведених даних сумарна помилка вертикальної установки колони в одному напрямку буде дорівнює
У способі автоколімації до встановлюваного у вертикальне положення конструкції 1 кріпиться добре шліфоване плоске дзеркало 2 (рис. 22.9). На деякій відстані від дзеркала встановлюють і приводять у горизонтальне положення нівелір 3, постачений автоколімаційним окуляром. Вивіряєму конструкцію разом із дзеркалом нахиляють доти, поки в поле зору труби нівеліра не збіжаться пряме й відбите від дзеркала зображення світлового горизонтального індексу.
Для виключення помилки за непаралельність площини дзеркала вивіряємої площини конструкції дзеркало повертають на 180° так, щоб його опорні поверхні помінялися місцями. Після цього вивірку вертикальності повторюють знову.