Еодезический контроль осадок термического цеха автозовода

Проекты размещения осадочных  марок составляют на схемах генплана (для малых объектов и наружным размещением марок); на схематических  крупномасштабных планах (1 : 100 – 1 : 500) и разрезах зданий, сооружений и оборудования (для крупных объектов с внутренним размещением марок).

Места закладки осадочных  марок на конструкциях здания также  показываются на схеме условными знаками. При назначении мест закладки марок необходимо учитывать следующие требования:

• места закладки марок необходимо проектировать на несущих

конструкциях (в каркасных зданиях – на несущих колоннах) на высоте, удобной для нивелирования, о чем дается сообщение в примечаниях к схеме;

• если фундаменты под колонны каркаса здания столбчатые

(отдельностоящие), то марки должны проектироваться на каждой несущей колонне;

• если фундаменты под колонны каркаса ленточные, то марки должны

 проектироваться с  установкой на колоннах по  углам здания, по обе стороны

 осадочных швов, и через  одну колонну; 

• если фундаменты плитные, то марки должны проектироваться с

установкой по углам здания или сооружения, на конструкциях по обе стороны осадочных швов, не менее чем через 12 м по контуру  при шаге колонн 6 и 12 м, не менее чем  через 10 – 14 м по контуру бескаркасных зданий и сооружений;

• на фундаментах оборудования или самом оборудовании, в

зависимости от конструктивных решений и контролируемых геометрических параметров;

• марки рекомендуется проектировать с фронтальной (передней)

стороны колонн цеха, что  создаст более благоприятные  условия при проектировании системы  нивелирных ходов.

 

5. Проектирование схемы нивелирования

 

Практика геодезических  работ показывает, что основным методом  измерения общих осадок и деформаций зданий и сооружений промышленных предприятий  является метод геометрического  нивелирования (примерно 95% объектов), а для технологического крупногабаритного  оборудования – методы геометрического  и гидростатического нивелирования, причем точность определения превышений может колебаться в широких пределах.

Учитывая, что основным методом  измерения осадок зданий и сооружений является метод геометрического  нивелирования, в курсовой работе предлагается осуществить проектирование схем нивелирования  данным методом.

Согласно [2, 3], нивелирование  следует проектируется по следующей схеме :

• построение локальной сети высотного обоснования – первая

ступень;

• построение локальных сетей и ходов для контроля деформаций

каждого здания или сооружения – вторая ступень;

• построение локальных сетей и ходов для контроля деформаций

оборудования различного вида, размещенного внутри зданий и  сооружений, – третья ступень;

• построение хода связи между ступенями.

Локальная сеть первой ступени  служит для контроля параметра «абсолютная» или «средняя» осадка здания и  оценки неподвижности исходных глубинных  реперов.

Ходы  первой ступени проектируют по глубинным реперам. Как правило, для отдельного здания проектируются ходы в виде замкнутого полигона или хода, а для группы зданий – в виде нескольких полигонов. На рисунке прил. 4 они показаны условной ходовой линией. Исходя из расстояния между реперами (расстояние определяется приближенным методом с использованием масштаба плана здания), рассчитывают число станций нивелирования в ходах между реперами по формуле м и подписывают над ходом.

Расчет количества станций:

         ;                              

(см. приложение 4)

Ходы  второй ступени служат для контроля параметров, определяющих деформацию взаимосвязанных конструкций здания, и одновременно необходимы в дальнейшем для контроля параметров «абсолютная» или «средняя» осадка здания. Поэтому ходы второй ступени прокладывают по маркам, установленным на конструкциях зданий и сооружений. Такие ходы являются локальными для каждого объекта и могут образовывать один полигон на небольших объектах или систему замкнутых полигонов и ходов на крупных объектах.

Ввиду множества марок  на крупных объектах, а также затруднения  нивелирования между марками  взаимосвязанных конструкций в  поперечном разрезе цеха из-за загруженности  его производственным оборудованием, ходы второй ступени разделяют на основные и вспомогательные.

Основные ходы проектируют  в виде системы полигонов по маркам колонн каркаса здания с выборочным включением марок и учетом конструктивных особенностей помещений. Как правило, эти ходы проектируют вдоль рядов  здания, при этом длины плеч при  нивелировании, в условиях возмущающих  воздействий от работающего оборудования цеха на нивелир, принимают не более 25 м. В начале и в конце каждого  цеха (в зонах свободных от оборудования) производится соединение продольных ходов  в единую систему полигонов объекта. При этом, если марки колонн обращены внутрь цеха, связь осуществляется через одну станцию нивелирования; если марки обращены вне цеха – связь проектируется через две станции нивелирования (через так называемую «x» точку).

Вспомогательные ходы прокладывают от марок основных ходов в виде висячих ходов с минимальным  числом станций (лучше одна станция). При этом точность измерения превышения в дальнейшем при расчетах принимают равной точности основного хода.

Третья ступень нивелирования по точности и схеме построения ориентируется на контроль геометрических параметров технологического оборудования, расположенного внутри зданий и сооружений.

Ходы третьей  ступени прокладывают по контрольным маркам, размещенным на самом оборудовании или его фундаменте. Они также представляют собой локальные системы ходов для каждого объекта. Схемы ходов третьей ступени зависят от конфигурации оборудования, условий измерений и образуют, как правило, один замкнутый ход на каждом контролируемом объекте. Для сложных и протяженных объектов могут проектироваться сложные системы ходов, аналогичные системам второй ступени.

Для сложных объектов (высотных плотин, турбоагрегатов и др.) и решения  задач по раздельному контролю ряда параметров ходы нивелирования могут  проектироваться и в виде нескольких уровней, как связанных, так и  не связанных между собой.

Ход связи между первой и второй, а также второй и третьей  ступенями служит для передачи отметок  от глубинных реперов на марки  здания и оборудования и, следовательно, необходим для контроля параметра  «абсолютная» или «средняя» осадка здания. Ход связи между ступенями  должен быть одним (а не несколько, как  в высотных сетях для съемочных  работ). Это обусловлено тем, что  из-за меньших величин допусков, как правило, во второй ступени, расчетная  точность измерений превышений намного  выше, чем в первой (тоже между  второй и третьей). Поэтому, если запроектировать  несколько ходов связей между  первой и второй ступенями (аналогично между второй и третьей), результаты точных измерений во второй ступени  могут быть существенно искажены при вынужденном совместном их уравнивании.

Также в ходе необходимо определить число станции нивелирования  по методике назначения числа станций  в первой ступени.

м

Вдоль корпуса:                                                         Поперек корпуса:

                                                            

 

6. Расчет точности нивелирования

 

Точность нивелирования  в каждой ступени, характеризуемую  средней квадратической погрешностью (СКП) измерения превышения на станции (), определяют расчетом [2, 3]. При расчете исходными данными служат: – предельные погрешности измерения параметров, рассчитанные по формуле (3); геометрические характеристики нивелирной сети, определяемые на основании составленного проекта.

Все расчеты в запроектированных  ступенях и ходах связи производят для наихудшего случая контроля параметра  по схеме ходов в ступенях.

При контроле параметра «абсолютная  осадка здания» таковым будет  случай определения осадки наиболее удаленной марки второй ступени  для объекта с наименьшим допуском относительно стабильного репера; а  для контроля параметра «абсолютная  осадка оборудования» таковым будет  случай определения осадки наиболее удаленной марки третьей ступени  для объекта с наименьшим допуском относительно стабильного репера. Если наиболее устойчивым в последующих  циклах окажется не первоначально принятый исходный репер, от которого осуществляется привязка ступеней общей схемы, а  репер более удаленный от него, то при расчете точности нивелирования  это необходимо учесть.

При написании последующих  формул расчета точности нивелирования  в ступенях принято во внимание следующее:

• схема и точность измерений в нивелирной сети постоянны во всех

 циклах измерений;

• допустимые СКП контролируемых геометрических параметров

(видов деформаций) находятся  в соответствии с правилом  «трех сигм» ();

• полные ошибки контролируемых геометрических параметров

складываются из неравных по величине составляющих, обусловленных  влиянием погрешностей каждой ступени.

Точность нивелирования  в первой ступени вычисляется  по формуле [3](см.приложение 5):

                                                                                         (9)

где – средняя квадратическая погрешность измерения превышения на одну станцию нивелирования в первой ступени;

        – предельная погрешность измерения параметра «абсолютная осадка здания», вычисляемая по формуле (3);

           – обратный вес отметки «слабого» пункта первой ступени схемы контроля, или для замкнутого нивелирного хода с числом станций N=2k₁

                                                                                        (10)

За окончательное значение берут наименьшее значение среди рассчитанных погрешностей для всех объектов контроля на данном предприятии. Выводы формул расчета точности нивелирования в других ступенях и по другим параметрам даются в работе [2].

Во избежание неясностей отметим, что приводимые формулы  и методика расчета точности характеризуют  именно изложенный подход, основными  признаками которого является наличие  ступенчатой схемы, каждая ступень  которой нацелена на определение  «своего» вида деформации. Точность измерений  превышений в ступенчатой схеме  с возрастанием ее номера не снижается, как это обычно в сетях государственного нивелирования, а возрастает. Это  связано с тем, что исходные допускаемые  величины деформаций объектов, служащие для расчета точности нивелирования  в ступенях, как правило, уменьшаются  по мере возрастания номера ступени.

Существуют и другие подходы  к проектированию нивелирных сетей  и расчету их точности.

Расчет точности нивелирования  в сетях второй ступени рекомендуется  выполнять в зависимости от вида контролируемой деформации объекта  по формулам (см. приложение 5):

1. для контроля геометрического параметра «относительная разность осадок» взаимосвязанных конструкций

                                                                            (11)

или

                                                                            (12)

где  – СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в сети второй ступени;

            =  – предельная погрешность определения относительной разности осадок взаимосвязанных конструкций объекта при активном контроле, рассчитываемая по формуле (3);

             – расстояние между взаимосвязанными конструкциями;

            – обратный вес измеряемого превышения между взаимосвязанными конструкциями в наиболее слабом месте сети;

             – число станций нивелирования между взаимосвязанными конструкциями в наиболее слабом месте по схеме ходов;

2. для контроля параметра «прогиб»

                                                                            (13)

или

                                                                            (14)

где – СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в сети второй ступени;

         =  – предельная погрешность определения прогиба конструкции при контроле, рассчитываемая по формуле (3);

         – обратный вес измеряемого превышения между контролируемыми точками по схеме ходов;

         – число станций в замкнутом одиночном ходе;

         L – расстояние между крайними точками;

3. для контроля параметра «приращение крена» или «наклона»

                                                                            (15)

или

                                                                            (16)

где   – СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в сети второй ступени;