Геодезический контроль инженерных объектов промышленных предприятий и гражданских комплексов

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.

В ходе связи также необходимо определить число станций нивелирования по методике назначения числа станций в первой ступени.

На схеме здания (см. прил. 4) все виды ходов обозначаются условными знаками.

Проект нивелирных ходов в виде двух ступеней студенту следует выполнить на плане здания (см. вариант задания и прил. 5), используя вышеперечисленные требования к их построению. Образец оформления плана здания с проектом принятых решений по размещению геодезической КИА и построению нивелирных ходов см. в прил. 4.

7.6 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 (7.3); геометрические характеристики нивелирной сети, определяемые на основании составленного проекта (см. рис. 7.3).

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]:

, (7.11)

где - средняя квадратическая погрешность измерения превышения на одну станцию нивелирования в первой ступени; - предельная погрешность измерения параметра «абсолютная осадка здания», вычисляемая по формуле (7.3); - обратный вес отметки «слабого» пункта первой ступени схемы контроля, или для замкнутого нивелирного хода с числом станций (в этом случае )

. (7.12)

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:

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

, (7.13)

или

, (7.14)

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 (7.3);

l - 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»

, (7.15)

или

, (7.16)

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

= - предельная погрешность определения прогиба конструкции при контроле, рассчитываемая по формуле (7.3);

- 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»

, (7.17)

или

, (7.18)

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

- предельная погрешность определения параметра «приращение крена» при активном контроле, рассчитываемая по формуле (7.3);

L - расстояние между контролируемыми точками;

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

- число станций нивелирования в ходе, соединяющем контролируемые точки.

Так как величины для каждого объекта будут индивидуальны, то появляется возможность применения индивидуальных для каждого объекта классов (разрядов) нивелирования, что приведет к стандартизации и существенному удешевлению нивелирных работ.

Точность нивелирования в ходах третьей ступени производят в зависимости от вида контролируемого параметра оборудования по тем же формулам (7.13 - 7.18), что и для второй ступени.

Точность нивелирования в ходах связи рекомендуется производить по формулам:

- для двухступенчатой схемы

, (7.19)

- для трехступенчатой схемы

, (7.20)

где - СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в ходе связи между первой и второй ступенями;

- СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования в ходе связи между второй и третьей ступенями;

- предельная погрешность измерения параметра «абсолютная осадка», установленная расчетом для первой ступени;

- СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования, установленная расчетом для второй ступени;

- СКП измерения превышения на одну станцию нивелирования, установленная расчетом для третьей ступени;

- число станций нивелирования от марки привязки второй ступени к первой до наиболее удаленной от нее марки второй ступени;

- число станций нивелирования от марки привязки третьей ступени ко второй до наиболее удаленной от нее марки третьей ступени;

- число станций нивелирования в ходе связи между первой и второй ступенями;

V - число станций нивелирования в ходе связи между второй и третьей ступенями;

- отношение СКП измерения превышений на станции нивелирования соответственно на третьей и второй ступенях.

Пример. Пусть требуется рассчитать точность измерения превышений в каждой ступени схемы нивелирования и ходе связи, изображенных на рисунке прил. 4. (Примечание. В данной курсовой работе проектирование ходов нивелирования по оборудованию (третья ступень) и расчет их точности не предусмотрены):

1. Согласно формуле (7.11) и пояснений к ней, схеме ходов, представленной на рисунке прил. 4; а также вычисленного выше значения предельной погрешности измерения параметра «максимальная осадка» здания (см. формулу (7.9)), будем иметь

(7.21)

В формуле (7.21) величина, обратная весу, находится по формуле

== = 1,85, (7.22)

где = n1,2 + n2,3 = 4 + 4 = 8 и = n1,3 = 6 - число станций между репером № 1, к которому привязана вторая ступень, и наиболее удаленным от него по схеме ходов репером № 3 (см. рисунок прил. 4).

2. Согласно формуле (7.14) и пояснений к ней; схемы ходов и проектных размеров между соседними рядами и пролетами колонн, представленными на рисунке прил. 4; а также вычисленного выше значения предельной погрешности измерения параметра «относительная разность осадок» (см. формулу (7.10)), будем иметь:

- вдоль здания

, (7.23)

- поперек здания

. (7.24)

В формулах (7.14, 7.23 и 7.24) приняты следующие значения (см. рисунок прил. 4 и расчет по формуле (7.10), а также графу 9 таблицы прил. 2):

(см. (7.10));

l прод. = 12 м (расстояние между осями колонн Главного корпуса);

l попер. = 21 м (наименьшее расстояние между рядами колонн здания);

прод. = 2 (согласно схеме ходов, число станций нивелирования, соединяющих две взаимосвязанные колонны ряда вдоль здания в худшем случае, например, колонны А2 - А3);

попереч.= 10 (согласно схеме ходов число станций нивелирования, соединяющих две взаимосвязанные колонны пролета цеха в худшем случае, например, колонны Б7б - В7б). За окончательную точность измерения превышений во второй ступени следует принять результат =0,37 мм.

3. Согласно формуле (7.19) и пояснений к ней, схеме ходов, представленной на рисунке прил. 4; а также вычисленного выше по формуле (7.9) значения предельной погрешности измерения параметра «максимальная осадка здания»; и окончательно принятых из расчетов по формулам (7.23) и (7.24) средних квадратических погрешностей измерения превышения на одну станцию в ходах нивелирования второй ступени; будем иметь

=

(7.25)

В формуле (7.25) приняты следующие значения (см. рисунок прил. 4 и графу 9 таблицы прил. 1):

= 9,1 мм - предельная погрешность измерения параметра «максимальная осадка» (см. расчет по формуле (7.9) и графу 9 таблицы прил. 1);

= 0,37 мм (окончательно принятая на основании расчета погрешность во второй ступени);

= 10 (число станций нивелирования от марки Г-1 (марки привязки второй ступени к первой) до наиболее удаленной от нее по схеме ходов марки А-13);

= 3 (число станций нивелирования в ходе связи между первой и второй ступенями).

Расчет точности нивелирования следует выполнить для двух ступеней и хода связи по примерам, приведенным выше. Результаты расчетов следует оформить на отдельном листе.

7.8 Проектирование методов обработки результатов измерений и документация контроля

Документация, отражающая результаты геодезического контроля осадок, может проектироваться в виде акта, заключения или технического отчета. Эта документация должна содержать материалы первичной и вторичной обработки информации по контролю осадок.

Как правило, при проектировании видов первичной документации по обработке результатов измерений осадок необходимо определить перечень обязательных отчетных документов, характеризующих полноту и качество самих геодезических измерений. Перечень таких документов подбирают в зависимости от категории объекта, проектируемых методов и средств измерений, наличия программного обеспечения вычислительных и оформительских работ у контролеров.

Типовой набор документов по обработке результатов измерений осадок включает:

- оформленные и проверенные полевые журналы или электронные носители первичной информации;

- результаты исследований нивелира и реек с актом метрологической аттестации;

- схемы размещения геодезической КИА со схемой нивелирования;

- материалы уравнивания нивелирования с оценкой точности результатов измерений и сравнительной характеристикой расчетной и фактически полученной точности;

- результаты оценки неподвижности исходных реперов;

- ведомость отметок и осадок марок.

При проектировании видов вторичной документации, отражающей результаты геодезического контроля, следует также учитывать как категорию объекта контроля, так и требования проектировщиков и эксплуатационников к качеству и содержанию материалов, отображающих реальную картину происходящих с сооружением и основанием процессов и явлений. Как правило, в проектах по контролю осадок объектов промышленных предприятий указывают следующие основные документы:

- ведомости или таблицы фактически полученных и допускаемых величин контролируемых геометрических параметров как отдельных конструкций, так и объектов в целом - средних осадок объектов, относительных разностей осадок рам, прогибов, наклонов и т. п.; по ним путем простого сравнения устанавливают степень соответствия полученных осадок и деформаций установленным нормам;

- графики развития осадок фундаментов конструкций объектов во времени, по которым судят о степени развития процесса деформации каждого контролируемого элемента объекта во времени;

- графики линий равных осадок фундаментов объектов, по которым наглядно определяют места воронок оседания частей сооружения и основания и тем самым уточняют места поиска причин возникновения осадок;

- развернутые графики осадок фундаментов объектов, на которых наглядно изображают деформации рам каркасов зданий, вследствие неравномерных осадок фундаментов;

- материалы прогнозирования деформаций по данным геодезических измерений (в случаях больших отклонений от проектных величин).

Документация, отражающая результаты геодезического контроля, заканчивается анализом осадок и деформаций объектов и выводами.

Некоторые важные образцы документации, отражающей результаты геодезического контроля, а также более обширные сведения по обработке результатов измерений и отчетной документации приведены в [1, 2, 3, 5, 8 и др.].

При проектировании методов обработки результатов измерений студенту следует на основании рекомендаций вышеперечисленных литературных источников дать перечень рекомендуемых методов обработки первичной и вторичной документации по контролю осадок здания.

7.9 Оформление работы

В результате выполнения задания студент в отдельной папке представляет следующие аккуратно оформленные материалы:

* титульный лист, оформленный в соответствии с прил. 6;

* реферат, оформленный по образцу прил. 7;

* индивидуальные исходные данные для проектирования;

* пояснительную записку с кратким описанием процессов проектирования и принятых проектных решений, состоящую из введения, глав (разделов) и заключения;

* список использованной литературы.

В конце работы в приложениях следует разместить следующие материалы проектирования:

* таблицу проектирования процессов ГК геометрических параметров по образцу прил. 1;

* проект размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры, совмещенный со схемой ходов и оформленный по образцу прил. 4;

* эскиз глубинного репера;

* эскиз осадочной марки;

* расчет точности измерения параметров и точности нивелирования, выполненных в соответствии с указаниями разделов 7.3 и 7.6.

Список литературы

1. Левчук Г.П., Новак В.Е., Конусов В.Г. Прикладная геодезия. - М. Недра, 1981. - 438 с.

2. Жуков Б.Н. Геодезический контроль сооружений и оборудования промышленных предприятий: Монография. - Новосибирск: СГГА, 2003. - 356 с.

3. Жуков Б.Н. Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации. - Новосибирск: СГГА, 2004. - 376 с.

4. Клюшин Е.Б., Михелев Д.Ш., Барков Д.П. и др. Практикум по прикладной геодезии: геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации инженерных сооружений. - М.: Недра, 1993. - 275 с.

5. Михелев Д.Ш., Рунов И.В., Голубцов А.И. Геодезические измерения при изучении деформаций крупных инженерных сооружений. - М.: Недра, 1977. - 184 с.

6. Пискунов М.Е. Методика геодезических наблюдений за деформациями сооружений. - М.: Недра, 1980. - 248 с.

7. Жарников В.Б., Жуков Б.Н. Проектирование технологий геодезического контроля осадок и деформаций инженерных комплексов: Учеб. пособие. - Новосибирск: НИИГАиК, 1989. - 74 с.

8. Брайт П.И. Геодезические методы измерения деформаций оснований сооружений. - М.: Наука, 1965. - 464 с.

9. Практикум по курсу прикладной геодезии / Н.Н. Лебедев, В.Е. Новак, Г.П. Левчук и др. - М.: Недра, 1977. - 384 с.

10. Справочное руководство по инженерно-геодезическим работам / Под ред. В.Д. Большакова, Г.П. Левчука. - М.: Недра, 1980. - 647 с.

11. Технические средства диагностирования: Справ. / В.В. Клюев, П.П. Пархоменко, В.С. Абрамчук и др.; Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Машиностроение, 1989. - 672 с.

12. Руководство по наблюдениям за деформациями оснований и фундаментов зданий и сооружений. - М. Стройиздат, 1981. - 60 с.

13. ГОСТ 24846-81. Грунты. Методы измерений деформаций оснований зданий и сооружений. - Введ. 01.01.82. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 26 с.

14. Руководство по натурным наблюдениям за деформациями гидротехнических сооружений и их оснований геодезическими методами. - М.: Энергия, 1980. - 200 с.

15. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. - Взамен СНиП II-15-74 и СН 485-75; Утв. 05.12.83. ГП ЦПП. - М.: Стройиздат, 1985. - 40 с.

16. СНиП 3.01.03-84. Геодезические работы в строительстве. - Утв. 04.02.85. ЦИТП Госстроя СССР. - М.: Стройиздат, 1985.

17. Ямбаев Х.К., Голыгин Н.Х. Геодезическое инструментоведение. Практикум: Учеб. пособие для вузов.- М.: «ЮКИС», 2005. - 312 с.: ил.

18. Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов. ГКИНП(ГИТА)-03-010-03.2004.

19. Карпик А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий: Монография. - Новосибирск: СГГА, 2004. - 260 с.

20. Технический контроль в машиностроении: Справочник проектировщика / Под ред. В.Н. Чупырина, А.Д. Никифорова. - М.: Машиностроение, 1987. - 512 с.

21. Генике А.А., Побединский Г.Г. Глобальная спутниковая система определения местоположения GPS и ее применение в геодезии. - М.: Картоцентр; Геодезиздат, 1999. - 272 с.

22. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС / Под ред. Харисова В.Н., Перова А.И., Болдина В.А. - 2-е изд.- М.: ИПРЖР, 1999. - 560 с.

23. Антонович К.М., Карпик А.П. Мониторинг объектов с применением GPS-технологий // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2004. - № 1. -С. 53 - 66.

24. GPS for geodesy. Teunissen P.J.G., Kleusberg A. (Eds.). - Berlin: Springer, 1998. - 650 p. - Англ.

25. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Collins J. Global Positioning System theory and practice. - Fifth, revised edition. - Wien, New-York: Springer-Verlag, 2001. - 382 p. - Англ.

26. Антонович К.М., Карпик А.П., Клепиков А.Н. Спутниковый мониторинг земной поверхности // Геодезия и картография. - 2004. - № 1. - С. 4 - 11.

27. Антонович К.М., Клепиков А.Н. Определение скорости движения станции «Новосибирск» по GPS-измерениям // Современные проблемы геодезии и оптики: Междунар. науч.-техн. конф., посвящ. 65-летию СГГА-НИИГАиК. - Новосибирск: СГГА, 1999. - С. 14 - 17.

28. Клепиков А.Н. Определение координат пунктов в системе ITRF 2000 // Сб.науч. тр. аспирантов и молодых учен. Сиб. гос. геодез. академии. - Новосибирск: СГГА, 2003. - С. 58 - 63.

Приложение

Проектирование процессов ГК осадок колонн каркаса здания(на примере дробильного корпуса ТЭС-2400 МВт)

Таблица. Назначение объектов, параметров и допусков на них,методов и категорий контроля, точность и средства измерений

Объекты и признаки контроля	Параметры контроля	Допустимая величина	Основные методы контроля	Категория контроля	Коэффициенты точности	Допускаемые погрешности измерений	СКО измерений	Рекомендуемые методы и средства измерений
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1. Дробильный корпус ТЭС-2400, серийное (типовое) здание вспомогательного производственного назначения, сборные железобетонные конструкции, испытывающие большие нагрузки внутренней среды.	1.1. Максимальная абсолютная осадка (СНиП 2.02.01-83), мм	80	Сплошной, активный, периодический	3	0,4	0,114	_	9,1	_	3,0	Геометрическое нивелирование по методикам, изложенным в [2, 3]
	1.2. Относительная разность осадок железобетонных рам (СНиП 2.02.01-83)	0,002	Сплошной, активный, периодический	3	0,4	0,114	_		_		Геометрическое нивелирование по методикам, изложенным в [2, 3]

Размещено на Allbest.ru