Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Геодезические разбивочные работы

..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11 Mб
Скачать

+ ^ s 2 ) . Очевидно, £ 0 ^ 0 , 7 1

- | , где А = 3 + 2п

Dß

 

Практически значения Ds, —f и Dh

задаются в зависимости от при­

нятого метода строительно-монтажных работ и известной точности изготовления строительных конструкций, поэтому расчет размерной

цепи сводится к отысканию параметров DXo, DY„,

DHo и Р2

Их

считают исходными для расчета последующей

размерной

цепи,

1

2.

3

4

7

в-

5

В

 

 

 

 

Рис.

4

 

 

 

опирающейся на маяки-точки. Допустим, что

DXo

= DY,

= # я 0

=

 

D

2

Тогда~

D

c

 

 

2

)

+

Я, где Б

= reDs +

s

2

х

•-"ß- =D".

 

 

D.z (3 +ns

 

 

 

 

 

 

 

 

0,71/) — В

 

 

 

 

 

 

 

 

^

 

Аналогично выполняют расчет вертикальной размерной цепи.

Воспользовавшись

формулой

(1.32),

принимают

Z>B ^

D2.

Если

Dx,

= DY, -

Z>Ho

- Z>3,

то

Z>3 = 3D3

+ с,

где

с =

2гс-^2

Z ) V

+

+

R Z)s .

Очевидно,

Z ) 3

==£

- D I ~ C .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Это

предопределяет

 

О

 

 

точность

положения маяков-

 

необходимую

 

точек. Приведем пример расчета размерных цепей, связанный с рас­ четом допустимых стандартов положения маяков-точек (рис. 4).

Эти цепи опираются на маяки-точки А и ß. Последовательность стыкования конструкций показана соответствующей нумерацией

узлов (от 1 до 32). Примем, что s = 300

см, os

= ол = 0,5

см, aß

=

= 5', егѵ = 2' и

допустимый

стандарт

замыкания

конструкций

в

 

 

 

 

 

 

 

Ca

 

О-,

 

наиболее слабом

месте о

=

4 см. Очевидно, s

 

= 0,44, s —- =

= 0,18. Допустим, что о

х

А

= О г А

=

о н

А

ох

—OYB

 

 

 

 

 

 

 

=

s • Р

 

 

 

20

— онв = s р В = х. Воспользовавшись формулами (1.15) и (1.32), подсчитаем общие дисперсии для всех узлов (см. рис. 4):

 

= 4a:2 + 0,69

014 = 5a;2

+ 1,60

023 =

5a;2

+ 2,53

D2 = 5a?+ 1,29

016 = 5a;2

+ 1,91

024 = 5a;2+ 2,84

Ds

= 6x2 + l,88

016 -3a;2 + 0,31

025

= 7a;2

+ 3,41

 

= 7z2 + 2,48

017 = 3a;2 + 0,62

026

=

2 + 3,72

Db

= 4a;2 + 0,69

018 - 4a:2+ 1,81

027 = 7z2

+4,03

D6 = 5a:2

+ 1,29

D'1S = 6a:2

+ 2,60

028

 

5z2

+ 2,22

0, = 6a;2+ 1,88

019 = 6x2

+ 2,60

029

=

5z2 + 2,53

Ds = 3a;2 + 0,31

0 M = 8z2

+ 2,60

030 = 5a:2

+ 2,84

Da

= 3z*+ 0,62

020 = 8z2

+ 2,79

031

=

6a;3+ 3,53

D10

= 5a;8

+ 1,60

0 ; = 6a:2

+ 2,60

 

= 8x2 + 4,72

0 n = 5a:2+ 1,91

021 = 4a;2

+ 1,81

032 =

6a;2 + 3,53

D1S

= 7a;2

+ 2,79

0 « = 6a:2

4-2,60

D'„- 8 x 2

+ 4,72

D13

= 7a;2

+ 3,10

022 = 5a;2

+ 2,22

 

 

 

 

Дисперсия замыкания в узле 32 будет D = 0 3 2

+ 0 3 2

=

14а;2

+

+ 8,25, а по условию

задачи должно быть о =

l/l4a;2

+

8,25 sg;

=S! 4 см. Отсюда х ^ 0,75 см. Если же поставить условие, что о

 

<; 2,5 см, то указанное

на рис. 4 расположение

маяков является

неудовлетворительным. Определим маяки

в узлах 11 и 15. Тогда

дисперсии

в узлах размерных цепей найдем, приняв

 

 

 

В этом

случае

 

 

 

 

 

 

 

019 = 4а;2 + 0,69

025 = 5а:2

+1,60

031 = 4а;2 + 1,61

 

013 = 5а;2 + 1,29

026 = 5а:2 + 1,91

0зі = 6а:2 +

2,91

 

020 = 4а;2 + 0,69

027 = 5а;2

+2,22

032 = 6а;2 + 2,91

 

022 = За;2 + 0,31

028 = 3а;2

+ 0,31

0 И = 4а:2 + 1,61

 

023 = За;2 + 0,62

029 = За;2

+ 0,62

 

 

 

 

 

024 = За;2 + 0,91

030 = За;2

+ 0,92

 

 

 

 

 

Теперь дисперсия замыкания в узле 32 будет D = 0 3 2 +

0зг

=

— 10а;2 + 4,52. Соблюдая поставленное

условие, получим а

=

= j/lOz 2 + 4,52 « 3 2,5 или x ^ 0,42. Если же требования к точ­ ности монтажа строительных конструкций повышаются, то необхо­

димо

более густое

расположение

маяков. Например, для а =5 2 см

потребуется установка

маяка в

узле 13.

Вновь принимаем, что

G x „

= öy„ =

в н

=

s^jp =

x. Тогда

получим

о'ы

=

D 2 7

=

D30

= Зх2 +

0,92, D3l = D32

= Ах2 + 1,61 и 5 = 2DM

=

2 +

4 3,22. Соблюдая

поставленное

 

условие,

получим

а ^

У8хг

+

+ 3,22 ^ 2 см или x ^ 0,31 см. Приведенный пример показывает, что расчет размерных цепей является необходимым при составлении проекта разбивочных работ и предвычислении точности этих работ.

§3. Расчет необходимой точности разбивочных работ

Впредшествующем параграфе рассмотрены вопросы определения допустимой погрешности взаимного положения маяков в зависи­ мости от допустимой погрешности замыкания строительных конструк­ ций в процессе их монтажа. Установлено, что положение маяков находят относительно пунктов рабочей осевой геодезической основы, которая по способу своего построения является многоразрядной. Например, в пространственной геодезической сети вначале строят каркасную и рабочую базисную сеть на нуль-ярусе, а затем разви­ вают ярусные геодезические сети. В ряде случаев определенная последовательность соблюдается и при построении секционных сетей.

Если взаимное положение маяков на га-м ярусе должно быть найдено со стандартом ам, то это определяет необходимую точность измерений, связанных с отысканием положения маяков на таком ярусе относительно пунктов ярусной сетки. Примем, что стандарт приведенных измерений равен о и стандарт опорного пункта на га-м ярусе оп, тогда

ом = Уо%+о\

(1.33)

Точность положения опорного пункта на и-м ярусе относительно опорного пункта на (га 1)-м ярусе зависит от стандарта погреш­ ностей измерений ап „ и стандарта положения пункта на (га 1)-м ярусе, т. е. а„_іПродолжая аналогичные рассуждения, получим

оа=Ѵо\-і + а%і п, оѴі = ТА7*_2 + о-„_і, /і-і, • - ., <Уі = ѴоІ-гО\:1. (1.34)

Если учесть, что стандарт взаимного положения пунктов каркас­ ной базисной сети в наиболее слабом месте ее составляет ок и стан­ дарт измерений, связанных с определением рабочего пункта базис­ ной сети, равен о р , то

во^Ѵ^ + аТ.

(1-35)

22

 

Следовательно,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ol = ol + ol + al x

+ o2 > 2 + . . . + a», „ + o%.

 

(1.36)

=

Допустим, что о î . i

= о2,2 = ••• =<T/i, « =

к г а ,

ap

=

&2a и aK =

^3 a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда

 

 

aM = a / 1 + AÎ/Ï + AÎ + ^ .

 

 

 

(1.37)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например, для äx =

0,75,

к 2 = 0,50 и к 3

= 0,25 получим а м

=•- а У 1,31 +

0,56га. Если га =

10, то а м

2,6аОтсюда а = 0,4aMt

öi,i

=

a 2,2 =

••• ^0 ""- л =

О'Зом' Стр =

0,2ом ,

Ок =

0,1а

м .

Это сви­

детельствует о том, что разбивочные работы являются достаточно

точными. Для 0 М

=

10 мм получим a

=

4 мм, a і , і

=

о2

,2 — ••• =

—оп,п

=

3 мм, а р

=

2 мм и aK

— 1 м м -

Не всегда такую

высокую

точность

геодезических

измерений

можно

соблюсти

в

сложных

условиях строительной площадки. Поэтому стремятся уменьшить число разрядов геодезической основы и определять положение

пунктов данного яруса независимо

от положения пунктов

предше­

ствующего яруса.

Если принять,

что

 

о г к =

°г р = о г і.і = 0?2,2 =

. . . = о п , п = о,

 

то

о-м = а j/ra + 3.

(1.38)

 

Для Ом Юм м

и п — Ю найдем a ß*\-"м м - При независимости

во взаимном положении ярусных пункі Л, получим

 

 

a„ = 2a.

(1.39)

Для ранее указанных условий найдем о = 5 мм. Из сказанного следует, что производство геодезических разбивочных работ суще­ ственно зависит от способов и точности построения вертикальных направлений.

§ 4. Проектирование вертикальных направлений1

При создании пространственных геодезических сетей и решении различных разбивочных задач возникает необходимость построения вертикальных направлений. Для этого пользуются механическими способами, основанными на применении нитяного отвеса, и оптиче­ скими способами, основанными на применении зрительной трубы. В последнее время решаются вопросы построения вертикальных направлений с помощью лазерного луча. Во всех случаях построе­ ние ведется двумя путями: сквозного проектирования, когда створ­ ные точки определяют на вертикальном луче, пересекающем несколь­ ко ярусов здания или сооружения, и последовательного проектиро­ вания, находя продолжение вертикальной линии, построенной на некотором межъярусном участке.

23

Чаще всего применяется оптический способ проектирования вертикальных направлений. Произведем оценку точности определе­ ния ярусных пунктов или маяков этим способом. Допустим, что стандарт фиксации исходного пункта равен Оф, стандарт центриро­ вания прибора, например лотаппарата, при построении вертикаль­

ного направления

будет

а д ,

 

стандарт

приведения

визирного луча

в вертикальное

положение

составляет

о у ,

стандарт визирования

равен о в

и стандарт

фиксирования

определяемого

створного пункта

Оф. Тогда общий стандарт определения ярусного пункта или маяка

способом

сквозного

проектирования

будет

 

 

 

 

 

 

° = Ѵа% + ol + о\ + о% +

of.

(1.40)

Стандарты ау

и а в

зависят от длины визирного луча s. Если угло­

вые стандарты нивелирования прибора и визирования равны

соответственно

о у

и

oÊ,

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ffy =

S

j

H a

, =

s^ - ,

 

(1.41)

Для предварительного

расчета

примем,

что аф — о"ф — 0Ц =

О О

и Oy =

а'в = оеПолагая,

что межъярусные расстояния равны

s0,

стандарт

определения пункта

на тг-ярусе будет

 

 

 

 

 

 

 

о'п=УзоІ

+ 2зІп*^-.

(1.42)

В

случае s0

~

 

= а о

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а ; = 0 о / 2 л 2 +

3.

 

(1.43)

Прибегая к последовательному проектированию вертикальных направлений с длиной s0, найдем стандарты определения пунктов на 1, 2, . . ., п ярусах

 

а1 = ]/за2

0 + 24-^-;

 

 

 

Ог = У°1+2<У%

 

+ 28%1ё-'

'

{ 1 М )

ая

= Уа\.г

+ 2а\ + 28\

 

 

Отсюда

 

 

 

 

 

On = | / З а а 0 + (п -1) 2а20 + п • 2s\

 

=

=

]/"аі(2п +

 

l) + 2n.sl^-.

 

(1.45)

24

Вновь

полагая, что s0

~

= сг0, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оп = в0 ѴЫ + Ï.

 

 

 

(1.46)

Для сопоставления приведенных способов построения

вертикаль­

ных направлений

по

точности

найдем

отношение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = £L^tf™+f.'

 

 

 

 

(1.47)

Легко убедиться в том, что для п =

1 а'п=

о„, но в случае

2

последовательное проектирование становится более точным, чем

сквозное, т. е. о л

> о „ - Этот вывод основан на предположении равно-

то чности применяемых приборов и приспособлений в обоих способах

проектирования

вертикальных

направлений.

Если

принять,

что

\ Оф = ко0,

то

 

проектировании

 

 

 

 

 

 

 

при

сквозном

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о'п = о0 V2(n»+1) +Ä a ;

 

 

 

(1.48)

при

последовательном

проектировании

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

 

сг„ = а 0 1 / и ( ^ + 3) + 1,.

 

 

 

(1.49)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При Oy =

Ов И Л И Oy — ÜB приведенные способы становятся^ равно­

точными,

если

k=V2n

— l. Если

к<Ѵ2п — 1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то Ои >о„ - В случае

/с >>1/ 2п. 1 а'п

< о „ . Каждая из погрешно­

стей Oy и

Ов обусловлена

рядом обстоятельств. На

величину ау

главным образом оказывает влияние цена деления уровня т", а на

величину

Ов увеличение

зрительной

трубы

ѵх.

Для приближен­

ного расчета

примем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о; = 0,15т* и ов "=

 

 

 

(1.51)

Тогда при выборе прибора для проектирования

вертикальных

направлений

нужно

соблюсти

условие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,15т =

 

или

XV*

= 200.

 

 

(1.52)

Например, для х = 8" получим

ѵ = 25х . Практически исполь­

зуются

зрительные трубы с большим увеличением,

поэтому

cl <<

< О у .

Если принять, что 0 Ф = о-0, Оц =

ktfo

Oy =

к2а0,

о в =

&зО"0

и Оф = &4о0>

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

лри

сквозном

проектировании

 

 

 

 

 

 

 

 

о'п = ex«, Vi

+ к\ + ÄJ + и* (AÏ + Ц);

 

 

(1.53)

при

последовательном

проектировании

 

 

 

 

 

 

 

оп

= о-о Vi

+ п (к\ + к\ + к% + kl).

 

 

(1.54)

Для кх = &2

=

к3

= &4

= 1 придем к формулам (1.43)

и

(1.46),

я для

= к2

= к3

1 и кі ~ к — к формулам (1.48)

и

(1.49).

Если же принять, что кх

= к2 = 0,5, к3 = 0,25 и kt =

2, то

 

при

сквозном

проектировании

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о'п = о0 К0,31«2 + 5,25,

 

(1.55)

а

при последовательном

 

 

 

 

 

Тогда

 

 

оп

= а0Ѵі,56п

+ і.

(1.56)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У-У

4 , 5 6 w + 1

 

(1-57)

Приведенные способы

становятся равноточными, если п =

1 и

п

14.

Если 1 о

 

<14,

то on <ап,

а при п > 14

> а п -

Из

этих примеров видно, что выбор способа проектирования

вертикаль­

ных направлений должен быть основан на тщательном анализе погрешностей, действующих в процессе выполнения такого проек­ тирования.

§ 5. Расчет точности геодезических построений

При проектировании геодезической основы разбивочных работ и геодезических построений, связанных с определением маяков, расчет точности положения пунктов выполняют приближенным спо­ собом. Вначале находят возможные погрешности положения пунк­ тов в плане, а затем по высоте. Если какой-либо пункт определяют относительно другого полярным способом, то приращения коорди­

нат

будут

 

 

 

АХ = s cos a, AY = s sin а,

 

(1.58)

.где

s — длина стороны и а — дирекционный

 

угол.

 

Очевидно,

 

 

 

d АХ = cos а ds — s sin а - ^ - ,

 

(1.59)

 

d AY = sin a ds -f- s cos а

.

(1.60)

26

Переходя

к стандартам,

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

одх = ]/cos2 ao| + s2 sin2 a-^| ,

 

 

(1.61)

 

 

 

а д у = ] Д і п 2 а а Н

s2 cos2 a-H| .

 

 

(1.62)

Общий

стандарт. положения

пункта

составит

 

 

 

 

а = 1 / о Ь + а д у

= ] / о 1 + 8 2 - ^ .

 

 

(1.63)

Допустим, что геодезические измерения ведут с соблюдением

условия

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c r s = S - ^ ,

 

 

 

 

(1.64)

тогда

 

 

 

 

о = о,Ѵ2.

 

 

 

(1.65)

 

 

 

 

 

 

 

 

Если ограничиться учетом только случайных погрешностей изме­

рений, то

 

 

 

 

os

= oSoVk,

 

 

 

 

(1.66)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г де as0 — стандарт

измерения стороны, имеющей длину s0,

к =

s/s0.

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

o = a S . /2Ä .

 

 

 

(1.67)

Если стандарт единицы веса ц — eSoV~2>т 0 в е с

пункта,

стандарт

положения

которого равен

а,

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

(1-68)

С учетом

стандарта

о'

положения

исходного

пункта

получим

 

 

 

 

at=y^

+ o'\

 

 

 

 

(1.69)

Вес положения

пункта

составит

 

 

ѵ

 

 

 

 

 

 

 

 

Ц2

 

у2

 

 

 

(1.70)

 

 

 

 

 

4 , =

 

^

 

 

 

Обратный

вес

будет

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ ^

= = ^ 2

_ + . £ І =

= ±

+

4 - .

 

(1.71)

 

 

 

Л

 

 

И2

Р ^ Р

 

 

 

Если некоторый пункт определен относительно ряда других

пунктов с весами

р г ,

р 2 ,

. . . , / > „ ,

то вес положения его находится

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = І А .

 

 

 

 

(1-72)

27

Стандарт положения такого пункта будет

(1.73)

У р

Если значение о с задано, то

•ОсѴр. (1.74)

Определение весов положения пунктов геодезического построе­ ния может быть выполнено различными способами. Для линейноуглового построения, показанного на рис. 5, веса вычислены при­ менительно к способу последова­ тельных приближений по формуле (1.71). За исходный взят пункт 12.

Относительно его^ вычислены веса положения всех остальных пунк­ тов. Длины сторон s (округленные до целых метров) получены по проектным координатам пунктов сети. Отношение к и веса вычи­ слены при Sq = 20 м по формуле (1.68) (без учета погрешностей ис­ ходных пунктов). Предваритель­ ные значения весов положений

Рис. 5 определены по формуле (1.72) (табл. 1).

Необходимую точность измерений определяем по заданному зна­ чению Ос и минимальному весу пункта J9mln, используя формулу (1.74). При этом

или

 

 

 

 

 

 

 

 

(1.75)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<Ч = ас

 

= 0,71ос

 

 

 

 

(1.76)

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 1

Пункт

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Р

2,70

3,22

3,51

3,32

2,32

4,15

5,73

4,00

3,62

Пункт

10

и

13

и

 

15

16

17

18

Р

4,29

4,32

4,33

3,09

 

2,59

3,12

3,03

|2Т29|

Лп«п = 2,29

28

В рассмотренном примере ртіп = 2,29. Если принять, что ос = = 3 мм, то оs<> = 0,71-3 - 1/2,29 ^ 3,2 мм. Допустимые стандарты измерения максимальной и минимальной сторон вычисляем по фор­ муле (1.66). Для этих сторон к = 4,35 и 0,75. Поэтому as = 6,7 и 2,8 мм. Относительные погрешности будут 1 : 13 ООО и 1: 5400. Необ­ ходимую точность измерения горизонтальных направлений опреде­ лим по формуле (1.64).

" . = Р - ? - Р - 5 - 7 Г <"7>

Допустимый стандарт измерения горизонтальных направлений приобретает различное значение в зависимости от длины этих напра-

О" 1

влений. Очевидно, - ^ - = Для ктіп = 0,75 и ктіХ = 4,35 получим а а = 38" и 16". Отсюда о р = 53" и 22". Однако может быть введено условие

So^r = os,

(1.78)

Тогда

 

s ^ = b 0 ^ = = t o v

(1.79)

В этом случае

 

а = Ѵко\ + k*ol = а.. V к (1+ к).

(1.80)

Если стандарт единицы веса u. = aSo, то вес положения пункта, обладающего стандартом о, будет

В дальнейшем расчет выполняем по формулам (1.69) — (1.74). Вычисления весов способом последовательных приближений при

соблюдении

условия

(1.78) показали, что p m i n = 0,85. Для ранее

заданного

значения

с = 3 мм получим и. = os„ = ОсѴРтіп

=

= 3]/0,85 ~ 2,8 мм. Теперь допустимые стандарты измерения

мак­

симальной и минимальной сторон сети as = 2,4 и 5,9 мм будут при

к = 4,35 и к = 0,75.

 

 

о

1

Относительные погрешности

— =

g—— и

1 Tj,

°So

1

TT

 

 

 

 

 

 

 

1 0 0 ' . Кроме того, —р-^щ . Допустимый стандарт

измерения го­

ризонтальных

направлений будет

 

 

 

 

 

<т« = р - ^ - .

 

(1.82)

Для приведенных условий получим

aa = 28" и 0„ = aa 1/2^39".

29