Zhukov_B_N_Geodezichesky_kontrol_sooruzheny_2

mсред = (0,081 + 0,100) / 2 = 0,090 мм < 0,10 мм.

Выводы: средняя квадратическая ошибка измерения превышений не превысила допускаемой (0,10 мм) для данного класса нивелирования, следовательно, измерения выполнены качественно.

Оформление работы. Лабораторная работа должна быть оформлена как небольшой технический отчет, написанный на листах бумаги формата А-4 и брошюрована в единую папку. Содержание отчета должно соответствовать составу отчета. Все отчетные документы должны быть оформлены в соответствии с аналогичными примерами, приведенными в настоящем лабораторном практикуме.

3. КОНТРОЛЬ ОСАДОК ФУНДАМЕНТА ТУРБОАГРЕГАТА МЕТОДОМ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ

3.1. Необходимые приборы, оборудование, вычислительные средства

Лабораторное оборудование в виде стенных марок ……………………10шт Высокоточный гидростатический нивелир Мейссера.………...………..1 шт Микрокалькулятор………………………………………………………....1 шт

3.2.Содержание работы

1.Разработка проекта геодезического контроля осадок объекта с расчетом требуемой точности контроля геометрических параметров и точности измерения превышений.

2.Производство измерений превышений.

3.Обработка результатов измерений и оформление работы.

Состав отчета:

а) пояснительная записка с описанием содержания выполненной работы, включающая схему размещения геодезической контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) и проектную схему ходов, разработку процессов контроля, расчет требуемой точности контроля и измерений превышений;

б) журнал нивелирования; в) схема уравнивания результатов измерений по методу профессора В.В.

Попова; г) ведомость вычисления отметок;

д) оценка точности нивелирования; е) выводы по результатам работы.

3.3. Последовательность выполнения работы 3.3.1. Разработка проекта геодезического контроля

Исходные данные для составления проекта

Пусть, например, предстоит контролировать осадки и деформации конструкций типовой тепловой электростанции. Согласно экспликации зданий и сооружений, а также описаний конструктивных особенностей электростанции, одним из многих объектов, подлежащих геодезическому контролю, выбран турбоагрегат К-300-240, относящийся к основному оборудованию электростанции и расположенный внутри главного корпуса. Характеристика турбоагрегата и условия его эксплуатации приведены в табл.1.3.

Таблица 1.3. Параметры, точность и средства контроля

Продолжение табл. 1.3

Продолжение табл. 1.3

Рис. 3.1. Конструктивные решения турбоагрегата и его фундамента: 1 - нижняя фундаментная плита, 2 - стойки, 3 - ригели, 4 - ЦВД, 5 - ЦСД, 6 - ЦНД, 7 - генератор, 8 - возбудитель генератора, 9 - вал, 10 - конденсатор, - осадочные марки

Паровая турбина К-300-240 мощностью 300 тыс. кВт представляет собой трехцилиндровый (цилиндр высокого давления (ЦВД), тоже среднего (ЦСД), тоже низкого (ЦНД) давления) одновальный турбоагрегат (см. рис.3.1). Ротор турбины вращается со скоростью 3 000 об/мин. Турбина рассчитана для работы

паром закритических параметров с давлением 240 кгс/ см 2 при температуре 560оС. Расход пара на турбину составляет 890 т/ч. Охлаждение отработанного пара производится в поверхностном конденсаторе. Для этого в конденсатор подается 36 000 м3/ч охлажденной воды. На одном составном валу с турбиной работает турбогенератор с водородным охлаждением, а также возбудитель генератора.

Фундаменты под турбоагрегат представляют собой жесткую пространственную конструкцию, состоящую из монолитной нижней фундаментной плиты, толщиной около 3 м; и сборного ростверка, состоящего из стоек, продольных балок и поперечных ригелей с жестким соединением друг с другом.

По верху ригелей и балок фундамента выполняется монолитная плита, на которой устанавливаются рамы турбины и генератора.

Выбор параметров, методов и категории контроля, расчет точности контроля параметров

Согласно МУ 34-70-084-84 [26], а также СНиП 2.02.01-83 [38], у

представленного выше объекта должны контролироваться следующие параметры:

значением тех = Котн. = 0,001.

Согласно п.1.2.2. настоящих методических разработок для указанного типа технологического оборудования, контролируемых геометрических параметров, технико-экономических показателей объекта и условий его эксплуатации, назначены следующие методы контроля: по объемной характеристике – сплошной; по управляющему воздействию – активный; по временной характеристике - периодический (см. табл. 1.3).

Исходя из общих качественных свойств объекта, по табл. 1.1 назначаем категорию контроля - 2; а по табл. 1.2 и назначенной категории контроля выбираем значение коэффициента точности для пассивного контроля сп = 0.3

(см. табл.1.3).

Согласно п.1.2.3. производим расчет точности контроля параметров (например, относительной величиной прогиба нижней фундаментной плиты турбоагрегата за межремонтный период ).

Переходя к точности измерения величины прогиба в абсо-лютной мере, получим:

mf = mг(а) * L = 0,0000023 * 24000 мм = 0,055 мм . (3.4)

Расчет требуемой точности нивелирования Требуемая точность нивелирования характеризуется средней

квадратической ошибкой измерения превышения в ходах и сетях, проложенных по маркам, расположенным на конструкциях фундаментной плиты турбоагрегата. Правила проектирования таких сетей на промышленных предприятиях изложены в [8,9,13]. Для контроля параметра "относительный прогиб" проектная схема размещения марок и ходов представлена на рис.3.2 (схема привязана к условиям и оборудованию лаборатории 31).

Рис. 3.2. Схема нивелирных ходов по контролю параметра "относительный прогиб нижней фундаментной плиты турбоагрегата"

Для расчета требуемой точности нивелирования необходимо сначала, исходя из требуемой средней квадратической ошибки определения относительной точности прогиба mг(а), рассчитать требуемую точность определения стрелы прогиба (см. рис. 3.3); а затем, пользуясь запроектированной схемой ходов (см рис. 3.2), рассчитать точность измерения превышений в ходах.

Рис. 3.3. К определению стрелы прогиба фундаментной плиты:

SА, SВ, SО - осадки соответственно крайних и средней точек фундаментной плиты; f - стрела прогиба; L - длина плиты

Дифференцируя формулы (3.6) и перехода к ошибкам получим

где mh - средняя квадратическая ошибка определения превышения между

любой крайней и средней точками по продольной оси фундаментной плиты. Для определения точности нивелирования в ходах по маркам турбоагрегата

квадратическая ошибка измерения превышения на одну станцию нивелирования:

В данной формуле в числителе значение корня квадратного из двух взято вследствие того, что согласно схеме ходов (рис. 3.2) и схеме определения стрелы прогиба (рис. 3.3), превышение между средними и крайними марками (например, hOA(! ) ) получается из двух станций нивелирования; а в знаменателе -

вследствие того, что значение прогиба по оси фундаментной плиты находится по превышениям из двух ходов, проложенным по маркам с левой и правой сторонам фундаментной плиты.

Таким образом, требуемая точность измерения превышений в ходах нивелирования для контроля прогиба фундаментов турбоагрегатов составила 0,055 мм. Такая точность может быть достигнута переносными гидростатическими нивелирами или стационарными гидростатическими системами.

3.3.2. Производство измерений превышений

Гидростатическое нивелирование является одним из распространенных методов нивелирования при контроле установки в проектное положение и контроле осадок и деформаций прецизионных сооружений и технологического оборудования. Оно основано на использовании основных свойств жидкости и законов гидростатики:

1)поверхность жидкости всегда устанавливается перпендикулярно направлению силы тяжести в данной точке;

2)в сообщающихся сосудах свободная поверхность жидкости всегда находится на одинаковом уровне, независимо от массы жидкости и сечения сосудов (при нормальных условиях среды и исключая закон капиллярности).

Гидростатический нивелир представляет собой систему из двух сообщающихся сосудов, устанавливаемых на нивелируемые точки (марки). Превышения h (рис. 3.4) измеряют при прямом и обратном положении сосудов

[24].Если отсчетам по микрометренным винтам присваивать название "заднего" и "переднего", то согласно рис. 3.4, а) превышение между точками А и В составит:

h = (d1 - З1) - (d2 - П1),

где З1 и П1 - отсчеты по головкам заднего и переднего сосудов; d1 и d2 - расстояние от нуля шкалы до плоскости сосудов, или

Рис. 3.4. Измерение превышения гидростатическим нивелиром: а) - прямое положение сосудов; б) - обратное положение сосудов

Разность d1 - d2 является местом нуля (МО) прибора. Суммируя и вычитая выражения (3.9) и (3.10), находят

Конструктивные особенности гидростатических нивелиров зависят от предназначения прибора, требуемой точности и диапазона измерения превышений, условий измерений. Наибольшее распространение для измерения осадок и деформаций сооружений и технологического оборудования получили переносные гидростатические нивелиры конструкции немецкого ученого Мейссера, который и используется в лаборатории 31 кафедры инженерной геодезии и информационных систем.

Гидростатический нивелир Мейссера [25] состоит из двух гидростатических сосудов (головок). Сосуды (рис. 3.5) соединены шлангом. Измерение превышений заключается в следующем. Гидростатические сосуды с перекрытыми кранами 10 подвешиваются на реперные болты 4. Для этого оттягивается правый верхний фиксирующий винт и сосуд посадочным местом 3 (пятка прибора) устанавливается на реперный болт 4, после чего фиксирующий винт опускается. Нижняя часть сосуда охватывается хомутом 12 и юстировочными винтами 13, пузырек круглого уровня 2 приводится в нуль