Zhukov_B_N_Geodezichesky_kontrol_sooruzheny_2

Таблица 6.3. Вычисление нестворностей. Обратный ход

Таблица 6.4. Вычисление средних отклонений и оценка точности результатов измерений

7.КОНТРОЛЬ КРЕНА ДЫМОВОЙ ТРУБЫ МЕТОДОМ ИЗМЕРЕНИЯ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ УГЛОВ

7.1. Необходимые приборы, оборудование, вычислительные средства

Лабораторное оборудование в виде макета дымовой трубы в масштабе 1:100……………………………………...................1 шт

Теодолит Т5 или ему равноточные…………………………......1 шт Рулетка 3 класса………………………………………...….........1 шт Неподвижная визирная марка………………………………......1 шт Микрокалькулятор……………………………………………....1 шт Линейка, карандаш, бумага, транспортир

7.2. Содержание работы

1. Разработка проекта геодезического контроля крена объекта с расчетом требуемой точности контроля параметра и точности измерения горизонтальных углов.

2.Производство измерений горизонтальных углов и базиса.

3.Обработка результатов измерений и оформление работы.

Состав отчета:

а) пояснительная записка с описанием содержания выполненной работы,

включающая разработку процессов контроля; расчет требуемой точности контроля; схему размещения геодезической КИА, совмещенную со схемой измерения углов и линий; расчет точности измерений углов;

б) журнал измерения углов; в) ведомость вычисления расстояний от опорных пунктов до центра

трубы; г) ведомость вычисления частных кренов;

д) графики кренов; е) ведомость показателей крена; ж) выводы по работе.

7.3. Последовательность выполнения работы 7.3.1. Разработка проекта геодезического контроля

Исходные данные для составления проекта

Пусть, например, предстоит контролировать осадки и деформации объектов типовой тепловой электростанции. Согласно экспликации зданий и сооружений, а также описаний конструктивных особенностей электростанции, одним из многих объектов, подлежащих геодезическому контролю, является высокая дымовая труба, относящаяся к сооружениям вспомогательного производственного назначения [22]. Конструктивные решения типовой дымовой трубы высотой 250 м типовой ТЭС-2400 Мвт приведены на рис. 7.1. Характеристика дымовой трубы и условия ее эксплуатации приведены в табл.1.3.

Рис.7.1. Конструктивные особенности и схема измерения крена дымовой трубы:

1 - ствол трубы, 2 - светофорная площадка, 3 - газоход, 4 - стойка газохода, 5 - фундамент трубы, - точки стояния теодолита

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

Согласно СНиП 2.02.01-83 [38], у представленного выше объекта должны контролироваться следующие параметры:

при Н = 250 м в линейной мере δэ = qабс = 500мм.

Однако, учитывая, что дымовая труба является одновременно и гибким сооружением (отношение диаметра к длине более 10), целесообразно также измерение крена по частям с разбивкой трубы на три части, как это показано на рис. 7.1. В этом случае, согласно СНиП 2.02.01-83 допускаемая величина при наименьшем значении интервала H = 70м в относительной мере составит δтех = δэ( инт ) = 0,002, а в абсолютной мере qабс = 140 мм.

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

Исходя из общих качественных свойств объекта, по табл. 1.1 назначаем категорию контроля - 3; а по табл. 1.2 и назначенной категории контроля выбираем значение коэффициента точности для пассивного контроля сп = 0.4

(см. табл. 1.3).

Согласно п. 1.2.3. производим расчет точности контроля параметров (например, крена общего и по частям).

Выбор методов и средств измерений, их описание

Для измерения крена высоких сооружений применяют следующие методы [9, 23, 35, 42 и др.]: координат, направлений (горизонтальных углов), малых углов, вертикального проектирования, зенитных расстояний, стереофотограмметрический и др. Однако не все из них подходят для определения крена высоких дымовых труб ТЭС. Методы координат и стереофотограмметрический требуют создания специальной точной геодезической основы, что делает их громоздкими и дорогостоящими; при методе зенитных расстояний возникают трудности в идентификации точек визирования, расположенных на различных сечениях сооружения; метод вертикального проектирования не всегда приемлем из-за особенностей геометрической формы сооружения и невозможности доступа внутрь трубы в процессе ее работы.

На основании результатов расчета требуемой точности контроля, проектных размеров дымовой трубы, условий контроля, а также условий эксплуатации, наиболее рациональным методом измерения крена таких труб является метод измерения горизонтальных углов теодолитом с постоянных точек [9, 11, 35]. Такой метод позволяет контролировать как крен всего сооружения, так и его частей (интервалов) без закладки специальных марок на стволе трубы и очень низкой точности измерения базиса (порядка 1:100) [11].

Составление схемы измерений крена и расчет требуемой точности измерения горизонтальных углов

Работу выполняют на макете дымовой трубы, построенном в лаборатории 31 кафедры ИГиИС в масштабе 1:100. Для проектирования схемы измерений выбирают две, примерно перпендикулярные к центру трубы, стороны ОА и ОВ (рис. 7.1). На сторонах намечают постоянные точки А и В, расположенные на удалении 1,5 – 3,0 высоты макета (для последующей индитификации всех измерений точки А и В в лаборатории закреплены знаками с гнездовыми центрами). Для предвычисления точности измерения горизонтальных углов с точностью порядка 1:100 измеряют расстояния от центра трубы до точек постановки приборов. Крен дымовой трубы проектируют определять по ярусам, разделенными сечениями примерно через 1/3 трубы (см. рис. 7.1). Сечения в натуре обычно идентифицируются светофорными площадками, а на макете задаются преподавателем специальными метками или вертикальными углами со съемочных точек. В заданных сечениях для наблюдений с каждой точки постановки теодолита на левой образующей трубы намечают точки 1л, …iл (рис. 7.1). В качестве наблюдаемых точек берут пересечения образующей ствола

5.Вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наблюдатель снова наводит биссектор зрительной трубы на начальное направление и про-изводит действия, указанные в п. 1.

6.Выполняют действия по пп. 1-5 при КП теодолита, при этом вращение алидады осуществляют против хода часовой стрелки, а запись осуществляют снизу вверх.

Контроль измерений:

расхождение между результатами наблюдений на начальное направление в начале и в конце полуприема – 0,2’;

колебание значения направлений, приведенных к общему нулю, в отдельных приемах – 0,2’.

Необходимость взятия отсчетов по уровню горизонтального круга связана со значительными вертикальными углами наклона визирных лучей на наблюдаемые сечения сооружения, поэтому в процессе измерений необходимо определять наклон вертикальной оси вращения прибора, а затем в измеренные значения каждого из направлений вводить поправку за невертикальность оси вращения прибора.

Для введения поправок за невертикальность оси вращения теодолита с точек А и В измеряют с небольшой точностью вертикальные углы на все сечения и результаты измерений записывают в графу 6 журнала измерений (см.

табл. 7.1).

7.3.3. Обработка результатов измерений

Обработка результатов измерений включает: обработку журнала наблюдений;

вычисление горизонтальных проложений расстояний от теодолита до центра трубы;

вычисление частных кренов; составление графиков кренов;

анализ показателей кренов и выводы по техническому состоянию

трубы.

Обработка журнала наблюдений выполняется в самом журнале (см.

табл.7.1).

Сначала вычисляют средние значения отсчетов направлений по формуле

и записывают их в графу 7 журнала. Затем вычисляют поправки в направления, вызванные наклоном инструмента. Эти поправки вычисляются по формуле

Наклон i для уровней без подписей делений вычисляют по формуле

первом полуприеме; л2 и п2 - то же во втором полуприеме.

Результаты расчетов поправок записывают в графы 8 - 10 журнала измерений (см. табл. 7.1), а исправленные направления – в графу 12. В этой же графе вверху записывают средние значения начального направления, полученные из начального и конечного значения. В графе 13 записывают направления, приведенные к нулю, а в графе 14 – углы на центры сечений, вычисляемые как средние значения между приведенными к нулю направлениями на левую и правую образующие сечения. В графе 15 вычисляют величины малых углов φ , под которым виден частный крен трубы.

Вычисление расстояний от опорных пунктов до центра трубы

Пример вычислений приведен в таблице 7.2.

Вычисление частных кренов qA и qB , каждый из которых представляет

собой смещение (в горизонтальной плоскости) центра верхнего i –го сечения относительно центра нижнего сечения в направлении, перпендикулярном соответственно направлениям ОА и ОВ (рис. 7.3), производится по формулам

где φ - горизонтальные углы между направлениями на центры верхнего и

нижнего сечений в пунктах А и В, выбираемые из графы 15 журнала наблюдений (см. табл.7.1).

Пример вычисления частных кренов приведен в табл. 7.3.

Определение величины и направления полного крена Q и его составляющих по осям х и у производят графическим способом (см. рис.7.3, а) в масштабах, позволяющих с необходимой точностью и достаточной наглядностью производить измерение углов и линий (для макета дымовой трубы оптимальным является масштаб 10 : 1). Для этого, на листе бумаги (лучше миллиметровки) с точки О0, принятой за центр нижнего сечения трубы, проводят оси х и у. Из точки О0 от оси у с помощью транспортира откладывают углы αср и γср и прочерчивают направления на точки А и В. Перпендикулярно

названным направлениям из точки О0 в масштабе 10 : 1 откладывают векторы qA и qB , взятые из таблицы 7.3 для соответствующего сечения. Если частный

крен имеет знак (+), то вектор откладывается вправо от направления с точки стояния теодолита на центр трубы; если знак (-), то вектор откладывается влево

от указанного направления. Затем через концы векторов qA и qB проводят

линии, параллельные направлениям ОА и ОВ. Точка пересечения этих линий определит положение конца вектора полного крена Qi сечения, а проекции его на оси х и у дадут значения Qх и Qу. Величины векторов измеряют линейкой, а направления – транспортиром. Результаты измерений заносят в подрисуночные надписи (см. рис. 7.3).

Векторный график развития крена по сечениям (см. рис. 7.3, б) строится по результатам графиков кренов по сечениям. Для этого из точки О0 строятся векторы всех сечений, взятых с графиков рис. 7.3,а (на рисунке они обозначены пунктирными линиями). Концы векторов (точки О0,90, О1,80, О2,50 будут являться центрами сечений трубы на указанных горизонтах. Соединив смежные точки этих центров сечений векторами Qi,i+1, получим векторный график развития

крена. Величины векторов измеряют линейкой и результаты измерений записывают под рисунком.

Ведомость показателей крена составляется по образцу таблицы 7.4 на основании полученных по графикам величин и направлений смещений, а также на основании допустимых значений крена, регламентированных нормативным документом. При этом значения размеров трубы (графы 1, 2 и 6) берутся со схемы измерения крена (см. рис. 7.1); величины и направления кренов (графы 3, 4 и 7) – с графиков (см. рис. 7.3); допустимые величины крена вычисляются по формулам, приведенным в таблице 7.4.

Выводы о техническом состоянии трубы по параметру “крен” формулируются на основании ведомости показателей крена и являются основной заключительной частью, объясняющей цель проделанной работы. Они должны быть кратки и по существу дела.

Оформление работы. Лабораторная работа должна быть оформлена как небольшой технический отчет, написанный на листах бумаги формата А-4 и брошюрованный 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 (см. табл. 7.4).