2.7 Центры и знаки

На местности каждый пункт геодезической сети закрепляют заложенным в грунт центром, несущим металлическую марку с указанием точки, к которой, относятся координаты пункта. Над центром пункта сооружают геодезический знак требуемой высоты, несущий визирный цилиндр и имеющий столик для установки измерительных приборов, а также площадку для наблюдателя.

В геодезических сетях применяют знаки следующих типов: тур, пирамида (простая и со штативом), простой сигнал и сложный сигнал.

Простые пирамиды (рис. ,2.4, а) строят тогда , когда наблюдения по всем направлениям можно вести с тура или штатива. Площадку для наблюдателя крепят к столбам пирамиды, изолируя ее от штатива. Пирамиды строят как деревянные, так и металлические высотой 5—8 м. Ширина треугольного основания внешней пирамиды, сложного сигнала равна 1/4его высоты до площадки наблюдателя плюс 2 м. Если для обеспечения видимости на соседние пункты прибор требуется поднять над землей на 2—3 м, используют пирамиду с изолированным от нее штативом для установки приборов (рис. 2.4, б).

Туры (рис. 2.5) применяют на остроконечных вершинах гор, если видимость по всем направлениям открывается с Земли, а скальный грунт расположен на глубине не более 1,5 м (размеры на рисунках в см). Над туром устанавливают простую пирамиду с визирным цилиндром. Если построить пирамиду невозможно, то визирный цилиндр устанавливают непосредственно на тур.

Простой сигнал (рис.2.6) состоит из двух изолированных друг от друга пирамид: внешней,несущей визирный цилиндр и площадку для наблюдателя, и внутреннейсо столиком для установки приборов. Внутренняя пирамида имеет трехгранную форму, а внешняя – трехгранную или четырехгранную. Расстояние между основными столбами в основании внешней пирамиды принимают на 2 м больше высоты до площадки наблюдателя.Простые сигналы строят высотой до 10 м; они могуть быть деревянными и металлическими, постоянными и разбирающимися.Разбирающиеся знаки применяют в районах с благоприятными условиями для переездов на автотранспорте. Нередко внутренняя пирамида постоянная на пункте,а внешняя разбирающейся, которую перевозят с пункта на пункт.

Сложный сигнал(рис.2.7) по конструкции отличается от простого тем, что внутренняя пирамида, несущая столик для установки приборов, опирается не на землю, а на основные столбы сигнала (на 6 м ниже площадки для наблюдателя). Промежуточные столбы знака улучшают качество постройки сигнала. Сложные сигналы строят высотой от 11 до 40 м. Они имеют трехгранную конструкцию, их собирают на земле (в горизонтальном положении), а затем устанавливают вертикально в полностью завершенном виде. В этом случае не возникает необходимости в выполнении опасных верхолазных работ, а также повышается производительность   труда   при постройке   знаков.

Рис. 2.4 Простая   пирамида    (а)    и пирамида со штативом  (б)

Рис. 2.5 Тур на геодезическом пункте

Геодезические сигналы (простые и сложные) должны способствовать достижению высокой точности измерений и обеспечивать безопасное ведение работ. Геодезический сигнал должен быть прочным, устойчивым и жестким.

Под прочностью сигнала понимают его способность сопротивляться действующим на него постоянным (масса деталей сигнала) и временным нагрузкам (напор ветра, масса приборов и людей, находящихся на сигнале, и т. п.), под воздействием которых могут деформироваться отдельные детали и узлы сигнала. Сигнал считается прочным, если он не разрушается и в нем не возникают практически значимые остаточные деформации.

Устойчивость сигнала — это его способность сохранять свое положение неизменным при действии на сигнал ветровой нагрузки. Ветер может опрокинуть сигнал, если его конструкция неудачна, а основание плохо закреплено в грунте. Устойчивость сигнала обеспечивается необходимой шириной его основания и глубиной заложения якорей основных столбов сигнала.

Под жесткостью сигнала понимают его способность сопротивляться возможным деформациям, возникающим в результате воздействия внешних факторов, и восстанавливать свое первоначальное положение после прекращения действия этих сил. Ветровая нагрузка на сигнал вызывает не только опрокидывание сигнала, но еще и его изгиб и колебание. Жесткость сигнала характеризуется величиной изгиба и частотой его колебаний. Изгиб обусловливает линейное перемещение и небольшой поворот верхней части сигнала в плоскости горизонта, а вибрация увеличивает амплитуду колебаний изображений визирных целей в поле зрения трубы теодолита. Жестким считается сигнал, возможное смещение столика которого в плоскости горизонта не превышает 1 см и угловые измерения возможны при скорости ветра до 5 м/с.

Рис. 2.7 Сложный сигнал

Рис. 2.6 Простой сигнал

Положение каждого пункта геодезической сети закрепляют на местности при помощи специального центра, закладываемого в грунт на глубину, как правило, не менее 1,5—2 м, а в отдельных районах — не менее 6 м.

В верхней части центра устанавливают на цементном растворе или приваривают к металлической трубе чугунную марку, на сферической поверхности которой имеется метка в виде отверстия диаметром 2 мм. К этой метке относят координаты пункта и результаты выполненных   на нем   измерений. Поскольку подземные центры являются носителями координат и высот пунктов, они должны быть надежно закреплены на местности. Сохранность центра и неизменность его положения в грунте в плане и по высоте в течение возможно более длительного времени является важнейшим требованием, предъявляемым к центрам геодезических пунктов государственной геодезической сети, причем независимо от ее класса.

Для обеспечения долговременной сохранности центров их делают из высокопрочных строительных материалов: железобетонных пилонов и свай, асбоцементных и металлических труб, покрываемых антикоррозийными средствами; основание центра закрепляют якорным устройством и закладывают ниже границы промерзания грунтов (в средней полосе страны) или ниже границы оттаивания грунтов (в зоне многолетней мерзлоты).

Устойчивость центра в грунте зависит от многих факторов: от состава и свойств грунта (скала, суглинок, меловые отложения и т. п.), глубины промерзания и оттаивания грунта, изменения влажности грунта, изменения уровня грунтовых вод и др. Важнейшим является промерзание и оттаивание грунта. Основание центра всегда следует закладывать ниже границы промерзания или границы протаивания грунта.

Центры типа 2 (рис.2.8) предназначены для всей области сезонного промерзания грунтов. Центры представляют собой железобетонную сваю сечением 20X20 см и длиной 3—4 м. Сваю забивают целиком в грунт так, чтобы марка, заделываемая в верхнюю часть сваи, располагалась на уровне земной поверхности.

Рис. 2.8 Тип центра 2