18.3 Горизонтальные смещения сооружений или их отдельных элеме­нтов измеряют различными способами, основными из которых являются: линейно-угловой и створный метод. ,

Створные метод заключается в измерении смещений контрольного знака от створа опорной линии, когда эти смещения происходят в одном направлении. Условную координатную систему выбирают так, чтобы с на­правлением смещений совпадала ось ординат, а с направлением створа -ось абсцисс (рис. 2.28).

Рис. 2.28 Створный метод определения смещений

Величины смещений находятся по разности y₂-y₁ значений ординат, измеренных в двух циклах.

Ординаты, иногда называемые нестворностями, обычно определяют методами подвижной марки и малых углов. Для задания створной линии применяют струнные и оптические способы. Струнный способ предусмат­ривает использование натянутой стальной струны определенного диаметра, оптический створ задается зрительными трубами большого увеличения (теодолиты, нивелиры, автоколлимационные системы).

Для реализации метода подвижной марки в точке А (рис. 2.29) устанав­ливается оптический прибор, коллимационная плоскость которого ориенти­руется по марке в точке В, тем самым задается створ. По марке, установ­ленной в точке С берется отсчет q_c, после чего марка вводится в створ АВ. Положение подвижной марки, когда мишень ее находится в створе, фикси­руется отчетом q_ab. Нестворность y₁) получается как разность отсчетов при положении марки в точке Сив створе АВ, а горизонтальное смещение определяется.

y₁ = q_c - q_ab. и у=у₂-y₁ (2.37)

где у_{1 ,} у₂ - горизонтальные смещения марки в двух соседних циклах наблюдения

В методе малых углов нестворность у определяется путем измерения малого угла "_А или "_B (рис. 2.29) между линией створа и направлением на точку С и расстояния D. Величина нестворности вычисляется по формуле

y = D₁ "_A/p" = D₂- "_B/p", (2.38)

где р" - значение радиана в секундах.

Линейно-угловые построения применяют в случае, когда створ органи­зовать нельзя из-за большой разницы высот контрольных и опорных пунктов или когда не известно направление смещения, поэтому его следует контро­лировать по двум координатам. Эти построения могут развиваться в виде специальных сетей триангуляции и трилатерации, комбинированных сетей, угловых и линейных засечек, ходов полигонометрии, сетей из вытянутых треугольников с измеренными сторонами и высотами. Применение того или иного вида построения зависит от характера сооружения и его геомет­рической формы. Для таких построений требуется высокая точность изме­рения углов при коротких сторонах и большое количество связей, что обес­печит высокую точность определения координат створных пунктов.

18.4 Креном называется отклонение сооружения от проектного положения в вертикальной плоскости, этому виду деформации подвержены сооружения башенного типа. Крен сооружения может быть вызван как неравномерностью осадки основания, так и наклоном верхней его части из-за неравномерного про­грева и ветрового давления. В зависимости от вида и высоты сооружения, технических требований и условий наблюдений для определения крена при­меняют различные способы.

Наиболее просто крен определяется с помощью отвеса или прибора вер­тикального проектирования. Этот способ применяется в основном при возведе­нии башенных сооружений, когда можно встать над его центром.

Для сооружений большой высоты крен определяют методом измерения горизонтальных углов или вертикального проектирования.

В способе вертикального проектирования с двух точек, расположенных на взаимно перпендикулярных осях сооружения на удалении от него в полторы-две высоты с помощью теодолита проектируют верхнюю маркиро­ванную точку на некоторую плоскость в основании сооружения, где уже отмече­на соответственная нижняя точка. Измеряя расстояние между этими точками, по­лучают составляющие крена по взаимно перпендикулярным направлениям, вычис­ляя полную величину крена, как гипотенузу прямоугольного треугольника, полу­ченного составляющими крена

В способе горизонтальных углов (рис.2.29) с опорных пунктов определяют горизонтальный угол _н между направлением на центр нижнего основания и опорным направление и такой же горизонтальный угол _в для верхнего на­правления.

Рис. 2.29 Определение крена методом измерения горизонтальных углов

Составляющие крена г, и г₂ можно получить по формулам

r₁= L₁- "₁/р" и r₂ = L₂- "₂/р", (2.39)

где L - расстояния от опорных пунктов до центра нижнего основания, ДР" -разности горизонтальных углов измеренных относительно опорного направления на центры нижнего и верхнего оснований, р" - значение радиана в секундах. Если угол засечки у при центре нижнего основания близок к 90°, то значение результирующего крена можно получить как r ²= r,² + rг₂².

Значение крена в способе горизонтальных углов можно получить, вычисляя координаты центров верхнего и нижнего основания по формулам прямой засеч­ки. Приведем формулу для вычисления координат центра нижнего основания

X_H=(X₂ctg ₁^H+X₁ctg ₂^,H +Y₂-Y₁)/(ctg ₁^H+ctg ₂^H) и

Y_H=(Y₂ctg ₁^H + Y₁ctg ₂^H +X₁-X₂)/( ctg ₁^H+ctg ₂^H),

где X н и У_Н - координаты центра нижнего основания, ₁^H и ₂^H - горизон­тальные углы, полученные в опорных точках на центр нижнего основания, У₂, Х₂, У₁ X₁- координаты точек базиса.

Используя координаты центров нижнего и верхнего оснований, полу­чим линейную и угловую величины крена (г, а) по формулам обратной гео­дезической задачи (2.7).

При использовании способа горизонтальных углов необходимо помнить о том, что не всегда можно измерить утлы между опорным направлением и на­правлением на центр основания. На рис. 2.29 показаны на пунктах базиса углы, измеряемые на края сооружения в нижнем сечении. При использовании сим­метрии необходимые значения углов можно получить как среднее из измерен­ных углов.