Шатурская грэс-5 имени В. И. Ленина

Вид материала

Документы

Содержание 1.3. Периодичность наблюдений Краткие сведения о применяемых методах и выбор метода наблюдений Способ тригонометрического нивелирования Способ микронивелирования применяют при наблюдениях Фото и стереофотограмметрический способы 2.5 Схема размещения геодезических знаков на объекте Обработка схемы сети в программе PGN 3.9. Расчёт рабочих допусков N полигона 3.10. Выбор конструкции геодезических знаков 4.11.Рекомендации по уравниванию и оценки точности Список литературы

Подобный материал:

• Ревизии финансово-хозяйственной деятельности ОАО «Костромская грэс», 514.05kb.
• Имени Н. И. Лобачевского, 608.68kb.
• Муниципального образования сельское поселение совхоз им. Ленина, 231.46kb.
• Муниципального образования сельское поселение совхоз им. Ленина, 178.91kb.
• Высшее военно-морское инженерное ордена ленина училище имени, 2642.89kb.
• Образ Владимира Ильича Ленина в советской детской литературе Старовойтов Кирилл, ученик, 18.36kb.
• Классный час по заповедным тропинкам, 188.53kb.
• Рассказы альпинистов о восхождениях на пик Ленина, 2278.89kb.
• Ургальский топливно-энергетический комплекс в Верхнебуреинском районе (комплекс грэс, 265.86kb.
• Партия «справедливая россия» в политическом спектре современной россии, 387.03kb.

1.1.Краткая характеристика исследуемых сооружений и их схема размещения


Шатурская ГРЭС-5 имени В. И. Ленина — тепловая электростанция (ГРЭС) мощностью 1100 МВт, расположенная в городе Шатура Московской области. Одна из старейших электростанций в России. Построена в 1925 при реализации плана ГОЭЛРО. Первоначально работала на торфе, сейчас основной вид топлива — природный газ.

Рельеф Московской области преимущественно равнинный; западную часть занимают холмистые возвышенности (высоты больше 160 м). Почти весь запад и север Московской области занимает моренная Московская возвышенность с хорошо выраженными речными долинами, наибольшую среднюю высоту (около 300 м, в районе Дмитрова) имеющая в пределах Клинско-Дмитровской гряды, а верхнюю точку (310 м) у д. Шапкино Можайского района. Климат Московской области умеренно континентальный, сезонность чётко выражена; лето тёплое, зима умеренно холодная. Период со среднесуточной температурой ниже 0 °C длится 120—135 дней, начинаясь в середине ноября и заканчиваясь в конце марта. Среднегодовая температура на территории области колеблется от 2,7 до 3,8 °C. Самый холодный месяц — январь (средняя температура на западе области −10 °C). С приходом арктического воздуха наступают сильные морозы (ниже −20 °C), которые длятся до 40 дней в течение зимы (но обычно морозные периоды намного менее продолжительны. Зимой (особенно в декабре и феврале) часты оттепели, вызываемые атлантическими и (реже) средиземноморскими циклонами; они, как правило, непродолжительны, средняя длительность их 4 дня, общее число с ноября по март — до пятидесяти. Снежный покров обычно появляется в ноябре (хотя бывали годы, когда он появлялся в конце сентября и в декабре), исчезает в середине апреля (иногда и ранее, в конце марта). Постоянный снежный покров устанавливается обычно в конце ноября; высота снежного покрова — 25—50 см. Почвы промерзают на 65—75 см.


Помимо электростанции на этой территории располагается административный корпус №4 и жилой массив. ГРЭС – 5 состоит из самого здания электростанции, а административный корпус и жилой массив представляют собой бескаркасные конструкции. Жилой массив представляет собой комплекс кирпичных зданий. Административный корпус №4 состоит из одного панельного 5-ти этажного здания.

Комплекс ГРЭС-5 состоит из: бытового помещения, эстакады 1-го подъема, эстакады 2-го подъема, четырнадцати котлов и семи турбогенераторов.

Схемы размещения исследуемых сооружений, глубинных реперов и состав самой ГРЭС - 5 показаны на рис.1.1, рис.1.2. и рис 1.3.


1.2.Назначение геодезических измерений и их технические требования


Главная цель наблюдений – это определение величин деформации для оценки устойчивости сооружения и принятия своевременных профилактических мер, обеспечивающих его нормальную работу. Кроме того, по результатам наблюдений проверяется правильность проектных расчетов, и выявляются закономерности, позволяющие прогнозировать процесс деформации.

Наблюдения за деформациями сооружений представляют собой комплекс измерительных и описательных мероприятий по выявлению величин деформаций и причин их возникновения.

Для сложных и ответственных объектов наблюдения начинают одновременно с проектированием. На площадке будущего строительства изучают влияние природных факторов и в этот же период создают систему опорных знаков с тем, чтобы заранее определить степень их устойчивости. Наблюдения непосредственно за сооружением начинают с момента начала его возведения и продолжают в течение всего строительного периода. Для крупных сооружений наблюдения продолжают и в период эксплуатации. В зависимости от характера сооружения, природных условий и т.д. наблюдения могут быть закончены при прекращении деформаций, а могут продолжаться и на протяжении всего эксплуатационного периода.


Технические требования, предъявляемые к точности результатов:

Величины осадок Si точек сооружений относительно отметки Нгр опорного репера с точностью, характеризующейся средней квадратической ошибкой msi= 1.5 мм.

Величины разностей ΔSi осадок S1 и S2 двух точек 1и 2 закрепленных на сооружении, относительно друг друга с точностью, характеризующейся средней квадратической ошибкой mΔS1-2=1.0мм.

Деформации сооружений возникают в связи с воздействием различных природных и антропогенных (техногенных) факторов, как на основание, так и на само сооружение. В общем случае под деформацией понимают изменение формы объекта наблюдений.

Деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, называют осадками. Просадками называют деформации, происходящие в результате уплотнения и, как правило, коренного изменения структуры грунта под воздействием внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительно с ними действующих факторов, таких, как, например, замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замёрзшем грунте и т.д.

Математическая характеристика осадок фундаментов выражается величинами вертикальных отрезков, опущенных с первоначальной плоскости, образованной подошвой фундамента, до пересечения с деформированной поверхностью основания. В случаях, когда эти отрезки равны, осадки равномерные, если отрезки не равны, - неравномерные.

С течением времени осадки от собственного веса сооружений прекращаются. При этом, как правило, на песчаных грунтах осадки характеризуются большими скоростями в начальный период с последующим быстрым затуханием. В глинистых грунтах, наоборот, осадки происходят с незначительными скоростями вначале и медленно затухают многие годы.


1.3. Периодичность наблюдений


Периодичность наблюдений зависит от вида сооружения, периода его работы, скорости изменения деформации и других факторов. На каждом этапе возведения или эксплуатации сооружения , наблюдения за его деформациями производят через определенные промежутки времени, называемые циклами.

Выбор интервала времени между последовательными циклами наблюдений, наряду с обоснованием точности , имеет существенное значение. Разумно потребовать, чтобы частота систематических наблюдений обеспечивала возможность суждения о неизменности характера процесса деформации, с одной стороны, и не пропустить момента его изменения с другой.

Первый цикл наблюдений начинают после возведения фундамента, когда вес сооружения достигнет примерно ¼ его полного веса. Последующие циклы измерений осадок производят при достижении нагрузки в 50, 75, 100% полного веса сооружения.

Оптимальной схемой для наблюдений за деформациями данного сооружения будут являться наблюдения два раза в год (в сентябре и апреле).

4. Краткие сведения о применяемых методах и выбор метода наблюдений
   

Для наблюдений за осадками сооружений и их оснований применяют следующие геодезические методы:

1. геометрическое нивелирование (коротким лучом до 25 м);
   
2. тригонометрическое нивелирование (лучом до 100 м);
   
3. гидростатическое нивелирование переносными приборами или при помощи стационарной системы;
   
4. фотограмметрическая или стереофотограмметрическая съёмки.
   

5) микронивелирование

На прецизионных сооружения может использоваться метод микронивелирования.


Способ тригонометрического нивелирования позволяет определять осадки точек, расположенных на существенно разных высотах, в труднодоступных местах. Такие случаи возника­ют при наблюдениях за высокими зданиями, башнями, плотина­ми, при производстве измерений через препятствия. Наиболее высокая точность порядка 0,1 мм обеспечивается при коротких (до 100 м) лучах визирования с применением высоко­точных теодолитов типа Т2 и специальной методики измерений, позволяющей измерять зенитные расстояния с погрешностью порядка 5". Кроме того, методика предусматривает однообразную ни всех циклах установку теодолита и его тщательное исследова­ние, строгую вертикальность реек, выбор времени и условий наблюдений для уменьшения влияния вертикальной рефракции и рил других мероприятий, направленных на ослабление действий различных источников погрешностей. Расстояния до определя­емых точек должны измеряться с погрешностью 3... 5 мм.

Гидронивелирование обеспечивает такую же точность, как и геометрическое нивелирование, но применительно к наблюдениям за осадками позволяет создавать стационарные авто­матизированные системы с дистанционным съемом информации. При использовании гидростатического нивелирования приме­няют различные системы, конструкция которых зависит от условия проведения работ, требуемой точности и от способа измере­ния положения уровня жидкости относительно отсчетных индексов измерительных сосудов.

Способ микронивелирования применяют при наблюдениях за взаимным высотным положением близко расположенных на расстоянии 1,0... 1,5 м точек. Такие задачи возникают при получении осадок и наклонов отдельных конструкций: фундаментов, балок, ферм, технологического оборудования. Измерения вы­полняют с помощью микронивелира.

Фото и стереофотограмметрический способы.

В зависимости от решаемой задачи, условий фотосъемки, вида сооружения применяют следующие способы:

фотограмметрический — деформации определяются в одной Вертикальной плоскости XOZ, т.е. в плоскости, параллельной плоскости ости фотоснимка;

стереофотограмметрический — деформации определяются по вправлениям всех трех координат.

При фотограмметрическом способе фотографирование произ­носят с одной точки при неизменном положении фотокамеры в циклах. При этом плоскость прикладной рамки, по возможности, устанавливают параллельно основной плоскости сооружения. Для вычисления деформаций, кроме измерения координат или параллаксов, на снимках необходимо знать расстояние фотокамеры и объекта и фокусное расстояние объектива фотокамеры.

При стереофотограмметрическом способе фотографирование съемку производят в циклах с двух точек базиса известной длиной, в результате чего получают стереопару.

В обоих способах обработку снимков производят в основном на стереокомпараторе или на компьютере.

Тщательно выполненные измерения и соответствующий учет ориентирования позволяют определять деформации сооружений фотограмметрическими способами со средней квадратической погрешностью менее 1,0 мм. Таким образом наиболее оптимальным методом в данном случае является метод геометрического нивелирования, исходя из конструкции сооружения и его габаритов.


2.5 Схема размещения геодезических знаков на объекте


Осадочные марки размещают приблизительно на одном уровне, располагая их по периметру сооружения и его углам, вдоль продольных и поперечных осей фундамента, на стыках соседних блоков, по сторонам осадочно-температурных швов, в зонах с наибольшими динамическими нагрузками и с наиболее благоприятными геологическими условиями. Схема размещения осадочных марок изображена на рис2.1 и рис.2.2.


2.6 Проектирование схемы нивелирных ходов

Схемы нивелирных ходов предназначены для определения отметок всех осадочных марок, относительно исходного глубинного репера.

Схемы нивелирных ходов :

1. Нивелирные хода располагают между зданиями и сооружениями
   
2. Подходные нивелирные хода располагают между глубинными реперами и объектами
   
3. Нивелирные хода расположенные внутри здания или снаружи , ведут по осадочным маркам и замкнутыми полигонами.
   

Требования предъявляемые к проектированию измерений

1. Максимальная длина визирного луча для подходных ходов и ходов внутри зданий и сооружений составляет не более 40 м
   
2. Минимальная длина плеча в схемах нивелирных ходов составляет 5м
   
3. Все измеряемые превышения независимо от длин плеч с достаточной степенью приближения можно считать равноточными.
   

Схемы нивелирных ходов по осадочным маркам на объектах и общая схема нивелирных ходов приведены на рис.2.3, рис.2.4, рис.2.5 и рис.2.6.


Описание схем нивелирных ходов

Объект ГРЭС-5
Кол-во полигонов	15
Кол-во секций	47
Кол-во узловых точек	30

Объект Административный корпус №4
Кол-во полигонов	1
Кол-во секций	4
Кол-во узловых точек	2

Жилой массив
Кол-во полигонов	7
Кол-во секций	26
Кол-во узловых точек	18

Опорные знаки служат для закрепления в схеме изме­рения деформаций тех пунктов, положение которых принима­ется на протяжении всего периода исследований неизменным в пределах заданного допуска, назначаемого в зависимости от точности наблюдений.

Пунктов, закрепляемых опорными знаками, может быть несколько, но лишь один из них принимается в качестве исходного для определения величин деформаций. Наличие не­скольких опорных знаков позволяет осуществлять контроль за устойчивостью их положения. Конструкция опорных знаков должна обеспечивать как их длительную сохранность для неизменности схемы измерений во всех циклах наблюдений, так и максимальную стабильность положения в плане и по высоте для надежного определения величин деформаций.


Деформационные знаки закладываются непосред­ственно на исследуемом сооружении, составляя с ним одно це­лое. По наблюдениям за положением марок судят о деформа­циях сооружения в различных его частях, поэтому надежность закрепления их на элементах сооружения является важным условием. Размещение и количество деформационных знаков должно быть таким, чтобы наиболее полно выявить деформа­ции сооружения, иметь возможность включить их в схему на­блюдений и производить предусмотренные этой схемой геоде­зические измерения в благоприятных условиях. Они должны быть расположены в характерных точках сооружения и мес­тах, где ожидаются наибольшие деформации. Но число знаков не должно быть особенно большим, так как это может привес­ти к увеличению объема измерений и времени производства одного цикла наблюдений. Фактор времени при наблюдениях за деформациями имеет важное значение. Во время цикла наблю­дений происходящие деформации не должны влиять на точ­ность выполняемых измерений. Выбор местоположения знаков зависит также от конструктивных особенностей сооружений, включающих фундаменты, значительное число сопряженных между собой несущих строительных конструкций, взаимосвя­занных элементов технологического оборудования.

Конструкция деформационных знаков, также как и опорных, определяется их целевым назначением (какие виды деформа­ций измеряются), способом крепления, возможностью установ­ки на них измерительного оборудования. Они бывают плано­выми, высотными и планово-высотными и отличаются многооб­разием конструкций.

Вспомогательные знаки служат для закрепления дополнительных пунктов в случае невозможности расположить опорные вблизи исследуемого сооружения. В схеме измерения они являются связующими для передачи координат и высоты от опорных пунктов к деформационным знакам. Стабильность

Высотные знаки служат для наблюдений за осадками и другими видами деформаций, определяемыми по изменениям высот точек сооружения.

В качестве опорных высотных знаков применяют глубинные реперы в виде столбов, труб, натянутых струн, закрепляемых одним концом в скважине на глубине скальных пород. Верхняя часть реперов оформляется в виде сферической головки, несу­щей отметку, шкалой, реже оконтуренной плоскостью. Конст­рукция репера должна обеспечивать стабильность его положе­ния по высоте при возможных колебаниях температуры.


Обработка схемы сети в программе PGN


Наименование обрабатываемой сети nivelipovanie

Количество узловых точек сети 51

Количество исходных точек 1

Априорная С.К.О. единицы веса 1.00

Тип решаемой задачи оценка точности

Описание превышений

┌──────┬────────┬────────┬─────────┬──────────┬───────────┐

│ NN │ начало │ конец │ 1/p │ h ( m ) │ l ( mm ) │

├──────┼────────┼────────┼─────────┼──────────┼───────────┤

│ 1 │ 52 │ 1 │ 11.00 │ - │ - │

│ 2 │ 1 │ 2 │ 16.00 │ - │ - │

│ 3 │ 2 │ 1 │ 29.00 │ - │ - │

│ 4 │ 2 │ 3 │ 2.00 │ - │ - │

│ 5 │ 3 │ 50 │ 14.00 │ - │ - │

│ 6 │ 50 │ 3 │ 19.00 │ - │ - │

│ 7 │ 50 │ 15 │ 5.00 │ - │ - │

│ 8 │ 15 │ 14 │ 5.00 │ - │ - │

│ 9 │ 15 │ 27 │ 2.00 │ - │ - │

│ 10 │ 27 │ 26 │ 1.00 │ - │ - │

│ 11 │ 27 │ 24 │ 1.00 │ - │ - │

│ 12 │ 24 │ 25 │ 1.00 │ - │ - │

│ 13 │ 25 │ 26 │ 2.00 │ - │ - │

│ 14 │ 26 │ 28 │ 2.00 │ - │ - │

│ 15 │ 28 │ 25 │ 4.00 │ - │ - │

│ 16 │ 27 │ 28 │ 5.00 │ - │ - │

│ 17 │ 24 │ 23 │ 1.00 │ - │ - │

│ 18 │ 23 │ 20 │ 1.00 │ - │ - │

│ 19 │ 20 │ 21 │ 1.00 │ - │ - │

│ 20 │ 21 │ 22 │ 2.00 │ - │ - │

│ 21 │ 22 │ 23 │ 1.00 │ - │ - │

│ 22 │ 22 │ 21 │ 6.00 │ - │ - │

│ 23 │ 20 │ 19 │ 5.00 │ - │ - │

│ 24 │ 19 │ 18 │ 1.00 │ - │ - │

│ 25 │ 19 │ 16 │ 2.00 │ - │ - │

│ 26 │ 16 │ 17 │ 1.00 │ - │ - │

│ 27 │ 17 │ 18 │ 2.00 │ - │ - │

│ 28 │ 18 │ 17 │ 6.00 │ - │ - │

│ 29 │ 16 │ 29 │ 4.00 │ - │ - │

│ 30 │ 29 │ 1 │ 3.00 │ - │ - │

│ 31 │ 29 │ 4 │ 8.00 │ - │ - │

│ 32 │ 4 │ 7 │ 1.00 │ - │ - │

│ 33 │ 4 │ 5 │ 1.00 │ - │ - │

│ 34 │ 5 │ 6 │ 1.00 │ - │ - │

│ 35 │ 6 │ 5 │ 5.00 │ - │ - │

│ 36 │ 6 │ 7 │ 1.00 │ - │ - │

│ 37 │ 7 │ 8 │ 1.00 │ - │ - │

│ 38 │ 8 │ 11 │ 1.00 │ - │ - │

│ 39 │ 8 │ 9 │ 1.00 │ - │ - │

│ 40 │ 9 │ 10 │ 1.00 │ - │ - │

│ 41 │ 10 │ 11 │ 1.00 │ - │ - │

│ 42 │ 10 │ 9 │ 5.00 │ - │ - │

│ 43 │ 11 │ 14 │ 1.00 │ - │ - │

│ 44 │ 11 │ 12 │ 1.00 │ - │ - │

│ 45 │ 12 │ 13 │ 1.00 │ - │ - │

│ 46 │ 13 │ 12 │ 5.00 │ - │ - │

│ 47 │ 14 │ 15 │ 5.00 │ - │ - │

│ 48 │ 15 │ 49 │ 15.00 │ - │ - │

│ 49 │ 49 │ 29 │ 15.00 │ - │ - │

│ 50 │ 29 │ 30 │ 5.00 │ - │ - │

│ 51 │ 30 │ 29 │ 5.00 │ - │ - │

│ 52 │ 30 │ 51 │ 9.00 │ - │ - │

│ 53 │ 51 │ 31 │ 10.00 │ - │ - │

│ 54 │ 31 │ 32 │ 9.00 │ - │ - │

│ 55 │ 31 │ 35 │ 6.00 │ - │ - │

│ 56 │ 35 │ 32 │ 15.00 │ - │ - │

│ 57 │ 32 │ 33 │ 1.00 │ - │ - │

│ 58 │ 33 │ 34 │ 15.00 │ - │ - │

│ 59 │ 34 │ 33 │ 15.00 │ - │ - │

│ 60 │ 34 │ 37 │ 1.00 │ - │ - │

│ 61 │ 37 │ 38 │ 5.00 │ - │ - │

│ 62 │ 37 │ 39 │ 15.00 │ - │ - │

│ 63 │ 39 │ 38 │ 6.00 │ - │ - │

│ 64 │ 39 │ 40 │ 1.00 │ - │ - │

│ 65 │ 40 │ 41 │ 8.00 │ - │ - │

│ 66 │ 40 │ 36 │ 16.00 │ - │ - │

│ 67 │ 36 │ 35 │ 1.00 │ - │ - │

│ 68 │ 36 │ 41 │ 5.00 │ - │ - │

│ 69 │ 41 │ 43 │ 1.00 │ - │ - │

│ 70 │ 43 │ 44 │ 5.00 │ - │ - │

│ 71 │ 44 │ 43 │ 5.00 │ - │ - │

│ 72 │ 44 │ 45 │ 1.00 │ - │ - │

│ 73 │ 45 │ 46 │ 2.00 │ - │ - │

│ 74 │ 46 │ 45 │ 7.00 │ - │ - │

│ 75 │ 46 │ 47 │ 1.00 │ - │ - │

│ 76 │ 47 │ 48 │ 2.00 │ - │ - │

│ 77 │ 48 │ 42 │ 3.00 │ - │ - │

│ 78 │ 42 │ 47 │ 5.00 │ - │ - │

│ 79 │ 42 │ 38 │ 1.00 │ - │ - │

│ 80 │ 48 │ 52 │ 14.00 │ - │ - │

└──────┴────────┴────────┴─────────┴──────────┴───────────┘


О ц е н к а т о ч н о с т и ф у н к ц и й .

┌─────┬──────┬───────┬─────────────┬───────────┐

│ N │ нач. │ кон. │ Q f │ Mf(mm/'') │

├─────┼──────┼───────┼─────────────┼───────────┤

│ 1 │ 4 │ 7 │ 0.713501 │ 0.84 │

│ 2 │ 5 │ 6 │ 0.649957 │ 0.81 │

│ 3 │ 16 │ 19 │ 1.198896 │ 1.09 │

│ 4 │ 17 │ 18 │ 1.077348 │ 1.04 │

└─────┴──────┴───────┴─────────────┴───────────┘


Р Е З У Л Ь Т А Т Ы О Б Р А Б О Т К И

┌──────┬───────────┬───────────┬────────┐

│ NN │ H ( m ) │ Q │ M (mm) │

├──────┼───────────┼───────────┼────────┤

│ 1 │ - │ 8.980 │ 3.0 │

│ 2 │ - │ 15.834 │ 4.0 │

│ 3 │ - │ 16.440 │ 4.1 │

│ 4 │ - │ 15.136 │ 3.9 │

│ 5 │ - │ 15.661 │ 4.0 │

│ 6 │ - │ 15.696 │ 4.0 │

│ 7 │ - │ 15.253 │ 3.9 │

│ 8 │ - │ 15.330 │ 3.9 │

│ 9 │ - │ 15.813 │ 4.0 │

│ 10 │ - │ 15.812 │ 4.0 │

│ 11 │ - │ 15.326 │ 3.9 │

│ 12 │ - │ 16.326 │ 4.0 │

│ 13 │ - │ 17.160 │ 4.1 │

│ 14 │ - │ 15.240 │ 3.9 │

│ 15 │ - │ 14.614 │ 3.8 │

│ 16 │ - │ 13.646 │ 3.7 │

│ 17 │ - │ 14.306 │ 3.8 │

│ 18 │ - │ 14.592 │ 3.8 │

│ 19 │ - │ 14.313 │ 3.8 │

│ 20 │ - │ 15.506 │ 3.9 │

│ 21 │ - │ 16.061 │ 4.0 │

│ 22 │ - │ 16.053 │ 4.0 │

│ 23 │ - │ 15.486 │ 3.9 │

│ 24 │ - │ 15.380 │ 3.9 │

│ 25 │ - │ 15.865 │ 4.0 │

│ 26 │ - │ 15.803 │ 4.0 │

│ 27 │ - │ 15.238 │ 3.9 │

│ 28 │ - │ 16.479 │ 4.1 │

│ 29 │ - │ 10.587 │ 3.3 │

│ 30 │ - │ 11.837 │ 3.4 │

│ 31 │ - │ 14.514 │ 3.8 │

│ 32 │ - │ 15.865 │ 4.0 │

│ 33 │ - │ 16.045 │ 4.0 │

│ 34 │ - │ 15.052 │ 3.9 │

│ 35 │ - │ 14.417 │ 3.8 │

│ 36 │ - │ 14.343 │ 3.8 │

│ 37 │ - │ 14.607 │ 3.8 │

│ 38 │ - │ 12.484 │ 3.5 │

│ 39 │ - │ 14.321 │ 3.8 │

│ 40 │ - │ 14.467 │ 3.8 │

│ 41 │ - │ 13.924 │ 3.7 │

│ 42 │ - │ 11.993 │ 3.5 │

│ 43 │ - │ 13.948 │ 3.7 │

│ 44 │ - │ 13.535 │ 3.7 │

│ 45 │ - │ 13.181 │ 3.6 │

│ 46 │ - │ 12.414 │ 3.5 │

│ 47 │ - │ 11.782 │ 3.4 │

│ 48 │ - │ 10.729 │ 3.3 │

│ 49 │ - │ 18.898 │ 4.3 │

│ 50 │ - │ 16.498 │ 4.1 │

│ 51 │ - │ 14.607 │ 3.8 │

└──────┴───────────┴───────────┴────────┘


3. 7.Оценка проекта схемы нивелирных ходов

С.к.о. единицы веса это вспомогательное число, которое равно среднеквадратической ошибке такого измерения, вес которого равен 1.

В данном проекте в качестве ошибки единицы веса, при использовании способа геометрического нивелирования, чаще всего принимают с.к.о превышения измеренного на станции по 2-м шкалам в одном направлении, при максимально допустимой длине визирного луча 40м.

Общая схема нивелирных ходов на объекте, изображена на рис.3.1.


h_дi =0,5(h_о+h_д)_i,

h_дi+j=0,5(h_о+h_д)_i+j,


В общем случае, в качестве µ может быть принята любая ошибка превышения, которая не зависела бы от числа линий в нивелирном ходе и была бы удобной для перехода к составляющим ее отдельным источникам ошибок при разработке методики измерений.

m_si=µ√(2Q _Hi),


m_∆sij=µ √(2Q_i.j), где


m_s - с.к.о. определения осадки любой i-той точки схемы;

m_∆s - с.к.о. определения разница осадок двух точек i и j;

Q _Hi - обратный вес функции определения отметки i-той точки;

Q_i.j - обратный вес функции определения превышения между точками i и j,

имеющими наибольший обратный вес.

mh_cт = 0.24mm

mh_cт = 0.65mm


Таким образом было вычислены среднеквадратические ошибки единицы веса учитывая которые, разработаем методику высокоточного геометрического нивелирования и обоснуем выбранную методику.


3.8.Обоснование методики нивелирования


Под методикой высокоточных инженерно-геодезических измерений понимается совокупность действий, из которых состоит процесс измерения одной величины, вес которой равен единице, и технических правил, соблюдение которых при измерениях и обработке результатов приведёт к целенаправленному ослаблению влияний источников ошибок.

Следовательно, для разработки методики наблюдений за осадками необходимо на основе предвычисленной главной характеристики точности обосновать:

1. основные допуски на влияние отдельных источников ошибок;
   
2. практические рекомендации, направленные на ослабление влияний основных источников погрешностей на отклонение Δ или m_e;
   
3. рабочие (служебные) допуски на разности, расхождения и невязки сумм измерений.
   

Под основными допусками понимают величины ничтожно малых погрешностей:

m_i= m_hст/K ; ∆_i=2,5m_hст


Коэффициент К выбирается в зависимости от жёсткости предъявляемых требований к точности (чем они выше, тем выше коэффициент К) и чувствительности исследуемого сооружения к деформациям.

Принимая , а также учитывая, что m=0.24мм (см. "Выбор методики наблюдений и оценка проекта схемы нивелирного хода") получим:

m_i ≤0.05mm


∆i≤ 0.12mm

Для того, чтобы обеспечить главную характеристику методики нивелирования, необходимо рассмотреть те источники ошибок, которые в процессе измерения и обработки оказывают влияние на непосредственно измеренный "взгляд" или на вычисленное превышение, вес которого принят равным единице.

По природе происхождения ошибки измерений при геометрическом нивелировании подразделяют на три группы: личные, инструментальные и ошибки, вызванные влиянием внешней среды. Все перечисленные группы ошибок разделяют на систематические и случайные. При высокоточном нивелировании необходимо с особой тщательностью выявлять источники систематических ошибок, а также предусмотреть меры по существенному ослаблению их влияния на измеряемые превышения, потому как систематические ошибки представляют наибольшую опасность для достоверности результатов. Также следует свести к минимуму влияние и случайных ошибок.


3.8.1. Ошибки, обусловленные несовершенством приборов


К данной группе ошибок относят ошибки, обусловленные недостатками изготовления, сборки и юстировки нивелира, а также погрешностями работы отдельных его узлов и нивелира в целом.

1. Среднее квадратическое отклонение из-за неточного совмещения изображений концов пузырька уровня (или неточной установки визирной линии компенсатором) не должно превышать основной допуск, т.е.

m_сов= m_сов^” D/ρ ≤ m _i =0.05


Учитывая, что:p=206265с D= 40000mm получим m_сов^”≤ 0.2^”. Цена деления уровня (на 2 мм) определится из формулы:

m_сов=(1,5 t D 10^-4 / Г) ≤ 0.18 =0,05


Для будем иметь: t ≤ 12”.

На основании полученного результата рекомендуется прибор с _t≤12”.Например, нивелир Н-05К, снабжённый компенсатором, он заметно снизит трудоёмкость работ.

2. Среднее квадратическое отклонение m_виз измерения превышения из-за неточного введения (визирования) изображения штриха шкалы рейки в клиновидный биссектор сетки нитей должно быть в интервале основного допуска m _i ≤ 0,05

m_виз=0,044 D/Г + 1,8/(D Г) ≤ m_i=0,05


D=10м получаем, что увеличение зрительной трубы должно быть не меньше Г≥20^х

3. Отклонение превышения, возникающее от несоблюдения главного условия нивелира и из-за неравенства плеч на станции, не должно выходить за пределы основного допуска, т.е.

∆_i=( D_з -D_п) i/ρ ≤ 0,12


Если угол , то неравенство плеч D_з -D_п ≤0.12м

4. Ошибки из-за мёртвого хода наводящего винта оптического микрометра. При наличии мёртвого хода отсчёты по шкале микрометра (при наведении биссектора на один и тот же штрих рейки ввинчиванием и вывинчиванием головки оптического микрометра) не равны друг другу. Для исключения влияния этой ошибки необходимо наведение заканчивать на ввинчивание.


5. Отклонение взгляда из-за перефокусирования зрительной трубы должно быть в пределах основного допуска ∆ _i =0.12, т.е.


∆_фок=∆_I D/ρ ≤ 0.12


Так как D=40 000 мм, получим ∆ _фок=0.02”. Рекомендуется не перефокусировать трубу при наблюдениях на заднюю и переднюю рейки.


3.8.2. Ошибки, обусловленные несовершенством конструкции реек и ошибками их установки на точку

1. Отклонение "взгляда" из-за неточного нанесения делений шкал рейки состоит из случайной и систематической частей, каждая из которых не должна выходить за пределы основного допуска ∆ ₁ =0.12 мм, а именно:

доп._ш 0,12 мм; доп. _ш 0,12 мм


Следовательно, для обеспечения допуска ∆₁=0.12 мм необходимо использовать рейки, случайная погрешность штрихов шкал которых не выходит за пределы . Для инварных реек находится в пределах 0,07-0,1 мм, что удовлетворяет установленному требованию. В случае использования реек с большим, чем ∆₁=0.12 мм, возможно вводить поправку в соответствующие отсчёты.

Влияние погрешности превышения штрихов шкалы рейки на определяемую осадку можно свести к минимуму, при соблюдении условия: . Необходимо применять один и тот же комплект реек в каждом цикле наблюдений. Устанавливать рейки необходимо на те же марки, что и в предыдущих циклах.


2. Среднее квадратическое отклонение "взгляда" из-за случайного наклона и внецентренной установки рейки определяется так:



где b – высота луча визирования над точкой, на которой установлена рейка, – средний угол наклона рейки от её отвесного положения в момент отсчёта. Исследуемое отклонение состоит из двух частей, каждая из которых не должна превышать основного допуска m_i 0,05, т.е.

m_i = 0,05 мм;

m_i = 0,05 мм

При v = 25' и 3438' будем иметь:


b_доп ≤ 0.18 м;

a_доп ≤ 2.7 мм;


Из произведённых вычислений можно сделать вывод, что при нивелировании по всем ходам нельзя превышать допустимую высоту луча визирования b.


3. Ошибки из-за неравенства высот нулей реек и несовпадения нулей основных шкал с плоскостью пяток можно устранить, если при нивелировании применять чётное число станций.


3.8.3. Ошибки, обусловленные влиянием внешней среды

Ошибка вызванная оседанием костылей.

Состоит из двух частей: во время работы на станции и во время перехода. По исследованиям ЦНИИГАиК, систематическая погрешность, вызванная действием собственной массы костыля, массы рейки и нажимом на рейку, составляет 0,03 - 0,08 мм в зависимости от грунта.

Поэтому не целесообразно использовать башмаки и костыли. Вместо них рекомендую закреплять постоянные связующие точки, размещая их вблизи горизонта прибора на данной станции. Измерения на станции следует выполнять строго по симметричной во времени программе: З_о ,П_о П_д З_д и П_о З_о З_д П_д


-Погрешность превышения из-за вертикального перемещения штатива по исследованиям ЦНИИГАиК составляет 0,02мм ( из методических указаний). Рекомендую надежно защищать штатив от вибраций и тепловых изменений.


-Погрешность превышения из-за влияния вертикальной составляющей рефракции

можно в некоторой степени ослабить до величины меньшей допуска 0,08 мм если следовать рекомендациям изложенным в предыдущих пунктах.

Так же необходимо предохранять прибор и рейки от прямых солнечных лучей, вибраций, влаги.


3.9. Расчёт рабочих допусков

В процессе полевых измерений и последующих вычислений выполняют обязательный контроль полученных результатов с целью установления их пригодности для дальнейшей обработки и установления грубых ошибок в качестве первичных критереев используют так называемые рабочие допуски.

Эти допуски должны быть достаточными для того чтобы своевременно обнаружить грубые промахи, но вместе с этим они не должны приводить к необоснованной отбраковке доброкачественных измерений.

Допустимые разности двойных измерений рассчитываются в зависимости от вида превышения которые приведены в таблице


Таблица 6

Вид превышения	h	Q
А	h'a: h"a	2
Б	hб	1
В	hв	0.5

h'a =h0=Зо-По hб=0.5(h'a+h"a) h"a=hд=Зд-Пд hв=0.5(h'б+h"б)


Допустимая разность двойных равноточных превышений вычисленных по основной и дополнительным шкалам на станции определяется:

доп d_А ≤ 3 mh_ст √(2Q_А)


соответственно d_А ≤1.44 мм

Разность равноточных превышений в ходе прямо и обратно

доп d_Б ≤ 3 mh_ст √(2Q_Б)


соответственно d_Б ≤1.02 мм

Допустимая разность превышений из хода при двух горизонтах прибора

доп d_В ≤ 3 mh_ст √(2Q_В)


соответственно d_В ≤0.72 мм

Допустимая невязка в замкнутом полигоне, где QΘ – обратный вес замкнутого полигона, равный количеству станций в полигоне.


доп WΘ ≤ t mh √QΘ


Таблица 7

Допустимая невязка суммы превышений в замкнутом полигоне.

N полигона Доп. Невязка мм I 4.82 II 4.14 III 1.44 IV 1.76 V 1.44 VI 1.76 VII 1.44 VIII 1.76 IX 1.76 X 2.04 XI 1.61 XII 2.04 XIII 1.61 XIV 2.04 XV 2.04 XVI 2.28 XVII 3.94 XVIII 3.94 XVIIII 3.67 XX 3.88 XXI 2.28 XXII 2.16 XXIII 2.59

Таким образом m_hст ≤0.05mm, ∆i≤ 0.12mm, допустимая разность двойных равноточных превышений вычисленных по основной и дополнительным шкалам на станции определяется доп d_А ≤1.44, разность равноточных превышений в ходе прямо и обратно доп d_Б ≤1.02, допустимая разность превышений из хода при двух горизонтах прибора

доп d_В ≤0.72

Найденные величины и будут основными допусками, позволяю­щими обосновать требования, при выполнении которых мож­но ослабить влияние отдельных элементарных источников ошибок на ошибку превышения, вес которого равен единице.


3.10. Выбор конструкции геодезических знаков

Важным вопросом при организации наблюдений за деформациями является выбор конструкции геодезических знаков. Знаки разделяют на опорные, деформационные и вспомогательные.

В зависимости от требуемой точности и применяемой методики из­мерения деформаций используют различные по конструкции опорные знаки. Чем выше точность, тем более стабильным должно быть поло­жение знаков. Стабильность знаков обеспечивается их конструкцией, выбором благоприятного места и надежной глубины их закладки

Опорные знаки размещают вне зоны возможного влияния на них оползней, карста, подземных выработок, гидродинамических и гидро­термических воздействий, а также вне зоны напряжений в грунтах от массы сооружений, динамических нагрузок от работающих механиз­мов и движущего транспорта.

Наибольшей устойчивостью обладают глубинные знаки, закрепляе­мые в практически несжимаемых скальных грунтах, таких как граниты, сланцы, кремнистые и глинистые песчаники, известняки и др.

Широко распространены опорные знаки в виде металлических труб, железобетонных столбов и пилонов, устанавливаемых в котлова­нах и скважинах.

Оригинальностью конструкции отличаются опорные знаки, осно­ванные на принципе обратного отвеса, представляющие собой проволо­ку, закрепленную одним концом на глубине устойчивых пород и натяги­ваемую вертикально при помощи специальной поплавковой системы.

Опорными высотными знаками при наблюдении за осадками со­оружений служат глубинные реперы. Основная деталь высотного знака - реперная штанга чаще всего представляет собой металлическую тру­бу или стержень, закрепляемые в. твердые коренные породы и оборудо­ванные наверху сферической головкой, несущей отметку.

Биметаллические репера. Реперными штангами в них могут быть концентрически расположенные трубы разного металла и диаметра, а также струны. Устройство струнного биметаллическою репера показано на рисунке.

В качестве опорных высотных знаков могут быть использованы арки и стенные реперы существующих нивелирных сетей, установленные на устойчивых капитальных зданиях и сооружениях.

В схеме измерения осадок закрепляют несколько опорных реперов, но лишь один из них принимается в качестве исходного для определения отметок точек и величин осадок. Наличие же нескольких (не менее трех) опорных знаков позволяет контролировать стабильность их положения.

Рисунок 7 - Биметаллический репер Брайта

Рисунок 8—Биструнный репер М.Е. Пискунова

Большим разнообразием отличаются конструкции деформационных знаков для наблюдений за осадками сооружений - осадочных марок. Наиболее просты по устройству марки в виде металлических стержней (кусков арматуры), профильных уголков, болтов и др., имеющих полусферическую головку

Рисунок 9 — Осадочные марки





Размещение деформационных знаков на сооружении является одним из важнейших этапов организации работ по наблюдению за де­формациями. От правильности размещения и числа знаков во многом зависят полнота и достоверность выявления деформаций. В местах, где горизонтальная нагрузка имеет наибольшую величину, знаки закрепля­ют через 10-15 м. На промышленных зданиях при наблюдениях за сме­щениями отдельно стоящих фундаментов число марок должно быть не менее трех, для ленточных фундаментов частота размещения 15-20 м. На гидротехнических сооружениях, разделенных на секции, на каждой из них устанавливают не менее двух осадочных знаков, а при ширине более 20 м - не менее четырех. На сооружениях большой про­тяженности (подпорных стенках, причальных сооружениях) раз­мещают не менее двух знаков на каждые 30 м.


4.11.Рекомендации по уравниванию и оценки точности


Необходимо дать соответствующие рекомендации по уравниванию и оценке точности полученных в цикле измерений результатов.

Поскольку в основу всех точностных расчетов при разработке методики измерений закладывалась величина средней квадратической ошибки превышения на станции, удовлетворяющая для данной схемы исходным требованиям по точности определения осадок, то для сравнения необходимо рекомендовать получить ее из результатов измерений.

С этой целью рекомендуются следующие формулы:

(35)

где d — разность значений превышений в ходах прямо и обратно или при двух горизонтах прибора; n — число разностей; — по невязкам замкнутых полигонов:

(36)

где W - невязка замкнутого i – того полигона; к - число полигонов; n - общее число превышений по всем полигонам;

— из уравнивания:

При уравнивании на ЭВМ любая программа автоматически предусматривает оценку точности.

Если точность выполненных измерений удовлетворяет требуемой, то нивелирную сеть уравнивают параметрическим или коррелатным способом на ЭВМ с использованием соответствующих программ, имеющихся в распоряжении исполнителя.


4.12.Состав сопутствующих наблюдений


Для установления причин возникновения и развития деформаций, следует так же проводить работы по наблюдениям за:

• режимом грунтовых вод;
  
• Температурой воздуха;
  
• Температурой основания под сооружением.
  
• Температурой самого сооружения и отдельных его частей;
  
• Температурой внутри реперов;
  
• Гидрологией и геологией района, где находятся сооружения.
  

4.13. Отчётная документация


По результатам наблюдений за осадками сооружении составляют отчетную документацию. По окончанию каждого цикла составляют пояснительную записку, содержащую: фактическую схему и описание технологии измерений, оценку точности и уравнивание результатов измерений, ведомости отметок и осадок марок, графи­ческий иллюстративный материал, краткий анализ результатов измере­ний.

По окончанию работ составляют технический отчет, являющийся основным техническим документом. В нем содержатся сведения по всем циклам измерений, более подробный анализ выявленных процес­сов деформаций с обобщающими выводами.


Список литературы


1 Левчук Г.П., Новак В.Е., Конусов В.Г. Прикладная геодезия: Основные методы и принципы инженерно-геодезических работ. Учебник для вузов.- М: Недра, 1981. - 438 с.

2 Инженерная геодезия. Е.Б. Клюшин, М.И. Киселев, Д.Ш. Михелев, В.Д. Фельдман. - М.: Академия, 2008. - 478 с.

3 Геодезические методы исследования деформации сооружении. А.К. Зайцев, СВ. Марфенко, Д.Ш. Михелев и др. -М.: Недра, 1991.-272 с.

4 Марфенко СВ. Геодезические работы по наблюдению за деформаци­ями сооружений. Учебное пособие. М.: МГУГиК, 2004. - 34 с.

5 Практикум по прикладной геодезии: Геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Учебное пособие для вузов / Е.Б. Клюшин, Д.Ш. Михелев, Д.П. Барков и др-М.: Недра, 1993.-368 с.

6 Методические указания по курсовому проектированию разработка методики наблюдений за осадками инженерного сооружения геодезическими методами. А. А. Лобанов/ Д. Ш. Михелев 2008

40с МГУГиК


Содержание

1.1 Краткая характеристика исследуемых сооружений

1. Назначение геодезических измерений и их технические требования
   

1.3. Периодичность наблюдений

1.4. Краткие сведения о применяемых методах и выбор метода наблюдений

2.5. Схема размещения геодезических знаков на объекте

2.6. Проектирование схемы нивелирных ходов

3. 7. Оценка проекта схемы нивелирных ходов

3.8. Обоснование методики нивелирования

3.9. Расчет рабочих допусков

3.10. Выбор конструкции геодезических знаков

4.11. Рекомендации по уравниванию и оценке точности

4.12. Состав сопутствующих наблюдений

4.13. Отчетная документация

Список литературы


Московский Государственный Университет Геодезии и Картографии


(МИИГАиК)


Кафедра прикладной геодезии


Курсовой проект

на тему:


« Методика наблюдений за осадками инженерных

сооружений геодезическими методами»


Работу выполнил: Работу проверил:

студентка ГФ Михелев Д.Ш.


Москва

2010г.