авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка методики создания разбивочной основы на монтажном горизонте высотных зданий

-- [ Страница 2 ] --

Таблица 3

Требования к точности геодезических измерений

Вид работ Средняя квадратическая ошибка
Измерение углов 3"
Измерение линий 2,0 мм
Определение взаимного положения смежных пунктов внешней разбивочной сети 2,5 мм
Определение положения точки из измерений способами прямой или обратной линейно-угловой засечек 3,0 мм
Вынос осевых рисок способом полярной засечки 2,0 мм
Перенос точек по вертикали шаговым методом на высоту Н 15 м 90 м 150 м 240 м
0,84 мм 1,8 мм 2,3 мм 3,0 мм
Передача отметки шаговым методом на высоту Н 15 м 30 м 90 м 150 м 240 м
2,75 мм 4,0 мм 7,0 мм 9,0 11,3 мм
Определение превышения на станции 2,5 мм

Важным этапом при возведении высотных зданий является производство исполнительных съемок конструктивных элементов. В процессе возведения здания необходимо производить геодезический контроль точности его геометрических параметров, который является составной частью производственного контроля качества строительства. Точность контрольных измерений должна составлять 0,2 величины отклонений, допускаемых нормативными или проектными документами.

В данной главе уделено особое внимание организации мониторинга высотных зданий и сооружений, основанного на использовании технологии GPS-измерений. Этот метод предполагает дискретное разбиение файлов непрерывных спутниковых наблюдений, полученных GPS-приемниками, с определённым интервалом. В результате получаются пространственные координаты реперов, расположенных на крыше здания, на каждую тридцатиминутную эпоху в пределах интервала непрерывных измерений. В качестве примера таких наблюдений в работе приведены результаты, полученные компанией «Навгеоком», с использованием измерительно-вычислительного комплекса Trimble. Исследования позволяют заключить, что измерительно-вычислительный комплекс может стать эффективным и недорогим средством проведения геодезических работ при мониторинге высотных зданий и сооружений. Высокоточные наблюдения за деформациями зданий и сооружений целесообразно дополнить специальными средствами измерений, в разработках которых автор диссертации принимал непосредственное участие [1-8].

Анализ методов геодезического обеспечения, выполненный в данной главе, определяет необходимость разработки новых унифицированных методов производства геодезических работ, основанных на использовании современных технических средств, которые обеспечивали бы необходимую точность при всем многообразии конструктивных систем и технологических схем, присущих высотному строительству.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СОЗДАНИЯ ПЛАНОВОЙ РАЗБИВОЧНОЙ СЕТИ НА МОНТАЖНОМ ГОРИЗОНТЕ ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ЗДАНИЙ ПОВЫШЕННОЙ ЭТАЖНОСТИ

Использование современных электронных тахеометров в инженерно-геодезических работах и особенно в строительстве в корне изменило технологию геодезических работ. Перспективность поиска удобных в работе алгоритмов решения стандартных геодезических задач в данной диссертационной работе продемонстрирована на примере обратной угловой засечки.

Одним из серьезных недостатков использования обратной угловой засечки является опасность установки прибора вблизи «опасного круга», когда определение координат определяемого пункта становится невозможным либо сопровождается резким снижением точности вычисляемых координат. В связи с этим целесообразно определить признаки, по которым можно заранее предусмотреть и избежать опасной ситуации. «Опасным кругом» в геодезии принято называть окружность, проходящую через три опорных пункта с известными координатами. Если определяемый пункт расположен в любой точке этой окружности, то измерение двух углов и (рис. 1) не имеет реального смысла, так как один из этих углов может быть заранее вычислен.

Стандартные решения этой задачи опубликованы в разных литературных источниках и хорошо известны. Эти алгоритмы решения обладают недостатками, которые не позволяют найти оба решения задачи и выбирать из них верное решение. Более того, в расчетных формулах встречаются тригонометрические функции и , которые в условиях строительной площадки равны либо 0°, либо 90°, а при этих значениях дирекционных углов компьютер не сможет продолжить расчеты. Следовательно, необходим дополнительный алгоритм, чтобы избежать отказа компьютера.

Учитывая недостатки известных методов решения обратной угловой засечки, в диссертационной работе выполнена разработка оптимального решения обратной угловой засечки. На рис. 1 пункты А, В и С – опорные пункты с известными координатами, пункт Р – определяемый пункт, расстояния a, b и c – расстояния между опорными пунктами. Углы 1 и 2 являются вписанными, и равны половине центральных углов в центре окружности О, так как они опираются на одни и те же дуги и окружности с радиусом R. Центр окружности О находится на пересечении перпендикуляров, восстановленных из середины отрезков a и b, следовательно: . (1)

После преобразований формула (1) принимает вид: . (2)

Анализ формулы вычисления радиуса «опасного круга» показывает: если , то вероятность попадания в зону неустойчивого решения задачи резко снижается; если , а величина R приблизительно равна значениям расстояний до опорных пунктов, то в этом случае необходимо быть предельно осмотрительными при выборе исходных пунктов. В том случае, если длина радиуса R определена по формуле (1), а угол или , целесообразно либо отказаться от использования обратной угловой засечки, либо использовать иную комбинацию опорных пунктов, так как определяемый пункт находится вблизи опасного круга.

В геодезии принято измерять не просто углы, а углы либо «левые», либо «правые». Это обстоятельство полезно помнить при написании программы вычисления координат определяемого пункта, и использовать значения измеренных углов при выборе требуемого решения, так как обратная угловая засечка допускает появление двух возможных решений. Это обстоятельство демонстрируется на рис. 2.

Если при измерении угла измерили левый угол АРВ, то из пункта Р' левым углом АР'В будет . В таком случае, вычислив дирекционный угол стороны АВ , дирекционный угол перпендикуляра к линии АВ в середине этого отрезка М будет равен: , если левый угол ; или , если левый угол равен .

Таким образом, измеренный угол 1 позволяет вычислить радиус окружности, проходящей через опорные пункты А и В и определяемый пункт Р по формуле (1), и координаты центра окружности, например, О1:

.

По измеренному углу 2 и стороне b можно аналогично определить координаты центра окружности R2. Вычислив координаты центров окружностей О1 и О2 и радиусы окружностей можно записать уравнения окружностей в виде (рис. 3):

. (3)

Образуем разность между уравнениями (3), получим

, (4)

где .

Подставим значение Y (4) в первое уравнение (3), в результате преобразований будем иметь квадратное уравнение (5)

где ;

В результате решения квадратного уравнения (5) получим два корня:

. (6)

Один из корней уравнения (6) определяет абсциссу пункта В и может служить контролем качества вычислений, а второй – абсциссу определяемого пункта Р. Ордината пункта Р вычисляется по формуле (4). Приведенный алгоритм решения обратной угловой засечки позволяет избежать неоднозначности решения и установки инструмента вблизи опасного круга.

При оценке точности определяемых координат методом обратной угловой засечки необходимо определить зависимость между малыми изменениями измеряемых углов и изменениями координат определяемого пункта. В этом случае измеряемые углы выразим через разности дирекционных углов (рис. 4).

, (7)

где Р – название определяемого пункта.

Дифференцируя уравнения (7), получим:

.

Далее определяются дифференциалы дирекционных углов и после преобразований, полагая, что углы измеряются одним прибором в одинаковых условиях , получим формулы для вычисления средних квадратических ошибок координат:

: (8)

. (9)

Представим формулы (8) и (9) в виде: ; ,

где ;

.

В работе рассчитаны величины коэффициентов при расстояниях между опорными пунктами = 300 м и при различных значениях углов ; ; ; ; . В качестве примера приведем графики величин для значения угла (рис. 5, 6).

Как видно из приведенных графиков, обратная угловая засечка обладает достаточно высокой точностью определения координат определяемого пункта. При этом точность координат определяемого пункта слабо зависит от величин углов засечки и тем выше, чем ближе определяемый пункт расположен к опорным пунктам. Ошибка резко возрастает при приближении определяемого пункта к опасному кругу.

При строительстве зданий повышенной этажности возникают трудности создания плановой разбивочной сети на монтажном горизонте. В работе рассмотрена методика создания плановой разбивочной сети на монтажном горизонте с использованием прямых и обратных угловых засечек. Как показывает анализ точности этого метода, такой прием оказывается достаточно простым и обеспечивает точность, необходимую для выполнения разбивочных работ.

Суть предлагаемого метода заключается в следующем. При строительстве здания на начальных этажах создание разбивочной основы на монтажном горизонте выполняются любым удобным и известным методом. На последующих этажах, когда использование опорной сети вблизи строящегося здания становится затруднительным, целесообразно выбрать несколько удаленных хорошо опознаваемых целей и произвести на них угловые измерения. На рис. 7 такими пунктами являются пункты А, В и С, на которые произведены измерения углов 7 и 8 с произвольно выбранного пункта Р, координаты которого надежно определены. Таких пунктов должно быть минимум два с целью передачи дирекционного угла на монтажный горизонт (на рис. 7 показан лишь один пункт Р). На последующих монтажных горизонтах, где предполагается создание плановой разбивочной сети, необходимо найти положение пункта Р и таким образом передать координаты на более высокий монтажный горизонт.

На монтажном горизонте, на котором создается плановая сеть, разбивается базис b (пункты D и E), причем один из пунктов целесообразно расположить приблизительно над ранее известным пунктом Р. С пунктов D и E выполняются угловые измерения на ранее выбранные опорные пункты А, В, и С (углы 1 – 6). Для определения координат пунктов А, В и С целесообразно воспользоваться вспомогательной системой координат. С этой целью пункту D назначают произвольные координаты, и назначают дирекционный угол линии DE (0). Следовательно, координаты пункта D и дирекционный угол 0 не имеют ошибок. В выбранной системе координат, используя результаты измерений, вычисляют координаты пунктов А, В, С и Е. Затем, используя метод обратной угловой засечки, по ранее измеренным углам 7 и 8 вычисляют положение пункта Р, вычисляют элементы редукции относительно пункта D и выносят его положение на монтажный горизонт. Аналогично определяют положение и выносят на монтажный горизонт остальные пункты Pi (на рис. 7 они не показаны). В результате этих операций создается опорная сеть на монтажном горизонте.

Для выбора оптимального расположения опорных пунктов А, В, С и длины базиса b выполним оценку точности описанного метода. При оценке точности будем учитывать лишь ошибки угловых измерений. Формулы оценки точности, полученные после преобразований, имеют вид:

где ;

;

;

;

;

;

;

.

В качестве примеров рассчитаны два варианта.

Первый вариант: м; м; м; м; м; м; м; ; .

При расстояниях ошибка базиса b практически не влияет на точность выноса пункта Р и (мм); (мм).

Второй вариант: м; м; м; м; м; м; м; ; ; (мм); (мм).

Как показал анализ точности, данная методика передачи координат на монтажный горизонт обеспечивает высокую точность и обладает высокой оперативностью. В случае если совместно с угловыми измерениями выполняются и линейные, появляются избыточные данные, которые обеспечат контроль в работе и приведут к дальнейшему повышению точности передачи координат на монтажный горизонт.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследования, выполненные в диссертационной работе, основаны на анализе современного высотного строительства за рубежом, которое сформировалось в США на рубеже XIX–XX веков, и тенденциях, которые намечены в области высотного строительства в г. Москве. Анализ технологии возведения высотных зданий многофункционального назначения указывает на большое разнообразие конструктивных систем, что вызывает необходимость в процессе геодезического обеспечения на разных стадиях строительства использовать различные технологические схемы, методы и приборы.

Геодезические измерения необходимо выполнять с точностью, обеспечивающей соблюдение допусков, предусмотренных соответствующими нормами и правилами, а также проектной документацией. В случаях строительства по проектной документации, содержащей допуски на возведение конструкций здания, не предусмотренных стандартами, нормами и правилами, необходимую точность разбивочных работ следует определять специальными расчетами по условиям, заложенным в проектной документации. Все это вызвало необходимость разработки новых унифицированных методов производства геодезических работ, основанных на использовании современных технических средств, которые обеспечивали бы необходимую точность при всем многообразии конструктивных систем и технологических схем, присущих высотному строительству.

В состав геодезических работ на строительной площадке при строительстве высотных сооружений входят многочисленные процессы, которые должны обеспечивать необходимую точность при создании планово-высотной исходной, внешней и внутренней разбивочной основы, точность создания которой должна соответствовать требованиям СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве». В отдельных случаях точность построения разбивочной основы может быть получена расчетным путем с соответствующим обоснованием в проекте производства геодезических работ.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.