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:   || 2 | 3 |

Разработка методов повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

СОЛОВЬЁВ СЕРГЕЙ ВАЛЕНТИНОВИЧ

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ НАДЁЖНОСТИ

ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ ГЕОДЕЗИЧЕСКОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТ

25.00.32 - Геодезия

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата технических наук

Москва – 2011

Работа выполнена на кафедре прикладной геодезии геодезического факультета Московского государственного университета геодезии и картографии

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент

Корнеев С.М.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

Маркузе Ю.И.

кандидат технических наук, профессор

Зайцев А.К.

Ведущая организация - ОАО Государственный специализированный

проектный институт (ГСПИ)

Защита состоится « 22» декабря 2011г, в 12.00 час. на заседании диссертационного совета Д.212.143.03 в Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва, Гороховский пер. 4, МИИГАиК, зал заседаний Учёного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК.

Автореферат разослан «_____» _________________ 2011г.

Учёный секретарь

диссертационного совета Климков Ю.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время изменилась архитектура строительных объектов, от типовой она перешла к индивидуальной, разнообразной по форме и геометрическим параметрам. Эта тенденция повысила требования к геодезическому обеспечению строительства. Геодезические измерения являются обоснованием для выполнения строительно-монтажных работ, при этом их нельзя отделить от производственного цикла, так как непосредственно за измерениями следует монтаж строительных конструкций. Поэтому требуется обеспечить высокую надёжность измерений. Необходимо отметить, что измерения в строительстве имеют существенные особенности. Некоторые методы измерений не исключают инструментальные погрешности и не содержат полноценного контроля. Кроме того, контроль измерений трудно обеспечить в условиях непрерывного цикла и высоких темпов современного строительства. Ограниченность строительной площадки не позволяет избежать влияния производственных факторов, таких как ударные воздействия, вибрации и т.п. Поэтому надёжность измерений во многом определяется работоспособностью используемых геодезических приборов. В настоящее время контроль работоспособности приборов производится, в основном, периодической поверкой. Поверка осуществляется аккредитованными метрологическими центрами, она производится один раз в год и служит для определения метрологической пригодности прибора в целом. Опыт использования геодезических приборов на строительной площадке говорит о том, что поверка с жёстко установленным межповерочным интервалом является недостаточной. В условиях строительства необходимо обеспечить работоспособность прибора в момент измерений, так как его неисправность может привести к значительным отклонениям конструкций от проектного положения. Поэтому для обеспечения требуемого качества строительства необходимо повысить надёжность геодезических измерений путём своевременного контроля работоспособности приборов на объекте строительства. Для чего операции контроля необходимо включить в технологию геодезического обеспечения строительных работ. Контроль должен производиться оперативно, в рабочих условиях эксплуатации, с использованием методов, соответствующих методам измерений в строительстве и с учётом погрешностей, имеющих существенное влияние на точность. Межконтрольный интервал может составлять от суток до года и устанавливается для конкретных операций.

Целью работы является:

Разработка методов повышения надёжности геодезических измерений в условиях строительства путём обеспечения контроля работоспособности приборов при выполнении геодезических работ.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

  1. Проведён анализ средств и методов геодезических измерений в строительстве.
  2. Выполнены экспериментальные исследования условий производства, определены факторы влияния на надёжность измерений при геодезическом обеспечении строительных работ и установлены требования к проведению геодезических измерений.
  3. Проведены исследования работоспособности геодезических приборов в условиях строительства.
  4. Разработаны способы контроля работоспособности приборов в рабочих условиях строительного объекта для повышения надёжности измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.

Научная новизна определяется следующим:

  1. Получены новые данные о влиянии на надёжность измерений различных источников вибраций и ударных воздействий в условиях строительства, на основе которых установлены требования к проведению измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.
  2. Впервые для каждой конкретной метрологической характеристики геодезических приборов определена периодичность контроля в зависимости от нестабильности характеристики в условиях строительства.
  3. Разработаны усовершенствованные оперативные способы контроля работоспособности приборов с применением контрольных стендов для повышения надёжности геодезических измерений в рабочих условиях производства работ на объектах строительства.

Практическая ценность работы Разработаны способы, которые позволяют в рабочих условиях строительного объекта повысить надёжность геодезических измерений за счёт исключения погрешностей из-за нестабильности характеристик прибора и ослабления влияния производственных факторов, что повлечёт за собой сокращение непроизводственных затрат времени на исправление результатов измерений, сокращение брака при производстве геодезических и строительных работ, повышение надёжности выполненных конструкций.

Основные результаты исследований внедрены при разработке нормативных документов: «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений топографо-геодезического назначения» (РТМ 68-8.24-01); «Теодолиты. Методика поверки» (МИ 08-00); «Инструкция по проведению технологической поверки геодезических приборов» (ГКИНП 17-195-99). Результаты работы были применены при геодезическом обеспечении строительства следующих объектов: м-на Крылатское, Юго-западной заправки, Горки-6, 21, 26 кварталов, м-на №7 Колычёво, м-на «Центральный», Ледового дворца, Квартала жилых домов, Торгово-офисного центра, Сапожковых-7 и Кирова-10.

Апробация работы. По теме диссертации автором сделаны доклады на седьмом отраслевом семинаре по метрологии (г. Н.Новгород – 2000г.), 7, 9 Всероссийских форумах по геоинформационным технологиям (Москва – 2000, 2002гг.), научно-технической конференции по инженерной геодезии (МГСУ-МИСИ – 2006), международной научно-технической конференции «Геодезия, картография и кадастр – XXI век» (МИИГАиК - 2009).

Публикации. По теме диссертации опубликовано девять работ, из которых четыре в журналах, рекомендуемых ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, изложенных на 170 страницах, и содержит 61 таблицу и 19 рисунков. Список литературы включает 123 наименования, в том числе 12 на иностранных языках.

На защиту выносятся следующие результаты исследований и разработок:

  1. Результаты экспериментальных исследований влияния условий производства на надёжность измерений при геодезическом обеспечении строительных работ.
  2. Результаты исследований работоспособности приборов, используемых при геодезических измерениях в строительстве.
  3. Способы контроля теодолитов при выполнении геодезических измерений в условиях объекта строительства.
  4. Способы контроля нивелиров при выполнении геодезических измерений в условиях объекта строительства.
  5. Способы контроля тахеометров при выполнении геодезических измерений в условиях объекта строительства.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении автором обоснована актуальность темы диссертации. Сформулированы основные цели и задачи работы. Приведены данные, характеризующие выполненные исследования. Представлены результаты, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу применяемых средств и методов измерений, специфики строительного производства.

Анализ технологических операций показал следующее: во-первых, в строительстве принята рабочая система координат (прибор-объект), которая зависит от конфигурации, высоты строящегося сооружения, размеров строительной площадки, вследствие чего измерения часто производятся при большом неравенстве плеч и значительных углах наклона зрительной трубы, расстояния измеряются в небольшом диапазоне (до 200м). Во-вторых, на строительной площадке измерения часто проводятся при наличии влияния производственных факторов: вибрации, отдельных ударов, толчков, магнитных полей. В-третьих, из-за непрерывного цикла работ монтаж конструкций производится сразу после выполнения измерений, при этом обычно время измерений ограничено. В этих условиях погрешности измерений могут полностью входить в погрешность положения конструкций. Следствием перечисленных факторов является необходимость повышения надёжности измерений. При этом должен быть обеспечен полноценный контроль работоспособности приборов, особенно в момент измерений. Контроль приборов должен производиться максимально оперативно в рабочих условиях строительства или близких к ним.

На основе анализа геодезических приборов и специфики производства работ в строительстве сформулированы задачи диссертационной работы.

Вторая глава посвящена разработке требований, состава и средств контроля, исследованию работоспособности приборов и условий геодезического обеспечения строительства.

Вначале выполнен анализ существующих способов контроля приборов и инструментальных погрешностей при выполнении геодезических измерений в строительстве.

Анализ показал следующее:

1) Традиционный состав операций и способы контроля приборов, разработанные для геодезической отрасли, не соответствуют условиям производства и применяемым методам измерений в строительстве.

2) В существующих способах межконтрольные интервалы устанавливаются для приборов, изменение характеристик которых является следствием износа их элементов, при этом единый интервал устанавливается независимо от срока и условий эксплуатации приборов.

3) Единый интервал устанавливается для всех типов приборов и всех операций контроля, хотя стабильность отдельных характеристик приборов различна.

4) Применяемый лабораторный способ контроля не учитывает влияния производственных условий, используемых методов измерений, существенных инструментальных погрешностей, диапазона измерений в строительстве.

На основании выполненного анализа сделан вывод о том, что для обеспечения надёжности геодезических измерений в строительстве недостаточно проведение контроля в лабораторных условиях с единым интервалом. Здесь необходимо обеспечить работоспособность прибора в момент измерений, поэтому требуется для каждой конкретной характеристики определить свой межконтрольный интервал в зависимости от её нестабильности в рабочих условиях эксплуатации. Методы контроля должны соответствовать методам измерений в строительстве.

Существенным отличием проведения контроля в строительстве является проблема исключения влияния неблагоприятных факторов, которые отсутствуют при выполнении контроля традиционными методами в топогеодезическом производстве. Основными неблагоприятными факторами являются вибрация и ударные воздействия. Для определения их влияния выполнены экспериментальные исследования. Ранее проводились исследования вибрации на вибростендах, но там изучалось влияние вибрации непосредственно во время измерений. Условия строительной площадки позволяют ослабить прямое воздействие вибрации наличием некоторого (хотя и ограниченного) выбора места и времени измерений. Поэтому в строительстве имеют значение образующиеся при этом остаточные смещения, которые не всегда обнаруживаются при производстве измерений и имеют длительный период воздействия. В данной работе целью исследований является изучение влияния на точность измерений вибрационных и ударных воздействий и определение требований для производства геодезических работ. При этом источниками воздействий являются наиболее распространённые в строительстве: сваебойная установка, ручной ударный инструмент и отбойный молоток. Средство измерений (2Т2) устанавливалось на определённом расстоянии от источника, наблюдения производились на визирную марку, которая находилась вне зоны воздействия. Для каждого источника были составлены программы и методики исследований. По результатам исследований составлены графики смещений в системе «штатив - грунт» и «штатив - опорная конструкция».

Графики смещений при воздействии сваебойной установки (рис. 1а) показывают, что при расстоянии 23 метра от источника (минимально допустимое расстояние по технике безопасности) остаточное смещение прибора составляет 43, что соответствует сдвигу по вертикали на 20мм, через час после забивки последней сваи - 24 (12мм). Смещение прибора изменяется: за первый час после забивки последней сваи на 9 (4.5мм), за второй час - на 5 (2.5мм). При расстоянии до источника 50 метров график ведёт себя примерно так же, но с меньшими величинами (рис. 1б). Максимальное остаточное смещение прибора здесь составляет 8 (4мм), изменение величины смещения в течении часа - незначительно.

На строительной площадке или вблизи неё часто находятся различные источники магнитного излучения: ЛЭП, преобразовательные подстанции, электрокабели, сварочные аппараты и т.п. Для учёта их влияния при проведении измерений установлена допустимая величина магнитного поля. Индукция магнитного поля определена на основании проводившихся ранее исследований влияния высоковольтных ЛЭП на точность нивелирования, где была установлена зависимость погрешности измерений от величины силы тока в ЛЭП. Используя полученную силу тока, автор рассчитал допустимую величину магнитной индукции (МИ) по формуле:

, (1)

где r – расстояние от прибора до источника,

N – количество проводов,

Iдоп = 60А – максимальная сила тока, при которой погрешность измерений незначительна.

Путем преобразования формулы (1) автор получил выражение для расчета допустимого расстояния от прибора до источника в зависимости от величины силы тока:

, (2)

где I – сила тока в ЛЭП.

По этой формуле геодезист строительной организации может рассчитать допустимое расстояние от источника магнитного излучения для точек установки прибора на площадке.

Был проведен анализ выполненных немецкими учеными исследований влияния магнитного поля на нивелиры с компенсатором, где определялась величина отклонения визирной линии (угол i) нивелира Ni 007 в зависимости от величины магнитного поля и направления его вектора. По результатам исследований сделаны следующие выводы.

а) Влияние переменного поля больше чем постоянного.

б) При изменении направления вектора магнитного поля изменяется величина отклонения визирной линии (угол i) нивелира.

в) Минимальная погрешность образуется при положении источника излучения со стороны объектива или окуляра прибора, максимальная – слева или справа от визирной линии прибора.

Вывод: измерения лучше производить при положении визирной оси перпендикулярно источнику магнитного излучения; кроме того, в зоне действия магнитного поля расстояние до рейки должно быть не более 50 метров.

На основе выполненных исследований определены требования к рабочему месту наблюдателя:

  1. Геодезические измерения допускается выполнять во время работы сваебойной установки при расстоянии от прибора до источника 23 метра не ранее чем через два часа после забивки последней сваи, при расстоянии 50метров от источника - в периоды между забивкой свай.
  2. Измерения допускается выполнять при работе ударным инструментом или отбойным молотком с условием установки прибора на расстоянии не менее десяти метров от источника воздействий, и на перекрытиях, отделённых температурным швом и опирающихся на отдельные опорные конструкции. Во всех остальных случаях измерения можно выполнять не менее чем через 30 минут после производства ударов и 20 минут после работы отбойным молотком.
  3. При производстве геодезических измерений величина магнитной индукции в рабочем пространстве не должна превышать 5 · 10-6Т.

Если условия строительной площадки не позволяют выполнить требования 1 и 2 в полном объёме, то измерения необходимо производить следующим образом:

- нивелировку точек выполнять с двух станций или в процессе нивелирования контролировать горизонт инструмента по дополнительной рейке, установленной на контрольную точку вне зоны воздействия;

- угловые измерения производить двумя полными приёмами с контролем сходимости результатов;

- при выполнении угловых измерений производить контроль положения прибора по дополнительной марке, установленной вне зоны воздействия.

При воздействии производственных факторов периодически происходит разъюстировка прибора. При этом разные характеристики имеют различную нестабильность. Чтобы обеспечить исправность приборов в момент измерений необходимо определить интервалы изменения отдельных характеристик в условиях строительства. С этой целью были выполнены экспериментальные исследования работоспособности геодезических приборов. Исследования проводились тремя способами: а) при выполнении контроля 35 геодезических приборов непосредственно на строительных площадках, б) методом постановки на подконтрольную эксплуатацию (сбор и анализ данных о качестве и надёжности приборов в условиях эксплуатации), в) путём анализа результатов технического обследования 150 приборов, используемых в строительстве, в территориальных центрах метрологии (ЦСМ).

По результатам исследований выявлена нестабильность коллимационной погрешности теодолитов 3Т5, 3Т5КП, 2Т5К, 4Т30П, 2Т30П, Theo 120, тахеометров Trimble 330, SET 600, 3TA5, сетки нитей теодолитов 3Т5, 3Т5К, угла i нивелиров AT-24D, AL24D, AL20D, C330, DSZ3, C31, C32, C330, C41, C410, 3Н2КЛ, 3Н3КЛ, 2Н3Л, Н3, Н3К, 3Н5Л, 2Н10Л, 2Н10КЛ, сетки нитей 2Н3Л, Н3, 2Н10Л, 2Н10.

На основе анализа результатов исследований произведена выборка приборов с характерными отказами за различные интервалы времени (табл. 1).

Таблица 1



Pages:   || 2 | 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.