Измерения отклонений при инженерно-геодезических работах



Инженерно-геодезические работы требуют непрерывного прогресса применяемых на практике методов. В этой статье будет затронуто совершенствование способов измерения прямолинейности и отклонений от нее.

Статьи по теме. Подробнее про весь комплекс геодезических изысканий для строительства зданий, межевания границ и проектирования - читайте по ссылкам.

В процессе развития науки и техники возрастают требования к методам измерений непрямолинейности и соосности различных объектов в метрологическом и технологическом планах. Реализация этих методов является одной из наиболее сложных задач инженерной геодезии.

Это связано в первую очередь с тем, что средства измерения непрямолинейности, как и многие другие, должны содержать в своем составе рабочие меры (эталоны), по отношению к которым производится сравнение их прямолинейности с измеряемыми объектами различными способами.

Для решения инженерно-геодезических задач эта мера по длине должна соответствовать измеряемым объектам, которые могут иметь длину до 100 м, а погрешность отступления от прямо­линейности рабочей меры должна быть при этом существенно ниже общей погрешности средства измерений. Эти обстоятельства в соответствии с современными требованиями существенно усложняют задачу создания новых эффективных методов таких измерений с высокой точностью на больших трассах.

Рассмотрим кратко основные известные методы измерений и наиболее типичные оптические схемы их реализации.

Измерение отклонений при геодезических изысканиях

Традиционным методом, используемым до настоящего времени, является механический, в котором в качестве эталонов прямолинейности используются специальные линейки, натянутые струны и другие рабочие меры, позволяющие проводить измерения, в основном, на коротких участках длиной до 10 м, например, при измерениях непрямолинейности направляющих станин станков, подкрановых балок, в строительстве на коротких трассах и при других инженерно-геодезических работах. Отметим, что при использовании струн необходимо проведение специальных расчетов величин их провисания и бокового смещения под влиянием внешних воздействий.

Известен также способ измерения отклонений от прямолинейности на основе микронивелиров, который заключается в том, что на измеряемой поверхности устанавливается микронивелир — рейка длиной 1м с укрепленными и на ней цилиндрическим уровнем, подъемными винтами и индикаторами смещения часового типа, установленными на ее концах вблизи винтов.

Отступление от прямолинейности измеряемых объектов по всей трассе производится путем перестановки микронивелира вдоль нее последовательно шаговым способом, вычислением микропревышений и их суммированием с учетом знаков. Такой способ применим только для измерений вертикальных смещений объектов, например, головок рельсов. К недостаткам этого способа относятся низкая производительность измерений и на­копление погрешностей результатов измерений при переста­новках микронивелира вдоль трассы.

К другим широко применяемым на практике способам относятся оптические методы, в которых в качестве рабочих мер, называемых в литературных источниках референтными направлениями (РН), используются визирные оси оптических зрительных труб на длинах трасс до 100 м . При этом способе задания РН на измеряемых объектах (рельсы, шоссейные дороги, различное оборудование и др.) устанавливаются подвижные измерительные марки (ИМ), на которых нанесены специальные знаки, например, в виде бисектора или креста, положение кото­рых относительно РН регистрируется различными способами. Основной из них связан с необходимостью перефокусировки зрительных труб на ИМ, перемещаемых по длине измеряемых трасс на небольшие расстояния (10 м), что вызывает излом визирной оси, возникающий вследствие децентрировки фокусиру­ющих компонентов зрительных труб. Этот фактор приводит к нестабильности пространственного положения РН, а следовательно, и к повышению результирующих погрешностей.

Для исключения излома визирной оси зрительной трубы во время измерений известно много способов, позволяющих фокусировать зрительную трубу с помощью специальных фокусирующих компонентов, например путем использования нерасстраиваемых оптических отражателей, что приводит к дополнительным энергетическим потерям и усложнениям средств измерений.

Другим способом исключения этого отрицательного факто­ра является использование оптических методов измерений, в которых отсутствует перефокусировка.