birmaga.ru
добавить свой файл

1 2 3

Все курсовые студентов МИИГАиК на www.MGUGIK.net


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

Москва, 2009 г.

Содержание

I Общая часть

  1. Краткая характеристика исследуемых сооружений……………………

  2. Назначение геодезических измерений…………………………………..

  3. Периодичность наблюдений .....................................................................

  4. Выбор метода наблюдения……………………………………………….

II Проектирование геодезических измерений

  1. Схема размещения геодезических знаков на объекте............................

  2. Проектирование схемы нивелирных ходов………………………………

III Разработка методики

  1. Оценка проекта схемы нивелирных ходов………………………………..

  2. Обоснование методики нивелирования.......................................................

  3. Расчет рабочих допусков...............................................................................

10) Выбор конструкции геодезических знаков………….................................

V Рекомендации по внедрению

11) Рекомендации по уравниванию и оценке точности...................................

12) Состав сопутствующих наблюдений……………………………………...

13) Отчетная документация……………………………………………………

Список литературы…………………………………………………………….


I Общая часть

1. Краткая характеристика исследуемых сооружений

Данная ГЭС 3 находится в городе Курск на реке Сейм, помимо электростанции на этой территории располагается административный корпус №6 и жилой массив. ГЭС 3 состоит из бетонной плотины и самого здания электростанции, а административный корпус и жилой массив представляют собой бескаркасные конструкции. Жилой массив представляет собой комплекс из семи жилых корпусов разной этажности и конфигурации. Все здания бескаркасные, кирпичные. Между модулями зданий – температурно-осадочные швы. Административный корпус №6- здание Н-образной формы. Трехэтажное. Высота этажа 3м.


Рельеф данной территории представляет собой приподнятую полого-волнистую, слегка всхолмленную равнину, сильно расчлененную глубоко вдающимися в нее широкими древними речными долинами и множеством балок и оврагов. Почвы - чернозёмы оподзоленные, выщелоченные, на северо-западе - серые лесные. Климат умеренно-континентальный. Средняя температура января -8С, июля +19С. Осадков около 500 мм в год. На территории города и в его районе хорошо развита транспортная инфраструктура. Здесь проходит много автомобильных и железных дорог.

Схемы размещения исследуемых сооружений и грунтовых реперов показаны на рис. 1.1 и рис.1.2, схема сооружений на рис.1.3.
Исходные данные для глубинных реперов





Гр 1

Гр 2

Гр 3

Х м

50

150

100

У м

300

350

1200

Н м

180

180

180


Исходные данные для исследуемых сооружений


Название

Х м

У м


Н м

Дир.угол

Жилой массив

400

1200

181



Административный корпус №6

500

400

180

180°

ГЭС 3

1800

500

212,4

99°10'


2. Назначение геодезических измерений

Основной целью наблюдений является определение величин деформации для оценки устойчивости сооружения и принятия своевременных профилактических мер, обеспечивающих его нормальную работу.

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 наблюдения могут быть закончены при прекращении деформаций, а могут продолжаться и весь период эксплуатации.



3. Периодичность наблюдений

Периодичность наблюдений зависит от вида сооружения, периода его работы, скорости изменения деформации и других факторов. В среднем в строительный период систематические наблюдения выполняют один-два раза в квартал, а в период эксплуатации – один-два раза в год. При срочных наблюдениях их выполняют до и после появления фактора, резко меняющего обычный ход деформации.

Оптимальной схемой для наблюдений за деформациями данного сооружения будут являться наблюдения раз в полгода (весной и осенью).

4. Выбор метода наблюдений

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


  1. тригонометрическое нивелирование;

  2. геометрическое нивелирование;

  3. микронивелирование;

  4. гидростатическое нивелирование;

  5. фотограмметрический и стереофотограмметрический методы.

Тригонометрическое нивелирование.
Применяется для наблюдения за недоступными точками и для точек с большой разницей высот. При использовании высокоточного электронного тахеометра и расстояний до 100м, mh=0,1мм. Превышения будут определяться по формуле: h=lctgz, где l – горизонтальное проложение от прибора до визирной цели; z – зенитное расстояние.

Недостатком этого способа является влияние вертикальной рефракции, которая может значительно искажать значения зенитных расстояний.

Геометрическое нивелирование коротким лучом.
Самый распространенный и маневренный метод. Расстояние от нивелира до точек, за которыми наблюдают, в среднем 5-10 м. Используется для наблюдений за осадками, при выверке и монтаже инженерного оборудования.

Необходимые условия:

-нивелиры с контактным цилиндрическим уровнем;

-нивелиры с оптическим микрометром;

-рейки с подпятником или штриховые реечки;

-нивелирование должно производиться из середины (для исключения влияние угла i нивелира);


-допустимая длина визирного луча не более 40метров.

Микронивелирование.
Используется при высотной выверке оборудования, строительных конструкций, направляющих и т.п., т.е. при определение горизонтальности поверхности.

Микронивелир состоит из основания, цилиндрического уровня(5"), подвижной и неподвижной опоры и индикаторного часового механизма. Необходимо отложить точки и зафиксировать их. Расстояние между ними равно шагу микронивелира. Подвижная и неподвижная опоры меняются местами. Прокладывается ход прямо и обратно. mh=0,1мм.

Гидростатическое нивелирование.
Применяется при выверках по высоте технологического оборудования, для наблюдений за осадками. Этот метод основан на системе сообщающихся сосудов. Мениск жидкости устанавливается на одной уровенной поверхности. Это позволяет использовать её в качестве отсчетной поверхности при определении превышений. Кроме двух сообщающихся сосудов-пьезометров, в системе присутствует шланг, шток, уровень (для выверок). В сосуды налита дистиллированная вода. Необходимо открыть оба крана, подождать 1,5-2,0 минуты пока вода успокоится и придет в равновесие и опустить шток. Взять отсчет, потом второй отсчет. Перенести задний сосуд. При применении этого метода необходимо учитывать перепады давления, температуру в сосудах. Из опыта ясно, что гидростатическое нивелирование целесообразно применять при наблюдениях за вертикальными перемещениями точек фундаментов и несущих конструкций в стесненных подвальных и цеховых помещениях, где не могут быть обеспечены условия хорошей видимости для наблюдений при помощи нивелира, а так же в помещениях, где пребывание человека нежелательно.

mh=0,1мм.

Фотограмметрический и стереофотограмметрический методы.

Эти методы предусматривают применение фототеодолита для фотосъемки исследуемого объекта. Определение деформаций вообще и в частности осадок этими способами заключается в измерении разности координат точек сооружения, найденных по фотоснимкам началь­ного (или предыдущего) цикла и фотоснимках деформационного (или последующего) цикла.


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 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.

Исходя из габаритов и конструкции сооружений, было решено выполнять наблюдения геометрическим нивелированием.

II Проектирование геодезических измерений

5. Схема размещения геодезических знаков на объекте

Для определения осадки сооружений будут использоваться деформационные знаки. Они 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, способом крепления, возможностью установ­ки на них измерительного оборудования. Они бывают плано­выми, высотными и планово-высотными и отличаются многооб­разием конструкций.
Н данных сооружениях марки расположены приблизительно на одном уровне, по периметру сооружений и их углам, вдоль продольных и поперечных осей фундамента, на стыках соседних блоков, по сторонам осадочно-температурных швов, в зонах с наибольшими динамическими нагрузками и с менее благоприятными геологическими условиями. Схемы размещения осадочных марок приведены на рис.2.1, рис.2.2 и рис.2.3.

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

Схемы нивелирных ходов включают:


  1. Нивелирные хода между зданиями и сооружениями;

  2. Подходные нивелирные хода между глубинными реперами и объектами;

  3. Нивелирные хода, расположенные внутри здания или снаружи, которые ведутся 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 приведены на рис.2.4, рис.2.5 и рис.2.6

Описание схем нивелирных ходов:

ГЭС 3:

Кол-во полигонов 7

Кол-во секций 20

Кол-во узловых точек 14

Административный корпус №6:

Кол-во полигонов 1

Кол-во секций 2

Кол-во узловых точек 2

Жилой массив:

Кол-во полигонов 16

Кол-во секций 24

Кол-во узловых точек 17

Общая схема нивелирных ходов представлена на рис.2.7.

Обработка нивелирных ходов производится в программе PGN.
Оценка схемы сети в программе PGN
Наименование обрабатываемой сети Любая строка

Количество узловых точек сети 35

Количество исходных точек 1

Априорная С.К.О. единицы веса 0.10

Тип решаемой задачи оценка точности

Описание превышений

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

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

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

│ 1 │ 36 │ 1 │ 61.00 │ - │ - │

│ 2 │ 1 │ 2 │ 1.00 │ - │ - │

│ 3 │ 1 │ 11 │ 1.00 │ - │ - │

│ 4 │ 1 │ 12 │ 2.00 │ - │ - │

│ 5 │ 2 │ 3 │ 6.00 │ - │ - │

│ 6 │ 2 │ 4 │ 1.00 │ - │ - │

│ 7 │ 2 │ 5 │ 1.00 │ - │ - │

│ 8 │ 3 │ 4 │ 7.00 │ - │ - │

│ 9 │ 4 │ 6 │ 1.00 │ - │ - │

│ 10 │ 5 │ 6 │ 1.00 │ - │ - │

│ 11 │ 6 │ 7 │ 12.00 │ - │ - │

│ 12 │ 7 │ 8 │ 5.00 │ - │ - │

│ 13 │ 7 │ 9 │ 1.00 │ - │ - │

│ 14 │ 8 │ 9 │ 4.00 │ - │ - │

│ 15 │ 9 │ 10 │ 12.00 │ - │ - │

│ 16 │ 10 │ 11 │ 1.00 │ - │ - │

│ 17 │ 10 │ 13 │ 1.00 │ - │ - │

│ 18 │ 11 │ 12 │ 1.00 │ - │ - │

│ 19 │ 12 │ 13 │ 1.00 │ - │ - │

│ 20 │ 12 │ 14 │ 9.00 │ - │ - │

│ 21 │ 13 │ 14 │ 9.00 │ - │ - │

│ 22 │ 8 │ 15 │ 62.00 │ - │ - │

│ 23 │ 15 │ 16 │ 13.00 │ - │ - │

│ 24 │ 16 │ 17 │ 14.00 │ - │ - │

│ 25 │ 17 │ 16 │ 14.00 │ - │ - │

│ 26 │ 17 │ 18 │ 34.00 │ - │ - │

│ 27 │ 18 │ 19 │ 11.00 │ - │ - │

│ 28 │ 19 │ 20 │ 4.00 │ - │ - │

│ 29 │ 19 │ 35 │ 1.00 │ - │ - │

│ 30 │ 20 │ 35 │ 5.00 │ - │ - │


│ 31 │ 20 │ 21 │ 1.00 │ - │ - │

│ 32 │ 21 │ 22 │ 4.00 │ - │ - │

│ 33 │ 22 │ 21 │ 6.00 │ - │ - │

│ 34 │ 22 │ 23 │ 1.00 │ - │ - │

│ 35 │ 23 │ 24 │ 4.00 │ - │ - │

│ 36 │ 24 │ 25 │ 1.00 │ - │ - │

│ 37 │ 23 │ 25 │ 5.00 │ - │ - │

│ 38 │ 25 │ 26 │ 1.00 │ - │ - │

│ 39 │ 26 │ 27 │ 3.00 │ - │ - │

│ 40 │ 27 │ 26 │ 17.00 │ - │ - │

│ 41 │ 27 │ 28 │ 1.00 │ - │ - │

│ 42 │ 28 │ 29 │ 10.00 │ - │ - │

│ 43 │ 29 │ 28 │ 8.00 │ - │ - │

│ 44 │ 29 │ 30 │ 1.00 │ - │ - │

│ 45 │ 30 │ 31 │ 7.00 │ - │ - │

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


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

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

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

│ 46 │ 31 │ 32 │ 1.00 │ - │ - │

│ 47 │ 32 │ 30 │ 8.00 │ - │ - │

│ 48 │ 32 │ 33 │ 1.00 │ - │ - │

│ 49 │ 33 │ 34 │ 3.00 │ - │ - │

│ 50 │ 34 │ 33 │ 17.00 │ - │ - │

│ 51 │ 34 │ 35 │ 1.00 │ - │ - │

│ 52 │ 31 │ 36 │ 47.00 │ - │ - │


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 │ 8 │ 15 │ 46.582835 │ 0.68 │

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


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 │ - │ 46.076 │ 0.7 │

│ 2 │ - │ 46.802 │ 0.7 │

│ 3 │ - │ 50.114 │ 0.7 │

│ 4 │ - │ 47.356 │ 0.7 │

│ 5 │ - │ 47.386 │ 0.7 │

│ 6 │ - │ 47.443 │ 0.7 │

│ 7 │ - │ 49.613 │ 0.7 │


│ 8 │ - │ 50.368 │ 0.7 │

│ 9 │ - │ 49.572 │ 0.7 │

│ 10 │ - │ 47.006 │ 0.7 │

│ 11 │ - │ 46.626 │ 0.7 │

│ 12 │ - │ 46.824 │ 0.7 │

│ 13 │ - │ 47.173 │ 0.7 │

│ 14 │ - │ 51.323 │ 0.7 │

│ 15 │ - │ 62.115 │ 0.8 │

│ 16 │ - │ 60.667 │ 0.8 │

│ 17 │ - │ 59.326 │ 0.8 │

│ 18 │ - │ 47.222 │ 0.7 │

│ 19 │ - │ 41.321 │ 0.6 │

│ 20 │ - │ 42.315 │ 0.7 │

│ 21 │ - │ 42.821 │ 0.7 │

│ 22 │ - │ 43.741 │ 0.7 │

│ 23 │ - │ 44.003 │ 0.7 │

│ 24 │ - │ 44.710 │ 0.7 │

│ 25 │ - │ 44.341 │ 0.7 │

│ 26 │ - │ 44.351 │ 0.7 │

│ 27 │ - │ 44.051 │ 0.7 │

│ 28 │ - │ 43.805 │ 0.7 │

│ 29 │ - │ 41.844 │ 0.6 │

│ 30 │ - │ 41.207 │ 0.6 │

│ 31 │ - │ 38.140 │ 0.6 │

│ 32 │ - │ 38.750 │ 0.6 │

│ 33 │ - │ 39.368 │ 0.6 │

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

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

│ NN │ H ( m ) │ Q │ M (mm) │

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

│ 34 │ - │ 40.598 │ 0.6 │

│ 35 │ - │ 40.944 │ 0.6 │



следующая страница >>