Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации - часть 3

 

  Главная      Учебники - Разные     Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации - 2004 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

 

содержание   ..  1  2  3  4   ..

 

 

Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации - часть 3

 

 

 

Таблица 2.3 Назначение метода контроля по временной характеристике 

Методы 

контроля 

Условия применения 

Непрерывный 
 
 
 
 
 
 
Периодический 
 
 
 
 
 
 
Летучий 

Проверка технического состояния объектов, требующих самых 
высоких категорий контроля, когда контроль обусловлен 
требованиями самой высокой надежности, безопасности (например, 
при испытаниях ядерные установки атомных электростанций), когда 
решения о режимах работы объекта должны приниматься 
незамедлительно; непрерывный контроль должен осуществляться 
автоматическими или автоматизированными средствами измерений. 
Проверка технического состояния объектов при планируемых 
нормальных режимах работы сооружений и оборудования; 
прогнозируемых поведениях объектов в процессе эксплуатации, 
стабильном характере производства; медленных изменениях 
геометрических параметров во времени, что характерно для 
большинства объектов промышленных предприятий при их 
правильном проектировании, строительстве и эксплуатации. 
Проверка технического состояния объектов в случаях аварийных 
ситуаций, отказов, непредусмотренных выходах технических 
параметров за допустимые величины и других непредвиденных 
факторах, а также при инспекционных проверках. 

По  объемной  характеристике  контроль  разделяют  на  сплошной  и 

выборочный.  От  правильности  выбора  вида  контроля  по  объемной 
характеристике  зависят  объемы  выполнения  контрольных  операций,  а 
следовательно,  их  трудоемкость,  численность  и  квалификация  контролеров, 
достоверность  контролируемых  параметров,  выбор  методов  и  средств 
измерений. 

В  работе  [82]  рекомендуется  при  проектировании  ГК  объектов 

промышленных  предприятий  применять  методы  контроля  по  объемной 
характеристике, используя условия, приведенные в табл. 2.4. 

Таблица 2.4 Назначение метода контроля по объемной характеристике 

Методы 

контроля 

Условия применения 

Сплошной 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Проверка технического состояния объекта при: 
- резко изменяющихся характеристиках технологических процессов, 
режимов грунтовых вод и физико-механических свойствах грунтов их 
оснований; 
- монтаже, наладке и испытаниях основного крупногабаритного 
оборудования; 
- видимых значительных деформациях конструкций зданий и 
сооружений и средств технического оснащения, обнаруженных в 
результате их обследования; 
- исследовательских работах на головных образцах оборудования; 
- отсутствии материалов систематических измерений осадок и 
деформаций оснований и фундаментов («упущенных осадок»); 
- нестабильном характере производства; 
- небольших объемах контролируемых объектов и единиц контрольно-

 

 
 
 
 
Выборочный 

измерительной аппаратуры (КИА) или маяков в объекте; 
- повышенных требованиях к обеспечению заданной точности, 
связанных с необходимостью применения выборок большого объема. 
 
Проверка технического состояния объекта при: 
- стабильных, нормальных режимах работы оборудования; 
- стабилизации осадок, горизонтальных перемещений, деформаций и 
других геометрических параметров конструкций зданий, сооружений и 
оборудования, установленных ранее при проведении сплошного 
контроля; 
- условии, если основные данные о нормальном техническом состоянии 
объекта могут быть получены из контроля по другим параметрам 
(например, выборочный контроль может быть установлен для контроля 
осадок колонн каркаса здания, если при контроле геометрических 
параметров подкрановых путей мостовых кранов в этом здании 
выявлено их хорошее состояние). 

По  управляющему  воздействию  на  ход  производственного  процесса 

различают  пассивный  и  активный  контроль. От  правильности  выбора  метода 
контроля по управляющему воздействию зависит, в первую очередь, точность и 
периодичность контроля, а следовательно, и достоверность контроля. 

Исходя  из  опыта  работ  [82 и  др.],  рекомендуется  при  проектировании  ГК 

объектов  промышленных  предприятий  применять  методы  контроля  по 
управляющему воздействию, используя условия, приведенные в табл. 2.5.  

Таблица 2.5 Назначение метода контроля по управляющему воздействию 

Методы 

контроля 

Условия применения 

Пассивный 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Активный 
 
 

Проверка технического состояния объекта при: 
- оценке состояния конструкций зданий, сооружений и оборудования, для 
которых характер изменения параметров во времени не имеет выраженных 
закономерностей из-за множества воздействующих факторов, вследствие 
чего в элементах конструкций предусмотрены специальные устройства для 
подрихтовки в процессе эксплуатации (например, при оценке состояния 
подкрановых путей мостовых кранов); 
- оценке состояния объектов с нарушенным активным контролем, 
восстановить результаты которого невозможно; 
- оценке на текущий момент состояния конструкций зданий, сооружений и 
оборудования, если контроль ранее не предусматривался или не проводился 
(выявление «упущенных» деформаций); 
- оценке состояния зданий, сооружений и оборудования для целей 
реконструкции, проведения капитальных ремонтов; 
- оценке состояния объектов после взрывов, пожаров и наводнений; 
- установке и регулировке оборудования после ремонта. 
 
Проверка технического состояния объекта при: 
- оценке состояния строительных конструкций и технологического 
оборудования, для которых характер развития деформации во времени 
имеет выраженную закономерность и прогнозируем до начала контроля (из 
опыта эксплуатации аналогичных объектов в идентичных условиях или 

 

расчетом по известным методикам); 
- исследованиях и испытаниях конструкций зданий, сооружений и 
оборудования (например, контроле положения валопровода турбоагрегатов 
при пусках и остановах). 

Процессы 

геодезического 

контроля 

геометрических 

параметров 

рекомендуется разрабатывать последовательно, шаг за шагом [82]. 

8.  На  основании  материалов  проектирования,  а  также  требований  по 

выбору  объектов  геодезического  контроля  назначают  объекты,  подлежащие 
контролю,  и  дают  краткую  характеристику  их  технических  и  экономических 
показателей  и  условий  работы,  влияющих  на  выбор  категории,  методов  и 
режимов контроля. 

9.  На  основании  характеристики  объекта  контроля,  его  конструктивных 

решений  и  условий  его  работы  назначают  вид  и  допустимую  величину 
отклонений геометрических параметров со ссылкой на нормативный документ, 
проект или подтверждающий расчет. 

10.  На  основании  общих  качественных  признаков,  характеризующих 

категорию  контроля,  признаков  и  показателей  каждого  конкретного  объекта  и 
требований к назначению методов и режимов контроля, проектируют процессы 
контроля. 

2.5. 

Назначение требуемой точности и достоверности контроля 
параметров, планирование сроков измерений 

Одной из основных задач геодезической науки и практики при возведении 

зданий, сооружений, монтаже технологического оборудования и осуществлении 
контроля  за  техническим  состоянием  этих  объектов  в  процессе  эксплуатации 
является  установление  требуемой  точности  измерений  [15].  Решение  этой 
задачи  –  один  из  важнейших  факторов  повышения  качества  выполнения 
проекта,  определения  оптимальных  трудозатрат  на  установку  конструкций  и 
оборудования в проектное положение в период монтажа или ремонтных работ, а 
также  выполнения  контрольных  измерений  при  оценке  их  технического 
состояния в процессе эксплуатации. 

Сформулируем  основные  принципиальные положения  теории  точностных 

расчетов. 

1.   Точностные  расчеты  должны  быть  комплексными,  причем  это 

требование должно быть правильно реализуемо в трех важных направлениях: 

 

при обязательном полном учете в расчетах влияний всей совокупности 

основных факторов, характеризующих свойства объектов контроля; 

 

обязательном  параллельном  расчете  точности  не  только  одного  вида 

геометрического  параметра  (например  абсолютной  осадки),  но  и  всех  других, 
характерных для данного объекта, геометрических параметров; 

 

выполнении  расчетов  точности  всей  «технологической  цепочки», 

начиная от расчета точности контроля геометрического параметра сооружения и 
оборудования  до  расчета  точности  измерения  элементов  в  геодезических 
построениях. 

 

2.   Точностные  расчеты  должны  быть  проектными,  т.  е.  должна  быть 

обеспечена  возможность  проводить  их  заблаговременно.  Иными  словами,  они 
должны быть направлены в будущее, а не в прошлое. 

3.  Точностные  расчеты  должны  быть  нормативными,  т.  е.  они  должны 

исходить  из  принятых  на  данном  производстве  нормативов  на  техническое 
состояние  конструкций  зданий,  сооружений  и  оборудования  или  на 
монтажные и выверочные работы. 

4.  Точностные  расчеты  должны  быть  конкретными,  т.  е.  относиться  к 

вполне определенному объекту контроля и условиям его эксплуатации; в более 
полном  виде  они  должны  выполняться  для  типовых  и  конструктивно  новых 
объектов,  но  при  обязательном  соблюдении  требований  полной  конкретности 
задаваемых исходных условий; менее полными – для повторяющихся и близких 
к типовым объектам контроля, но также при обязательном условии конкретного 
учета всех существенных отклонений реального объекта от типового. 

При  ГК  технического  состояния  объектов  промышленных  предприятий 

применяют нормы точности для пассивного (контроль постоянных параметров) 
и активного (контроль переменных параметров) метода [82]. 

При  контроле  постоянных  параметров  точность  устанавливается,  как 

правило,  введением  понижающего  коэффициента  (коэффициента  точности 

п

на  технологические  или  эксплуатационные  допуски.  При  этом  понижающий 
коэффициент принимается  по  различным  литературным  источникам,  от 0,2 до 
0,7 в зависимости от требуемой достоверности получения результатов контроля. 
В  этих  случаях  точность  геодезического  контроля  выражается  формулами  [15, 
70, 98, 161]: 

;

6

/

6

/

 

 

;

  

;

тех

п

э

п

г(п)

тех

п

г(п)

э

п

г(п)

с

с

m

с

с

     

/3;

3

/

   

;

 

   

;

тех

п

э

п

г(п)

тех

п

г(п)

э

п

г(п)

с

с

m

с

с

 

при условии   

,

m

σ

δ

6

=

6

=

2

=

 

где  

)

(п

г

 – допуск на геодезические измерения при пассивном контроле; 

тех

э

 

и

 

 –  соответственно,  эксплуатационный  и  технологический 

допуски; 

)

п

(

г

 –  допускаемое  отклонение  на  геодезические  измерения  при 

пассивном контроле; 

тех

э

δ

δ

 

и

 

 –  соответственно,  эксплуатационное  и  технологическое 

предельное отклонение; 

σ

 –  среднее  квадратическое  отклонение  (СКО)  результата  измерения  при 

пассивном  контроле  (термин  применяется  в  метрологии,  наряду  с  термином 
«средняя квадратическая погрешность» (РМГ-29-99, [130]); 

г(п)

m

 –  средняя  квадратическая  погрешность  (СКП)  измерения  при 

пассивном  контроле  (термин  применяется  в  метрологии,  геодезии  и 
инженерной геодезии, согласно РМГ-29-99 [130]). 

 

Чем меньше коэффициент точности 

с

п 

, тем выше достоверность контроля, 

т.  е.  точнее  будет  выполнена  разбраковка  проверяемых  деталей  (конструкций 
объекта)  на  годные  (в  допуске)  и  негодные  (вне  допуска),  тем  меньше  будет 
относительный  выход  за  границу  поля  допуска,  тем  меньше  ожидаемый 
процент повторной разбраковки. 

Для  оценки  влияния  погрешности  измерения  на  результаты  разбраковки 

устанавливают  связь  между  погрешностью  измерения,  коэффициентом 
точности измерения 

п

, вероятностью неправильного принятия бракованных по 

данному  параметру  конструкций  m;  вероятностью  забракования  годных  по 
данному параметру конструкций n и вероятной величиной выхода параметра за 
границу  поля  допуска  с  у  неправильно  принятых  конструкций.  Эта  связь 
устанавливается  для  определения  соотношений  между  контролируемым 
допустимым  отклонением 

э

 и  фактическим  рассеянием 

фак

.  Для  удобства 

установления  m,  n,  c  пользуются  графиками  [161],  либо  указанные  величины 
рассчитывают  по  теоретическим  выкладкам  Н.М.  Маркова  [98].  На  основании 
указанных  выкладок,  автором  [82]  составлена  сводная  таблица  предельных 
значений  результатов  разбраковки,  которые  зависят  только  от  относительной 
погрешности измерения (табл. 2.6). 

 

 

 

Таблица 2.6 Предельные количества неправильно принятых  

и забракованных конструкций от общего числа проверенных 

Коэффи- 

циент 

точности 

э

)

п

(

г

п

c

 

Число неправильно 

принятых конструкций 

m (в процентах) для 

закона распределения 

Число неправильно 

забракованных 

конструкций n (в 

процентах) для закона 

распределения 

Предельный 

вероятностный 

относительный выход за 

границу поля допуска 

э

/

c

 у неправильно 

принятых деталей 

норм

аль

ного

 

суще

ст

ве

нн

о 

положи

те

ль

ных 

чи

се

л 

ра

вн

ой

  

ве

роят

нос

ти

 

норм

аль

ного

 

суще

ст

ве

нн

о 

положи

те

ль

ных 

чи

се

л 

ра

вн

ой

  

ве

роят

нос

ти

 

норм

аль

ного

 

суще

ст

ве

нн

о 

положи

те

ль

ных 

чи

се

л 

ра

вн

ой

  

ве

роят

нос

ти

 

0,01 
0,03 
0,05 
0,10 
0,20 
0,30 
0,40 
0,50 
0,60 
0,70 
0,80 
0,90 
1,00 

0,03 
0,10 
0,20 
0,40 
1,00 
1,50 
2,00 
2,50 
3,00 
3,50 
4,00 
4,50 
5,00 

0,01 
0,04 
0,07 
0,15 
0,70 
1,20 
1,60 
2,00 
2,40 
2,80 
3,20 
3,60 
4,00 

0,10 
0,30 
0,50 
1,10 
2,10 
3,10 
4,10 
5,00 
5,80 
6,50 
7,10 
7,70 
8,20 

0,04 
0,15 
0,30 
0,60 
1,30 
2,10 
3,00 
3,80 
4,60 
5,50 
6,40 
7,20 
8,00 

0,03 
0,10 
0,20 
0,50 
1,00 
1,50 
2,00 
2,50 
3,00 
3,60 
4,20 
4,70 
5,30 

0,13 
0,40 
0,65 
1,30 
2,60 
4,00 
5,30 
6,70 
8,00 
9,30 
10,6 
11,9 
13,2 

0,001 
0,004 
0,010 
0,020 
0,060 
0,130 
0,170 
0,220 
0,270 
0,330 
0,380 
0,430 
0,500 

0,001 
0,004 
0,012 
0,024 
0,060 
0,120 
0,170 
0,220 
0,270 
0,330 
0,380 
0,440 
0,520 

0,006 
0,020 
0,040 
0,080 
0,160 
0,300 
0,420 
0,540 
0,680 
0,820 
0,920 
1,060 
1,200 

Приведенная таблица позволяет решать ряд практических задач, связанных 

с точностными расчетами контроля геометрических параметров, определяющих 
техническое состояние конструкций зданий, сооружений и оборудования: 

 

по  известным  погрешностям  измерений  и  предельному  допустимому 

эксплуатационному  или  технологическому  отклонению  определять  количество 
конструкций, действительные отклонения которых будут неправильно приняты 
за  годные  (в  допуске)  и  неправильно  забракованные  как  негодные  (не  в 
допуске),  а  также  величину  выхода  за  границу  допустимого  отклонения  у 
неправильно принятых конструкций в связи с погрешностью измерения; 

 

задаваясь  результатами  разбраковки,  т.  е.  количеством  неправильно 

принятых или неправильно забракованных конструкций по данному параметру, 
или  величиной  выхода  параметра  за  границу  допустимого  отклонения, 
устанавливать требования в отношении погрешности измерения и в отношении 
точности соблюдения процесса эксплуатации или монтажа; 

 

оценивать  опасность  неправильно  принятых  конструкций  по  данному 

параметру  за  границу  допустимых  отклонений,  а  также  вводить  в  связи  с  этим 
производственный  допуск  или  назначать  конструкции  для  повторной 
разбраковки. 

 

При  разработке  технологии  геодезического  контроля  технического 

состояния  зданий,  сооружений  и  оборудования  необходимо  назначать 
проектную  точность.  Так  как  в  этом  случае  законы  распределения  будущих 
действительных  отклонений  параметров  неизвестны,  рекомендуется  при 
расчетах использовать данные табл. 2.6 для наихудшего случая – распределения 
действительных отклонений по закону равной вероятности. 

Описанная  методика  может  быть  применена  при  пассивном  контроле 

линейных размеров отклонений конструкций от проектных линий и плоскостей, 
формы и расположения, т. е. когда решается задача их разбраковки «в допуске» 
или «не в допуске» их положение, а также для оценки состояния строительных 
конструкций  и  деталей  оборудования  для  целей  ремонта  или  наладки. 
Допустимые  эксплуатационные  отклонения  или  технологические  допуски  при 
этом выбираются из соответствующих нормативных документов и технических 
условий. 

Для практического применения названной методики очень важно назначить 

конкретные  величины  коэффициента  точности 

п

c

 для  разнообразнейших 

объектов  контроля.  Так  как  коэффициент 

п

c

 характеризует  достоверность 

разделения измеренных значений геометрических параметров на допустимые и 
недопустимые,  основным  критерием  к  его  применению  следует  считать 
категорию  геодезического  контроля  объекта  промышленного  предприятия, 
которая  зависит,  в  свою  очередь,  от  технико-экономических  показателей 
объекта (см. табл. 2.7, а примеры расчета точности  – в разделах 6 – 7). 

Нормы  точности  геодезических  измерений  при  активном  контроле 

предназначаются  для  решения  точностных  задач,  связанных  с  изучением  и 
контролем  характера  изменений  размеров,  положения  и  формы  сооружений  и 
оборудования, а также их элементов во времени от статических и динамических 
нагрузок. По существу, это нормы точности измерений при контроле развития 
осадок,  горизонтальных  перемещений  сооружений  и  их  оснований,  а  также 
деформаций  их  конструкций  во  времени.  В  этих  случаях  важно  изучить 
характер  изменения  параметра  через  определенные  интервалы  времени, 
сравнить  результаты  этих  изменений  с  заданными  проектными  или 
нормативными  значениями  и  сделать  соответствующие  выводы  и  решения 
заблаговременно,  упреждая  нежелательный  ход  событий.  Назовем  этот 
контроль активным контролем или контролем переменных параметров. 

 

 

 

Таблица 2.7 Показатели точности и достоверности категорий 

геодезического контроля 

Категория 

контроля 

Точность контроля 

(значения коэффициента 

точности 

п

c

Ожидаемый процент 

повторной разбраковки 

конструкций 

Диапазон величин 

параметров, подвергаемых 

повторной разбраковке 

0,20 

2,7 

(0,90 – 1,10) 

э

 

0,30 

7,1 

(0,85 – 1,15) 

э

 

0,40 

9,4 

(0,80 – 1,20) 

э

 

0,50 

11,7 

(0,75 – 1,25) 

э

 

Известно,  что  при  контроле  какого-либо  геометрического  параметра 

объекта,  при  соблюдении  заложенных  проектом  условий  строительства  и 
эксплуатации  распределение  действительных  отклонений  конструкций  будет 
подчиняться  законам,  описанным  выше.  Если  построить  графики  изменений 
геометрических  параметров  во  времени,  то  они,  как  правило,  описываются 
кривыми, имеющими асимптоты, отстояние которых от оси ординат будет равно 

i

.  Из  всех  этих  графиков  интересны  только  графики  тех  кривых,  асимптота 

которых  отстоит  от  оси  ординат  на  величину  предельного  отклонения 

э

,  так 

как  именно  она  является  границей  качественного  состояния  конструкций 
объекта. 

График 

такой 

кривой,  показывающей 

изменение 

во 

времени 

эксплуатационного отклонения 

)

t

(

i

 (например,  развития  осадки),  представлен 

на  рис.  2.2.  Чтобы  получить  такой  график,  предельное  отклонение 

э

δ

 

разбивается  на  интервалы  слежения 

инт

δ

.  В  результате  пересечения  кривой 

)

δ

(

)

t

(

i

 с границами интервалов образуются точки A, B, C. 

Из теории планирования экспериментов известно, что, чем меньше выбрана 

величина 

инт

δ

,  тем  большее  число  контрольных  точек  будет  при 

экспериментальном  изучении  какого-либо  процесса  или  явления,  тем  более 
точно будет подобрана функция, описывающая данный процесс. Эти положения 
справедливы  и  для  контроля  переменных  геометрических  параметров,  а 
следовательно, 

и 

для 

прогнозирования 

и 

управления 

процессом, 

характеризующим  техническое  состояние  конструкций  зданий,  сооружений  и 
оборудования промышленных предприятий. 

 

Рис. 2.2. Кривая изменения геометрического параметра во времени  

с допускаемым отклонением и погрешностями измерений  

при пассивном и активном контролях 

Однако  увеличение  числа  точек  потребует  увеличения  числа  измерений 

и  повышения  точности  измерений.  По  временной  характеристике  такой 
контроль  будет  являться  периодическим  и  должен  выполняться  через 
определенные  интервалы  времени,  величина  которых  будет  зависеть  от 
величины  выбранного  интервала  слежения  и  планируемого  хода  развития 
процесса эксплуатации, например, процесса консолидации грунтов основания. 

Вполне  логично  для  целей  назначения  точности  измерений  при  активном 

контроле применить теорию назначения точности, используемую при пассивном 
контроле, но уже с учетом требований, изложенных выше. А именно, точность 
контроля  следует  сопоставлять  не  с  величинами  предельных  отклонений 

э

δ  

геометрических параметров, а с величинами интервалов слежения 

инт

δ

. Тогда 

точность  измерения  параметра  при  активном  контроле,  характеризующаяся 
предельным  отклонением  (предельной  погрешностью) 

)

а

(

г

δ

,  получится 

делением  допускаемого  отклонения  на  геодезические  измерения  при 
пассивном контроле 

)

п

(

г

δ

 на число  υ  равных интервалов слежения или n - 1 (

– число циклов измерений): 

1

-

n

)

п

(

г

)

п

(

г

)

а

(

г

                                         (2.2) 

 
либо по преобразованной формуле 

1

t

 

2

t

 

n

t

 

э  

t

 

)

а

(

г

δ

 

)

а

(

г

δ

 

)

а

(

г

δ

 

)

а

(

г

δ

 

)

а

(

г

δ

 

)

п

(

г

δ

 

)

п

(

г

δ

 

)

(t

i

 

инт

δ

 

)

а

(

г

δ

 

i

э  

 

,

δ

с

с

δ

с

δ

э

ак

п

э

п

)

а

(

г

 

=

+

1

 

=

2

                                         (2.3) 

причем 

п

п

ак

с

с

c

+

1

=

2

;                                               (2.4) 

 

инт

э

/

,                                               (2.5) 

где  

ак

c

 – коэффициент точности при активном контроле. 

По  предлагаемому  методу  расчета  требуемой  точности  измерений  при 

контроле  отклонений  геометрических  параметров  предельные  значения 
отклонений 

э

δ

 выбирают  согласно  раздела  2.3,  коэффициент  точности 

измерений  с

п

  –  из  табл.  2.7.  Величина  и  число  интервалов  слежения  должны 

выбираться в зависимости от задач контроля, экономической целесообразности, 
правил  безопасной  эксплуатации  сооружений  и  оборудования,  возможностей 
геодезической техники измерений и т. п. 

Минимальное  число  интервалов  υ ,  которое  является  основой  для  расчета 

точности, определяется по формуле 

                                             

.

с

n

υ

п

1

+

1

=

1

-

=

                                               (2.6) 

Это объясняется тем, что при числе интервалов, равном 

1

+

1

п

c

/

, величина 

интервала слежения 

инт

δ

 (см. рис. 2.2) с учетом предельного отклонения 

)

а

(

г

δ

 

ее  измерения  при  активном  контроле,  будет  равна  предельному  отклонению 
измерения постоянного параметра 

)

п

(

г

δ

).

а

(

г

инт

)

п

(

г

                                          (2.7) 

Следовательно,  за  время  между  циклами  измерений  при  планируемом 

процессе 

эксплуатации 

не 

произойдет 

неконтролируемого 

выхода 

изменяющегося  во  времени  параметра,  с  учетом  ошибки  его  измерения,  за 
границу  эксплуатационного  отклонения  (Примечание.  Вывод  формул  (2.2)  – 
(2.7) приведен в [82]). 

Таким образом, точность и цикличность измерений взаимосвязаны и могут 

быть  расcчитаны  для  любых  видов  перемещений  и  деформаций,  если 
протекание  их  во  времени  идет  по  расчетной  кривой.  Однако  в  реальной 
обстановке,  вследствие  непредвиденных  в  проекте  или  эксплуатации 
воздействий, за время между циклами измерений могут появиться отличные от 
расчетных  перемещения  и  деформации,  выходящие  за  пределы  допустимых 
эксплуатационных  отклонений.  Вот  здесь-то  и  необходимо  обезопасить 
сооружения или оборудование от возможного непредвиденного отказа. Так как 
нарушение  расчетного  течения  деформаций  есть  нарушение  процесса 
эксплуатации,  то  как  бы  ни  увеличивали  точность  измерений,  сущность 
процесса не изменится и это изменение останется незамеченным. Другое дело 

 

–  увеличить  число  циклов  измерений,  тогда  вероятность  обнаружения 
непредусмотренного  явления  увеличится.  Поэтому  для  предвычисления 
требуемой  точности  измерений  по  формулам  (2.2),  число  интервалов 
необходимо брать минимальным, рассчитанным по формуле (2.6). 

Однако  для  практики  большое  значение  имеет  планирование  сроков 

проведения  циклов  измерений.  Теоретические  исследования  известных 
специалистов  по  механике  грунтов  Цытовича  Н.А.  и  Маслова  Н.Н.,  а  также 
производственный  опыт  наблюдений  осадок  говорят  о  том,  что  скорость  и 
время до стабилизации процессов деформаций сооружений могут колебаться в 
очень  широких  пределах.  Рекомендации  существующих  нормативных 
документов  по  назначению  сроков  измерений  весьма  расплывчаты  и  не 
связаны  с  характеристикой  грунтов  основания,  пусками  и  работой 
технологического  оборудования.  Этот  факт  может  вносить  при  организации 
контроля  деформаций  непоправимые  ошибки  в  достоверность  получаемых 
результатов контроля либо приводить к удорожанию геодезических работ.  

Действительно,  если  принять  нормативные  характеристики  цикличности 

согласно указаний [101, 131] (число циклов в год), то из рис. 2.3 видно, что для 
крупнозернистых  грунтов  частота  замеров  в  начальный  период  не  позволяет 
фиксировать  самые  активные  изменения  деформаций  (участок  кривой  ОА  на 
рис. 2.3); а в последующее время циклы будут производиться неоправдано часто 
(участок  кривой  ВН  на  рис.  2.3).  Для  глинистых  грунтов  картина  будет 
обратной. 

В этой ситуации для устранения вышеописанных недостатков в работе [82] 

предлагается  планировать  время  проведения  контроля  (например,  за  осадками 
сооружений)  в  зависимости  от  характеристики  грунтов  основания  под 
сооружением. Суть этого планирования заключается в следующем. 

5.   По формуле 

 0       4 раза в год              2 раза в год                1 раз в год              1 раз в год 

 t 

Е 

Н 
Н’ 

G’ 

Е’ 

F’ 

D’ 

C’ 

B’ 

A’ 

А 

Рис. 2.3. Графики осадок сооружений: 

1 – на глинистых грунтах;  2 – на крупнозернистых грунтах 

 

)

-

1

(

 t

N

доп

t

e

S

S

i

,                                          (2.8) 

где  N –  коэффициент,  включающий  в себя  мощность  уплотняющего  слоя, 

характеристику  относительной  сжимаемости  грунтов  и  коэффициент 
фильтрации  грунта;  t  –  время;  e  –  экспонента;  S

доп

–  допустимая  величина 

деформации; строят график осадок во времени для наихудшего случая (осадка, 
равная допустимой осадке, рис. 2.4).  

Рис. 2.4. Планирование сроков проведения контроля осадок: 

1 – на глинистых грунтах;  2 – на крупнозернистых грунтах 

Если  характеристики  относительной  сжимаемости  грунтов  неизвестны,  а 

известны только виды грунтов, построение графиков осадок во времени можно 
выполнить,  используя  графики  относительных  скоростей  процессов  осадок  и 
деформаций  (рис.  2.5)  и  таблицу  длительности  активного  процесса  осадок  и 
деформаций (табл. 2.8), до стабилизации процесса. 

Построение  графика  осадок  во  времени  в  этом  случае  производится 

следующим образом. Строят систему координат, аналогичную рис. 2.4. Строят 
координатную сетку по S

и t

i

 через 0,1. С графика (рис. 2.5) по величинам S

i отн 

последовательно взятым от 0 до 1, через 0,1, находят соответствующие значения 
t

отн

  (относительные  величины  длительности  процесса  осадки  или 

деформации).  

 

 

t

 

t

'

4

2

'

                     1-й год                      2-й год                    3-й год                  4-й год 

 2 

 S 

S

доп 

 A 

 B 

 C 

 D 

 E 

A

’ 

B

’ 

C

’ 

 

E’ 

D

’ 

 

F’ 

 

инт

δ

 

 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

S

i отн 

1,0 

t

i отн 

  1,0 

   0,9 

  0,8 

   0,7 

  0,6 

   0,5 

   0,4 

   0,3 

 0,1     0,2 

 0 

0,1 

0,2 

0,3 

0,4 

0,5 

0,6 

0,7 

0,8 

0,9 

S

i отн 

1,0 

t

i отн 

  1,0 

   0,9 

   0,8 

   0,7 

  0,6 

   0,5 

   0,4 

   0,3 

  0,1     0,2 

 0 

0,1 

0,2 

0,3 

0,4 

0,5 

0,6 

0,7 

0,8 

0,9 

 4 

Рис. 2.5. Графики относительных скоростей процессов деформаций: 

1 – на гравелистых и крупных песках;  2 – на песках средней крупности;  3 – на мелкозернистых песках;  4 – на 

пылеватых песках;  5 – на супесях;  6 – на суглинках;  7 – на глинах; 8 – температурные деформации валопровода 

турбоагрегата 

 

 

Таблица 2.8 Длительность активного процесса осадок и деформаций  

(до стабилизации процесса) 

Контролируемые 

параметры 

Виды грунтов оснований 

или условий работы 

оборудования 

Длительность 

процессов 

1. Абсолютные осадки, 
относительные разности 
осадок, крены, прогибы 
конструкций зданий, 
сооружений и оборудования 
от статических нагрузок на 
основание. 
 
2. Деформации линии 
валопровода турбоагрегата, 
замеренные на уровне 
горизонтального разъема. 
 
3. Деформации верхнего 
строения фундамента  
турбоагрегата 

Пески гравелистые и крупные 
Пески средней крупности 
Мелкозернистые пески 
Пески пылеватые 
Супеси 
Суглинки 
Глины 
 
При пусках и остановах 
 
 
 
 
При пусках и остановах 

1 год 
1,5 года 
2 года 
3 года 
4 года 
5 лет 
10 лет 
 
8 суток 
 
 
 
 
8 суток 

По формулам: 

,

 

;

 

n

T

i

t

i

t

S

i

S

i

S

отн

доп

отн

                                            (2.9) 

где 

n

T

 –  длительность  активного  процесса  осадок  и  деформаций  для 

данного вида грунта (берется из табл. 2.8); определяют время 

i

 проведения i-го 

цикла относительно начального и величину осадки 

i

S  на этот период времени. 

По данным 

i

S  и 

i

t  строят график осадок и деформаций во времени 

i

t

S

Аналогичным  путем  могут  быть  получены  графики  деформаций 

оборудования  при  различных  контролируемых  режимах  работы  (например, 
деформации  валопровода  турбоагрегата  от  действия  температур  при  пусках  и 
остановах). 

6.   Исходя  из  рассчитанных  по  формулам  (2.3),  (2.6)  точности  и 

цикличности  контроля  осадок,  разбивают  величину  допустимой  осадки  (см. 
рис. 2.4) на интервалы  

1)

-

/(n

S

доп

инт

7.   Намечают по графику деформаций (рис. 2.4) время 

i

t

 проведения цикла 

измерений  относительно  начала  фиксации  процессов  путем  проектирования 
точек  A,  B,  C…  или  A′,  B′,  C′…  пересечения  графиков  кривых  осадок  с 
границами интервалов (

инт

). 

8.   Совмещают  разработанные  графики  с  календарными  графиками 

строительства и эксплуатации сооружений. 

 

 

9.  Назначают  дополнительные  циклы  измерений,  связанные  с  контролем 

деформаций  сооружений  и  оборудования  в  периоды  монтажа,  наладки, 
ремонтов и т. п. 

Предлагаемая методика назначения сроков контроля деформаций зданий и 

сооружений позволит: 

1)  получать  более  надежные  характеристики  процессов  происходящих 

осадок, горизонтальных смещений и деформаций; 

2)  сократить число циклов измерений по сравнению с рекомендованными 

существующими нормативными документами; 

3)  надежно планировать работу геодезических подразделений. 
Аналогичное  проектирование  сроков  возможно  также  для  активного 

контроля  деформаций  объектов  от  температурных  или  силовых  воздействий 
(например,  контроля  деформаций  валопровода  турбоагрегатов  при  пусках  и 
остановах).  Для  этого  необходимо  знать  общие  законы  изменения  состояний 
подобных  объектов,  например,  по  полученным  ранее  из  исследований  на 
головных образцах оборудования. 

2.6. 

Разработка схем, методов и средств измерений геометрических 
параметров 

При  решении  задач,  связанных  с  контролем  технического  состояния 

инженерных  объектов  и  выверкой  при  ремонтах  строительных  конструкций 
зданий и сооружений, средств их технического оснащения и технологического 
оборудования,  приходится  измерять  множество  геометрических  параметров. 
Эти  параметры  характеризуют  размеры,  форму,  пространственное  положение 
отдельных  конструкций  и  сооружений  в  целом;  взаимное  расположение 
конструкций,  деталей,  узлов,  механизмов  между  собой;  осадки,  сдвиги, 
прогибы и другие виды деформаций частей зданий, сооружений, оборудования 
и их оснований. 

Виды  геометрических  параметров,  характеризующих  техническое 

состояние конструкций в процессе эксплуатации, наиболее полно приведены в 
источниках [2, 52, 87, 101, 103, 119, 120, 125, 126, 131, 132, 133, 135, 160, 170 и 
др.]. В связи с разнообразием видов геометрических параметров, требований к 
точности  их  измерений  для  различных  объектов,  условий  измерений  на 
предприятии,  используют  разнообразнейшие  схемы,  методы  и  средства 
измерений. 

Под  схемой  контроля  понимается  [159]  совокупность  процедур  по 

определению  контрольных  точек  объекта,  где  осуществляется  съем 
информации о контролируемых параметрах; выбору поверхностей базирования 
средств контроля. Применительно к геодезическому контролю геометрических 
параметров  конструкций  инженерных  объектов,  это  будут  схемы  размещения 
геодезической  контрольно-измерительной  аппаратуры  (исходные  реперы, 
центры и знаки, контрольные марки и контрольные знаки, контрольные метки и 
т.  п.),  а  также  схемы  геометрических  построений  по  определению 
геометрических  параметров  контролируемых  конструкций  объектов  (схемы 

 

 

нивелирных  ходов,  триангуляции,  полигонометрии,  трилатерации,  плановых  и 
высотных  исполнительных  съемок,  различного  рода  засечек,  створных 
измерений и т. п.). 

Под  методом  измерения  следует  понимать  совокупность  приемов 

использования принципов и средств измерений, а под  средством измерений – 
техническое  средство,  предназначенное  для  измерения  физических  величин  и 
имеющее нормированные метрологические свойства. 

При геодезическом контроле технического состояния конструкций зданий, 

сооружений,  оборудования  и  средств  технического  оснащения  промышленных 
предприятий,  а  также  рихтовке,  установке или  наладке  элементов и  узлов  при 
замене или ремонтах, используют методы и средства измерений, применяемые 
как  в  инженерной  геодезии,  так  и  в  машиностроении  и  строительстве, 
появляется специализированная контрольно-измерительная техника. 

Методы  и  средства  измерений  геометрических  параметров  описаны  во 

многих  справочниках,  каталогах,  выпускаемых  по  машиностроению,  
строительству,  метрологии,  геодезии.  В  некоторых  изданиях  даются 
классификации методов и средств измерений по различным признакам: по типу 
и  виду  контролируемых  величин;  конструктивным  особенностям  средств 
контроля;  способу  измерения  (абсолютные  и  относительные,  контактные  и 
бесконтактные, 

статические, 

кинематические, 

динамические); 

месту 

расположения средств контроля относительно объекта (наружные, встроенные и 
комбинированные);  сложности  и  составу  элементов  конструкций  (инструмент, 
приспособление,  прибор);  степени  механизации  и  автоматизации  (ручные, 
механизированные,  полуавтоматические  и  автоматические).  Наиболее  полно 
геодезические методы и средства контроля представлены в изданиях [1, 2, 5, 8, 
10, 11, 13 – 16, 61, 82, 83, 85, 91, 92, 95, 97, 106, 122, 131, 132, 148, 151, 152, 156, 
162, 167, 168, 169, 171, 172  и др.]. 

При  выборе  методов  и  средств  измерений  руководствуются  следующими 

соображениями:  обеспечивая  заданную  точность,  в  целях  нахождения 
геометрических  параметров  объекта  в  установленных  допуском  границах, 
выбранное  средство  должно  обладать  высокой  производительностью, 
простотой  и  не  вызывать  значительного  удорожания  ремонтных  работ  или 
эксплуатационных расходов по контролю технического состояния объекта, т. е. 
обеспечивать  экономическую  целесообразность  его  применения.  Наиболее 
распространенным  является  способ  выбора  средств  измерений  по  известным 
значениям номинального размера объекта, допуска на геометрический параметр 
при эксплуатации или монтаже и погрешности измерения. 

В  машиностроении  в  справочниках  для  контроля  продукции  приводятся 

специальные  таблицы  [161],  в  которых,  в  зависимости  от  значений  размеров 
деталей,  допусков  на  их  изготовление  и  погрешности  измерения,  даются 
индексы наиболее распространенных средств измерений. 

Однако  для  большинства  геометрических  параметров,  характеризующих 

техническое  состояние  зданий,  сооружений,  крупногабаритного  оборудования, 
средств  технического  оснащения  зданий  и  сооружений,  где,  в  основном,  и 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4   ..