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

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВА
ГЕОДЕЗИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ КРЕНОВ ОБЪЕКТОВ
ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГК КРЕНА
ДЫМОВОЙ ТРУБЫ ТЭС-2400 МВТ)

5.1.

Общая технологическая схема контроля кренов

Контроль крена высотных сооружений, а также вертикальности некоторых

видов агрегатов с вертикальной продольной осью и других видов
технологического

оборудования

промышленных

предприятий

имеет

специфические  особенности  среди  других  видов  контроля  геометрических
параметров.  К  таким  особенностям,  прежде  всего,  относят  специфические
способы,  методы  и  средства  измерений,  присущие,  как  правило,  контролю
данного типа параметров.

Технология ГК кренов сооружений состоит из трех основных процессов,

которые, в свою очередь, включают в себя определенные операции.

1. Проектирование технологии контроля:

выбор объектов, геометрических параметров, разработка методов,

назначение точности контроля параметров;

выбор метода контроля параметра с разработкой схемы размещения

геодезической КИА, геометрической схемы контроля параметра, расчетом
точности измерения элементов схемы, назначением метода и средств
измерений;

разработка методов обработки результатов измерений и форм отчетной

документации по контролю крена.

2. Проведение геодезического контроля крена на объекте:

изготовление и установка при необходимости геодезической КИА;

подготовка персонала, приборов, приспособлений;

разработка правил техники безопасности и пожарной безопасности при

проведении контроля;

выполнение измерений.

3. Обработка и анализ результатов измерений:

проверка и обработка первичной документации;

уравнивание результатов измерений;

вычисление частных и полных кренов и при активном контроле их

приращений;

построение графиков кренов;

заполнение паспорта контроля или составление технического отсчета.

5.2.

Выбор объектов, геометрических параметров, разработка методов,
назначение точности контроля параметров

Общие принципы, технологическая схема проектирования, а также выбор

объектов, параметров, процессов проектирования кренов технических объектов
изложены подробно в разделе 2, они присущи большинству объектов
промышленных предприятий по единой номенклатуре отраслей [59], поэтому

подробно здесь не излагаются. К высотному типу относят сооружения и
агрегаты с высоким центром тяжести.

Наиболее часто контроль кренов осуществляют для следующих типов

высотных сооружений:

многоэтажных бескаркасных зданий с несущими стенами из крупных

панелей, крупных блоков или кирпичной кладки;

рабочих зданий и силосных корпусов элеваторов;

дымовых и вентиляционных труб ТЭС, АЭС и других предприятий;

бетонных плотин, подпорных стенок и других жестких высотных

сооружений;

защитных оболочек реакторов АЭС;

многоэтажных этажерок для установки технологического и

энергетического оборудования;

телебашен, вышек антенн, вышек радиорелейных линий и других

антенных сооружений связи;

промежуточных, анкерных, анкерно-угловых, концевых, специальных

переходных опор ЛЭП;

бурильных вышек для разведки и добычи нефти и газа;

угольных башен коксохимических заводов;

доменных печей;

водонапорных башен и градирен;

резервуаров жидкого топлива, силосов сыпучих материалов и других

высоких емкостных сооружений.

Контроль вертикальности в процессе монтажа и ремонтных работ

осуществляют для следующих видов оборудования промышленных
предприятий:

вертикальных гидравлических турбин;

вертикальных насосов большой производительности;

мощных вертикальных прессов;

ректификационных колонн и др.

Контроль приращений крена (наклона в процессе эксплуатации

продольной  вертикальной  или  горизонтальной  оси  технического  объекта)
может  производиться  не  только  для  перечисленных  выше  объектов,  но  и  для
жестких  сооружений  с  невысоким  центром  тяжести,  но  являющихся
основанием для крупногабаритного оборудования с продольной горизонтальной
осью.  К  таким  сооружениям  относятся  фундаменты  под  турбоагрегаты
тепловых

атомных

электростанций,

фундаменты

под

мощные

циркуляционные насосы, насосные станции и другие технические объекты,
наклон которых ограничен условиями работы не самого сооружения, а
размещенного на них оборудования.

Здесь следует лишь заметить, что при выборе технических объектов,

подлежащих контролю крена, руководствуются нормативными документами
[35, 36, 44, 52, 87, 101, 102, 103, 120, 133, 136 и др.], материалами технического

задания или технического проекта и требованиями по выбору объектов и
параметров, изложенных в разделе 2.

В современной литературе нет четкого разграничения понятий крен и

вертикальность.  В  строительстве  и  машиностроении  при  монтаже
конструкций  и  агрегатов  чаще  используется  термин  «вертикаль»,  при
эксплуатации  объектов  чаще  используется  термин  «крен».  Однако  некоторые
тонкости в различии терминов следует обозначить.

Термин «крен» (энциклопедия Кирилла и Мефодия) означает поворот

объекта  относительно  продольной  оси.  Так  как  ось  объекта  может  быть
горизонтальна,  вертикальна  или  наклонна,  то  и  понятие  крена  шире  чем
понятие  вертикальности.  Для  высотных  сооружений  и  оборудования,
продольная ось которых должна совпадать с вертикалью, крен и вертикальность
следует понимать как слова синонимы. Крен сооружения может быть выражен в
линейной, угловой и относительной мере.

Под линейной величиной абсолютного крена высотного объекта

понимается [133] отрезок между проекциями центра подошвы фундамента и
положения центра верхнего сечения сооружения на координатную
(горизонтальную) плоскость.

Абсолютный крен в угловой мере определяется острым углом между

отвесной линией в центре подошвы фундамента и положением оси сооружения.

Относительным креном называют отношение абсолютного крена

сооружения к высоте сооружения.

Для оборудования с вертикальной продольной осью вместо термина «крен»

употребляют термин «вертикальность» и этот геометрический параметр
выражают в относительных величинах.

В технической литературе по определению кренов сооружений

встречаются  также  понятия  «приращение  крена»,  «искривление  оси  объекта».
Понятие  «приращение  крена»  используется  при  активном  контроле  объекта,
когда  необходимо  определять  не  только  положение  оси  объекта  относительно
вертикали,  но  и  относительно  предыдущего  ее  положения.  Приращение  крена
выражается  в  тех  же  величинах,  что  и  крен.  Искривление  оси  объекта
характеризуется  геометрическим  параметром  «прогиб»,  который  может  быть
выражен в абсолютной или относительной мере.

Рассмотрим технологию проектирования и производство крена объекта на

конкретном  примере.  Пусть,  например,  предстоит  контролировать  осадки  и
деформации  объектов  типовой  тепловой  электростанции.  Согласно  экспликации
зданий  и  сооружений,  а  также  описаний  конструктивных  особенностей
электростанции, описанных в разделе 3.1, одним из многих объектов, подлежащих
геодезическому  контролю,  является  высокая  дымовая  труба,  относящаяся  к
сооружениям вспомогательного производственного назначения [93]. Как правило,
дымовые  трубы  электростанций  выполняют  из  монолитного  железобетона.  По
своим  конструктивным  решениям  и  эксплуатационным  требованиям  дымовые
трубы  относятся  к  сооружениям  высокого  уровня  ответственности.  Фундаменты
под трубы  выполняют в виде круглой плиты с консолями и стаканом под ствол.

Железобетонный ствол трубы имеет коническую форму с постоянным или
переменным уклоном образующей наружной поверхности от 1% в верхней части
до 10% внизу. Толщина стенок принимается вверху 180 – 200 мм, внизу – 750 –
1 000 мм.

В одноствольных трубах для защиты оболочки ствола от температурных

воздействий

и вредного

действия

дымовых

газов

внутри

трубы

предусматривается  кирпичная  футеровка.  В  последнее  время  дымовые  трубы
стали  делать  многоствольчатыми  с  независимыми  стволами  для  отвода  газа  от
каждого  котла.  Такие  многоствольчатые  трубы  выполняют,  в  большинстве
случаев,  с  железобетонной  наружной  несущей  оболочкой  и  металлическими
стволами.  Реже  трубы  строят  в  виде  металлической  башни,  к  которой  крепятся
металлические стволы.

Конструктивные решения типовой дымовой трубы высотой 250 м типовой

ТЭС-2400 МВт приведены на рис. 5.1. Характеристика дымовой трубы и
условия ее эксплуатации приведены в таблице прил. 2.

а) вид с фасада б) вид сверху

Рис. 5.1. Конструктивные особенности и схема измерения

крена дымовой трубы

Согласно СНиП 2.02.01-83 [136], у представленного выше объекта должны

контролироваться следующие параметры:

1) средняя осадка с допустимым значением

тех

= S

= 200 мм;

2) крен с допустимой величиной

0,00

тех

, что составит

при Н = 250 м в линейной мере

мм

500

абс

200

100

500

400

300

200

326

B = 141

44'

A = 204

26'

ОП

светофорная
площадка

газоход

депо

цокол
ь

240

корпус

Главный

180

250

фундамент

хи

мвод

чис

тк

373

300

400

500

100

Однако, учитывая, что дымовая труба является одновременно и гибким

сооружением  (отношение  диаметра  к  высоте  более  10),  целесообразно  также
производить измерение крена по частям с разбивкой трубы на три части, как это
показано  на  рис.  5.1.  В  этом  случае,  согласно  СНиП  2.02.01-83  допустимая
величина  при  наименьшем  значении  интервала

в относительной

мере составит

002

)

инт

(

тех

, а в абсолютной мере –

абс

= 120 мм.

Согласно разделу 2, для указанного типа сооружений, контролируемых

геометрических параметров, технико-экономических показателей объекта и
условий его эксплуатации, а также требований [108] назначены следующие
методы контроля (см. табл. 3.3 – 3.5):

по объемной характеристике – сплошной;

по управляющему воздействию для осадок и разностей осадок

(контроля приращения крена) – активный; для крена и изгиба железобетонного
ствола – пассивный;

по временной характеристике для крена ствола – летучий; для осадки и

разностей осадок – периодический (результаты выбора заносим в таблице прил.
2).

Исходя из общих качественных свойств объекта, по табл. 2.2 назначаем

категорию контроля 3; а по табл. 2.7 и назначенной категории контроля,
выбираем значение коэффициента точности для пассивного контроля

= 0,4.

Используя формулы (2.1) и (2.5), производим расчет точности контроля

параметров

мм

7,3

мм/3

200

0,11

ос

ср

ак

ос

абс

)

(

0,0002

0,002/3

0,4

)

отн

(

)

(

, (5.1)

2,9

м/3

0,002

0,11

отн

ак

)

крена

(

ак

)

(

Результаты расчета заносим в таблицу прил. 2.
Для измерения абсолютных осадок и разностей осадок (контроль

приращений крена) применяются методы и средства измерений, изложенные в
разделе 3 и далее рассматриваться не будут.

5.3.

Проектирование схем размещения КИА, схем измерения кренов,
расчет точности измерения элементов схемы, выбор средств
измерений

Практика геодезических работ по контролю вертикальности или крена

технического  объекта  показывает,  что  основными  факторами,  влияющими  на
выбор  метода  и  средств  измерений,  являются  конструктивные  особенности
технического  объекта,  требуемая  точность  и  периодичность  контроля
параметра, условия измерений.

К конструктивным особенностям объекта относят форму, размеры и

материал  конструкции,  которые  влияют  на  выбор  мест  и  при  необходимости
закрепления  контролируемых  точек,  а  также  выбор  схемы  и  метода  контроля
параметра. Для  контроля  объектов,  имеющих одинаковые поперечные  сечения

по всей длине, применяют, как правило, более простые схемы и методы
измерений по сравнению с объектами сложной формы. Размеры объекта влияют
на выбор средств измерений, а материал конструкции – на выбор и закрепление
контролируемых точек.

Требуемая точность и периодичность контроля параметра в совокупности с

размером  объекта  являются  определяющими  факторами  при  выборе  метода
и,  особенно,  средств  измерений.  При  активном  периодическом  контроле
параметра  точность  измерений  значительно  увеличивается  по  сравнению  с
летучим  пассивным  контролем;  следовательно,  требования  к  выбору  и
закреплению  контролируемых  точек,  а  также  к  выбору  средств  измерений,
будут возрастать.

Условия измерений также оказывают значительное влияние на выбор

методов  и  средств  измерений.  Предпочтение  при  прочих  равных  условиях
следует  отдавать  тем  методам  и  средствам  измерений,  которые  не  требуют
значительных  затрат  на  преодоление  влияния  температурных,  вибрационных,
ветровых
и других воздействий на измерения.

Большое значение при измерении кренов технических объектов придается

выбору и закреплению геодезической контрольно-измерительной аппаратуры
(КИА).

КИА для измерения кренов технических объектов подразделяют на две

группы:  опорные  знаки  и  контрольные  точки.  Опорные  знаки  –  исходные
неподвижные знаки, закладываемые на территории промплощадки или внутри
помещения  и  служащие  для  измерения  кренов.  Как  правило,  опорные  знаки
закладывают  в  тех  случаях,  когда  проектом  предусматривается  активный
контроль  крена  объекта  в  течение  длительного  времени.  При  пассивном
контроле  крена,  который  применяется  при  монтаже  или  ремонте
технологического  оборудования,  а  также  отдельных  видов  сооружений,
закладка постоянных опорных знаков не имеет смысла.

Контрольными точками (точками съема первичной информации) при

измерении  крена  могут  служить  как  характерные  точки  самого  объекта,  так  и
специальные  деформационные  знаки  –  стенные  или  плитные  марки  и  знаки,
устанавливаемые  на  конструкциях  здания,  сооружения,  фундаментах
оборудования  или  на  самом  оборудовании  и  перемещающиеся  вместе  с  ними.
Контрольные  точки  первого  типа  применяют,  как  правило,  при  пассивном
контроле параметра  объекта и  четких  геометрических  формах  самого объекта,
позволяющих

идентифицировать

положение

точки

положением

проверяемой  оси  объекта  с  точностью,  не  вносящей  значительных  ошибок  в
результат контроля параметра (например, точки шейки вала гидроагрегата или
насоса, точки на образующей дымовой трубы на одном поперечном сечении и т.
п.).  Контрольные  точки  второго  типа  применяют  при  активном  контроле
параметра  и  отсутствии  четкой  идентификации  положения  точки  с  осью
объекта. В этих случаях на конструкциях объекта предусматривают маркировку
или  закладку  контрольных  знаков,  по  которым  выполняется  съем  первичной

информации  (например,  закладка  осадочных  марок  в  цоколь  дымовой  трубы
для  контроля  параметра  «приращение  крена»  и  т.  п.).  Выбор  конкретного
способа  закрепления  исходной  основы  и  контрольных  точек  решается  в
процессе  проектирования  с  учетом  конструктивных  решений  объекта,  метода
контроля по управляющему воздействию, требуемой точности измерений.

В практике геодезических работ по контролю кренов и их приращений

наибольшее  распространение  получили  механические,  гидростатические,
оптические  и  стереофотограмметрические  методы  измерений  (см.  прил.  3);
причем, использование конкретных методов, как правило, определяется типами
технических  объектов,  видом  геометрического  параметра  и  условиями
измерений.

Для измерения крена высоких сооружений, к которым относятся дымовые

трубы электростанций, применяют следующие способы и методы измерений:
координат, направлений (горизонтальных углов), малых углов, вертикального
проектирования,  зенитных  расстояний,  стереофотограмметрический  и  др.
[15,  66,  101,  133,  171,  174].  Однако  не  все  из  них  рационально  подходят  для
определения  крена  высоких  дымовых  труб  ТЭС.  Методы  координат  и
стереофотограмметрический

требуют

создания

специальной

точной

геодезической  основы,  что  делает  их  громоздкими  и  дорогостоящими;  при
методе  зенитных  расстояний  возникают  трудности  в  идентификации  точек
визирования,  расположенных  на  различных  сечениях  сооружения;  метод
вертикального  проектирования  не  всегда  приемлем  из-за  особенностей
геометрической  формы  сооружения  и  частой  невозможности  доступа  внутрь
трубы  в  процессе  ее  работы  (для  одноствольных  труб)  или  больших
температурных  полей  внутри  железобетонного  ствола  на  многоствольных
трубах.

На основании результатов расчета требуемой точности контроля (см.

формулу (5.1)), проектных размеров дымовой трубы, условий контроля, а также
условий ее эксплуатации, наиболее рациональным способом измерения крена
высоких дымовых труб электростанций является способ измерения
горизонтальных углов.

В работе [66] автором предложен видоизмененный способ измерения

крена,  в  том  числе  по  нескольким  сечениям  трубы,  исключающий  указанные
выше недостатки других способов и методов измерений. Это стало возможным
благодаря некоторым конструктивным особенностям дымовых труб и условиям
их  контроля  на  электростанции.  К  таким  особенностям  следует  отнести:
наличие  светофорных  площадок  на  стволе  трубы  (см.  рис.  5.1),  позволяющих
однозначно выбрать сечения и контрольные точки на них; наличие генпланов и
исполнительных  генпланов  электростанции,  что  позволяет,  как  показывают
дальнейшие  расчеты,  измерять  расстояния  от  исходных  съемочных  точек  до
объекта  с  графической  точностью  (порядка  1  :  100  –  1  :  300).  Следовательно,
отпадает необходимость закладки постоянных исходных и ориентирных знаков
на  территории  и  контрольных  марок  на  стволе  трубы.  Все  это  способствует
снижению  сроков  контроля  крена  и  стоимости  работ.  Целесообразно  также  в

целях сокращения сроков и стоимости измерений контроль крена производить
сочетанием

рассматриваемого

способа

со

способом

высокоточного

нивелирования  осадочных  марок.  В  этом  случае  пассивный  контроль
осуществляют  за  стволом  трубы  по  ярусам  в  первом  цикле  измерений,  а
активный  контроль  за  приращением  крена  осуществляют  вместе  с  контролем
абсолютной  осадки  трубы  по  осадочным  маркам,  закладываемым  в  цоколь.  В
случаях значительных величин приращений крена, полученным по осадочным
маркам, проводят контрольные измерения по стволу трубы.

По этому способу для измерения крена и изгибов ствола трубы выбирают

сначала  по  генплану,  а  затем  в  натуре,  два  примерно  перпендикулярных
направления от центра трубы. На этих направлениях намечают стоянки А и B
теодолита  (см.  рис.  5.1),  расположенные  на  удалении  1,3  –  1,8  высоты  трубы.
Стоянки  можно  располагать  и  на  крышах  капитальных  зданий  и  сооружений,
что  создает  более  благоприятные  условия  для  измерений.  Места  стоянок
приборов  привязывают  к  постоянным  объектам  генплана.  Одновременно
выбирают ориентирные направления с каждого пункта наблюдений. В качестве
ориентирных  пунктов  могут  быть  использованы  любые  однозначно
определяемые четкие удаленные объекты (антенны, углы здания, опоры ЛЭП и
т. п.), притом даже разные в каждом цикле измерений.

Производят разбивку дымовой трубы на ряд участков (ярусов). Границами

участков являются контролируемые сечения трубы. Для этой цели лучше всего
подходят  металлические  конструкции  светофорных  площадок,  расположенных
на  стволе  дымовой  трубы.  Число  контрольных  ярусов  определяется  при
проектировании  контроля  (как  правило,  не  более  3).  На  каждом  сечении
выбирают  контрольные  точки  на  образующей  ствола  трубы.  В  качестве
контрольных  точек  берут  либо  пересечение  образующей  ствола  трубы  с
проекцией видимых крайних укосин светофорной площадки, либо пересечение
горизонтальной нити сетки нитей зрительной трубы теодолита, предварительно
наведенной  на  верхнюю  грань  перил  светофорной  площадки,  с  образующими
ствола трубы.

Для каждой трубы ТЭС составляется схема измерений с указанием на ней

мест стоянок теодолита с привязкой их к существующим зданиям и
сооружениям, ориентирных пунктов и зарисовкой контролируемых сечений и
точек на стволе трубы.

По этому способу составление схемы измерений крена производят на

выкопировке схемы генплана ТЭС с использованием эскиза или чертежа трубы.
При  проектирования  схемы  измерений  крена  трубы  на  плане  выбирают  две,
примерно перпендикулярные к центру трубы, стороны ОА и ОВ (см. рис. 5.1).
На  сторонах  намечают  постоянные  точки  А  и  В,  расположенные  на  удалении
1,3  –  1,8  высоты  трубы  с  учетом  прямой  видимости  всей  трубы  с  выбранных
точек. Производят измерение координат точек графическим способом. С целью
предвычисления  точности  измерения  горизонтальных  углов  в  схеме  контроля
крена,  на  генплане  измеряют  расстояния  от  центра  трубы  до  проектируемых
точек постановки приборов с точностью 1 : 100, либо расстояния вычисляют по

координатам точек. Крен дымовой трубы проектируют определять по ярусам,
разделенными сечениями примерно через 1/3 трубы (см. рис. 5.1).

Расчет требуемой точности измерения горизонтальных углов при

пассивном контроле производят по формуле (5.2) (наихудшего случая –
меньшей величины яруса трубы между сечениями; вывод формулы см. в работе
[82]):

1) с точки А при

326

)

отн

(

326

2,06

002

2) с точки В при

373

(5.2)

)

отн

(

373

2,06

002

где

– средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных

углов;

э(отн)

= 0,002 – допустимая относительная величина крена;

H = 60 м – высота наименьшей части (яруса) дымовой трубы;

d – расстояние от центра трубы на нижнем сечении до съемочной точки

(А или В, см. рис. 5.1).

Как видно из расчетов, точность измерения горизонтальных углов выше

там, где больше расстояние от точки стояния прибора до центра трубы. Исходя
из результатов расчета точности, для измерения углов следует рекомендовать
теодолит типа Т5. Измерения углов следует выполнять двумя приемами.

5.4.

Производство работ

Перед измерениями углов, по методике [66], в намеченных проектом

местах по измеренным графически на плане расстояниям

производят

вынос на местность точек постановки прибора А и В с точностью порядка 1 м,
проверяют наличие видимости на сечения трубы и точки закрепляют простыми
знаками. Намечают ориентирные пункты. При отсутствии видимости
производят дополнительную рекогносцировку местности и вводят исправления
в проект. Выполняют зарисовку мест стояния приборов и выбранных сечений
трубы.

Сечения идентифицируют светофорными площадками. В заданных

сечениях для наблюдений с  каждой точки постановки теодолита на левой
образующей  трубы  намечают  точки  i  (см.  рис.  5.1).  В  качестве
наблюдаемых  точек  берут  пересечения  образующей  ствола  трубы  с
проекцией  крайней  левой  укосины  или  гранью  перил  светофорной
площадки  (рис.  5.2).  Точками  наблюдений  на  правой  образующей  трубы
(точки i

) служат пересечения образующей ствола трубы с горизонтальной

нитью сетки зрительной трубы теодолита, проходящей через одноименную

точку левой образующей трубы. Окончательную схему измерения крена
трубы составляют на листе бумаги (по образцу рис. 5.1 и 5.2), на котором
показывают размещение точек, сечения, измеряемые углы и базис.

Измерения горизонтальных углов

c точек установки

теодолита А и В выполняют способом круговых приемов отдельно для каждого
сечения. При наблюдениях на пункте А (или В) за исходное направление при
измерении углов для точек всех сечений сооружения принимают одно и то же
ориентирное направление.

Рис. 5.2. Пример выбора точек для наведения в поле зрения теодолита:

1 – светофорная площадка; 2 – укосина светофорной площадки; 3 –

горизонтальная нить сетки нитей трубы теодолита; 4 – то же вертикальная нить;

5 – образующая ствола дымовой трубы;

, i

– точки наведения

Порядок измерения и записи углов теодолитом Т5 методом

горизонтальных углов приведен ниже (см. образец журнала в табл. 5.1).

1. Наблюдатель устанавливает теодолит над одним из исходных пунктов

съемки. Теодолит приводит в рабочее положение.

2. При КЛ теодолита наблюдатель наводит биссектор зрительной трубы на

ориентирный знак и снимает отсчеты по горизонтальному кругу и уровню
горизонтального круга, результаты измерений помощник записывает в графы 3 –
5 табл. 5.1.

3. Открепив зажимной винт алидады горизонтального круга и вращая

алидаду по ходу часовой стрелки, наблюдатель сначала наводит
горизонтальную нить сетки зрительной трубы на выбранное сечение дымовой
трубы, а затем производит точную наводку перекрестьем сетки на левую точку
образующей ствола трубы и снимает отсчеты по горизонтальному кругу и
уровню.

4. Вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наблюдатель наводит

вертикальную нить сетки зрительной трубы в точку, где горизонтальная линия
сетки нитей пересекает правую образующую ствола трубы и снимает отсчеты
по горизонтальному кругу и уровню.

5. Вращая алидаду по ходу часовой стрелки, наблюдатель снова наводит

биссектор зрительной трубы на начальное направление (ориентирный пункт) и
производит действия, указанные в п. 2.

Таблица 5.1 Журнал измерения углов

На

пра

вле

ни

руг

Отсчеты

по

уровню

Отсчеты

по гор.

кругу,

Верт.

угол

кп

кл

i = [

(л1

п1)

(

л2

п2)

]/2

τ × i,

Δ = i ×

× τ × tgυ,

исп

Направления

приведенные

к нулю,

Угол на

центр

сечения,

Малый

угол, под

которым

виден

частный

крен,

дел

C пункта A, cеч. 0 м

ОП

0л

0п

ОП

кл
кп кл
кп кл
кп кл
кп

2,0
1,6
3,2
3,1
3,2
3,11,
7 1,5

1,9
2,3
0,7
0,8
0,7
0,8
2,2
2,4

0 18,0
180 16,9
36 15,1
216 14,9
41 41,2
221 40,0
0 18,1
180 16,9

-1 18

-3 20

-3 20

-1 18

0 17,45

36 15,00

41 40,60

0 17,50

-0,3

+2,4

+2,4

-0,7

-0,2

+1,2

+1,2

-0,4

-0,02

-0,06

-0,06

-0,02

0,00

-0,07

-0,07

+0,01

17,48
0 17,45

36 14,93

41 40,53

0 17,51

0 00,00

35 57,45

41 23,05

38 40,25

0 00,00

C пункта A, cеч. 90 м

ОП

90л

90п

ОП

кл кп
кл кп
кл кп
кл кп

2,2
1,8
2,82,
9 3,0
2,9
2,2
1,8

1,6
2,0
1,0
0,9
0,9
0,9
1,6
2,0

0 12,5 180
11,3 37
02,8 217
03,1 40
45,3 220
44,9 0 12,4
180 11,3

-1 18

+7 38

+7 38

-1 18

0 11,90

37 02,95

40 45,10

0 11,85

+0,2

+1,9

+2,0

+0,2

+0,1

+1,0

+1,0

+0,1

-0,02

+0,13

+0,13

-0,02

0,00

+0,13

+0,13

0,00

11,88
0 11,90

37 03,08

40 45,23

0 11,85

0 00,00

36 51,20

40 33,35

38 42,28

+2,03

Наблюдатель _________________ Записатор ________________ Дата ________________

Контроль измерений:

расхождение между результатами наблюдений на начальное

направление в начале и в конце полуприема – 0,2';

колебание значения направлений, приведенных к общему нулю, в

отдельных приемах – 0,2'.

Взятие отсчетов по уровню горизонтального круга связано с

необходимостью введения поправок за наклон прибора в измеренные
направления, имеющие значительные вертикальные углы наклона.

Для введения поправок за наклон оси вращения теодолита (а также

контроля снимаемых сечений), с точек А и В измеряют с небольшой точностью
вертикальные углы на все сечения и результаты измерений записывают в графу 6
журнала измерений (см. табл. 5.1).

При использовании электронных теодолитов и тахеометров запись ведется

на электронные носители информации.

5.5.

Обработка материалов измерений и документация контроля

Обработка материалов измерений включает:

обработку журнала измерений;

вычисление расстояний от теодолита до центра трубы или определение

их по координатам точек, взятым по генплану предприятия;

вычисление частных и полных кренов;

составление графиков кренов;

анализ показателей кренов и выводы по техническому состоянию

дымовой трубы.

Обработка журнала наблюдений выполняется в последующих графах

самого журнала (см. табл. 5.1).

Сначала вычисляют средние значения отсчетов направлений по формуле

кп

кл

; (5.3)

и записывают их в графу 7 журнала. Затем вычисляют поправки в

направления, вызванные наклоном прибора. Эти поправки вычисляют по
формуле

, (5.4)

где i – наклон оси вращения теодолита (в делениях уровня);

– цена деления уровня в минутах (для теодолита Т5 равная 0,5');

– угол наклона направления к горизонту.

Наклон i для уровней без подписей делений вычисляют по формуле

)

(л

)

(л

, (5.5)

где л

и п

– отсчеты по левому и правому концам пузырька уровня в

первом полуприеме;

– то же во втором полуприеме.

Результаты расчетов поправок записывают в графы 8 – 11 журнала

измерений (см. табл. 5.1), а исправленные направления – в графу 12. В этой же

графе  вверху  записывают  среднее  значение  начального  направления,
полученного  из  начального  и  конечного  значения.  В  графе  13  записывают
направления,  приведенные  к  нулю,  а  в  графе  14  –  углы  на  центры  сечений,
вычисляемые  как  средние  значения  между  приведенными  к  нулю
направлениями на левую и правую образующие сечения. В графе 15 вычисляют
величины малых углов

, под которым виден частный крен трубы.

Расстояния от центра трубы до опорных пунктов съемки и дирекционные

углы этих направлений определяют либо графически по плану, либо вычисляют
по координатам точек.

В случае применения графического способа сначала на план предприятия

по измеренным значениям элементов привязки

наносят положение точек А

и В (см. рис. 5.1), а затем измерительной линейкой и транспортиром измеряют
расстояния и углы.

В случае применения графоаналитического способа сначала, так же как

в предыдущем способе, графически наносят положение точек А и В, а затем
аналитически определяют расстояния и дирекционные углы.

Вычисление частных кренов

q и

, каждый из которых представляет

собой  смещение  (в  горизонтальной  плоскости)  центра  верхнего  i-го  сечения
относительно  центра  нижнего  сечения  в  направлении,  перпендикулярном
соответственно  направлениям  ОА  и  ОВ  (см.  рис.  5.1),  производится  по
формулам

;

, (5.6)

где

– горизонтальные углы между направлениями на центры верхнего и

нижнего сечений в пунктах А и В, выбираемые из графы 15 журнала
измерений
(см. табл. 5.1).

Пример вычисления частных кренов приведен в табл. 5.2.

Таблица 5.2 Ведомость вычисления частных кренов

Сечения,

Вычисления частных кренов

q =

С точки А

С точки В

мм

0
90
180
240

-
+2,03
-0,20
+2,45

326
-
-
-

-
+192
-19
+232

-
+1,28
+2,00
+3,25

373
-
-
-

-
+139
+217
+352

Определение величины и направления полного крена Q и его

составляющих по осям  х и у производят графическим способом (рис. 5.3, а) в
масштабах,  позволяющих  с  необходимой  точностью  и  достаточной
наглядностью  производить  отложение  углов  и  линий.  Для  этого,  на  листе
бумаги (лучше миллиметровки) с точки О, принятой за центр нижнего сечения

трубы, проводят оси х и у. Из точки О от оси у с помощью транспортира
откладывают углы

и прочерчивают направления на точки А и В.

Перпендикулярно названным направлениям из точки О в масштабе 1 : 10
откладывают векторы

q и

, взятые из табл. 5.2 для соответствующего

сечения. Если частный крен имеет знак (+), то вектор откладывается вправо от
направления с точки стояния теодолита на центр трубы; если знак (-), то вектор
откладывается влево от указанного направления. Затем через концы векторов

проводят линии, параллельные направлениям ОА и ОВ. Точка

пересечения этих линий определит положение конца вектора полного крена Q

сечения, а проекции его на оси х и у получат значения Q

и Q

. Величины

векторов измеряют линейкой, а направления – транспортиром. Результаты
измерений заносят в подрисуночные надписи (рис. 5.3).

Векторный график развития крена по сечениям (см. рис. 5.3, б) строится по

результатам графиков кренов по сечениям. Для этого из точки O

строятся

векторы всех сечений, взятых с графиков рис. 5.3, а (на рис. они обозначены
пунктирными линиями). Концы векторов Q

180

240

будут являться

центрами сечений трубы на указанных горизонтах. Соединив смежные точки
этих центров сечений векторами

, получим векторный график развития

крена. Величины векторов измеряют линейкой и результаты измерений
записывают в подрисуночных надписях.

График крена по осям х и у и динамики его развития во времени (рис. 5.4)

строят по величинам

Q и

Q .

На этих графиках показывают также величины абсолютных и

относительных прогибов частей трубы.

Несмотря на то, что нормативными документами не предусмотрены

допуски  на  прогиб  труб,  полученные  результаты  могут  служить  исходным
материалом  для  расчета  прочности  и  устойчивости  конструкции,  которые
должны  быть  выполнены  проектной  организацией  при  показателях  крена,
значительно превышающих допуски, установленные СНиП 2.02.01-83.

Ведомость показателей крена составляется по образцу табл. 5.3 на

основании полученных по графикам величин и направлений смещений, а также
на основании допустимых значений крена, регламентированных нормативным
документом. При этом значения размеров трубы (графы 1, 2 и 6) берутся со
схемы измерения крена (см. рис. 5.1); величины и направления кренов (графы 3,
4 и 7) – с графиков (см. рис. 5.3); допустимые величины крена вычисляются по
формулам, приведенным в табл. 5.3.

240

180

На В

На

1) сечение 90 м,

масштаб 1 : 5,

мм

198

мм,

200

180

На В

На

2) сечение 180 м,

масштаб 1 : 5,

мм

мм,

237

мм,

254

180

240

На В

На

3) сечение 240 м,

масштаб 1 : 5,

мм

331

мм,

141

мм,

360

240

б) график развития крена

по сечениям

масштаб 1 : 5,

200

мм,

мм

245

180

мм

202

240

180

240

180

На В

На

а) графики крена по сечениям

Рис. 5.3. Графики кренов

Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации - часть 10