МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ВЫСОКОТОЧНЫХ УГЛОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528

Т.А. Гура, А.С. Махинько

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫПОЛНЕНИЕ ВЫСОКОТОЧНЫХ УГЛОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

В данной статье рассматриваются метрологическое обеспечение выполнения высокоточных угловых измерений в условиях высотного строительства. Приведены положенные параметры при вычислении угловых измерений с помощью электронных тахеометров.

Ключевые слова: строительство высотных сооружений, электронные тахеометры, метрологическое обеспечение, угловые измерения, тахеометры.

При строительстве гражданских и промышленных сооружений, а также при высотном строительстве необходимо вести геодезические работы. Организацию этих работ следует осуществлять в соответствии со СНиП 3.01.03-84 «Геодезические работы в строительстве» и ГОСТ 22268-76*, ГОСТ 24846-81.

Геодезические работы выполняются в полном объеме и с необходимой точностью, для того чтобы обеспечить размещение возводимых сооружений соответственно проектам генеральных планов строительства [1].

В целях обеспечения необходимыми исходными данными геодезических построений и измерений, выполняемых на всех этапах строительства, создается геодезическая разбивочная основа, которая включает в себя:

•Построение разбивочной сетки строительной площадки

•Вынос в натуру основных или главных осей

•Построение внешней разбивочной сетки

•Вынос в натуру осей магистральных и внеплощадочных линейных сооружений

Внешнюю разбивочную сеть здания (сооружения) создается в виде геодезической сети, пункты которые закрепляют на местности главные разбивочные оси и также углы здания (сооружения), образованные пересечением основных разбивочных осей [2]. Для выполнения угловых измерений используется метрологическое обеспечение.

Понятие «Метрологическое обеспечение» применяется в основном по отношению к измерениям, испытаниям и контролю. Метрологическое обеспечение присутствует на всех уровнях управления производства [3].

Единая Государственная система метрологического обеспечения включает:

•Систему государственных эталонов единицу и шкал физических величин.

•Система передачи размеров единиц физических измерений от эталонов ко всем средствам измерений.

•Системы государственной и ведомственной поверки или метрологической аттестации средств измерений

•Система стандартных образцов состава и свойств веществ и материалов.

Геодезические сети не могут быть приняты, если значение хотя бы одного из контролируемых Параметров отличается от приведенного в отчете более чем на 3 т (где т - средняя квадратичная погрешность измерений, принимаемая по таблицам 1).

Таблица 1

Характеристика зданий, сооружений, строительных конструкций Величины средних квадратических погрешностей построения внешней и внутренней разбивочных сетей здания (сооружения) и других разбивочных работ

линейные измерения угловые измерения, с определение превышения на станции, мм

Металлические конструкции с фрезерованными контактными поверхностями; сборные железобетонные конструкции, монтируемые методом самофиксации в узлах; сооружения высотой св. 100 до 120 м или с пролетами св. 30 до 36 м 1 15000 5 1

© Гура Т.А., Махинько А.С., 2016.

Окончание табл. 1

Характеристика зданий, сооружений, строительных конструкций Величины средних квадратических погрешностей построения внешней и внутренней разбивочных сетей здания (сооружения) и других разбивочных работ

линейные измерения угловые измерения, с определение превышения на станции, мм

Здания св. 15 этажей, сооружения высотой св. 60 до 100 м или с пролетами св. 18 до 30 м 1 10000 10 2

Здания св. 6 до 15 этажей, сооружения высотой св. 15 до 60 м или с пролетами св. 6 до 18 м 1 5000 20 2,6

Здания до 5 этажей, сооружения высотой до 15 м или с пролетами до 6 м 1 3000 30 3

Земляные сооружения, в том числе вертикальная планировка 1 1000 45 10

СНиП 3.01.03-84

В настоящее время используют многие средства для точности геодезических измерений. С помощью электронных тахеометров можно измерить расстояние, горизонтальные и вертикальные углы. На точность измерений электронных тахеометров влияют как внешние, так и внутренние факторы воздействия на прибор, которые позволяют улучшить функциональные и технические характеристики самих тахеометров [4, 13].

Электронные тахеометры, поступающие на рынок геодезии имеют высокую степень надежности и точности, вместе с тем некоторые исследования оптических теодолитов и электронных тахеометров показывают, что результаты измерений одного и того же угла, полученного при разных положениях подставки на штативе несколько различаются между собой [7, 10]. Было установлено, что ошибки носят, в основном, гармонический характер, поэтому для их анализа применены разложения в ряды Фурье [8].

Тахеометры классифицируются по назначению (строительные, полевые), по принципу действия, а также по конструкции.

По принципы действию тахеометры подразделяются на электронные и оптические.

Электронные тахеометры работают по принципу радара - устройство с внутренней памятью под запись и хранение результатов замеров и вычислений, в котором конструктивным образом объединены электронный теодолит и световой дальномер [12].

По конструктивному исполнению тахеометры подразделяют на модульные, интегрированные и автоматизированные.

Модульные тахеометры состоят из отдельного оптического и электронного теодолита и свето-дальномера.

Интегрированные тахеометры, представляющие собой единый механизм из составляющих его зрительной трубы, панели управления и процессора.

Автоматизированные тахеометры несут элементы усовершенствования эксплуатации - сервопривод, системы распознавания, захвата, слежения и т.д. Такие тахеометры значительно облегчают работу, при проведении большого количества измерений на небольшом участке или секторе, а также при мониторинге сдвига или деформации (функция слежения) [5].

В настоящее время наиболее широкое распространение получили электронные тахеометры зарубежных фирм, таких как Leica, Sokkia, Topcon. Они имеют встроенное программное обеспечение для производства практически всего спектра геодезических работ: развитие геодезических работ, съемка в натуру, решение задач координатной геометрии (прямая и обратная геодезическая задача, расчет площадей, вычисление засечек) Угловая точно у таких приборов может быть от 1" до 5" в зависимости от класса точности [6, 11].

На электронные тахеометры, которые выполнены в едином электронном блоке, предназначенные для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов и определения значения их функций существует стандарт

В настоящем стандарте применяют термины и определения по ГОСТ 21830 и ГОСТ 22268.

В зависимости от максимальной допускаемой средней квадратической погрешности измерения горизонтального угла одним приемом и максимальной допускаемой средней квадратической погрешности измерения расстояния одним приемом тахеометры должны изготовляться следующих типов:

Та2, Та5 - тахеометры точные

Та20 - тахеометры технические

Основные параметры тахеометров должны соответствовать указанных в таблице 2.

Таблица 2

Наименование параметра

Значение для типа

Та2

Та5

Та20

1. Допускаемая средняя квадратическая погрешность измерения угла одним приемом, не более:

горизонтального вертикального

2. Диапазон измерений углов: горизонтальных вертикальных

3. Наименьшее расстояние визирования, м, не более

4. Допускаемая средняя квадратическая погрешность измерения расстояния одним приемом (по формуле (1)), мм, не более

5. Верхний предел измерений расстояния, км, не менее -6): с комплектом призм

с одной призмой

6. Нижний предел измерений расстояния, м, не более

7. Потребляемая мощность, Вт, не более

8. Масса, кг, не более: тахеометра

футляра_

2" 3"

2 + Ы0-6 D

2 1

8 8

6,4

5" 5"

0° - 360° От -45° до +45 2

5 + 3^10-6 D

20" 20"

5

6,5 5,2

10 + 5^10-6 D

3 1

4

5,5 4,4

При метеорологической дальности видимости не мене 20 км.

1)

Новейшие достижения науки и техники воплотили в себе роботизированные тахеометры. Роботизированные тахеометры TCRP полностью моторизированные и автоматизированные тахеометры, система Power Sead (PS) дает возможность быстро найти и захватить цель. Тахеометры TCR оснащены автоматическим поворотом, что предоставляет возможность отсканировать данную местность. Тахеометры TCRA могут не только автоматически делать поворот, но и распознавать цели [9].

Последнее поколение электронных тахеометров имеют в себе встроенное устройство для регистрации результатов измерений. Такие тахеометры называются регистрирующими. Они являются первым звеном автоматизированной системы топографической съемки местности. Кроме этого, электронные регистрирующие тахеометры используют в различных инженерно-геодезических измерениях и при сгущении геодезических сетей [14]. Электронные тахеометры очень удобны в работе и существенно повышают производительность труда геодезиста.

Библиографический список

1. П126.13330.2012 «Геодезические работы в строительстве. Актуализированная редакция СНиП 3.01.03-84»,

2012 г.

2. Гура Д.А., Доценко А.Е. О необходимости выполнения геодезической съемки // Актуальные вопросы науки: материалы IX Международной научно-практической конференции. 2013. С. 204-205.

3. Манухов В.Ф., Тюряхин А.С. Основы геодезических измерений с элементами метрологического обеспечения / Издательство Мордовского университета. Саранск, 2006.

4. Гура Д.А. Разработка методов исследования электронных тахеометров в условиях производства для оценки и повышения точности измерения горизонтальных углов: автореф. дис. ... канд. техн. наук / Московский государственный университет геодезии и картографии. М., 2016.

5. http://echome.ru/chto-takoe-taxeometr.html (дата обращения 10.11.2016)

6. Гура Д.А., Гура Т.А. Обзор инженерно-геодезических задач, решаемых с использованием современных электронных тахеометров // Науки о земле на современном этапе: материалы IV Международной научно-практической конференции. 2012. С. 110-113.

7. Желтко Ч.Н., Гура Д.А., Пастухов М.А., Шевченко Г.Г. История проблемы исследования погрешностей измерений углоизмерительных приборов // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 5. С. 43-45.

8. Гура Д.А., Аветисян Г.Г., Желтко Ч.Н. Об исследованиях угломерных ошибок горизонтального круга электронных тахеометров разложением в ряды Фурье // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2011. № 4. С. 3-6.

9. Гура Т.А., Грибкова Л.А., Голотина Ю.И. Анализ возможности работы с тахеометром Leica// Международный научный журнал - Новый университет 2016. № 6-7 С. 11-14.

10. Пастухов М.А., Денисенко В.В., Гура Д.А., Шевченко Г.Г. Определение погрешности геодезических приборов за неправильность формы цапф и боковое гнутие зрительной трубы // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. 2016. № 11. С. 155-171.

11. Желтко Ч.Н., Гура Д.А., Пастухов М.А., Шевченко Г.Г. Об исследованиях угломерных погрешностей электронных тахеометров: монография. Краснодар, 2016. 143 с.

12. Zheltko Ch.N., Gura D.A., Shevchenko G.G., Berdzenishvili S.G. Experimental investigations of the errors of measurements of horizontal angles by means of electronic tacheometers // Measurement Techniques. 2014. Т. 57. № 3. С. 277-279.

13. Желтко Ч.Н., Пастухов М.А., Гура Д.А., Шевченко Г.Г. Оценка погрешности измерения горизонтальных углов при геодезическом сопровождении высотного строительства // Региональные аспекты развития науки и образования в области архитектуры, строительства, землеустройства и кадастров в начале III тысячелетия. Научные чтения памяти профессора В.Б. Федосенко. 2015. С. 389-394.

14. Грибкова Л.А., Максимова М.В., Морозов А.А. Методы определения угломерных погрешностей электронных тахеометров // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. 2016. № 6. С. 187-195.

МАХИНЬКО АЛЕКСАНДРА СЕРГЕЕВНА - студент, Кубанский государственный технологический университет, Россия

ГУРА ТАТЬЯНА АНДРЕЕВНА - инженер-исследователь, Кубанский государственный технологический университет, кафедра кадастра и геоинженерии, Россия