CC BY
108
УДК 528:621.375.826
СПОСОБ ВЫВЕРКИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ЛАЗЕРНЫМ ПРИБОРОМ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
ПРИ МОНТАЖЕ
АНА ТОЛИЙ ГРИГОРЬЕВИЧ ГОЛЬЦЕВ
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д. СЕРИКБАЕВА, 070004, РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН, Г. УСТЬ-КАМЕНОГОРСК, УЛ. ПРОТОЗАНОВА А. К., 69, КАНДИДАТ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ДОЦЕНТ КАФЕДРЫ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ТРАНСПОРТНЫХ КОММУНИКАЦИЙ, ТЕЛ. 8(7332)540-735, E-MAIL: [email protected]
ТУЛЕГЕН ТУРСУНОВИЧ ИПАЛАКОВ
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Д. СЕРИКБАЕВА, 070004, РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН, Г. УСТЬ-КАМЕНОГОРСК, УЛ. ПРОТОЗАНОВА А. К., 69, ДОКТОР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК, ПРОФЕССОР КАФЕДРЫ ГЕОДЕЗИИ, ЗЕМЛЕУСТРОЙСТВА И КАДАСТРА, ТЕЛ. 8(7232)540-776,
E-MAIL: [email protected] ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ БОЛЬШАКОВ
АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО «УЛЬБИНСКИЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ЗАВОД», 070005, РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН, Г. УСТЬ-КАМЕНОГОРСК, ПРОСПЕКТ АБАЯ, 102, МАГИСТР ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК ПО СПЕЦИАЛЬНОСТИ 6М072900 -СТРОИТЕЛЬСТВО, ИНЖЕНЕР-ПРОЕКТИРОВЩИК, ТЕЛ. 8705-532-30-72, E-MAIL: [email protected]
ВПЕРВЫЕ ПРЕДЛАГАЕТСЯ СПОСОБ ВЫВЕРКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУХЛУЧЕВОГО ЛАЗЕРНОГО ПРИБОРА ПРИ МОНТАЖЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ДВУХЛУЧЕВОЙ ЛАЗЕРНЫЙ ПРИБОР, ВЫВЕРКА, СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЦЕНТРИРОВАНИЕ, ВЕРТИКАЛЬНЫЕ РИСКИ.
BUILDING STRUCTURES VERIFICATION TECHNIQUES BY LASER LEVELING TOOL IN VERTICAL PLANE WHILE ASSEMBLAGE
ANATOLIYG. GOLTSEV
D. SERIKBAEV EAST KAZAKHSTAN STATE TECHNICAL UNIVERSITY, 070004, THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN, UST-KAMENOGORSK, PROTOZANOV STR, 69, KANDIDAT OF TECHNICAL SCIENCE, DOTSENT OF CIVIL ENGINEERING, CONSTRUCTIONS AND TRANSPORT COMMUNICATIONS SUB-DEPARTMENT, TEL. 8(7332)540-735, E-MAIL: [email protected]
TULEGEN T. IPALAKOV
D. SERIKBAEV EAST KAZAKHSTAN STATE TECHNICAL UNIVERSITY, 070004, THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN, UST-KAMENOGORSK, PROTOZANOV STR, 69, DOCTOR OF TECHNICAL SCIENCE, PROFESSOR OF THE GEODESY, LAND
AMELIORATION AND CADASTER SUB-DEPARTMENT, TEL. 8(7232)540-776, E-MAIL: [email protected]
DMITRIY V. BOLSHAKOV
PUBLIC COMPANY «ULBA METALLURGICAL PLANT», 070005, THE REPUBLIC OF KAZAKHSTAN, UST-KAMENOGORSK, ABAI AV., 102, DESIGN ENGINEER, MASTER OF SCIENCE, SPECIALTY 6М072900 CIVIL ENGINEERING, TEL. 8705-532-30-72, EMAIL: [email protected]
FOR THE FIRST TIME WE OFFER VERIFICATION TECHNIQUE USING BIRADIATE LASER TOOL WHILE ASSEMBLAGE OF BUILDING STRUCTURES AND METALLIC RESERVOIR IN VERTICAL PLANE.
KEY WORDS: BIRADIATE LASER TOOL, VERIFICATION, BUILDING STRUCTURES, CENTERING, VERTICAL RISKS.
Разработка и внедрение прогрессивных методов и технических средств измерений являются актуальными проблемами, так как возрастающие объемы и сложность задач по строительству различных объектов требуют постоянного совершенствования средств геодезического обеспечения.
Для выполнения инженерно-геодезических работ выпускается большое количество лазерных приборов, из которых теодолиты с визуальной системой пользуются большим спросом при выверке строительных конструкций.
Применение лазерного теодолита с разверткой луча в вертикальной плоскости позволяет определить положение в плане и вертикальность конструкций методом бокового нивелирования. При этом обеспечивается непрерывный геодезический контроль положения монтируемого элемента, а наличие видимых линий и плоскостей, образуемых лучом и его разверсткой, позволяет более точно вести сборку конструкций.
Но этот способ применяется в основном для ведения отделочных, сантехнических работ и монтаже приборов внутри помещения. Для выверки колонн и стеновых панелей промышленных и общественных зданий необходимо использовать другие приборы.
При этом точность измерений при работе с лазерными приборами в значительной степени зависит от диаметра пучка излучения, который изменяется в зависимости от расстояния его распространения. В зависимости от расстояния меняется и четкость его контуров.
Традиционно при монтаже колонн используют два теодолита (рис. 1, а). Для проверки вертикальности колонны два теодолита 1 располагают под прямым углом к цифровой и буквенной осям зданий. При этом визирную ось теодолита совмещают с рисками, нанесенными на стакане 2 в нижней части колонны 3, а затем, плавно поднимая трубу теодолита, - с риской у верхнего конца колонны 3. Расстояние теодолита от выверяемой колонны принимают таким, чтобы при максимальном подъеме трубы угол ее наклона не превышал 30 - 35°.
Более перспективный способ, основанный на использовании устройства с сигнальными лампочками (рис. 1, б, в). Это устройство с помощью специальных держателей 1 прикрепляют к выверяемой колонне. При этом штанга 2 располагается параллельно оси колонны. К штанге крепится устройство 3 с пятью сигнальными лампочками 4. Четыре лампочки красного цвета располагают по боковым граням устройства, зеленая лампа - внизу. Само устройство имеет сферическую поверхность 4 с отверстиями 3. При выверке колонны, если она находится в наклонном положении, то металлический шарик 2 будет замыкать контакты 1 и включать лампочки 5 или 7. Если колонна находится в вертикальном положении, то загорается лампочка 6.
Рис. 1. Схемы выверки колонн и панелей:
а) выверка колонны двумя теодолитами; б) выверка колонны специальным устройством; в) схема работы устройства для выверки колонны
Этот способ значительно сокращает затраты труда и не требует предварительной разметки колонны.
Однако все перечисленные способы достаточно трудоемки и при этом применяется значительное количество инструментов и оборудования.
Предлагаемый способ выверки конструкций в вертикальной плоскости позволяет использовать только один лазерный теодолит с двумя визирами [1].
Прибор состоит из двух визиров, которые проецируют на рабочей поверхности одно световое пятно в вертикальной проектной плоскости.
Предлагаемое устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей (рис. 2, а) включает два лазера 1 и 2, связанных рамой 3, стороны которой подвижно соединены между собой, например, посредством шарниров, отвес 4, противовес 5, тренога 6 и подставку 7 с подъемными винтами 8.
Принцип действия заключается в следующем. Перед началом работы устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей устанавливают в необходимое положение при помощи отвеса 4, противовеса 5 и опор 6. Далее, при помощи подставки 7 с подъемными винтами 8, поворачиваем лазер 2 до пересечения двух точек на выверяемой плоскости.
Лазер 1 вращается относительно оси А, заставляя через раму 3 двигаться лазер 2, при этом геометрическая фигура, которую представляет рама, инвертирована в вертикальной плоскости, сохраняя свойства исходной фигуры (параллелограмм), что позволяет получить точку пересечения лазеров, движущуюся прямолинейно, в вертикальной плоскости, параллельно вертикальной стороне рамы. При отклонении выверяемой плоскости от вертикального расположения точка будет деформирована. Таким образом, монтажник сам выверяет конструкцию. В другой вертикальной плоскости (90°), выверка проводится по рискам на колонных или стеновых панелях, а) б) 1
Рис. 2. Устройства для контроля формы и расположения плоских
поверхностей:
а) работающее по принципу подобия треугольников; б) кулачковое устройство
Устройство позволяет быстро, просто и экономично выверять любые плоские поверхности в любом направлении. Для этого лазерный теодолит, закрепленный на штативе, необходимо устанавливать на строительной площадке с хорошим кругозором (круговым обзором), чтобы с одной стоянки обеспечивать максимальное количество измерений.
Сущность способа выверки состоит в том, чтобы задать вертикальное перемещение световой точки О1 в пространстве (рис. 3). Для этого необходимо, чтобы при перемещении визиров на определенный угол наклона в вертикальной плоскости (ав), осуществлялся поворот визиров в горизонтальной плоскости на определенный угол фг). Поворот визиров осуществляется при вращении микрометрических винтов, при этом оба визира поворачиваются синхронно благодаря специальной червячной шестерне. Пересечение лучей дает в пространстве вертикальную невидимую прямую линию.
Рис. 3. Определение перемещения точки визирования:
а) - в вертикальной плоскости; б) - в горизонтальной плоскости
Перемещение точки Oí в вертикальной плоскости при повороте визиров на угол ав. Где О2, О3 - необходимые положения точки при повороте
2 3
визиров, для выверки конструкций в вертикальной плоскости; О , О -стандартные положения точки при повороте визиров; L - рабочее расстояние до монтируемых конструкций.
На схеме показано необходимое положение точки О1 в горизонтальной плоскости при повороте визиров на угол рг.
Также предложено кулачковое устройство [2] для контроля формы и расположения плоских поверхностей (рис. 2, б) включающее подставку с подъемными винтами, штатив, лазер, отличающееся тем, что оно снабжено вторым лазером, который кинематический связан с первым лазером фасонным кулачком, при этом профиль фасонного кулачка выполнен с условием cos в = cosa * R/L, где a - угол поворота первого лазера, в - угол поворота второго лазера, R - расстояние между лазерами, L - расстояние от первого лазера до контролируемой поверхности.
Предлагаемое кулачковое устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей включает два лазера 1 и 2, кинематический связанных между собой фасонным кулачком 3, штатив 4, подставку с подъемными винтами 5 для придания необходимого положения двум лазерам.
Устройство работает следующим образом. Лазер 1 вращается относительно оси А, заставляя через фасонный кулачок 3 двигать лазер 2, при этом пересечение лучей лазеров 1 и 2 даст в пространстве точку, которая при перемещении лазера 2, благодаря фасонному кулачку 3, позволяет получить прямую линию пересечения лазеров в пространстве перпендикулярную подставке с подъемными винтами 5.
Предлагаемая методика позволяет монтажнику самому визуально наблюдать луч и производить выверку непосредственно "под точку" путем
рихтовки конструкций специальными монтажными инструментами, что существенно повышает скорость выверки конструкций при монтаже.
Выводы:
1. Разработано устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей использующее принцип подобия треугольников позволяющее получить прямую линию пересечения лазеров в пространстве параллельную отвесу.
2. Разработано кулачковое устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей у которого профиль фасонного кулачка выполнен с условием cos в = cos а * R/L, что позволяет получить прямую линию пересечения лазеров в пространстве перпендикулярную подставке.
3. При использования данной методики отпадает необходимость задействования нескольких рабочих и дорогостоящих устройств.
4. Разработанные устройства позволяют значительно сократить время выверки строительных конструкций в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гольцев А.Г. Курмангалиев Т.Б. Устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей. [Патент РК на полезную модель №614] заявка № 2009/049.2
2. Гольцев А.Г. Курмангалиев Т.Б. Устройство для контроля формы и расположения плоских поверхностей. [Патент РК на полезную модель №615] заявка № 2009/050.2
© А. Г. Гольцев, Т. Т. Ипалаков, Д. В. Большаков, 2014
