Файл: Новая геодезическая техника и ее применение в строительстве учеб. пособие.pdf

вручную оператором направляющей станции. Среднеквадратич­

кривой радиуса 400 м. Для ведения рабочего'органа по духе пла­ новой кривой аналогично разбивке вертикальной кривой через каждые 10 м по дальности были вычислены поправки к проект­ ному значению уклона. По ходу движения машины внутрибазовым дальномером измерялось расстояние до фотоприемника, и оператор направляющей станции, непрерывно сопровождающий лучом фотоприемник, вводил поправку в наклон луча.

Для более полного представления о точности автоматическо­ го геодезического контроля в табл. V. 3 приведены результаты не­ которых других опытно-производственных работ с применением ПУЛ а

уклоном

Приведенные результаты показывают, что в автоматическом режиме достигается сравнительно высокая точность выравнива­ ния поверхности. Уменьшение количества проходов машины по­ вышает производительность труда и способствует повышению экономических показателей этого вида работ.

При анализе ошибок планировки поверхности следует иметь в виду, что ошибки складываются из ширины РСЗ по вертикали,

систематической ошибки за кривизну Земли и рефракцию, так как автоматизация учета этой погрешности сопряжена со зна­ чительными техническими трудностями. По-видимому оптималь­ ная для ПУЛ а дальность действия составляет 300—400 м.

205

. Внедрение системы автоматики должно проходить в содру­ жестве конструкторов землеройных машин и геодезистов. Необ­ ходима разработка гидравлической системы, способной выдер­ живать многократные переключения с частотой до 10—15 пере­ ключений в минуту на спуск и подъем рабочего органа при весе последнего до 1 т.

§ V. 4. Применение лазеров для измерения деформаций сооружений и установки в створ технологического оборудования

Изучение деформаций сооружений, вызываемых осадками и горизонтальными смещениями, обычно осуществляется геодези­ ческими методами. Осадки сооружений (смещения в вертикаль­ ной плоскости) как правило определяют с помощью повторного высокоточного нивелирования. Для наблюдений за сдвигами (горизонтальными смещениями) обычно применяют створный метод. Под створными понимают геодезические измерения, вы­ полняемые с целью определения незначительных отклонений про­ межуточных точек от прямой, проходящей через два крайних (исходных) пункта, называемых опорными. Створные измерения применяются и для установки технологического оборудования в проектное положение. При этом относительно опорных точек в на­ туре производится разбивка и закрепление монтажных осей, ко­ торые могут совпадать с рабочими осями устанавливаемого тех­ нологического оборудования или быть параллельными им.

Монтажная ось представляет собой прямолинейный отрезок или систему жестко связанных по азимуту прямолинейных отрез­ ков, закрепленных в натуре опорными точками. При значительной длине монтажной оси путем створных наблюдений определяют ряд промежуточных точек, находящихся в одном створе с опор­ ными. Точность осуществления монтажной оси зависит от назна­ чения устанавливаемого технологического оборудования.

В некоторых случаях точность установки технологического оборудования на участке протяженностью 2—3 км должна сос­ тавлять десятые доли миллиметра (линейные ускорители элемен­ тарных частиц), следовательно, разбивка монтажных осей в на­ туре должна осуществляться в два-три раза точнее. Уникальные по точности створные измерения выполняются при создании уско­ рителен элементарных частиц, направляющих путей большого протяжения, специальных передающих антенн, автоматических поточных производственных линий и т. п. В дальнейшем, в период эксплуатации подобных сооружений должен осуществляться геодезический контроль за положением технологического обору­ дования.

Наиболее распространенные традиционные способы створных измерений — оптический и струнно-оптический. Однако в отдель-

206

Созданы автоматические лазерные устройства для створных измерений, позволяющие производить измерения нестворностей при расстоянии около 1 км с погрешностью порядка 0,25 мм [V. 28]. Для уменьшения влияния «шума» излучение лазера мо­ дулируется.

Высокая точность, быстрота и дистанционное управление створными измерениями могут быть достигнуты при использова­ нии автоматического устройства, созданного на основе лазера, зонных пластин и следящего фотоэлектрического приемника. Та­ кое устройство используется в США для установки и контроля

ний оборудования ускорителя в плане и по высоте, проходит че­ рез центры зонных пластин, укрепленных на железобетонныз столбах в начальной- 6 и конечной 4 точках.

Для ослабления внешних условий световой луч проходит в трубе, в которой создан вакуум порядка 0,01 мм рт. ст. Контроль за положением блоков магнитов осуществляется автоматически на участке протяженностью 3 км. На каждом блоке 5, положение которого контролируется, шарнирно прикреплена зонная пласти­

и покрыты никелем. Пластины имеют систему прямоугольных отверстий, расположенных таким образом, чтобы при их освеще­ нии лучом лазера в центре создаваемого ими изображения источ­ ника света освещенность возрастала, т. е. в плоскости изображе­ ния, совпадающего с плоскостью фотодетектора, происходило сложение световых колебаний.

209

Чтобы изображение источника света находилось в плоскости детектора, фокусное расстояние каждой зонной пластины должно удовлетворять условию (обозначения см. на рис. V. 13),

1/f = l/Si+1/Sa,

где Si — расстояние от зонной пластины до лазера; S2 — расстоя­ ние до фотодетектора.

Для удобства измерений смещений исследуемых точек в гори­ зонтальном и вертикальном направлениях, расположение щелей выбрано так, чтобы освещенность изображения возрастала по двум взаимно перпендикулярным направлениям и в плоскости фотодетектора наблюдался яркий крест, образованный двумя светящимися линиями.

Для осуществления геодезического контроля блоков магнитов в световой поток, создаваемый лазером, вводят поочередно дис­ танционно зонные пластины до тех пор, пока не получат инфор­ мацию о положении всех 273 магнитов. При смещении исследуе­ мой точки смещается изображение источника света (яркий крест). Величина смещения измеряется с помощью фотоприемни­ ка. Для повышения точности измерений изображение креста ска­ нируется узкой щелью в горизонтальном и вертикальном направ­ лениях. Координаты х и у центра изображения светящегося кре­ ста определяются по максимуму светового потока, попадающему на фотоэлемент через движущуюся щель.

Зная координаты х и у центров изображений от зонных плас­ тин, установленных на конечных точках створа, и измерив коор­ динаты центра изображений от зонной пластины, установленной на промежуточной точке створа, определяют нестворность проме­ жуточных точек как в плане, так и по высоте. Чувствительность фотодетектора позволяет фиксировать сдвиги размером 0,025 мм на любой из 273 поверяемых точек ускорителя. В случае нестворности поверяемого магнита на недопустимую величину, установ­ ка его в проектное положение осуществляется дистанционно с по­ мощью прецизионных гидравлических домкратов. Подобная ав­ томатизация измерений позволила исключить необходимость присутствия обслуживающего персонала, занимающегося провер­ кой положения оборудования, в помещении ускорителя.

В СССР создана аналогичная аппаратура для контроля поло­ жения оборудования Серпуховского синхрофазотрона во время эксплуатации. Комплект аппаратуры, служащий для дистанцион­ ного определения положения оборудования ускорителя, получил название «Лист» (лазерный интерференционный створофиксатор). Исследованиями установлено, что погрешность измерений аппаратурой «Лист» составляет 17 мкм.

Рассмотренные методы измерений деформаций с помощью ла­ зеров применимы в основном на объектах, имеющих линейную форму. В последнее время строятся сооружения, очертания кото­ рых могут значительно отступать от линейных. К таким сооруже-

210