Файл: Донских, И. Е. Створный метод измерения смещений сооружений.pdf

в сторону нижнего бьефа на угол tg a = 0,0003, что в линейной мере на 1 м составляет 0,3 мм.

Наклоны сооружения в сторону нижнего и верхнего бьефов хорошо подтверждаются результатами геодезических измерений горизонтальных смещенеий гидротехнических сооружений. Так, при наблюдении горизонтальных смещений здания Каховской гидроэлектростанции ординаты контрольных пунктов, установ­ ленных на сооружении, претерпели изменения: с ноября 1955 г. до мая 1956 г. происходило наполнение водохранилища и орди­ наты контрольных пунктов оставались неизменными; в июне 1956 г. после наполнения водохранилища до проектной отметки контрольные пункты сместились в сторону верхнего бьефа на 8—10 мм; к ноябрю 1956 г. после значительного понижения уровня воды в водохранилище контрольные пункты сместились в сторону нижнего бьефа на 14—16 мм [19]. Величины сме­ щений контрольных пунктов характеризуются средней квадра­ тической ошибкой порядка ±3,0 мм, т. е. приведенные выше результаты можно считать полученными с достаточной степенью точности. Наиболее подходящим местом для размещения створа является потерна, располагающаяся вблизи основания соору­ жения и имеющая почти стабильную температуру. Кроме этого, потерна подвержена минимальным смещениям, обусловленным влиянием наклонов сооружения в сторону нижнего и верхнего бьефов, что значительно уменьшает искажения измеренных ве­ личин смещения.

При отсутствии в сооружении потерны определения горизон­ тальных смещений следует выполнять не по одному, а по двум створам, расположенным вблизи верхней и нижней граней на гребне сооружения, или в машинном зале [23].

Створы для определения горизонтальных смещений гидро­ технических сооружений располагаются в своеобразных и весьма сложных условиях строительства и эксплуатации. Створ­ ные наблюдения на гребне сооружения выполняются лучами визирования, проходящими вблизи водоемов и строений, а при расположении створа в потерне — в условиях закрытого поме­ щения, перенасыщенного влагой воздуха, искусственного осве­ щения и т. д. Эти условия являются достаточной предпосылкой для серьезного искажения результатов измерений влиянием горизонтальной рефракции.

Весьма обнадеживающие результаты изучения влияния гори­ зонтальной рефракции при наблюдении коротким лучом визи­ рования и в условиях закрытых помещений, выполненного под руководством Н. Н. Лебедева, получены Д. Ш. Михелевым и

стей оказывают особенности применяемых схем, способов, про­ грамм и вариантов створных наблюдений и строгость формул, используемых для обработки результатов измерений.

30

§ 6. Система условных координат для определения горизонтальных смещений гидротехнических сооружений

При определении горизонтальных смещений гидротехниче­ ских сооружений важно установить систему координат, единуюдля любой компоновки сооружений гидроузла. Одно из возмож­ ных решений этого вопроса изложено ниже.

Створ для определения горизонтальных смещений гидротех­ нических сооружений расположим параллельно главной (про­ дольной) оси сооружения или совместим с ней и примем его­ за ось абсцисс условной системы координат. При створном методе наблюдений горизонтальные смещения определяются только по оси ординат, т. е. по нормали к створу.

При выборе местоположения точки начала координат поста­ вим условие, чтобы горизонтальные смещения в сторону нижнегобьефа были положительными, а в сторону верхнего бьефа — от­ рицательными, т. е. при смещении контрольного пункта в сто­ рону нижнего бьефа разность Li — L\ была бы положительной,, а при смещении в сторону верхнего бьефа эта же разность была бы отрицательной. Здесь Li и L\ — величины нестворностей кон­

неравенствам соответствует си­ стема условных координат с началом в точке О, расположенной

в исходных пунктах А и В закрепления створа: один раз изпрямого, а второй — из обратного ходов. Выбор направления ходов выполним применительно к наблюдениям смещений поспособу измерения малых углов.

Нестворности Lc и LD контрольных пунктов С и D получим по формулам

Lc =-sHCsinßi

31

деляются знаками углов ß. Допустим, что теодолит установлен в пункте А, а визирные цели — в пунктах D, В и С. Если при визировании на цели D, В и С по оптическому микрометру по­ лучим соответственно отсчеты aD, ав и ас, то, учитывая возра­ стание отсчетов по микрометру при вращении алидады теодо­ лита в направлении хода часовой стрелки, т. е. от пункта D к пункту С, будем иметь неравенства aD<.aB<iac. При поста­ новке теодолита в пункте В и визировании на цели С, А и D будут получены соответственно отсчеты Мс, ЬА и bD, образую­ щие неравенства bc< b A< b D.

Контрольный пункт С расположен в нижнем бьефе, поэтому L c и, следовательно, ßi должны быть положительными.

Для получения положительного значения угла ßi необхо­ димо, чтобы разность отсчетов ас и ав была положительной. Учитывая неравенство aB<Cac, значение ßi следует вычислять по формуле

т. е. при вычислении малого угла следует руководствоваться правилом: измеряемый угол равен отсчету при визировании на контрольный (определяемый) пункт минус отсчет при визирова­ нии на исходный пункт. Согласно этому правилу и приведенным выше неравенствам будем иметь

и D расположены соответственно в нижнем и верхнем бьефах) •будут в том случае, если знаки углов ßi и ß3 оставлять неиз­ менными, т. е. такими, какими они получаются при вычислении

получение формул, вносит определенный стандарт и упрощает интерпретацию смещений, получаемых по сооружениям гидро­ узлов различных компоновок.

32

Хотя система условных координат получена применительно к способу измерения малых углов, она полностью применима к способу подвижных марок, дифракционному и другим спо­ собам.

§ 7. Программы и точность измерения малых углов

Под малым углом понимается угол, величина которого может быть измерена оптическим микрометром трубы теодолита при совмещении одного и того же штриха лимба. Использование только одного штриха лимба освобождает результат измерений от влияния ошибок делений лимба.

Для измерения малого угла ßi (см. рис. 7) теодолит уста­ навливают в пункте Л, а визирные марки— в пунктах В и С. После приведения теодолита в рабочее положение наводят биссектор трубы на визирную цель марки в пункте С, вращением барабана микрометра совмещают противоположные штрихи лимба и производят отсчеты по лимбу и шкале секунд. Действуя микрометренным винтом алидады, наводят биссектор трубы на визирную цель марки в пункте В, вращением барабана совме­ щают противоположные штрихи лимба и производят отсчеты по лимбу и по шкале секунд. Значение угла ßi вычисляют по правилу, приведенному в § 6. На этом заканчивается первый полуприем измерения угла ßi.

После перевода трубы через зенит приступают к измерению утла ßi вторым полуприемом. С этой целью выполняют те же действия, что и в первом полуприеме, но в обратном порядке: сначала производят отсчеты при наведении биссектора на визир­ ную цель марки в пункте В, а потом — в пункте С, т. е. соблю­ дают симметричность измерения угла во времени. Для ослабле­ ния влияния ошибок делений оптического микрометра измерение угла выполняют на разных делениях микрометра.

Измерение малых углов оптическим микрометром теодолита типа Т1, ОТ-02 и других рассмотрим по трем возможным про­ граммам.

П р о г р а м м а 1. После наведения биссектора трубы теодо­ лита на визирную цель марки и совмещения противоположных штрихов лимба производят только один отсчет по лимбу и шкале секунд. Окончательное значение отсчета получают сум­ мированием отсчетов по лимбу с удвоенным значением отсчета по шкале секунд, т. е. по формуле

а = А + 2а', (ІІ.5)

где А и а' — отсчеты соответственно по лимбу и шкале секунд. При измерении малых углов ограничиваются только произ­ водством отсчета а', средняя квадратическая ошибка которого

согласно [29] составит