10843

51

башни отсутствует, а имеет место только её скручивание. При q1 = q2 = q3 = 0 нет ни крена ни скручивания.

В качестве румба r , определяемого по формуле (20), фигурирует острый угол, отсчитываемый от оси ОС (рис. 31) в зависимости от знаков числителя и знаменателя этой формулы. Здесь могут встретиться четыре случая.

Так, если числитель и знаменатель имеют

Окрена r3 . При положительном числителе и отри-

Оценка точности определения румба может осуществляться по формуле

∙ Графо-аналитический способ предусматривает построение (в крупном

масштабе) полигона ОН – 1 – 2 – 3 , стороны которого равны величинам q1,2,3 смещений, а направления этих сторон перпендикулярны соответствующим осям сооружения (рис. 32).

52

Ось 2

1

Рис. 32. Определение направления крена путем построения полигона

∙ Угол скручивания башни ϕ представляет собой угол между соответствующими медианами (рис. 28) или соответствующими сторонами нижнего АВС и верхнего авс треугольников.

Х

Ось 3

ϕ

с2

ϕ 3 m

d

a

Рис. 33. Схема к определению угла скручивания башни

53

рона которого равна d . Подставив вместо УК его значение из формулы (24), получим в общем виде следующую формулу

где d – длина стороны верхнего треугольника авс . В эту формулу необходимо подставлять q1,2,3 со своими знаками «плюс» или «минус».

Полученное по формуле (28) положительное значение угла ϕ означает

Теоретические основы определения крена и скручивания сооружений башенного типа треугольной формы подтверждены результатами знакового моделирования, включающего геометрическую интерпретацию крена и скручивания башни с последующим математическим моделированием [13]. Сравнение результатов, получаемых графическим и аналитическим способами показало, что точность графического способа составляет 0,2 мм и 20' при линейных и угловых измерениях соответственно.

Для определения крена сооружения башенного типа треугольной формы можно использовать описанный выше фотографический способ в сочетании с вертикальным проектированием (Мамонов В. Н. О возможности применения цифровой фотографии для контроля вертикальности сооружений башенного типа треугольной формы. Сб. трудов аспирантов, магистрантов и соискателей. Том 2. / Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. – Н.Новгород, –2012, – С. 224-227).

Устанавливают теодолит на некотором расстоянии от башни и производят вертикальное проектирование наклонным визирным лучом теодолита при двух положениях вертикального круга хорошо заметной верхней точки МВ сооружения на горизонтальную нивелирную рейку, закрепленную внизу сооружения. Фиксируют на рейке отсчёт МН (рис. 34). Затем сооружение фотографируют так, чтобы на фотографии были четко видны точка МВ и рейка, которая в дальнейшем служит для масштабирования снимка. Эту фотографию выводят на экран монитора, где воображаемая линия МВМН будет являться референтной.

Программа редактирования фотографических изображений предусматривает наличие прямоугольной системы координат, пользовательское начало которой (0,0) может быть установлено в любой, например, в левой верхней точкой снимка.

54

Осью х является левый край снимка, а осью у – его верхний край. Подводя последовательно стрелку-курсор к точкам МВ и МН , сразу читают на экране монитора значения расстояний уВ и уН в некоторых условных единицах. Если эти расстояния одинаковы, то ось х (условная референтная линия) параллельна МВМН .

Рис. 34. Схема формирования и использования референтной линии

В дальнейшем все измерения производят от осей х и у. Измерения заключаются в определении расстояний от условной референтной линии до левого и правого края башни в верхнем уВЛ, уВП , нижнем уНЛ , уНП и любых других уiЛ , уiП промежуточных сечений трубы. Одновременно с этим фиксируют вертикальные расстояния хВ , … , хi , …, хН .

56

деления составило 79,64 мм, поэтому общий крен башни в нашем примере будет равен 7х79,64 = 557,48 мм.

Рассмотренный выше пример предусматривал параллельность референтной линии МВМН левому краю фотографии (оси х). Если на фотографии (рис. 34) уВ

В заключение отметим, что рассмотренный выше пример использования фотоснимка и программы редактирования фотографических изображений доказал возможность применения фотографического способа контроля вертикальности сооружений башенного типа треугольной формы. В настоящее время современная фотоаппаратура позволяет выполнять фотоснимки с разрешением 30 мегапикселей и более. Поэтому, значительно повысить точность получаемых результатов можно путём использование фотоснимков высокого разрешения.

4.3. Способ горизонтальных углов

Он предусматривает наблюдения верхней точки В сооружения с двух закрепленных на местности опорных точек 1 и 2 в двух взаимно перпендикулярных (γ = 90º) направлениях (рис. 35).

57

Δβ1 = β'1 – β1 и Δβ2 = β'2 – β2 и вычисляют приращения крена и его полную величину в данном цикле:

где L1 и L2 – горизонтальные расстояния от опорных точек до наблюдаемой точки В , которые могут быть сняты графически с плана, измерены непосредственно на местности, определены прямой угловой засечкой с опорных пунктов, получены из решения обратных геодезических задач по известным координатам опорных пунктов и наблюдаемой точки и др.

Если угол засечки γ отличается от 90º , но в незначительных пределах, то величину крена следует вычислять по формуле

Если с точек 1 и 2 можно наблюдать верхнюю В и нижнюю Н точки сооружения, которые по техническим условиям должны находиться на одной отвесной линии (например, вертикальное ребро сооружения или колонны), то по разности измеренных горизонтальных углов будем получать полную величину крена.

Эта методика применима и для башен треугольной формы с целью определения угловых смещений Δβ вершин верхнего треугольника с соответствующих осей сооружения. Для этого три станции Ст.1, 2, 3 должны располагаться на трех осях башни и вместо измерения углов β и β' будут измеряться непосредственно углы Δβ . Таким образом перейдем от способа углов к видоизмененному способу малых углов.

Следует сказать, что любые угловые измерения рекомендуется выполнять при 100% – ной облачности и при скорости ветра менее 3 м/с на высоте 10 м.

4.4. Способ направлений

Этот способ заключается в определении произвольных направлений или магнитных азимутов, например, на образующую дымовой трубы в верхнем и нижнем (или верхнем, нижнем и промежуточных) её сечениях. Пример определения крена дымовой трубы Ново-Горьковской ТЭЦ с расположением наблюдаемых точек 1-1', 2-2',… на уровне светофорных площадок приведен на рис. 36. Наблюдения производились с двух станций Ст. 2 и Ст. 3 в двух взаимно перпендикуляр-