22.5. СПОСОБЫ УСТАНОВКИ И ВЫВЕРЮ! КОНСТРУКЦИЙ
И ОБОРУДОВАНИЯ ПО ВЕРТИКАЛИ

Установку конструкций и оборудования в вертикальное положение производят различными способами в зависимости от требуемой точности: при помощи отвеса; проектированием наклонным лучом; используя оптическую вертикаль, боковое нивелирование и автоколлимацию.

Способ отвесов применяется в основном для предварительной установки и при работах сравнительно невысокой точности. Обычно используют тяжелые отвесы, погруженные в жидкость (в воду или в масло) для уменьшения их колебаний. Ошибка этого способа характеризуется величиной 0,001h, где h - высота конструкции.

Для автоматизации и повышения точности измерений применяют электронный центрир, в котором вертикаль задается стальной струной, а отклонение от нее выверяемой конструкции измеряется при помощи индуктивного датчика, жестко связанного с этой конструкцией.

Способ проектирования наклонным лучом применяют при установке строительных конструкций. Выполняют его при помощи теодолита. Рассмотрим его на примере самого распространенного случая - вертикальной установки колонн здания. Пусть колонну, установленную в проектное положение в нижнем сечении (см. рис. 20.21), необходимо установить по вертикали. Перед установкой колонны выполнена ее разметка, определяющая положение геометрической оси. По направлению, перпендикулярному одной из плоскостей колонны, устанавливают и нивелируют теодолит. Вертикальный штрих сетки нитей теодолита совмещают с риской в нижнем сечении колонны. Трубу теодолита поднимают до уровня верхней метки. Наклоняя колонну, добиваются совмещения верхней риски с вертикальным штрихом сетки. Совмещение верхней и нижней меток с этим штрихом свидетельствует о вертикальности колонны. Аналогичные действия выполняют по другому направлению, перпендикулярному первому.

К числу основных источников ошибок способа можно отнести: наклон вертикальной оси вращения теодолита; влияние ошибки визирования и нестворность установки теодолита.

Наклон вертикальной оси вращения теодолита - наиболее существенный источник ошибок, не устраняемый визированием при двух положениях вертикального круга. В линейной мере ошибка за наклон m_τ, определяется из выражения

где i - цена деления уровня на алидаде горизонтального круга теодолита; h - высота конструкции. Приняв h = 10 м, τ = 20’’, для теодолита 2Т2 получим m_τ = 0,5 мм, что для монтажа строительных

321

конструкций вполне допустимо. Однако эта ошибка возрастает с увеличением высоты.

Ошибка визирования подсчитывается так же, как и в створных построениях.

Влияние нестворности установки теодолита зависит от плана расположения осевых меток. Если они находятся на одной вертикали, то нестворность установки теодолита не имеет существенного значения. В противном случае допустимая нестворность ∆_н установки теодолита, зависящая от несовпадения проекций верхней и нижней осевых меток r и расстояния S от теодолита до конструкции, может быть вычислена по формуле

где ∆_r - допустимая величина ошибки невертикальности конструкции. Приняв ∆_r = 1 мм, S = 20 м и r = 50 мм, получим ∆_н = 0,4 м. Полученная величина указывает на необходимость довольно точной установки теодолита в створе.

Способ оптической вертикали предусматривает применение различного рода оптических проектирующих приборов с уровнем или компенсатором.

Основными ошибками способа оптической вертикали являются: центрирования прибора над исходным пунктом; приведения линии визирования в вертикальное положение; визирования на марку или отсчета по штрихам палетки; фиксирования точки; влияние внешних условий.

Из опыта установлено, что инструментальная точность приборов вертикального проектирования с компенсатором характеризуется средней квадратической ошибкой 0,5...1 мм на 100 м высоты.

Способ бокового нивелирования для разметки колонн был описан ранее (см. § 16.7). Для установки колонны по вертикали рейка устанавливается еще и в верхнем сечении (см. рис. 16.7). Колонну можно считать установленной по вертикали в случае совпадения отсчетов по рейкам в нижнем и верхнем сечениях. Очевидно, что для установки колонны в направлении, перпендикулярном створу оси АВ, необходимо переставить теодолиты на 90° и выполнить аналогичные действия.

Точность установки колонны по вертикали способом бокового нивелирования будет в основном зависеть от ошибки неперпендикулярности рейки к направлению визирования теодолитом, ошибки отсчета по рейке и ошибки за наклон вертикальной оси теодолита.

Первая из ошибок может быть подсчитана по формуле

322

Рис. 22.9. Схема установки конструкции по вертикали автоколлимационным способом

где l - отсчет по рейке; ν - угол отклонения рейки от перпендикулярного направления. Приняв l = 1500 мм и ν = 2°, получим т_H = 0,8 мм.

Ошибку отсчета по рейке можно вычислить по формуле

где t - цена деления рейки, S - расстояние от теодолита до рейки, м. При t = 10 мм, S = 50 м и Г = 25^x будем иметь m₀ = 0,7 мм.

Ошибка за наклон вертикальной оси теодолита подсчитывается по формуле (22.16). Приняв h = 10 м и τ = 20’’, получим m_τ = 0,5 мм.

Для приведенных данных суммарная ошибка вертикальной установки колонны в одном направлении будет равна

m = √(0,8)² + (0,7)² + (0,5)² = 1,2 мм.

В способе автоколлимации к устанавливаемой в вертикальное положение конструкции 1 крепится хорошо шлифованное плоское зеркало 2 (рис. 22.9). На некотором расстоянии от зеркала устанавливают и приводят в горизонтальное положение нивелир 3, снабженный автоколлимационным окуляром. Выверяемую конструкцию вместе с зеркалом наклоняют до тех пор, пока в поле зрения трубы нивелира не совпадут прямое и отраженное от зеркала изображения светового горизонтального индекса.

Для исключения ошибки за непараллельность плоскости зеркала выверяемой плоскости конструкции зеркало поворачивают на 180° так, чтобы его опорные поверхности поменялись местами. После этого выверку вертикальности повторяют вновь.

323