Наблюдения за креном сооружения

Креном называется отклонение сооружения от проектного положения в вертикальной плоскости. Крен – это вид деформации свойственный в основном сооружениям башенного типа. Причиной крена могут быть неравномерная осадка сооружения в целом, изгиб и наклон верхней части его из-за одностороннего температурного нагрева, ветрового воздействия и т. д.

Наблюдения за кренами высотных сооружений могут быть систематическими и разовыми. Целью разовых наблюдений является определение только линейной составляющей крена на момент наблюдения, которая используется для оценки состояния сооружения и составления заключения о возможности его эксплуатации. Разовые наблюдения проводят по свободной схеме с наиболее удобных на момент измерения точек. Установку визирных марок на оси сооружения при этом не производят. Целью систематических наблюдений является определение величины крена и его изменения во времени. При организации систематических наблюдений крена точки установки инструмента, закрепляют на местности долговременно центрами различной конструкции и фиксируют, по крайней мере, двумя визирными марками ось сооружения для наблюдения за ней с каждой точки установки инструмента.

В геометрическом плане сущность измерения крена сводится к определению взаимного положения двух точек А и В сооружения, которые по условиям проектного решения должны лежать на одной отвесной линии.

Крен характеризуется двумя величинами: углом γ между вертикальным направлением и наклонным (фактическим) АВ и горизонтальной проекцией наклонной линии сооружения b на горизонтальную плоскость.

Для определения величины крена применяют следующие с п о с о б ы.

Способ вертикального проектирования. При этом способе возможны следующие варианты. Наиболее просто определить величину крена построением вертикали с помощью механического отвеса (рисунок 8.25). В этом случае нить отвеса совмещают с осью сооружения в его верхнем сечении. В нижнем сечении по линейке с миллиметровыми делениями измеряют отклонение b точки отвеса от оси сооружения в его нижнем сечении. Угловая величина крена

γ = arctg (b / a).

Точность измерения крена в этом случае невелика и зависит от отклонения отвеса от вертикали под влиянием движения воздуха.

В сложных условиях, особенно для сооружений большой высоты, для определения величины крена с более высокой точностью применяют приборы вертикального визирования (ПВП). Для этого над осью сооружения в нижнем сечении устанавливают прибор, а в верхнем сечении определяют величину смещения. В том случае, если прибор нельзя установить внутри сооружения, поступают следующим образом (рисунок 8.26). По направлению одной из осей откладывают небольшой отрезок а, и над полученной точкой А устанавливают прибор вертикального визирования. В верхнем сечении устанавливают горизонтально рейку и берут по ней отсчет b. Отклонение определяют следующим образом:

Δ = (R _Н + а) – (R _B + b).

При определении величины крена с помощью теодолита инструмент последовательно устанавливают на каждой из осей х и у (рисунок 8.27). Точку В проектируют при двух положениях вертикального круга на миллиметровую линейку, располагаемую поочередно в направлениях створов перпендикулярно оси визирования.

По полученным отклонениям Δ х и Δ у определяют линейную Δ и угловую α величину крена:

Δ = √ Δ х ² + Δ у ², α = arctg (Δ y / Δ x).

Способ координат. При этом способе вокруг сооружения на расстоянии, равном одной-двум его высотам, закладывают не менее трех опорных пунктов А, В и С и определяют в условной системе их координаты (рисунок 8.28).

С этих пунктов через определенные промежутки времени прямой засечкой определяют координаты оси сооружения в его нижнем и верхнем сечениях.

Вычисляют по формулам прямой угловой засечки координаты оси сооружения для нижнего и верхнего сечений. При засечках для определения направления на ось сооружения производят отсчеты по левой и правой наружным граням, а за окончательное значение принимают среднее арифметическое.

По разностям координат в двух циклах наблюдений находят составляющие крена Δ х и Δ у по осям координат и определяют линейную Δ и угловую α величины крена.

Точность определения линейного элемента крена при систематических наблюдениях характеризуется величиной средней квадратической погрешности порядка 6–10 мм при высоте сооружения 100 м и использовании теодолита Т2.