Способи встановлення конструкцій по висоті

Встановити опорні площини, точки будівельних конструкцій і обладнання на проектні відмітки можна геометричним нівелюванням, гідростатичним нівелюванням, мікронівелюванням тощо.

Геометричне нівелювання є найрозповсюдженішим способом для визначення в натурі проектних висот. Залежно від вимог до точності і схеми вимірювання застосовують нівелювання того чи іншого кламу. Зменшення довжини плечей і дотримання їх рівності підвищує точність робіт. При цьому, застосовуючи технічне нівелювання (методику), можна забезпечити точність в 2-3 мм, високоточне нівелювання –0,1 –0,2 мм. Для високоточного нівелювання необхідно використовувати нівелір з контактним рівнем і оптичним мікрометром, а також інварні або спеціальні штрихові рейки. Як відомо з попереднього розділу для перенесення в натуру проектної відмітки необхідно визначити горизонт інструмента, а потім і відлік на рейці. Необхідно пам’ятати, що при використанні високоточних нівелірів та інварних рейок висоту репера і проектної відмітки також необхідно виразити у півподілках. Відмітки на додатковій шкалі беруть лише для контролю і у визначенні горизонту інструмента не використовують.

В основу гідростатичного нівелювання покладена властивість рідини у двох сполучених посудинах находитись на одному рівні незалежно від маси і поперечного перерізу посудини. Принципово гідростатичний нівелір складається з двох посудин, з’єднаних шлангами. У посудину залита рідина, яка через шланг вирівнюється.

Згідно з малюнком перевищення між точками А і В буде

(1)

де З1 і П1 – відлік на шкалах задньої і попередньої посудини;

d1 і d2 – висоти посудини.

Перевищення між точками А і В вимірюють в прямому і зворотньому напрямках. Тоді при перестановці посудин матимемо

(2)

Формули 1 і 2 можна подати в такому вигляді

(3)

Різниця d1 – d2 - є місцем нуля (МО) прикладу. З формули 3 знаходимо

(4)

Основними джерелами помилок гідростатичного нівелювання є:

Дослідженнями встановлено, що коливання рідини в посудинах системи припиняється через 2-3 хвилини після встановлення приладу. Чим більший діаметр посудини, тим меншим буде меніск.

Значення помилки відліку залежить від способу фіксації поверхні рідини в посудині. Для зменшення цієї помилки використовують різні пристосування. Найчастіше – це контакт голки з рідиною, які підєднані до єдиної електричної системи або візуально. Голка пересувається всередині посудини за допомогою мікрометричного гвинта з головкою і поділками. Ціна такої поділки складає 0,01 мм. Вплив помилок встановлення приладу на поверхню нівелювання залежить від чистоти цієї поверхні.

У гідростатичних системах основним джерелом помилок є коливання температури. Очевидно, що точність нівелювання в закритих приміщеннях (температура більш-менш постійна) буде набагато вища, ніж на відкритих майданчиках. Від температури залежить і коефіцієнт розширення рідини.

Найрозповсюдженішим заповнювачем гідростатичних систем є вода з доданням формаліну або карболової кислоти. При від’ємних температурах використовують спирт або антифриз.

Точність гідростатичного нівелювання можна отримати з формули 4.

(6)

При , отримаємо = 0 тобто помилка гідростатичного нівелювання дорівнює помилці відліку. Залежно від цього точність гідростатичного нівелювання сягає 0,1-0,05 мм.

Мікронівелювання застосовують для вивірення горизонтальності технологічних площин. Мікронівелір це твердий брусок, який опирається на площину, що вирівнюється, двома опорами. На брусок встановлюється накладний рівень з ціною поділки 5”-10”. Накладний рівень термоізолюють. Щоб зменшити бічні нахили приладу, на брусок встановлюють поперечний рівень малої точності (). Замість передньої стаціонарної опори встановлюють рухому опору, яка жорстко скріплена з індикатором годинникового типу і за допомогою якого бульбашку рівня виставляють в нуль пункт.

Відстань між опорними точками називається базою нівеліра. В сучасних нівелірах база приладу може змінюватись залежно від розмірів тієї площини, які вивіряють.

При мікронівелюванні опорні точки мікронівеліра ставлять на площину, виставляють бульбашку рівня індикатором в нуль-пункт і беруть на шкалі відлік (а1). Після цього нівелір повертають на 1800, знову приводять бульбашку рівня в нуль-пункт і беруть відлік (а2). Це дає змогу знайти місце нуля (МО)

(7)

і перевищення

;

(8)

(9)

Після юстування приладу МО повинне бути постійним. Його коливання характеризує помилки вимірювань.

При подальшому нівелюванні площини задня опорна точка приладу ставиться туди, де досі знаходились передня точка. З формули 9 випливає, що

(10)

при маємо

(11)

Помилка m0 залежить від помилок приведення приладу в горизонтальне положення (mп), помилок відліку на індикаторі (mі) і шорсткості поверхні (mш), що нівелюється. Оскільки ці помилки незалежні, то

(12)

Оскільки бульбашку рівня приводять в нуль-пункт візуально, то

де - ціна поділки рівня.

Для даної бази мікронівера це помилка буде

(13)

При b = 1000 мм і =5”

Помилка в показах індикатора залежить від його класу. Для мікронівелірів переважно застосовуються індикатори годинникового типу з границею вимірювань 10 мм і ціною поділки 0,01 мм. Помилки у відліку можуть бути при цьому 10-20МКМ. Для високоточних робіт можуть застосовуватись індикатори з границею вимірювань 2 мм і ціною поділки до 1МКМ. При цьому помилка відліку може бути 1-2МКМ.

Жорсткість поверхні може відчутно впливати на точність нівелювання. До початку нівелювання на цій поверхні налічують місце встановлення мікронівеліра. Для цього під опори нівеліра пуансоном помічають кола, діаметр яких 6-8 мм. Особливо акуратно необхідно встановлювати нівелір при повороті його на 1800 і на похилих поверхнях.

Все це дає можливість отримати точність мікронівелювання в межах 8-10МКМ на одній станції.

Помилка в передачі відміток у мікронівелірному ході складатиме

де п – кількість станцій.

При довжині ходу L і базі b

(14)

Якщо взяти хід завдовжки 100 м між двома реперами, то при b = 1000 мм і mh =10МКМ помилка на середині