Современные приборы для производства геодезических работ на строительной площадке

Современные приборы для производства геодезических работ на строительной площадке

Обсуждено на заседании ПМК № ___ «____» ___________2006 г. Протокол №_________

 

г. Балашиха, 2006 г.

 

II. Содержание:

Введение. 4

1. Приборы для линейных измерений. 4

Высокопроизводительные электронные дальномеры.. 8

2. Приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов. 8

3. Нивелиры.. 10

Оптико - механические нивелиры.. 10

Автоматические цифровые нивелиры.. 12

Нивелирные рейки. 13

Штативы.. 13

4. Современные приборы для топографических работ. 15

Электронные тахеометры (тотальные станции). 15

Технология цифровой топографической съемки. 17

Лазерное сканирование. 19

5. Инструменты для измерений взаимного положения строительных конструкций. 20

Лазерные построители. 20

Строительные уровни. 22

Мерные вешки. 24

6. Автоматизированное управление строительными механизмами. 25

Индикаторные лазерные системы управления строительной техникой. 25

Автоматические системы управления строительной техникой. 26

3D системы управления строительной техникой. 26

Контроль ровности покрытий. 27

7. Классификация современных геодезических приборов. 27

IV. Рекомендуемая литература

Обязательная

1. Д.А. Кулешов, Г.Е. Стрельников, Г.Е. Рязанцев. Инженерная геодезия. Картцентр – Геодезиздат, Москва, 1996г., с – 304

2. Инженерная геодезия. Под редакцией проф. Д.Ш. Михелева. Высшая школа, Москва, 2000 г., с – 464.

3. Ю.Д. Роев. Инженерная геодезия, части 1, 2, 3. Изд. ВТУ, 2003 г.

 

Дополнительная

4. Б.Д. Федоров. Геодезия. Высшая школа, Москва, 1969г., с – 312.

5. Н.П. Булгаков, Е.М. Рывина, Г.А. Федотов. Прикладная геодезия. Недра, Москва, 1990г., с – 416.

6. Г.В. Багратуни, И.Ф. Болгов, В.А. Величко и др. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1969г., с – 400.

7. М.А. Кардаев, В.А. Величко, Г.Е. Мепуриашвили. Геодезия в дорожном строительстве. Недра, Москва, 1972г., с – 143.

8. С.Ф. Мовчан, Я.А. Сокольский. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций. «Высшая школа», Москва, 1970 г., с – 109.

9. Курс инженерной геодезии. Под редакцией В.Е. Новака. М.,Недра, 1989 г.

10. Лабораторный практикум по инженерной геодезии. М., Недра, 1990 г.

11. В.И. Федоров, П.И. Шилов. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1982г., с – 357.

Тема 10. Современные приборы для производства геодезических работ на строительной площадке

Введение

Отличительной особенностью современного (2006 г.) рынка геодезических приборов и технологий является его направленность на полное удовлетворение потребностей потребителя (покупателя). Западноевропейские, американские, японские, азиатские и т.д. фирмы через отечественные дилерские представительства обеспечат Вас необходимым оборудованием в кратчайшие сроки по приемлемым ценам. Однако, многообразие геодезической продукции и цен потребует от Вас не только финансовой состоятельности, но и умения ориентироваться в приобретаемой аппаратуре и технологиях, умения отличать рекламные ходы от действительных достоинств покупаемых приборов. Успешное решение этой задачи слагается из Вашего профессионализма и обладания соответствующей информацией.

Целью настоящей темы является ориентирование будущего инженера-строителя в мире информации о состоянии методов и средств для производства геодезических работ на строительной площадке.

Высокопроизводительные электронные дальномеры

Современный рынок геодезической техники предлагает потребителю целую гамму электронных приборов для измерения расстояний, выполненных в виде самостоятельных дальномерных систем или насадок рис. 1, г. (на рисунке показан электронный дальномер и дальномерная насадка на теодолит) на геодезические инструменты. Кроме того, практически все современные геодезические приборы - электронные тахеометры, цифровые нивелиры и т.п. оснащены дальномерными системами, позволяющими измерять расстояния с высокой степенью точности (несколько мм на сотни метров). Они будут рассмотрены в следующих разделах.

 

Нивелиры

Нивелирные рейки

Составной частью комплекта для нивелирования является нивелирная рейка. Обычно в комплект входят две рейки (пара реек – рейки одинаково оцифрованные и имеющие одинаковую разность пяток).

Рейки бывают цельные, складные и телескопические. Складные рейки состоят из двух одинаковых частей, соединенных шарнирно. Для удерживания рейки в рабочем положении имеются специальные фиксаторы.

На одной стороне рейки (односторонние рейки) или на обеих (двусторонние рейки) нанесены деления. По виду нанесенных делений нивелирные рейки бывают штриховые, штрих - кодовые и шашечные. Дециметровые деления шашечной рейки обозначены цифрами. Основное преимущество двухсторонних реек перед односторонними телескопическими – возможность осуществления контроля измерений на станции путем вычисления разности пяток и превышений по красной и черной сторонам.

Телескопические рейки изготавливаются из легких металлических сплавов и имеют длину от 3^х до 5^ти метров. Недостатки телескопических реек: непрочность конструкции при воздействии ударных (по оси) нагрузок – грубая установка на точке; бесконтрольность измерений на станции (контроль возможен при нивелировании на двух горизонтах инструмента. Например, при наличии элевационной головки штатива.

Штрих – кодовые рейки входят в комплект нивелиров – автоматов (цифровых нивелиров).

Штативы

Штативы для нивелиров такие же, как и для теодолитов, бывают раздвижные (ШР) из дерева или антимагнитных сплавов и нераздвижные (ШН) из дерева. Головки и башмаки (наконечники) ножек деревянных штативов изготовляются из металла.

В зависимости от конструкции головок штативы для нивелирования бывают: со сферическими и плоскими головками а также с приспособлениями, устанавливаемыми на головку штатива и позволяющими изменять горизонт инструмента (рис. 7). В зависимости от конструкции штативы бываютвысотой от 120 до 200 см.

Штативы со сферическими головками упрощают и ускоряют процесс установки нивелира в рабочее положение, т.е. приведение в нуль – пункт пузырька установочного круглого уровня.

Штативы с изменяемой высотой инструмента (элевационная головка) позволяют ограничиваться при нивелировании проложением хода в одном направлении при двух горизонтах (находят применение при маркшейдерских работах).

 

 

Рис. 7. Современные штативы

 

Лазерное сканирование

Значительным технологическим новшеством последнего времени в маркшейдерии, геодезии и ряде смежных отраслей стало активное внедрение в практику лазерных сканирующих систем, сочетающих в себе трехмерность плюс абсолютную геодезическую точность на уровне первых сантиметров. Лазерную локацию (ЛЛ) можно рассматривать как отдельный раздел геодезии и фотограмметрии. Лазерно-локационные технологии сочетают в себе точность и конкретность фотограмметрии, а также высокую информативность и производительность методов дистанционного зондирования.

На самолете, вертолете или ином летательном аппарате устанавливается лазерный локатор. В зависимости от типа лазерного локатора могут фиксироваться более одного (до пяти) отражений для каждой линии визирования, т.е. съемка ведется одновременно по пяти полосам. Траектория движения носителя регистрируется бортовым приемником GPS. В сочетании с замеренными значениями наклонной дальности и угла сканирования это позволяет непосредственно получить абсолютные геодезические координаты элементов местности, вызвавших отражение зондирующего луча.

Точность изображения компонентов рельефа и наземных объектов по результатам съемки, а также точность геометрических измерений составляет, как правило, 10 - 20 см, что позволяет использовать ЛЛ данные для создания и обновления топографических карт и планов полного масштабного ряда вплоть до масштабов 1:1000-1:2000.

 

Рис. 12. Лазерные сканирующие системы для топографической съемки

 

Производительность ЛЛ метода достигает 500 - 600 км за один аэросъемочный день. ЛЛ метод не требует выполнения наземных геодезических работ по планово-высотному обоснованию результатов аэросъемки и в значительной степени свободен от сезонных ограничений, связанных с наличием лиственного покрова. ЛЛ измерения в большинстве случаев применимы к объектам, расположенных под кронами деревьев.

Наиболее перспективным направлением развития ЛЛ технологий представляется интеграция с классическими аэросъемочными и цифровыми фотограмметрическими методами, что позволяет надеяться на появление в ближайшее время принципиально новых систем картографирования в режиме реального времени.

Лазерные построители

Существенным прорывом в деле геодезического сопровождения строительства стало, наряду с описанными приборами, всевозможных лазерных построителей: линий, плоскостей.

Перечисление и описание приборов начнем с отечественных, не уступающих по возможностям лучшим зарубежным образцам.

Например, «Лимка-Мини» 2

Компактный лазерный нивелир ЛИМКА-Мини 2 предназначен для построения горизонтального или вертикального лазерных лучей. Нивелир устанавливается на любую поверхность или крепится к элементам конструкций с помощью струбцины. Для построения вертикальных лучей используется поворотная (90°) пентапризма.

 

«Лимка»	LP31

 

Рис. 13. Лазерные построители

 

Стандартный комплект: лазерный нивелир, поворотная пентапризма, струбцина, батарея CR 123, мишень, шпилька, паспорт, футляр.

Лимка-Зенит

Простейший зенит-прибор для построения вертикального луча и горизонтальной плоскости. Для приведения луча к вертикали снабжен двумя элевационными винтами и двумя цилиндрическими уровнями. Для построения горизонтальной плоскости применяется поворотная (90°) пентапризма.

Лимка - Горизонт 1J1/2KL

Простой по конструкции и в обращении лазерный построитель плоскости. Задает горизонтальный лазерный луч для выноса отметок и разбивки внутри помещений.

Использование насадки (пентапризмы) позволяет работать в вертикальной плоскости. Горизонтирование прибора обеспечивает компенсатор (Лимка - Горизонт 2КЛ) или цилиндрический уровень (Лимка - Горизонт 1Л).

Из зарубежных построителей можно упомянуть LP31 фирмы «Соккия». LP31 - упрощенный вариант лазерного нивелира LP30. Используется для построения горизонтальной плоскости с радиусом работы до 120м. Управление прибором осуществляется всего одной клавишей. Простота использования этого прибора и широкий диапазон работы позволяют получить высокую производительность. Высокоточный компенсатор с воздушным демпфированием обеспечивает стабильность лазерного луча в местах с повышенной вибрацией. Прибор имеет степень IPX4 защиты от водных брызг.

Определенный интерес представляют собой упрощенные лазерные построители, с помощью которых можно контролировать отделочные работы.

Например, PLS3 / PLS5 - автоматические лазерные нивелиры, широко применяющиеся в строительстве и при отделочных работах. Нивелир PLS3 позволит построить три взаимно перпендикулярных луча (один в горизонтальной плоскости и два в вертикальной -зенит, надир), a PLS5 строит пять лучей (три в горизонтальной плоскости и два в вертикальной - зенит, надир). Данные приборы могут применяться как внутри помещений, так и снаружи. Компактные, легкие, надежные нивелиры PLS3 и PLS5 спроектированы строителями для строителей.

PLS2 - автоматический лазерный нивелир, который легко уместится на Вашей ладони. Данный прибор оснащен ярким видимым лазером, позволяющим построить горизонтальную и вертикальную плоскости. Нивелир PLS2 всегда выручит Вас в тех случаях, когда применение обычных спиртовых уровней или ротационных нивелиров невозможно или не целесообразно по той или иной причине. PLS2 можно установить на фотоштатив или использовать стенной кронштейн (входит в комплект).

 

Рис. 14. Портативные лазерные построители

 

Строительные уровни

Строительные уровни и угломеры (построители) в настоящее время подразделяются на жидкостные с визуальной регистрацией положения пузырька и электронные. Кроме того, существуют т.н. механические угломеры.

Самая распространенная группа механических угломеров известной немецкой фирмы NEDO. Угломеры выпускаются трех размеров: 430мм, 600мм, 1500мм. Все угломеры этой группы позволяют производить измерение углов в диапазоне от 0 до 180 градусов, имеют два спиртовых уровня для повышения удобства работ и ленточное счетное устройство. Применение этих угломеров позволяет облегчить разметку горизонтальных и вертикальных углов.

Для производства плотницких, столярных и общих строительных работ широко используются различные виды угломеров. Среди них можно выделить механические угломеры с аналоговым отсчетом, электронные угломеры и угломеры со встроенным лазером. С помощью угломеров можно успешно производить монтаж фермовых элементов, стропил, каркасов, лестничных пролетов и других конструкций с определенным уклоном. Угломеры позволяют осуществлять контроль монтажа строительных элементов, установки строительного оборудования и различных конструкций. Использование угломеров делает проведение измерений и разметку углов более быстрыми и удобными.

а)

б)

Рис. 15. Строительные уровни: а) механические угломеры, б) электронные уровни

 

Строительный электронный уровень - это прибор, предназначенный для определения отклонения элементов различных конструкций от горизонтального или вертикального положения. Уровень имеет встроенный электронный датчик угла наклона, показания которого непрерывно отображаются на жидкокристаллическом экране. Точность определения отклонений 0,1°. Прохождение уровнем горизонтального и вертикального положения сопровождается звуковым сигналом. Результаты измерений могут отображаться в градусах или процентах. При необходимости отсчет можно зафиксировать при помощи специальной кнопки. Стрелки-указатели показывают направление уклона. Встроенный лазерный визир проецирует ось уровня на любую поверхность и значительно расширяет возможности применения электронного уровня. Дополнительная пентапризма 90° позволяет строить вертикальные плоскости.

Мерные вешки

Мерные вешки (рис. 16) применяются для измерения высоты объектов, глубин колодцев и других подобных работ. В зависимости от материала различают:

- алюминиевые мерные вешки с цифровым отсчетом, 5м/8м;

- фиберглассовые мерные вешки с цифровым отсчетом, 4м/6м/8м/12м.

Визирные вешки используются при угловых измерениях, разбивочных работах и визуальных наблюдениях.

 

Рис. 16. Мерные и сигнальные вешки

 

Контроль ровности покрытий

Дорожные рейки КОНДОР изготовлены из специального алюминиевого профиля и снабжены устройством для измерения уклонов. Основное назначение дорожных реек:

• Измерения неровностей поверхности покрытий и оснований автомобильных дорог и аэродромов по ГОСТ 30412-96 п.4

• Определение продольных и поперечных уклонов проезжей части дорог и аэродромных покрытий в соответствии с требованиями СНиП 2.05.02-85; СНиП 32-03-96; СНиП 2.05.11-83

• Определение линейных параметров конструктивных элементов дороги, толщины слоев дорожной одежды

• Определение крутизны заложения откосов, насыпей и выемок при строительстве, ремонте и приемке в эксплуатацию автодорог и аэродромов

 

Рис. 19. Рейка для контроля ровности дорожного покрытия «Кондор»

☺☺☺

 

Современные приборы для производства геодезических работ на строительной площадке

Обсуждено на заседании ПМК № ___ «____» ___________2006 г. Протокол №_________

 

г. Балашиха, 2006 г.

 

II. Содержание:

Введение. 4

1. Приборы для линейных измерений. 4

Высокопроизводительные электронные дальномеры.. 8

2. Приборы для измерения горизонтальных и вертикальных углов. 8

3. Нивелиры.. 10

Оптико - механические нивелиры.. 10

Автоматические цифровые нивелиры.. 12

Нивелирные рейки. 13

Штативы.. 13

4. Современные приборы для топографических работ. 15

Электронные тахеометры (тотальные станции). 15

Технология цифровой топографической съемки. 17

Лазерное сканирование. 19

5. Инструменты для измерений взаимного положения строительных конструкций. 20

Лазерные построители. 20

Строительные уровни. 22

Мерные вешки. 24

6. Автоматизированное управление строительными механизмами. 25

Индикаторные лазерные системы управления строительной техникой. 25

Автоматические системы управления строительной техникой. 26

3D системы управления строительной техникой. 26

Контроль ровности покрытий. 27

7. Классификация современных геодезических приборов. 27

IV. Рекомендуемая литература

Обязательная

1. Д.А. Кулешов, Г.Е. Стрельников, Г.Е. Рязанцев. Инженерная геодезия. Картцентр – Геодезиздат, Москва, 1996г., с – 304

2. Инженерная геодезия. Под редакцией проф. Д.Ш. Михелева. Высшая школа, Москва, 2000 г., с – 464.

3. Ю.Д. Роев. Инженерная геодезия, части 1, 2, 3. Изд. ВТУ, 2003 г.

 

Дополнительная

4. Б.Д. Федоров. Геодезия. Высшая школа, Москва, 1969г., с – 312.

5. Н.П. Булгаков, Е.М. Рывина, Г.А. Федотов. Прикладная геодезия. Недра, Москва, 1990г., с – 416.

6. Г.В. Багратуни, И.Ф. Болгов, В.А. Величко и др. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1969г., с – 400.

7. М.А. Кардаев, В.А. Величко, Г.Е. Мепуриашвили. Геодезия в дорожном строительстве. Недра, Москва, 1972г., с – 143.

8. С.Ф. Мовчан, Я.А. Сокольский. Геодезические работы при монтаже строительных конструкций. «Высшая школа», Москва, 1970 г., с – 109.

9. Курс инженерной геодезии. Под редакцией В.Е. Новака. М.,Недра, 1989 г.

10. Лабораторный практикум по инженерной геодезии. М., Недра, 1990 г.

11. В.И. Федоров, П.И. Шилов. Инженерная геодезия. Недра, Москва, 1982г., с – 357.